一种黄河南岸地下水灌溉演变过程分析方法与流程

1.本发明涉及地下水监测技术领域，具体涉及一种黄河南岸(内蒙段)地下水灌溉演变过程分析方法。


背景技术：

2.地下水是地球上水资源的重要组成部分，具有水质相对洁净、温度变化小和分布广泛等优点，是居民生活、工农业生产和国防建设的重要水源。在世界各国供水量中，地下水占很大比例。
3.中国是世界上最早开采利用地下水的国家之一，大规模开采地下水始于20世纪70年代，尤其是近年来，随着国家人口数量的增加、国民经济建设步伐的加快，生产和生活中对水的需求量达到历史最高峰，地下水的开采量也持续增加。目前，开发利用地下水已经成为我国经济活动的重要内容，对居民生活、工农业生产与城乡建设都起着重要作用，是农业生产上取得抗旱保丰收的重要手段。地下水受自然因素、人为因素或其他因素共同的影响，具有时空变化特点，致使地下水灌溉演变过程亦存在地区上的差异性以及随时间变化的特点。因此，对地下水从时空两方面进行研究，将有助于了解地下水的灌溉演变过程，对于合理开发利用地下水资源具有重要意义。
4.内蒙古自治区黄河南岸灌区位于鄂尔多斯市杭锦旗、达拉特旗境内，用水性质为农业灌溉。准确把握黄河南岸灌区地下水灌溉演变过程，特别是灌区地下水储量演变过程、水埋深变化规律，对于实现黄河南岸灌区的可持续管理具有重要意义。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种黄河南岸(内蒙段)地下水灌溉演变过程分析方法。
6.为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
7.提供一种黄河南岸地下水灌溉演变过程分析方法，该方法包括以下步骤：
8.s1、将黄河南岸年际分为灌溉前期、中期、后期，在黄河南岸灌区的不同区域中确定多个地下水采样点；
9.s2、采集各地下水采样点在各个时期的流量观测数据、实际地下水埋深数据和所对应样地的植被类型及其生长状况；
10.s3、基于不同时期的流量观测数据，构建黄河南岸地下水储量与流量间的函数关系，得到黄河南岸地下水在不同时期的储量；
11.s4、根据不同植被生长状况与实际地下水埋深数据之间的相关性，得到黄河南岸地下水在不同时期的合理埋深；
12.s5、根据黄河南岸地下水在不同时期的储量和地下水合理埋深，分析黄河南岸地下水灌溉演变过程。
13.进一步地，步骤s2中，对采集到的流量观测数据、实际地下水埋深数据进行预处理，具体为：剔除不合格数据，不合格数据包括：数据质量差和缺测的数据；使不合格数据的
比值低于10％。
14.进一步地，步骤s2中，利用黄河南岸灌区各个样地实际地下水埋深数据，剔除植被生长差的情况下的地下水埋深，得到一组特定样地背景下保障植被正常生长的地下水合理埋深，进而估算出保障所有样地背景下植被正常生长的地下水合理埋深，即黄河南岸地下水在不同时期的合理埋深。
15.进一步地，步骤s2中，通过在地下水采样点挖掘地下水观测井的方法测量各地下水采样点的流量观测数据和实际地下水埋深数据。
16.进一步地，步骤s3的方法具体包括以下子步骤：
17.s3-1、根据公式：
[0018][0019]
获取黄河南岸灌区蓄泄时间特征参数k；其中，y＝q/a为退水过程中的单位面积流量数据，t为时间，q为流量数据，a为灌区面积；
[0020]
s3-2、根据公式：
[0021][0022]
获取黄河南岸灌区单位面积地下水在不同时期的储量s。
[0023]
进一步地，步骤s4中，植被生长状况分为以下级别：长势良好、长势较好、长势一般、长势差；其具体判定方法根据灌溉的不同时期以及不同植被的生长特性定义。
[0024]
本发明的有益效果为：
[0025]
本发明方法通过获取黄河南岸地下水位时空变化特征，继而对其灌溉演变过程加以分析，能够准确把握黄河南岸灌区地下水在年内的演变过程，特别是灌区灌期地下水位变化规律，定量说明农业灌溉对地下水位上升的影响作用，为黄河南岸地下水资源管理、地下水开发利用、工农业供水、水利工程建设以及生态恢复建设等提供可靠的决策依据，也为全面促进黄河南岸农业生产的发展提供科学依据。
附图说明
[0026]
图1为本发明方法流程图。
具体实施方式
[0027]
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
[0028]
实施例
[0029]
参照图1，一种黄河南岸地下水灌溉演变过程分析方法，该方法包括以下步骤：
[0030]
s1、将黄河南岸年际分为灌溉前期、中期、后期，在黄河南岸灌区的不同区域中确定多个地下水采样点；
[0031]
s2、采集各地下水采样点在各个时期的流量观测数据、实际地下水埋深数据和所
对应样地的植被类型及其生长状况；
[0032]
作为一种优选方式，通过在地下水采样点挖掘地下水观测井的方法测量各地下水采样点的流量观测数据和实际地下水埋深数据。对采集到的流量观测数据、实际地下水埋深数据进行预处理，具体为：剔除不合格数据，不合格数据包括：数据质量差和缺测的数据；使不合格数据的比值低于10％。
[0033]
在本实施例中，为了得到更准确的地下水合理埋深，利用黄河南岸灌区各个样地实际地下水埋深数据，剔除植被生长差的情况下的地下水埋深，得到一组特定样地背景下保障植被正常生长的地下水合理埋深，进而估算出保障所有样地背景下植被正常生长的地下水合理埋深，即黄河南岸地下水在不同时期的合理埋深。
[0034]
s3、基于不同时期的流量观测数据，构建黄河南岸地下水储量与流量间的函数关系，得到黄河南岸地下水在不同时期的储量；
[0035]
s4、根据不同植被生长状况与实际地下水埋深数据之间的相关性，得到黄河南岸地下水在不同时期的合理埋深；具体地说，植被生长状况分为以下级别：长势良好、长势较好、长势一般、长势差；其具体判定方法根据灌溉的不同时期以及不同植被的生长特性定义。
[0036]
s5、根据黄河南岸地下水在不同时期的储量和地下水合理埋深，分析黄河南岸地下水灌溉演变过程。
[0037]
优选的，步骤s3的方法具体包括以下子步骤：
[0038]
s3-1、根据公式：
[0039][0040]
获取黄河南岸灌区蓄泄时间特征参数k；其中，y＝q/a为退水过程中的单位面积流量数据，t为时间，q为流量数据，a为灌区面积；
[0041]
s3-2、根据公式：
[0042][0043]
获取黄河南岸灌区单位面积地下水在不同时期的储量s。
[0044]
本发明方法通过获取黄河南岸地下水位时空变化特征，继而对其灌溉演变过程加以分析，能够准确把握黄河南岸灌区地下水在年内的演变过程，特别是灌区灌期地下水位变化规律，定量说明农业灌溉对地下水位上升的影响作用，为黄河南岸地下水资源管理、地下水开发利用、工农业供水、水利工程建设以及生态恢复建设等提供可靠的决策依据，也为全面促进黄河南岸农业生产的发展提供科学依据。
[0045]
于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0046]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当
将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种黄河南岸地下水灌溉演变过程分析方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、将黄河南岸年际分为灌溉前期、中期、后期，在黄河南岸灌区的不同区域中确定多个地下水采样点；s2、采集各地下水采样点在各个时期的流量观测数据、实际地下水埋深数据和所对应样地的植被类型及其生长状况；s3、基于不同时期的流量观测数据，构建黄河南岸地下水储量与流量间的函数关系，得到黄河南岸地下水在不同时期的储量；s4、根据不同植被生长状况与实际地下水埋深数据之间的相关性，得到黄河南岸地下水在不同时期的合理埋深；s5、根据黄河南岸地下水在不同时期的储量和地下水合理埋深，分析黄河南岸地下水灌溉演变过程。2.根据权利要求1所述的黄河南岸地下水灌溉演变过程分析方法，其特征在于，步骤s1中，对采集到的流量观测数据、实际地下水埋深数据进行预处理，具体为：剔除不合格数据，不合格数据包括：数据质量差和缺测的数据；使不合格数据的比值低于10％。3.根据权利要求1所述的黄河南岸地下水灌溉演变过程分析方法，其特征在于，步骤s2中，利用黄河南岸灌区各个样地实际地下水埋深数据，剔除植被生长差的情况下的地下水埋深，得到一组特定样地背景下保障植被正常生长的地下水合理埋深，进而估算出保障所有样地背景下植被正常生长的地下水合理埋深，即黄河南岸地下水在不同时期的合理埋深。4.根据权利要求1所述的黄河南岸地下水灌溉演变过程分析方法，其特征在于，步骤s2中，通过在地下水采样点挖掘地下水观测井的方法测量各地下水采样点的流量观测数据和实际地下水埋深数据。5.根据权利要求1所述的黄河南岸地下水灌溉演变过程分析方法，其特征在于，步骤s3的方法具体包括以下子步骤：s3-1、根据公式：获取黄河南岸灌区蓄泄时间特征参数k；其中，y＝q/a为退水过程中的单位面积流量数据，t为时间，q为流量数据，a为灌区面积；s3-2、根据公式：获取黄河南岸灌区单位面积地下水在不同时期的储量s。6.根据权利要求1所述的黄河南岸地下水灌溉演变过程分析方法，其特征在于，步骤s4中，植被生长状况分为以下级别：长势良好、长势较好、长势一般、长势差；其具体判定方法根据灌溉的不同时期以及不同植被的生长特性定义。

技术总结
本发明公开了一种黄河南岸地下水灌溉演变过程分析方法，包括以下步骤：将黄河南岸年际分为灌溉前期、中期、后期，在黄河南岸灌区的不同区域中确定多个地下水采样点；采集各地下水采样点在各个时期的流量观测数据、实际地下水埋深数据和所对应样地的植被类型及其生长状况；本发明方法根据黄河南岸地下水在不同时期的储量和地下水合理埋深，能够准确把握黄河南岸灌区地下水在年内的演变过程，特别是灌区灌期地下水位变化规律，定量说明农业灌溉对地下水位上升的影响作用，为黄河南岸地下水资源管理、地下水开发利用、工农业供水、水利工程建设以及生态恢复建设等提供可靠的决策依据，也为全面促进黄河南岸农业生产的发展提供科学依据。依据。依据。


技术研发人员：张文丽 李宁 梅锐锋 苗平 赵鑫 刘文婷 田小强 达古拉 张旭 苗波
受保护的技术使用者：内蒙古自治区水利科学研究院
技术研发日：2023.07.14
技术公布日：2023/10/19