申请/专利权人：中国水利水电科学研究院

申请日：2023-10-16

公开（公告）日：2024-06-07

公开（公告）号：CN117313402B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06Q50/06;G06Q50/02;G06F111/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.07#授权;2024.01.16#实质审查的生效;2023.12.29#公开

摘要：本发明公开了一种灌区多尺度节水潜力模拟评价方法，涉及水资源、水循环、农田水文及生态水文领域。包括以下步骤：调查待测灌区水循环转化过程；构建灌区水循环模型；模拟灌区地表水‑土壤水‑地下水转化过程，输出灌溉绿洲区‑灌域‑农田不同尺度下的水循环要素通量；确定植被良好、湖泊稳定、盐分平衡的生态阈值；确定单项措施或者综合措施节水方案集；计算不同措施、不同尺度的节水潜力；以生态阈值为约束，综合评价不同节水措施或方案集条件下的节水量及生态影响，计算保障生态健康的节水综合潜力。本发明有助于为科学评估多尺度节水潜力、灌溉用水效率及生态健康保护提供技术支撑。

主权项：1.一种灌区多尺度节水潜力模拟评价方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、调查待测灌区灌溉用水特点，概化灌区引水、输水、用水、排水及其各环节的转化和消耗过程；S2、根据灌区引水、输水、用水、排水及其转化规律构建灌区水循环模型；S3、采用灌区水循环模型定量模拟灌区地表水-土壤水-地下水转化过程，输出灌溉绿洲区-灌域-农田不同尺度下的水循环要素通量；S4、确定植被良好、湖泊稳定、盐分平衡的生态阈值；S5、根据待测灌区采取的节水措施，确定单项措施或者综合措施节水方案集；S6、根据不同尺度下的农业节水潜力计算的理论公式，结合模型输出的数据信息，计算不同措施、不同尺度的节水潜力；S7、以生态阈值为约束，评价不同节水措施或综合方案集条件下各尺度农业节水量及生态影响，计算保障生态健康的综合节水潜力及各尺度节水潜力；S2中的构建灌区水循环模型的方法为：S201、获取灌区DEM数据和排水系统信息，确定区域汇水路径，划分汇水单元；S202、获取灌区供水系统分布信息，确定区域供水耗散结构，划分耗散单元；S203、划分灌区空间计算单元，建立空间计算单元、汇水单元和耗散单元之间的拓扑关系；S204、获取空间计算单元对应的气象信息、土地利用信息、土壤分布信息、水文地质参数信息，结合空间计算单元、汇水单元和耗散单元之间的拓扑关系，构建灌区水循环模型；S6中的不同尺度包括：植株尺度、田间尺度、灌域尺度和绿洲尺度；植株尺度节水潜力为采取措施前后的蒸腾耗水量差值：ΔW植株耗水＝ΔT1＝T1-T1′，其中，ΔW植株耗水为单个植株的耗水节水量，单位为mm；ΔT1为采取措施后的植株蒸腾耗水的变化量，单位为m3；T1、T1'分别为作物在节水措施实施前后的蒸腾耗水量，单位为mm；田间尺度取水节水潜力：ΔW田取水＝ΔW1＝ΔT1+ΔE3+ΔW2+ΔSW1+ΔWg2-ΔWeg1，其中，ΔW田取水为田间节水措施的实际田间取水节水量，单位为m3；ΔW1、ΔT1、ΔE3、ΔW2分别为田间引水变化量、作物蒸腾灌溉水变化量、田间土壤蒸发灌溉水变化量、田间地表灌溉排水变化量，单位为m3；ΔSW1、ΔWg2分别为田间土壤蓄存的灌溉水变化量、渗漏补给地下水的灌溉水变化量，单位为m3；ΔWeg1为潜水蒸发量中的灌溉水部分变化量，单位为m3；田间尺度耗水节水潜力：ΔW田直耗＝ΔE3+ΔT1，其中，ΔW田直耗为田间节水措施前后田块上的耗水变化量，单位为m3；灌域尺度取水节水潜力：ΔW灌取水＝W0-W′0或者：ΔW灌取水＝ΔE1+ΔE2+ΔE3+ΔT1+ΔWg1+ΔWg2-ΔWpg1-ΔWeg1+ΔE4+ΔSW1+ΔW3，其中，ΔW灌取水为灌域尺度实际取水节水量，单位为m3；W0、W0'分别为灌域采取节水措施前、后的取水量，单位为m3；ΔE1为引水渠道水面蒸发变化量，单位为m3；ΔE2为引水渠道土壤蒸发变化量，单位为m3；ΔE4为灌域排水沟道水面蒸发变化量，单位为m3；ΔWg1为引水渠道入渗补给变化量，单位为m3；ΔWpg1为从地下水含水层排泄至排水沟道的灌溉水变化量，单位为m3；灌域尺度耗水节水潜力：ΔW灌耗水＝ΔE1+ΔE2+ΔE3+ΔT1+ΔE4，其中，ΔW灌耗水为灌域尺度的实际耗水节水量，单位为m3；绿洲尺度取水节水潜力：ΔW绿取水＝W0-W′0或者： 同理，绿洲尺度的耗水节水潜力： 其中：ΔW绿取水为绿洲尺度的实际取水节水量，单位为m3；ΔW绿耗水为绿洲尺度的实际耗水节水量，单位为m3；ΔWpg3为地下水排出变化量，单位为m3；ΔW4为河湖流域地表排出变化量，单位为m3；ΔGW为地下水含水层蓄存的灌溉水变化量，单位为m3；m、n分别为研究区下垫面类型数量、植被类型数量。

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百度查询： 中国水利水电科学研究院 一种灌区多尺度节水潜力模拟评价方法

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