發(fā)布時間：2020-05-25 04:10

【摘要】：灌溉水利用效率是評價灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水情況的重要依據(jù),也是反映灌區(qū)灌溉工程狀況、用水管理水平及節(jié)水灌溉技術(shù)的重要指標。正確評價灌溉水利用效率可為灌區(qū)節(jié)水灌溉的發(fā)展提供科學(xué)的理論基礎(chǔ)。黑龍江省作為中國重要的商品糧基地,多年來其灌溉水利用效率排名均處在全國中等偏后水平。目前,黑龍江省共有大、中型灌區(qū)338處,小型灌區(qū)9136處,純井灌區(qū)30萬余處,由于存在環(huán)境差異及管理方式的不同,使得黑龍江省不同類型灌區(qū)的灌溉水利用效率規(guī)模差異性顯著,存在發(fā)展不均衡的現(xiàn)象。因此,有必要對黑龍江省不同類型灌區(qū)灌溉水利用率的時空變化規(guī)律進行研究分析,找出制約不同類型灌區(qū)灌溉水利用效率增長的主要影響因素,并科學(xué)制定節(jié)水方案,進而使得不同類型灌區(qū)在其可達到的閾值范圍內(nèi)得以均衡穩(wěn)步提升,實現(xiàn)黑龍江省灌溉水利用率均衡增長的目標。本研究在對黑龍江省樣點灌區(qū)進行調(diào)研及部分典型樣點灌區(qū)進行實地測量的基礎(chǔ)上,對不同類型灌區(qū)灌溉水利用效率的時間分形特征及空間分布格局進行研究;利用空間建模技術(shù)對不同地區(qū)的灌溉水利用效率進行影響因素分析;從工程性節(jié)水和作物真實節(jié)水兩個方面計算灌區(qū)節(jié)水潛力,并利用方法集評價法對黑龍江省大型灌區(qū)的節(jié)水潛力進行評價。本研究的主要內(nèi)容及成果如下:(1)灌溉用水效率指標體系測算方法在對以往灌溉用水效率指標體系進行歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上,將灌溉水利用效率、渠系水利用效率、田間水利用效率作為本研究的灌溉用水效率指標體系;闡述了灌溉用水效率指標體系中各指標的測算方法;針對特殊類型灌區(qū)——井渠結(jié)合灌區(qū),提出了灌溉水利用效率測算的修正方法,由于考慮了地下水運動及回歸水的影響,利用修正方法計算出的井渠結(jié)合灌區(qū)灌溉水利用效率高于傳統(tǒng)測算方法計算出的灌溉水利用效率,也更貼近真實值。(2)黑龍江省灌溉水利用效率分形特征為研究不同類型灌區(qū)灌溉水利用效率的規(guī)模分布情況,利用位序-規(guī)模法對黑龍江省不同類型灌區(qū)灌溉水利用效率的年度分形特征進行研究。結(jié)果表明:2009年~2014年黑龍江省灌區(qū)灌溉水利用效率的分維值D在(5.26,6.25)區(qū)間范圍內(nèi),呈現(xiàn)出由多分形向單分形逐步過渡的結(jié)構(gòu)特點,黑龍江省不同類型灌區(qū)的灌溉水利用效率逐漸趨于均衡增長;不同類型灌區(qū)灌溉水利用效率在均衡發(fā)展情況下可達的最大值分別為:大、中型灌區(qū)D1=4.58時,η1=44.44%,小型灌區(qū)D2=4.79時,η2=53.81%;純井灌區(qū)D3=6.98時,η3=70.41%;全省灌區(qū)D=5.13時,η=57.03%。(3)黑龍江省灌溉用水效率指標體系空間格局利用地統(tǒng)計學(xué)方法對黑龍江省灌區(qū)灌溉用水效率指標體系的空間分布特征進行研究。結(jié)果表明:田間水利用效率受空間結(jié)構(gòu)的影響最大,ISO方向空間正相關(guān)范圍最大為145 km;灌溉水利用效率受空間結(jié)構(gòu)的影響次之,ISO方向空間正相關(guān)范圍為124 km,而渠系水利用效率受隨機因素影響較大。大慶、哈爾濱、綏化三地交界處,灌溉水利用效率、渠系水利用效率與田間水利用效率均出現(xiàn)高值,3個指標在雞西的雞東縣均出現(xiàn)低值。(4)黑龍江省灌溉水利用效率影響因素分析從全局和局部角度分別對黑龍江省灌區(qū)灌溉水利用效率進行影響因素分析。將灌溉水利用效率作為因變量,利用逐步回歸分析篩選出8個主要影響因素:降雨量、騰發(fā)量、節(jié)水灌溉面積比率、渠系襯砌比率、灌區(qū)工程完好率、渠系結(jié)構(gòu)復(fù)雜度、灌區(qū)工程配套率、灌溉用水量作為自變量,分別建立最小二乘法回歸模型(OLS)和地理加權(quán)回歸模型(GWR)。結(jié)果表明:黑龍江省灌區(qū)灌溉水利用效率及其影響因素的空間自相性隨距離增大而減小;GWR模型的由于考慮了空間因素,擬合度高于OLS模型;全局分析中,除渠系結(jié)構(gòu)復(fù)雜度、灌溉用水量與灌溉水利用效率呈負相關(guān),其他影響因素與灌溉水利用效率均呈正相關(guān);局部分析中,各影響因素的回歸系數(shù)空間分布規(guī)律明顯。(5)灌溉節(jié)水潛力分析為準確估算灌區(qū)節(jié)水潛力,科學(xué)制定灌區(qū)節(jié)水計劃,以黑龍江省典型樣點灌區(qū)——呼蘭河灌區(qū)為例,通過調(diào)研及遙感技術(shù),計算了2007~2014年呼蘭河灌區(qū)的灌溉水利用效率和水分生產(chǎn)效率,并從“工程節(jié)水”和“真實節(jié)水”兩個角度,分別計算了不同情景下的節(jié)水潛力。結(jié)果表明:SEBAL模型的計算結(jié)果與測算結(jié)果吻合度高,呼蘭河灌區(qū)灌溉水利用效率與降雨量呈正相關(guān),與凈引水量呈顯著負相關(guān)。經(jīng)計算,制定的5年、8年、11年和15年的節(jié)水潛力區(qū)間分別為(1.702,5.103)×108m3、(1.783,5.184)×108m3、(1.865,5.266)×108m3和(2.301,5.702)×108m3;根據(jù)計算出的呼蘭河灌區(qū)2007~2014年水分生產(chǎn)效率累計頻率,制定近期(水分生產(chǎn)效率累計頻率50%處)和遠期(水分生產(chǎn)效率累計頻率的70%處)節(jié)水計劃的水分生產(chǎn)效率目標值分別為1.03 kg/m3和1.22 kg/m3,進而計算出近期和遠期的累計節(jié)水潛力分別為1.18×108 m3和2.74×108 m3。(6)灌區(qū)節(jié)水潛力評價綜合灌溉用水定額、灌溉用水效率、灌區(qū)種植指數(shù)、灌區(qū)效益、灌區(qū)環(huán)境5個層面,建立了適應(yīng)于黑龍江省灌區(qū)的節(jié)水潛力評價指標體系,并利用方法集模型對黑龍江省23個大型樣點灌區(qū)的節(jié)水潛力進行評價,結(jié)果表明:方法集模型可以循環(huán)修正單一方法評價結(jié)果間的差異,使得評價結(jié)果更具有說服力;通過計算大型灌區(qū)節(jié)水潛力與灌溉水利用效率、渠系水利用效率、田間水利用效率的排序關(guān)聯(lián)度,得出大型灌區(qū)節(jié)水潛力與渠系水利用效率的排序關(guān)聯(lián)度最大。
【圖文】：

技術(shù)路線圖

圖 2-1 黑龍江省行政區(qū)劃圖Fig.2-1 Administrative divisions map of Heilongjiang Province2 地形地貌黑龍江省的地勢特征為東南部、西北部及北部位高，西南部、東北部低。黑龍江省地構(gòu)成為：丘陵、山地、臺地、平原和水面；西北部為東北-西南走向的大興安嶺山地，西北-東南走向的小興安嶺山地，東南部為東北-西南走向的張廣才嶺、老爺嶺、完達其山地總面積約占黑龍江省總面積的 24.8%；300 m 以上海拔高度的丘陵總面積約占省總面積的 35.9%；黑龍江省西部的松嫩平原與東北部的三江平原構(gòu)成中國東北部最的一部分，，平原總面積占黑龍江省總面積的 37.2%；200 m~350 m 海拔高度的臺地面龍江省總面積的 14.2%。黑龍江省地形地貌分布情況見圖 2-2。
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S274

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 蔡長舉;孫成文;付杰;;貴州省農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)自動化監(jiān)測初探[J];節(jié)水灌溉;2016年11期

2 李杰;王愛娜;范群芳;馬志鵬;龍曉飛;劉晉;;基于遙感蒸散發(fā)模型的區(qū)域灌溉水有效利用系數(shù)測算方法框架設(shè)計[J];人民珠江;2016年09期

3 付強;劉巍;劉東;李天霄;崔嵩;;黑龍江省灌溉水利用率分形特征與影響因素分析[J];農(nóng)業(yè)機械學(xué)報;2016年09期

4 朱元秀;;江蘇省城市入境旅游規(guī)模與位序差異化研究[J];鹽城工學(xué)院學(xué)報(社會科學(xué)版);2016年01期

5 李小春;施顥;;基于逐步回歸的偏最小二乘法在大壩位移監(jiān)控中的應(yīng)用[J];現(xiàn)代測繪;2016年01期

6 魏子涵;魏占民;張健;梁天雨;高紅艷;付晨星;;區(qū)域灌溉水利用效率測算分析[J];水土保持研究;2015年06期

7 王斌;;黑龍江省糧食生產(chǎn)與耗水問題探討[J];節(jié)水灌溉;2015年12期

8 戚偉;劉盛和;;中國城市流動人口位序規(guī)模分布研究[J];地理研究;2015年10期

9 付強;劉巍;劉東;李天霄;;黑龍江省灌溉用水效率指標體系空間格局研究[J];農(nóng)業(yè)機械學(xué)報;2015年12期

10 胡榮祥;賈宏偉;王亞紅;嚴雷;;2014年度浙江省農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測算分析[J];浙江水利科技;2015年05期

相關(guān)會議論文 前1條

1 譚芳;崔遠來;段中德;;井渠結(jié)合灌區(qū)灌溉用水效率計算分析[A];現(xiàn)代節(jié)水高效農(nóng)業(yè)與生態(tài)灌區(qū)建設(shè)（下）[C];2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 馮保清;我國不同尺度灌溉用水效率評價與管理研究[D];中國水利水電科學(xué)研究院;2013年

2 馬濤;灌區(qū)運行狀況及可持續(xù)發(fā)展評價研究[D];沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

3 武華光;山東省灌溉水資源利用管理研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2006年

4 黃修橋;灌溉用水需求分析與節(jié)水灌溉發(fā)展研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 姜楠;區(qū)域灌溉水利用效率評價指標與方法的研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2016年

2 孫文;內(nèi)蒙古河套灌區(qū)不同尺度灌溉水效率分異規(guī)律與節(jié)水潛力分析[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

3 李澤鳴;基于HJ-1A/1B數(shù)據(jù)的內(nèi)蒙古河套灌區(qū)真實節(jié)水潛力分析[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

4 劉玉金;基于主成分分析與多元線性回歸分析的灌溉水利用效率影響因素分析[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

5 茌偉偉;基于分布式水文模型的灌區(qū)用水效率評價[D];中國水利水電科學(xué)研究院;2013年

6 李志軍;陜西省灌溉水利用系數(shù)測算分析研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2013年

7 劉玉樂;天津市灌溉水利用率測算研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2010年

8 曹紅蕾;浙江省灌溉水利用效率測試分析與應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2010年

9 張艷妮;山東省灌溉農(nóng)業(yè)分區(qū)及節(jié)水潛力預(yù)測[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

10 張霞;寧蒙引黃灌區(qū)節(jié)水潛力與耗水量研究[D];西安理工大學(xué);2007年

本文編號：2679544