基于灰色系统GM(1,1)模型的陕西省2021—2030年需水量预测

需水量预测可以为水资源的管理和规划提供决策依据,基于陕西省2004—2018年的用水总量、农业用水量、工业用水量、生活用水量以及生态用水量等数据,在分析陕西省水资源利用现状的基础上,通过灰色GM(1,1)模型对陕西省2021—2030年需水量进行预测。结果表明:2004—2018年陕西省的用水总量和各类用水量均呈显著上升趋势,其中农业用水的上升幅度最大。灰色GM(1,1)模型对陕西省用水总量、生态用水量以及生活用水量预测效果较好,预测得出2030年陕西省的总需水量、生活用水量及生态用水量分别为107.97亿m~3、22.03亿m~3、27.25亿m~3。     

土地整治工程中的水资源平衡分析

水资源平衡分析是土地整治项目的前提和基础,是规划设计灌溉排水工程的重要依据。笔者以富县直罗镇土地整治项目为例,从水资源供需总量和原有斗渠引用水量对整治后的水资源平衡进行分析计算。结果表明,葫芦河供水量大于作物生育期内需水量,原有斗渠引水量也大于灌溉区域内作物需水量,能够满足灌溉需求。     

河北平原区农作物种植水资源压力指数评价

利用河北平原区7个地市20年(1994—2013年)的逐日气象数据,结合SIMETAW模型计算了各地市区域作物灌溉需水量,分析了各地市近20年种植结构变化对区域灌溉需水量和水资源压力指数的影响。结果表明:近20年,保定、沧州、邯郸、邢台、廊坊5个地市的粮食作物种植面积呈下降趋势,其中廊坊下降最为显著;7个地市经济作物的种植面积相对稳定;蔬果类种植面积在保定、邯郸、石家庄、衡水和廊坊等地市具有较明显的增长趋势。所有地市粮食作物的灌溉需水量均呈下降趋势,其中以邯郸下降最为显著,保定的年均粮食作物灌溉需水量最大,为20.8亿m~3;除廊坊外,其他地市经济作物的灌溉需水量均呈不同程度的下降,邢台的年均经济作物灌溉需水量最大,为5.2亿m~3;所有地市蔬果类种植年均灌溉需水量近20年呈上升趋势,以石家庄增加趋势最为显著,且石家庄和保定的蔬果种植需水量分别在1995和1996年以后均高于当地经济作物灌溉需水量。沧州、邯郸、衡水、石家庄、保定基于农作物种植的水资源压力指数在九五、十五期间达到最高,十一五、十二五期间有所缓解,沧州的年均水资源压力指数最高。     

云南蒙自坝子主要作物需水量及灌溉需水量研究

根据蒙自坝子中部蒙自气象站1980—2010年逐月气象资料和相应的作物数据及CROPWAT软件,计算了蒙自坝子近31年来的作物需水量和灌溉用水量,通过排频,确定了不同作物在相应保证率下的灌溉用水量。研究结果表明,水稻、玉米、马铃薯、烤烟、花生等大春作物的多年平均作物需水量分别为696．2、427．7、517．8、414．0和469．0mm,作物需水量离差系数较小。大春作物生育期有效降雨量较多,故灌溉需水量很少,但水稻因为泡田用水、秧田用水、生长期渗漏等,导致灌溉用水量很大,成为灌溉需水量最大的作物;小春作物蚕豆、小麦、油菜的多年平均作物需水量分别为394．8、412．5、476．2mm。因为生育期内有效降雨量相对较少,小春作物灌溉需水量很大;甘蔗、蔬菜为全年种植（生长）作物,作物需水量分别为1308．3和1186．9mm,灌溉需水量分别为675．2和523．51／11／1,成为仅次于水稻的第2和第3位灌溉需水量最大的作物。该研究为蒙自坝子灌溉制度制定、作物种植结构调整提供了理论依据。     

基于蓝水资源的新疆农业种植结构调整分析

新疆水资源匮乏,大部分水资源用于农业,调整农作物种植结构,对于减小新疆农业用水量,优化水资源配置具有重要意义。本研究将新疆分为南疆、北疆、东疆和伊犁河谷,利用18个气象站2000-2009年的气象资料,分析三种主要作物(棉花、玉米、小麦)的蓝水蒸散量及蓝水需水量。对四个地区农作物种植结构进行调整,对比分析调整前后蓝水需水量变化。结果表明:1)基于农作物种植总面积不变原则,调整各地区农作物种植结构,全疆农作物蓝水需水量减少近2×108 m3;2)基于水资源总量控制,在"十二五"规划面积基础上调整农作物种植结构,蓝水需水量减少10.56×108 m3,全疆粮食作物玉米和小麦产量均满足规划要求,棉花产量尚需进一步提高。以蓝水蒸散量为工具,合理布局农作物种植结构,适当减小农作物种植面积,可以减少农业用水量,同时减小对农作物产量的影响。     

孔雀河流域水资源需求预测分析

孔雀河流域是典型的干旱内陆河流域,水资源是其经济发展和生态环境建设最主要的制约因素。该文基于现状年2005年的社会经济数据,运用定额法预测了2015年研究区的各行业需水量,进而确定水资源供需平衡关系。研究表明:(1)到2015年,流域总需水量及工业、农业、生活、生态环境的需水量均呈明显的增加趋势,其中工业需水量的增加比例达到了近90%,增加额为2.865亿m3,而相比2005年农业灌溉用水增加了2.93亿m3,农业灌溉用水量增加了近35.8%,生态用水增加约0.5亿m3。(2)到2015年流域农业用水占水资源总量的61%以上,与2005年相比减少9%,工业需水占水资源总量的18%,增幅明显,而生态需水占19%,与2005年相比减少6个百分点。(3)流域2015年供需差额将达5.701亿m3,缺水程度为30.5%,供需矛盾将进一步激化。为此,研究提出了解决该区域水资源供需矛盾的对策和建议,为区域水资源的合理开发和优化配置以及社会经济的可持续发展提供决策参考。     

寒地水稻旱作作物需水量研究

近些年黑龙江省水稻种植面积逐年扩大,2017年达到了创纪录的400万hm2。目前黑龙江省水稻生产用水量占农业生产用水量的95%,占社会总用水量的74%,是黑龙江省名副其实的第一大用水大户。黑龙江省社会用水总量已逼近全省水资源控制红线,部分地区地下水资源严重超采。在这种水资源日趋紧张的严峻形势下,开展了水稻直播常规灌溉、旱作喷灌灌溉、旱作滴灌灌溉的作物需水量对比试验。结果表明,旱作喷灌灌溉节省10.99%的作物需水量,旱作滴灌灌溉节省17.76%的作物需水量,水稻旱作喷滴灌技术较现有常规灌溉可节省30%～50%总用水量,但是在现有喷滴灌技术水平条件下,产量水平低于现有常规灌溉。     

滁州地区水稻需水量试验成果分析

根据天长市二峰灌溉试验站(1981~2007)和全椒县下封灌溉试验站(1981~1986)多点多年水稻需水量试验资料,提出了滁州地区水稻本田期6~9月作物泡田用水量和5种需水量计算方法,成果为确定灌溉用水量、水资源平衡研究、农田规划设计及灌区用水管理等提供了科学依据。     

冀中南多样化种植模式的适水效应分析

为优化冀中南作物种植结构,本研究以河北省典型地下水漏斗区邢台市为例,基于作物需水SIMETAW模型系统量化1965—2018年冬小麦、春棉花、春玉米、夏谷子、夏大豆和春绿豆等10种主要农作物的生育期需水量与灌溉需水量,针对当地不同降水年型和水资源条件以及不同作物的生育期、生长发育特点和前后茬作物的农学特性等构建11种不同的种植模式,分析不同种植模式需水及降水耦合度等参数。结果表明:1)各作物年均生育期需水量表现为春棉花(515.2mm)冬小麦(466.6mm)春玉米(424.9mm)春油葵(420.0mm)春甘薯(362.1mm)春马铃薯(354.2mm)夏大豆(313.9mm)夏玉米(298.7mm)春绿豆(288.1mm)夏谷子(217.5mm)。2)各作物年均生育期灌溉需水量表现为冬播作物春播作物夏播作物。冬小麦年均生育期灌溉需水量最大,为329.2mm;夏谷子最低,为82.8mm。3)传统麦玉一年两熟制周年需水量最大(753.4～780.3mm),相比之下,多样化轮作模式的生育期需水量可显著降低15%～34%,生育期灌溉需水量明显降低9%～32%。春玉米-冬小麦-夏玉米、春玉米-冬小麦-夏谷子、春甘薯-冬小麦-夏玉米和春甘薯-冬小麦-夏谷子等两年三熟制在丰水年、平水年和枯水年下的生育期需水量、灌溉需水量和周年需水量均较低。春绿豆-夏谷子一年两熟模式的年均生育期需水量最低,为504.4mm,年均生育期灌溉需水量为286.8mm。因此,在保证粮食安全的前提下,为减缓河北省地下水位持续下降的趋势,发展适水种植模式是节水农业的重要途径之一。     

喷灌条件下茶叶需水量与灌溉制度试验研究

作物需水量是进行科学灌溉及制定作物灌溉制度的重要依据,通过试验研究了茶叶需水量和需水规律,分析了茶叶灌溉制度,结果表明,多年生茶叶需水总量平均为1 274.60 mm,年平均日需水量为3.49 mm;茶叶的灌水计划湿润层深度定在50 cm比较合适;茶叶的灌溉定额为307.2 mm。     

辽阳市生态需水量研究

由于生态环境不断恶化以及水资源短缺,人类的生活环境将面临严峻的挑战。生态需水量的提出,对于生态平衡和水资源合理利用起到了重要作用。以辽阳市为例,把本地区的生态需水分为农田、草地、林地和河流几个部分,通过计算得出总的生态需水量为28.54亿m3,本地区的天然降水为29.12亿m3,天然降水已基本满足其生态需水要求。     

北京市西甜瓜节水灌溉发展潜力分析

西甜瓜节水是北京市发展高效节水农业的重要组成。通过定点监测和问卷调研发现,北京市西甜瓜种植一半以上采用漫灌或沟灌等传统灌溉方式,而按户计约5.04%、按面积计约10.8%采用滴灌、微喷等节水灌溉方式;不同灌溉方式的灌水量存在差异,采用漫灌和沟灌、膜上灌、膜下灌、滴灌和微喷的平均灌水量依次为2 967 m3/hm2、2 178 m3/hm2、2 070 m3/hm2和1 589 m3/hm2。北京市西甜瓜年总灌水量估计为1 521.4万m3,如全部采用滴灌或微灌,总灌水量可降至985万m3。同时,北京市西甜瓜节水灌溉在工程建设、技术储备方面已有较好基础,但生产者节水意识普遍缺乏,节水技术和设备在田间应用环节还有待改进,建议从设施、农艺、管理等方面推进节水灌溉方式改进,挖掘节水潜力。     

基于投入产出表的中国水足迹走势分析

水足迹是近年来国内外研究水资源压力的常用方法。基于投入产出表的水足迹分析方法,分析了我国1997-2007年的水足迹状况,改进了耗水系数的计算方法,研究了基于稀释理论的灰水足迹计算方法,计算了外部水足迹及额外水足迹负重以及相应系数,分析了我国水足迹消费的商品(服务)结构。结果表明,1997-2007年我国年均水足迹总量为2.83万亿m³,总体呈现下降趋势,其中蓝水足迹为2183亿m³,灰水足迹为2.62万亿m³(以Ⅲ类水标准核算)。在水足迹总量中,间接水足迹占据比例达到90%,可见水资源压力的产生主要基于商品或服务的消费。我国水足迹基本上依靠自给,同时我国承担其他国家的水资源压力的比例很大,但是整体上呈现下降趋势。从水足迹消费商品(服务)结构上看,与饮食相关的商品或服务占较大比例。     

山西省典型粮食作物水分生态适应性研究

为探究山西省典型粮食作物水分供需及水分生态适应性特征，基于1980—2018年山西省28个国家气象站点的逐日气象资料，采用Penman-Monteith公式计算玉米、谷子和马铃薯3种粮食作物生育期内的水分供需情况，并在此基础上定量分析作物的水分亏缺及水分生态适应性特征。结果表明:1)3种作物的需水量与自然降水有较好的耦合度，但自然降水仍无法满足作物生长发育的需求，尤其是马铃薯，灌溉需水量高达248.96 mm，且在全省大部分地区高于玉米和谷子；2)晋南和晋东南地区马铃薯的水分亏缺指数最高，分别为0.85和0.78，其他地区表现为玉米最高，为0.76，谷子最低，为0.75；3)作物水分生态适应性指数由高到低表现为谷子(1.22)>玉米(1.07)>马铃薯(0.77)。谷子的灌溉需水量和水分亏缺指数最小且水分生态适应性最高，从水资源可持续利用角度分析，山西省应适当减少玉米的种植范围，适当增加谷子的播种面积，同时应控制严重缺水地区马铃薯的种植规模。     

灌区农业水资源承载力模型研究

在前人承载力研究的基础上提出了承载力的新见解,定义了承载力的四要素,并根据农业生产的实际情况提出了灌区农业水资源承载力的概念,建立了农业水资源承载力计算模型,该模型计算时考虑了农业水资源的两个特殊性,即各种作物的被承载能力及作物的需水和供水过程。最后将模型应用于河南省第三濮清南灌区,验证了模型的正确性。     

不同灌溉模式下棕壤的水分状况

山东省棕壤耕地面积点１７３．３余万公顷，主要粮食作物是冬小麦与夏玉米，采用的灌溉模式有１５种，对不同灌溉模式下的土壤水状况用土壤有效水指数法进行了研究。计算出各模式下土壤月初有效水含量及土壤供水量。研究结果表明在一般降雨年份及干旱年份，现有灌溉模式的土壤在４、５月份供水不足。多雨年份夏玉米不需灌溉，冬小麦仍需灌溉３次，灌溉定额以２２５ｍｍ为最佳。正常降雨年份夏玉米生育期内需灌水两次，灌溉定额以１０