黑河是我国第二大内陆河,近些年来由于黑河流域中游灌区对黑河水资源不合理的、过度的开发利用,使流域终端湖泊消失、众多天然河道废弃并形成绿洲内部沙源、天然绿洲萎缩、土地沙漠化发展迅速。因此研究黑河水在中游灌区的耗散规律,定量分析水量在灌区内各系统中的消耗途径,对流域水资源规划、水资源合理调配利用、保护流域生态环境以及流域农业可持续发展具有重要的现实意义。本文针对黑河流域中游灌区,在分析国内外SPAC系统理论与灌区水平衡模型研究现状的基础上,进行了以下几个方面的研究: (1)分析了当前国内外在SPAC系统和灌区水平衡模型方面的研究方法和研究成果,以黑河流域中游灌区为应用背景,密切结合研究区实际情况,在概念性水文模型的基础上,以SPAC理论和水平衡理论为理论基础,建立了动力学机制与灌区供水系统、排水系统和平原水库系统相结合的灌区水平衡模型。模型在田间尺度上以田间土壤水为中心,考虑了水分在不同介质之间的交换和转化;在灌区尺度上考虑了灌区灌溉系统、排水系统、土地利用、种植结构、供水方式等灌区管理水平因素。 (2)黑河中游平原水库是利用自然洼地建造,蓄水深度小,水库蒸发、渗漏损失较大。前人在灌区尺度的模型研究中较少考虑水库蒸发损失量和渠系蒸发损失量。本研究中的灌区水平衡模型重点考虑了水库蒸发损失和渠系蒸发损失计算模块。 (3)详细介绍了SWAP软件应用特点,确定了SWAP模型定界条件,并采用SWAP软件进行了灌区农田系统水分平衡计算。 (4)将建立的灌区水平衡模型应用到黑河流域中游盈科灌区,并定量分析了盈科灌区2004年耗水情况。同时,在盈科灌区水平衡计算的基础上对黑河流域中游三县进行了耗水计算。计算结果与实际情况较为吻合,表明模型具有应用价值。 (5)中游灌区水分消耗途径的定量计算与分析,课作为黑河中游农业发展规模及黑河水资源管理的决策依据。