水稻灌区基于多过程耦合的分布式水转化模型

王 璞，卢 炤，霍再林

（中国农业大学 水利与土木工程学院，北京 100083）

1 研究背景

水稻种植面积占我国粮食作物种植总面积的27%，稻田灌溉用水量占我国农业总用水量65%以上，但其灌溉水利用系数仅在0.5 到0.6 之间［1-3］。由于灌溉定额大，水稻灌区灌溉水垂向及水平向转化频繁，灌区水转化模型是灌区水资源科学管理的基础［4-6］。

目前针对灌区水转化模拟的方法主要包括：（1）基于陆地水文模型的灌区水转化过程模拟。SWAT 模型已被广泛应用于灌区水转化、面源污染、农业生产力等方面的模拟［7-9］。特别是近年来，SWAT 模型与MODFLOW 模型结合，实现了灌区地表水-土壤水-地下水的耦合模拟［7］。（2）基于农田水文模型的分布式模拟。一般是对农田水文模型进行率定验证后，将其拓展到灌区尺度进行模拟［10-11］。该方法可对农田垂向水转化及作物生长过程进行详细描述，但由于缺乏对地下水水平运动的模拟以及灌溉-排水-地下水等水转化过程的表征，无法应用于不同情景下灌区水转化的模拟。（3）基于灌区分布式水平衡的模拟。一般是对灌域水平衡进行分析计算，进而将其拓展至灌区尺度。如岳卫峰等［12］针对内蒙古河套灌区义长灌域基于四水转化关系进行了灌域水均衡分析，该方法尽管可获得灌区整体水平衡，但其时空分辨率低，无法实现灌区尺度详细的水转化过程模拟［12-13］。

综上所述，现有的灌区水转化模型尚未充分体现灌区在灌溉与排水驱动下，灌溉水、土壤水及地下水在垂向与水平向频繁转化的特点。……