干旱內(nèi)陸河流域水平衡模型

1、干旱內(nèi)陸河流域水平衡模型該?？諏⑺芯康臎鲇蜃鳛閭€(gè)條統(tǒng).從平mi的角度出廈.將該系統(tǒng)和分為河道*涯區(qū)、非灌區(qū)、水庫、井昇部分.各細(xì)誡沛分的冰從通過河道分水、灌區(qū)引排水產(chǎn)生聯(lián)氣從剖面的角度出發(fā)，該羸統(tǒng)宙地表、包氣帶(卄：飽和帶八翹水慣三滸分構(gòu)成，這一幷之間的水分逋過入謬、它管水和地卜水溢出的療式進(jìn)廿穴換.無論從何種勿度分析水分的運(yùn)動(dòng)在運(yùn)動(dòng)的過程中.朋雖總是般航乎衡定律,即在參年平均的tr'i況卜.系統(tǒng)孑部分的儲(chǔ)K變化凰的平均值均應(yīng)趟于零*，43.2水平衡模熨的堆本紐成模塊水平衡模型由河薇慣塊、水庫模塊、湖泊模塊、灌漑模塊和地卞水欖塊組成46-河謊模塊務(wù)研究區(qū)的河道按照水文站點(diǎn)、河道長(zhǎng)度、

2、以及河道與灌區(qū)的水力關(guān)系劃分為若T河道.把流域時(shí)來朋逋過河段水面裁技"潘漏、冋門、滯儀引水、武啊水、河段儲(chǔ)雖變化按半衡計(jì)謀出河段的出流.即河段遵循如下的水量平術(shù)關(guān)衆(zhòng)式RFO=RF1-RGG+RGD-RD1-RAHSRGL-RERSS(3I)覽中：RFO河段卜游斷面的流出水S；河段f游斯而的流入水軋AGG-地卜忒補(bǔ)給泗段術(shù)他RGD回歸水釦RDI潔漑弓冰毗；RABS-調(diào)入誡調(diào)出河段的水凰：骯兀一河段海樹補(bǔ)給地卜水【也REF河段水面奏發(fā)址:RSS訃算時(shí)段始木河理裕啞業(yè)水庫在詭裕、灌溉和防洪方而起著重要的作用，因而在模型模擬中.水庫模塊的f衡模擬是必不可少的一部分.水庫的入流來源r河流、灌區(qū)

3、、地下水和泉水，如果在研究區(qū)內(nèi)存在仃許多庫容小的水庫，那水悻模塊町行作是水胯群統(tǒng)一研究。水庫的出流主要包括水庫卜泄水盤、水庫水面蒸發(fā)和滲漏。水庫水雖平衡遵循以卜方程：SRO=SRI+SRQSEySSPG.WRE士SRS(3-2)式中：SRO出庫水雖：SR/入庫水呈：SRQ-庫區(qū)泉水溢出雖：SEP-悴區(qū)水血煎發(fā)呈：SSPG-庫區(qū)滲漏補(bǔ)給地卜水雖：HRE水庫棄水址：SRS水庫裕水變化雖.湖泊模塊湖泊水圮平衡的原理和水庫水圮平衡原理相同。湖泊水上要有河道水、灌區(qū)排水及地卜水補(bǔ)給，其主要消耗在湖面藻發(fā)、濕地裁騰和泄水入河道。依據(jù)湖泊水的轉(zhuǎn)化關(guān)系，得出湖泊水量平衡方程,如下式:HOUT=HEIN+HI&

4、#39;)RH(；W-HI.EX('H-HET-HRET±HR!(3.3)式中：HOUT-湖泊泄入河道的水雖：上7A1湖泊的河道入流雖:：“D/?灌區(qū)井水N入湖泊的水雖:HGW一地卜水補(bǔ)給湖泊的水雖:HLEXCH湖泊的水分交換呈：HET湖泊的水面交換圮:HRET湖泊的柚彼英騰址：HRS-湖泊的裕水變化雖。灌溉模塊將淋漑區(qū)分成若于個(gè)子灌溉單元.孑灌溉單元包括了該流域的河流和水庫(地表水)和地卜水單元及灌溉山塊.灌溉系統(tǒng)主要分為兩部分：III何系統(tǒng)和渠道系統(tǒng)。渠道系統(tǒng)將水源引至HIfuJ.是農(nóng)業(yè)灌溉的供水系統(tǒng)。渠道分為五級(jí)，即干渠、支干渠、支渠、斗渠、農(nóng)渠.以上各級(jí)渠道的渠系水利

5、用系數(shù)分別衣示為：CEFF、CEFF2、CEFF3、CEFF4、CEM5".對(duì)于引用不同水源的水.水流被引到田間所經(jīng)過的渠道等級(jí)數(shù)不同.當(dāng)引用河道的水到II河時(shí)，需耍經(jīng)過干渠、支干渠、支渠、斗渠、農(nóng)渠五級(jí)：當(dāng)引用水庫中的水和泉水到HI何時(shí)，需耍經(jīng)過支渠、斗渠、農(nóng)渠三級(jí)：當(dāng)引用井水到田何時(shí).需耍經(jīng)過斗渠、農(nóng)渠兩級(jí)。由于引水水源不同,從而得到不同的綜合利用系數(shù)CEF：當(dāng)從河道引水CEF1=CEFF1心FF2MEFF3心FF42EFF5(3-4)當(dāng)從水庫引水CEF2=CEFF3«EFF4«EFF5(3-5)當(dāng)從井中引水CEF3=CEFF4MEFF5(3-6)根據(jù)栗道水的

6、轉(zhuǎn)化關(guān)系得到栗道系統(tǒng)的水雖平衡方用，見卜式：TDIV=FDIV+RESDW+WELLDW+SPRDW+DRDW(3-7)FDITDMCLL4CLIG(38)式中'Q“一灌漑單元總引水ShFD/rmfnj總供水址：RESD"從水庫引入水呈：WELLDIV引用的地卜水SbSPRDH引入的泉水量：DRDW-從氏他灌漑m71?；I入的拮水呈或棄水雖:CLIA一渠系輸水的水浙蒸發(fā)雖:：CLIG-系輸水滲漏量：水流引到田何.主耍被作物消耗.一部分被棵間裁發(fā).一部分排回渠道制余F潑到t:壤層根據(jù)以上轉(zhuǎn)化關(guān)系,得到田何系統(tǒng)的水量平衡方程,見卜式:FLlG=FDiyFlAJCUFDR(3-9)

7、式中:FZJG田何灌溉港漏水盤:F1A水面蒸發(fā)雖:作物耗水雖：FDR-III何排水雖.地卜水模塊地卜水是指貯存于地喪以卜巖土層中水的總稱廣義地卜水包括土壤、隔水層和含水層中的亜力水和非貳力水.欣義地卜水是指土壤、隔水層和含水層中的亜力水.研究區(qū)分為農(nóng)區(qū)和非農(nóng)區(qū)，農(nóng)區(qū)采用人匸引水進(jìn)行灌溉，水雖交換比較人，土填水的調(diào)需能力明顯.因而,農(nóng)區(qū)的地下水指的是廣義的地下水非農(nóng)區(qū)兒乎沒有進(jìn)行人工引水灌溉.水分的交換不明靠，土壤的含水雖變化比較小，因此，農(nóng)區(qū)的地卜水定義為狄義的地卜水.綜合考股河道、水庫、井、泉、農(nóng)區(qū)、非農(nóng)區(qū)等模塊，得到研究區(qū)域內(nèi)毎個(gè)計(jì)笑單元的地卜水水雖平衡方程，見卜式：GRS=GW1

8、7;GWR1V+CLIGFGW+SSPG-GWO-SPROUT-WELLOUT-WELLC1TYEGGNR.NBETDGW(3-10)式中：GRS地卜冰裕水雖的變化屋：GUI地卜水側(cè)向入流從：GWRIV-地下水與河水的交換址:CL/G-渠系輸水損失補(bǔ)給地卜水呈：FG"'下土壤層補(bǔ)給地卜水呈：SSPG-水庫滲漏損失補(bǔ)給地卜水呈：GWO地卜水側(cè)向出流雖：SPROUT-泉水溢出ht：WELLOUT農(nóng)用水源地開采址:HELLC/T城市生活、工業(yè)、綠化、畜牧等使用的地下水St:EG農(nóng)區(qū)地F水毛管上升補(bǔ)給土壤層水址：GNR非農(nóng)區(qū)何植被區(qū)地卜水上升蒸騰雖:NBET-W農(nóng)X裸地?zé)o效蒸發(fā)就：D

9、GW地卜水井水旦:。3.3模型的軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)該模申需要時(shí)間較長(zhǎng)的數(shù)據(jù)資料.H對(duì)數(shù)據(jù)的要求比較髙.故在模熨的計(jì)篦卜.采用高級(jí)算法語jFortran95用ConpaqVisualFortran6.5作為iM；的編鶴環(huán)境。為了簡(jiǎn)明清晰地輸入和分析數(shù)據(jù),利用MicrosoilExcel中的VBA編程功能來管理和分析原始數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果.軟件系統(tǒng)該軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)管理、數(shù)抑;管理、欖型計(jì)算、模型分析、帝助系統(tǒng)五個(gè)模塊.在軟件的左控界面的主菜單上有顯示.（1）系統(tǒng)管理系統(tǒng)管理上耍是指用戶管理和文件管理.用戶管理主耍用于用戶訪問及操作的權(quán)限設(shè)迎.一-股分為系統(tǒng)管理員、系統(tǒng)操作員和般訪問者三個(gè)級(jí)別其中,系統(tǒng)管理

10、員擁仃彊人的權(quán)隈.能対系統(tǒng)所仃內(nèi)容進(jìn)行操作：其次是系統(tǒng)操作員，他能對(duì)除了模申抓撲關(guān)系、用戶口令設(shè)迓、?？諈?shù)調(diào)試Z外的氏他項(xiàng)進(jìn)行操作：般訪問者只燈模型的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和保存感者打印統(tǒng)汁分析結(jié)果.文件管理主要址指對(duì)原始數(shù)抑;、圖形和模擬的結(jié)果進(jìn)行保存和打印輸出.（2）數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)管理主耍是對(duì)河道、灌區(qū)、湖泊、地卜水、水庫等模塊進(jìn)行水雖平衡計(jì)篦所需要的原始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備,編設(shè)河道、灌區(qū)、湖泊、地下水、水庫等模塊Z何的拓?fù)潢P(guān)系.調(diào)整?？盏挠绊憛?shù).（3）模型計(jì)算計(jì)算主要是指研究區(qū)水足平衞的模擬計(jì)算。計(jì)算結(jié)果揭示出了流域內(nèi)河道、水庫、灌溉氓元、湖泊、地卜水也尤Z何的水屋轉(zhuǎn)換關(guān)系.反映了渠系入滲、泉水、IH間入滲、潛水蒸發(fā)、地卜水與河水的轉(zhuǎn)換、地卜水運(yùn)移及平復(fù)j轉(zhuǎn)換關(guān)系。(4) 模型分析?？辗治龇譃閰?shù)率定、水平衡模擬結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析、參數(shù)徴感件分析.參數(shù)率定是將模型槐擬的的結(jié)果與實(shí)測(cè)值進(jìn)行甘比分析，從而更準(zhǔn)確的確定模型參數(shù)：水S:平衡模擬結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析是對(duì)逐月模擬結(jié)果進(jìn)行多年平均或年統(tǒng)計(jì)分析:參數(shù)敏感性分析町苛主要的?？諈?shù)完成敏感性分析，并給出分析的結(jié)果(5) 幫助系統(tǒng)幫助系統(tǒng)能為用戶介紹所有軟件的各種功能和軟件的使用說明.H便用戶更方便、簡(jiǎn)單的操作該?？障到y(tǒng).模型參數(shù)率定模型中會(huì)仃-些參數(shù)，都具仃一定的物理意義。收集資料的過丘中.若參敵沒仃實(shí)測(cè)值，則需要按照經(jīng)驗(yàn)和研究區(qū)已仃的研究結(jié)