Page 39 - 2021年第52卷第10期

3.5 3.5
模拟值 （ m 3 /s ）
3.0 实测值 3.0
（ m 3 /s ） 2.5 2.5
2.0
2.0
流量/ 1.5 排水沟流速实测值/ 1.5
1.0
1.0
0.5 0.5
0.0 0.0
2018/6/14 2018/7/14 2018/8/14 0.0 1.0 2.0 3.0
3
日期 排水沟流速模拟值/（m /s）
（a）一支排
1.5 1.5
模拟值 （ m 3 /s ）
实测值
（ m 3 /s ） 1.0 1.0
流量/ 0.5 排水沟流速实测值/ 0.5

0.0 0.0
2018/6/14 2018/7/14 2018/8/14 0.0 0.5 1.0 1.5
日期 排水沟流速模拟值/（m /s）
3
（b）七支排
图 13 2018 年一支排、七支排流量模拟结果与实测值对比
［7］
溉水入渗与蒸发过程 。特别对于稻田具有明显水分分层特性条件下，本研究中所提出的稻田水转化
过程具有明显的优势。进一步来说，稻田分层水转化模型较传统基于动力学过程对土壤水分运动模
型参数依赖性减小，对灌区分布式水转化模型具有较强的适用性。
此外，该模型将灌排渠沟进行数字化，突出了灌区灌排过程的时空差异性。尤其是对渠系输配
水过程中渗漏损失及对地下水的补给这一灌区水转化过程特有的环节得以量化表征，一定程度提高
了模型精度。相比较而言，目前基于农田水文模型的分布式模拟及灌区水平衡分布式模拟模型均对
复杂渠沟空间分布及其输配水及排水过程缺乏必要的考虑 ［6，12-13］ 。从模型结构来看，该模型由灌溉模
块、排水模块、农田作物生长与水转化模块以及地下水模块耦合而成，模型中农田水转化过程、地
下水运动过程参数较现有基于动力学过程的模拟方法大大减少，特别是模型所采取的土壤水与地下
水过程统一的网格化水文响应单元提高了灌区尺度分布式模型的模拟效率。
需要指出的是，本文所建立的水稻灌区分布式水转化模型依赖于灌区渠沟分布、高分辨率土地
利用及作物种植分布等空间数据。同时，相对于灌区水转化客观物理过程，模型对于排水过程模拟
尚未考虑通过田埂侧向渗流与沟渠联通情况，一定程度引起了排水模拟的误差；模型中灌溉模块所
涉及的灌溉制度需进一步基于渠道来水及作物需水进行优化设计。

6 结论

本文针对水稻灌区水转化特点，以黑龙江省和平灌区为例，建立了灌区基于多过程耦合的分布
式水转化模型。基于灌区实测水文过程对模型加以检验，结果表明模型可以较好模拟灌区主要水转
化过程。与传统灌区水转化模型相比，该模型实现了灌溉过程、排水过程、农田水分运动及作物生
长过程、地下水运动过程的动态耦合，可以有效表征灌区多尺度复杂水转化过程。特别在农田尺
度，通过将稻田水转化模型与作物生长模型耦合，克服了传统灌区水转化模型对作物生长过程模拟
不足的劣势。模型中将灌排渠沟进行数字化，突出了灌区灌排过程的时空差异性，实现了灌区水转
化的分布式模拟。该模型对于灌区用水效率时空动态评估、灌溉水资源管理等具有重要意义。后续
研究中将对模型灌溉模块和排水模块优化提升，进一步提升模型的合理性及普适性。

参 考 文 献：

［ 1 ］ 程建平，曹凑贵，蔡明历，等 . 不同灌溉方式对水稻产量和水分生产率的影响［J］. 农业工程学报，2006
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