乾旱區平原水庫的水文效應模擬方法研究

《乾旱區平原水庫的水文效應模擬方法研究》是依託北京大學，由張愛靜擔任負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：乾旱區平原水庫的水文效應模擬方法研究
• 項目負責人：張愛靜
• 項目類別：青年科學基金項目
• 依託單位：北京大學

項目摘要

乾旱內陸河流域平原水庫的修建在區域生產建設和環境治理中發揮了重大作用，但也嚴重影響著庫區周邊，甚至整個流域的生態環境。本項目從回答平原水庫功效的爭議性問題出發，以西北乾旱內陸地區的黑河流域中游為研究實例，基於水文、氣象、地質、遙感等信息，採用地表-地下水耦合模擬技術研究平原水庫對水循環過程的影響。首先分析平原水庫對水循環系統影響的時空特性；接著探討平原水庫的蒸發、下滲和蓄泄過程及其量化方法；改進地表-地下水耦合模型（SWATMOD模型）的相應模組，建立考慮平原水庫影響的地表-地下水耦合模擬模型；最後採用情景分析方法從機理的角度定量評價平原水庫的水文效應。研究結果對辯證認識平原水庫的功效，完善水文模擬技術，科學規劃平原水庫，架構平原水庫的水資源開發利用和管理模式有重要意義。

結題摘要

乾旱內陸河流域的平原水庫在促進區域農業生產和經濟發展的同時也影響著庫區周邊甚至整個流域的生態環境。但是，量化平原水庫對水循環影響的研究較少，且缺乏系統的手段與研究方法。針對平原水庫功效的爭議性問題，以西北乾旱內陸地區的黑河流域中游為研究實例，採用地表-地下水耦合模擬技術研究平原水庫對水循環過程的影響十分必要。 基於平原水庫的地理位置信息、特徵值信息和水庫蓄水與供水資料，套用統計學與信息學理論，選出具有代表性的平原水庫，分析了不同水平年平原水庫在時間上的蓄泄過程及其在空間上的拓撲關係。將SWAT模型與MODFLOW模型耦合，並根據乾旱區平原水庫對水循環的影響特徵，對地表-地下水耦合模型水庫模組的蒸發方程，下滲方程和蓄泄控制方程及水庫、河道與地下水的相互作用關係進行了相應的修改和完善，建立了考慮平原水庫影響的地表-地下水耦合模擬模型。採用改進的模型模擬了研究區在有平原水庫、無平原水庫情景下的水循環過程。研究結果表明，研究區內平原水庫年均引水量約4900萬m，供水量約2700萬m，蒸發滲漏損失約2200萬m（約為總蓄水量的45%）。滲漏水量大約有1000萬m，蒸發損失量大約有1200萬m。平原水庫的滲漏水量可以回到地下水系統，對維持黑河中游地下水位和周圍生態環境有重要作用。若全部平原水庫廢棄或停止使用，將減少張掖地區的水面面積，降低平原水庫周圍地下水位，必然會造成一定的生態環境影響。 本課題在流域水循環模型中考慮平原水庫的影響，對更準確地模擬流域水循環過程，完善水文模擬技術，科學地規劃平原水庫，發揮平原水庫對地表-地下水的調控潛力，架構平原水庫的水資源開發利用和管理模式具有重要的意義。