ET理论与应用

在世行节水灌溉项目和GEF海河项目实施以来，馆陶县对项目“真实”节水即减少ET（蒸腾蒸发量），由传统水资源管理到ET管理经历了一个渐进的过程，根据世行和中央项目办的要求和专家的ET理论，认真进行实践，取得了显著的资源性节水效果，建立了一个大气水、地袁补给水和地下水动态平衡模型，出台了以ET为水权决策基线的可操作的《水资源分配与水权体系建设方案》，把ET理论纳入水权管理轨道。本文对ET理论以及在馆陶县的应用进行了简要介绍。     

农民用水者协会参与以ET为目标的水权管理

馆陶县农民用水者协会始建于 2000 年,到目前为止,已建立县农民用水者总会、乡镇分会和村级协会三级组织系统,已被县确认为全县范围内实施以 ET 为目标的水权制度群众性水管组织.并积极参与地下水管理、监测评价、三大节水措施、种植结构调整和管理体制改革等为内容的节水和降低ET工作,并利用社区驱动发展(CDD)机制参与各项ET管理活动,其具体做法是以用水者小组为单位对农民进行 ET 知识培训,全面理解农民用水者协会的任务,并依据社会自身力量,不断完善以ET为目标的水权管理制度,确保水资源的可持续利用和农业生产的可持续发展.     

馆陶县节水型社会建设的实践与探索

水资源紧缺及水环境污染已成为我国社会经济与城市建设可持续发展的重要制约因素。只有对有限的水资源进行合理配置,采取各种措施促进节水型社会的建设,才能为经济和社会发展提供有力的保障。从馆陶县面临的水资源紧缺形势和日趋严重的水环境问题出发,阐述了建设节水型社会的必要性,并针对馆陶县节水型社会建设现状和存在问题,从管理制度建设、深化和扩大节水试点建设、建立投融资长效机制、加强组织结构建设、水利信息化建设、加大宣传力度和提高公众参与程度等方面详细论述了馆陶县建设节水型社会的主要实践和探索,以期为本地和其他类似地方节水型社会建设提供一定的参考和借鉴。     

邯郸市东部平原区目标ET分析

在全球水资源稀缺的大环境下,我国的水资源也面临着诸多严重的问题,基于水资源状况,想要实现水资源协调可持续发展必须得提高对水资源总量管理的科学性,本文以邯郸市东部平原区为研究对象,采用相应目标ET计算方法,对研究区不同水平年目标ET进行确定分析。结果表明,1990-2012年系列多年平均目标ET为46.2亿m³,降水～可消耗ET的线性相关程度较高,相关系数为0.955 9;经计算,丰水年、平水年、枯水年目标ET分别为50.1亿m³,47.1亿m³,44.3亿m³。目标ET的确定可提高对水资源总量管理的科学性。     

馆陶县水资源现状及可持续利用对策

我国水资源紧缺、水环境污染的形势极其严峻,成为国家、社会经济与城市建设可持续发展的重要制约因素。只有对有限的水资源进行合理配置,采取各种措施提高水资源的利用率和承栽能力,才能为社会的发展提供有力的保障。以华北地区缺水严重的典型代表一馆陶县为例,分析其水资源的开发利用现状及存在问题,从管理制度建设、提高用水效率、非常规水资源利用、防止水资源污染、提高水资源监控能力等提出保护对策及建议。     

卫星遥感监测ET方法及其在水管理方面的应用

概述了利用遥感技术监测流域蒸发(ET)用于流域水管理的研究,利用卫星遥感监测ET比传统地面监测ET方法具有更高的经济合理性和实用性;通过遥感监测的ET,不仅可以对农业用水效率、灌溉系统性能作出更符合实际的评价,还可服务于流域水资源管理和区域水资源利用规划。随着信息技术的快速发展,卫星遥感监测ET的方法在水管理方面的应用前景广阔,我国应加强对该技术的研究和应用。     

河北省馆陶县地下水压采新模式

河北省水资源严重匮乏,由于连年超采地下水已引发了严重的环境地质问题.对馆陶县地下开采现状,指出地下水压采新模式.通过综合措施即种植结构调整、工程措施、管理制度措施、咸水微咸水合理利用等,开源与节流并举,使该区域水资源能够支撑其社会、经济和环境的可持续发展.     

黄河流域区域目标ET的优化配置及调控措施实例研究

针对黄河流域R-ET水资源管理模式中目标ET的优化配置问题,基于多目标遗传算法,构建了水资源总量控制、ET总量控制、粮食用水保障和生态生活用水保障,共4个目标函数及约束条件,设计了遗传算法的相关参数,从而对目标ET的优化配置进行求解。以鄂尔多斯地区为研究实例,对2015年5个方案的目标ET进行优化配置,其中灌溉耕地目标ETIta占到总目标ETta的36%左右;居工地ETJta占到20%左右,不可控目标ETNta占到50%左右。各分项实际ET的分布比例为:不可控ETN为实际ET总值的64.4%,灌溉耕地ETI为33.6%和城乡居工地ETJ为2%,经过对比认为要达到目标ET,削减和调控的重点在不可控ET和耕地ET。根据研究区的实际情况,提出了各分项目标ET的调控重点和相关措施,为下一步实施黄河流域的R-ET水资源管理奠定了必要的基础。     

黄河流域兰州-头道拐区间ET管理应用

黄河水权分配指标与取水管理相脱节,致使一些省份引黄耗水量超出了分水指标。ET管理能够明确区域的水循环过程与真实耗水,为区域水资源管理部门节水管理以及河道管理部门取水管理提供技术支撑。本文研究了基于ET的水资源管理模式,并将ET管理应用于黄河流域兰州-头道拐区间,具体介绍了ET管理的应用思路,并建立了区域取耗水关系,使河道管理部门取水管理具有可操作性。     

基于涡动相关仪验证的SEBS模型对黑河中游地表蒸散发的估算研究

在我国西北干旱和半干旱地区, 农业收获主要依靠灌溉保证, 灌溉绿洲的蒸散发(ET)是当地水资源的主要消耗. 通过遥感估算区域灌溉绿洲的ET对于地区合理利用水资源极其重要, 利用MODIS/Terra 影像, 基于物理过程的地表能量平衡模型(SEBS), 结合WRF模式输出的气候驱动数据和地面观测数据来估算黑河中游地区的地表通量和日蒸散发(ET_daily). 估算的ET用不同下垫面的涡动相关仪观测数据进行验证, 结果显示: SEBS模型估算的不同下垫面的ET_daily具有很好的拟合效果(R²=0.96, P<0.001), 在灌溉绿洲估算的ET_daily比实测值偏高, 说明干旱、半干旱地区灌溉绿洲土壤水分胁迫是影响ET的主要因素. 模型估算绿洲作物生长期间的ET_daily和实测的ET_daily平均相对误差为12.5%, 精度在观测的能量不闭合误差以内且精度比戈壁和沙漠地区高.     

真实节水基本概念分析

利用世行贷款发展节水灌溉项目以来，项目区通过工程、农业和管理节水措施，取得显著的节水效果：一是不仅项目区，而且全县渠系水、田间水和灌溉水的有效利用系数大大提高，灌溉提取水量大幅度浅少，与此同时，农作物ET值不断下降，预计2010年ET值降到当地平均降雨量。二是灌区各部分耗水量发生显著变化，有项目以后，不仅灌溉提取水量，作物ET大幅度下降，而且深层渗漏也显著减少。三是真实节水效果显著：(1)净开采量大幅度浅少；(2)真实(资源)节水量不断增加；(3)作物ET值不断减少，尤其重要的是田间水的有效利用系数不断提高，无效蒸发相应减少。四是地下水超采状况显著好转，到2010年项目区可实现地下水的零超采，全县地下水下降幅度大大减小。     

Evapotranspiration management based on the application of SWAT for balancing water consumption: A case study in Guantao,China

Rapid social and economic development results in increased demand for water resources. This can lead to the unsustainable development and exploitation of water resources which in turn causes significant environmental problems. Conventional water resource management approaches, such as supply and demand management strategies, frequently fail to restore regional water balance. This paper introduces the concept of water consumption balance, the balance between actual evapotranspiration (ET) and target ET, and establishes a framework to realize regional water balance. The framework consists of three stages: (1) determination of target ET and actual ET; (2) quantification of the water-saving requirements for the region; and (3) reduction of actual ET by implementing various water saving management strategies. Using this framework, a case study was conducted for Guantao County, China. The SWAT model was utilized to aid in the selection of the best water saving management strategy by comparing the ET of different irrigation methods and crop pattern adjustments. Simulation results revealed that determination of SWAT model parameters using remote sensing ET is feasible and that the model is a valuable tool for ET management. Irrigation was found to have a greater influence on the ET of winter wheat as compared to that of maize, indicating that reduction in winter wheat cultivation is the most effective way to reduce regional ET. However, the effect of water-saving irrigation methods on the reduction of ET was not obvious. This indicates that it would be difficult to achieve regional ET reduction using water-saving irrigation methods only. Furthermore, selecting the best water saving management strategy by relying solely on the amount of reduced ET was insufficient, because it ignored the impact of water conservation measures on the livelihood of the agricultural community. Incorporating these considerations with our findings, we recommend changing the current irrigation method to sprinkler irrigation and replacing 20% of the winter wheat-maize cultivated area with cotton, as the best strategy to achieve water balance in the study area.     

辽河三角洲地区地下水动态监测研究

辽河三角洲处于陆地和海洋的结合部,蕴含丰富的资源,具有十分重要的战略地位。项目通过三年的时间,查明了辽河三角洲地区主要含水层结构:第四系含水层系统(Q)、明化镇组含水层系统(Nm)、馆陶组含水层系统(Ng)。通过设立动态监测网,建立、完善地下水动态监测体系,实现地下水位和水质的实时监测;地下水水位动态:第四系松散岩类孔隙水较为稳定,水位动态变化不大;上新近系明化镇组和馆陶组地下水,受人类活动影响较大,由于多年连续大量开采,地下水位逐年下降,已形成了2个区域性地下水降落漏斗。地下水水质动态:第四系上更新统(Q3)浅层水Cl-、SO42-、Na+及矿化度持续升高,高矿化度水分布面积扩大,水化学类型复杂化,氯化物型和钠型水分布面积增大,向周边扩散;明化镇组和馆陶组地下水,水质优良,变化不大。针对地下水超采,注重水资源合理配置,适当减少新近系地下水资源的开采,充分利用地表水资源的对策。     

临清市馆陶组地热水化学特征及结垢腐蚀性研究

临清地区地下蕴含着丰富的地热资源,开采目的层主要为馆陶组热储。文章对馆陶组地下热水热储特征、化学成分、同位素及其结垢腐蚀性进行了分析研究。结果显示该层地下热水为C l—Na型水,TDS较大为咸水,弱碱性,具大陆溶滤水的特征,主要是由大气降水补给,年龄介于5~48 a,地热水有强腐蚀性,不结垢。     

砂岩孔隙热储地温场水化学场特征及地热水富集机理——鲁北馆陶组热储典型案例

鲁北平原不同构造单元,具有不同温度、矿化度、特殊化学成分、富水性的地热资源。其中馆陶组热储是区内资源最丰富、开采利用程度最高、规模最大,为最具经济开采价值的热储。正确认识其地温场、水化学场特征及地热水富集机理,成为目前人们最为关心的问题。本文根据对馆陶组热储盖层地温梯度、热储温度变化特征的分析,结合地质构造条件,揭示了地温场温度受断裂构造影响,高温区主要分布在武城-高唐-陵县、宁津-庆云、沾化-孤岛、高青-博兴等凸起区与断裂交汇部位。区内馆陶组地热水化学类型以Cl-Na为主,其次为Cl·SO_4-Na及SO_4·Cl-Na型,矿化度4.07～18.52g/L,pH值7.14～8.1,地热水中含有大量人体健康所需的微量元素。分析认为,区内馆陶组地热水成因为大气降水,蒙脱石向绿泥石转变是地热水中贫钾、贫镁原因,馆陶组热储地热水总体流向为西南流向东北,在各县市城区地热水由四周向城区漏斗中心运移。本文根据地热钻探揭露馆陶组底砾岩深度、厚度及地热井水位、单井涌水量等大量数据的分析,揭示了鲁北平原馆陶组地热水古沉积相环境,并划分出两个大的古河道带:即临清—武城—德州—陵县一线古河道带和沾化—河口—仙河一线古河道带。前者后期受南部高唐凸起和东部埕子口-宁津潜断隆控制,在德州—陵县一带形成了范围较大、岩性颗粒较粗、厚度较大的冲洪积扇区;后者主要受西北部刁口潜凸起、义和庄潜凸起与南部无棣潜凸起控制,在河口—孤岛—仙河一带形成了较大范围岩性颗粒较粗、厚度较大的冲洪积扇区。在下游受陈庄凸起、青坨凸起影响,将古河道带分叉为两部分,南部古河道带分布在利津—东营一带。地热水富水规律与古河道带一致,富水区主要分布在两个古河道带区域,单井涌水量一般大于85m~3/h,且距古河道带越近,含水层砂砾岩埋藏越深,颗粒越粗,富水条件越好;反之,富水条件越差。在古河道带冲洪积扇部位富水条件最好。     

冀中平原深部地下热水资源可更新特征与依据——以辛集馆陶组地下热水系统为例

针对冀中平原深部地下热水资源可更新性问题,以辛集馆陶组地下热水系统为例,采用相同开采强度下地下热水位降幅异常变化的识别方法,通过2000年以来该地下热水位年际及月际降幅与开采量和上游山区年降水量之间响应变化特征研究,结果表明:(1)冀中平原辛集地区馆陶组地下热水资源具有一定的可更新能力,与上游山区年降水量变化相关,还与地下水位埋深、当年开采引起的水位降幅大小和开采疏干层位砾粗砂岩及细砂岩占比状况有关;(2)辛集地区馆陶组地下热水大规模开采,是该地下水系统获得上游区侧向流入补给的必要条件,属于开采激发型补给,更新补给的资源数量有限;(3)从2000年以来该区地下热水水位动态变化趋势来看,目前该区地下热水资源已处于超采状态,需要压采或人工回灌增大补给,否则难以可持续开发利用。     

东营市城区馆陶组热储回灌性能分析

东营市城区馆陶组热储为新近系松散碎屑岩层状热储,目前地热资源开采量约95万m3/a,回灌是解决热储压力下降与地热尾水排放对环境造成不良影响的最佳措施,该文采用自然回灌试验方法探讨回灌条件下馆陶组热储的渗透性能,并与德州市城区馆陶组热储压力回灌试验成果进行了对比,对该热储的回灌性能进行了分析,为指导该区地热回灌提供了科学依据。     

安徽省太和县城及外围地热资源特征与前景分析

太和县处于周口凹陷和淮河台坳区内,本区沉积了巨厚的古近纪、新近纪和第四纪地层。新近纪馆陶组,呈层状,分布较稳定,是该区的主要热储层位;热能和热水资源较丰富,水温适中,地热流体质量较好。分析认为,馆陶组下伏的界首组砂岩,应为该区理想的热储层位,应是下一步工作的重点。