西北旱区灌区尺度水循环对变化环境响应的机理与模拟

以西北内陆干旱区独特水循环系统为背景,以深刻认识灌区尺度水分运动过程与变化环境对水循环影响为主线，采用现场原位实验、理论分析及数值模拟相结合的方法，研究灌区尺度水循环过程及气候变化、种植结构、土地利用、灌溉方式和灌区管理措施对水分转化的影响机理，考虑旱区灌区灌溉-蒸发蒸腾机制，建立灌区尺度分布式水文模型；定量模拟灌区水循环与环境效应，把灌区尺度水循环对变化环境响应机制与定量模拟作为重点，揭示灌区自然- - 人工干预条件下的水循环与变化环境的作用机理，区分灌区尺度水循环对变化环境响应的归因。力求回答西北干旱区灌区尺度水分如何转化？环境变化对灌区水循环过程有何影响，其定量关系如何？灌区水循环要素对气候变化和土地利用方式变化的敏感程度如何？等问题，为变化环境下灌区农业水资源高效利用提供科学依据和决策支持，促进干旱区灌区尺度水循环对变化环境响应机制研究的创新与发展。

以西北内陆干旱区独特的水循环系统为背景，以深刻认识灌区尺度水分运动过程与变化环境对水循环影响为主线，采用现场原位实验、理论分析及数值模拟相结合的研究方法。以石羊河流域清源灌区为重点研究区，在灌区内通过定位实验获得不同覆盖条件下降水量、入渗量、土壤蒸发量、植株蒸腾量和土壤水分时空动态变化，明确了西北旱区灌区灌溉-蒸发蒸腾机制；采用双作物系数法改进了SWAT模型的实际蒸发蒸腾模块，建立了西北旱区灌区尺度SWAT分布式水文模型，修改后模型模拟精度比修改前有了较大提高，结果表明，所建模型可用于灌区水循环模拟；基于构建模型，模拟分析了2007-2011年灌区变化环境下的水循环要素，模拟和评价了灌区不同种植情景和玉米不同灌溉制度情景下的实际蒸发蒸腾量和农业产值。获得了清源灌区较为适宜的种植结构和节水增产的玉米灌溉制度。研究成果为灌区水循环模拟及灌区的科学灌溉管理提供了一定依据。