"引大入秦"灌溉工程对甘肃秦王川盆地地下水化学组分的影响

为研究“引大入秦”灌溉工程对秦王川盆地地下水化学组分的影响,该文在对该盆地地下水进行系统采样分析的基础上,通过对比“引大入秦”工程运行前后盆地内水化学数据,利用数理统计、Gibbs图、离子比等方法,对盆地内地下水化学组分演化进行了深入分析。结果表明:工程运行前,研究区水化学类型以Cl·SO4-Na、Cl·SO4-Na·Mg和SO4·Cl-Na为主。工程运行初期,在灌溉渗水淋洗作用下包气带易溶盐进入地下水,盆地地下水向盐化和硬化方向演化。随着工程的继续运行,包气带盐分被逐步洗脱殆尽,灌溉淋滤水的含盐量逐渐降低,其中处于盆地汇水区的平原区中部下降趋势最为明显,地下水化学类型由Cl·SO4-Na演化为HCO3·SO4-Na(Na·Ca·Mg)和Cl·SO4·HCO3-Na。盆地周缘黄土丘陵区水资源贫乏,受原生沉积地层中高含量易溶盐影响,Cl·SO4-Na·Mg型水分布范围基本保持不变。盆地南部当铺一带地下水由Cl·SO4-Na型演化为Cl·SO4-Na·Mg型水。在这一过程中,研究区水化学组分受硅酸盐岩风化溶解以及岩盐和蒸发岩盐溶解共同作用,在蒸发浓缩作用下富集。盆地地下水受工矿企业污染影响较小,但化肥的使用导致地下水NO3-质量浓度明显升高。研究结果为秦王川灌区地下水资源的可持续发开利用提供参考。     

德州引黄灌区主要河系水化学空间特征分析

通过对德州引黄灌区主要河流及引黄灌渠水质的离子化学成分分析,探讨了引黄灌区地表水化学成分特点、水化学类型及其空间变化和主要离子来源,为长期观测引黄灌溉对该区地表水、地下水的水化学特征变化的影响及地表水、地下水的循环交换提供依据,同时为该区水环境评价以及水体污染防控提供理论指导。研究结果显示,该区地表水的pH、电导率(EC)及各主要离子含量存在明显的空间差异。水体pH的变化范围为7.65~9.34,属弱碱性水;EC的变化范围为965~1 530μs.cm 1;主要阴阳离子的浓度范围分别为:NO3 1.32~60.15 mg.L 1、SO42 53.41~781.90 mg.L 1、HCO3 143.35~823.50 mg.L 1、Cl 98.00~564.00 mg.L 1、Ca2+22.57~265.00 mg.L 1、Mg2+29.41~195.50 mg.L 1、Na+103.20~472.00 mg.L 1、K+0.83~59.05 mg.L 1。该研究区水化学类型以Na+.Ca2+—HCO3.SO42水为主。各阴离子浓度的平均值HCO3(330.45 mg.L 1)SO42(308.48mg.L 1)Cl(286.83mg.L 1)NO3(29.60 mg.L 1),阳离子浓度的平均值Na+(236.85 mg.L 1)Ca2+(98.15mg.L 1)Mg2+(82.62 mg.L 1)K+(9.05 mg.L 1)。pH、Cl的最高值均出现在马颊河流域,并且该流域Mg2+浓度均值高于其他两个流域。德惠新河流域EC、NO3和HCO3的均值最高。引黄灌渠的SO42、Na+、Ca2+和K+的平均浓度高于其他两个流域。通过Piper图分析得出,不同小流域水体类型不同。对研究区灌溉水质评价结果显示,该区地表水适合灌溉。经相关分析发现,该研究区地表水中,Ca2+、Mg2+、Na+与SO42和Cl均具有极显著的相关性,此外,Ca2+与Mg2+、Na+与K+、SO42与Cl也显示出了极显著的相关性,表明这些离子相互影响,或者具有相同的来源,受人类活动影响较大。     

玛纳斯河流域中下游平原地区水化学特征及其影响因素

通过Piper三线图示法、系统聚类等方法对玛纳斯河中下游28个地表水样品离子化学成分进行了分析,研究了玛纳斯河流域冲积平原的水化学分布特征及影响因素。结果表明:1)研究区水体样品pH值差异较小,但矿化度和各离子组成的差别明显,从淡水到高盐矿化度水均有分布。阳离子浓度Na+Ca2+Mg2+K+;阴离子浓度SO42-Cl-HCO3-。水样中K+和HCO3-的变异系数相对较小,Cl-和Na+变异系数最大。2)玛纳斯河流域冲积平原地区水化学类型主要有Ca2+-HCO3-,Na+-SO42-,Ca2+-SO42-,Na+-Cl-四种。其中Ca2+-HCO3-型占总水样的78.6%,其中仅有3个样品为Na+-SO42-型,2个样品为Ca2+-SO42-型,1个样品为Na+-Cl-型。聚类分析的结果表明玛纳斯河流域地表水化学特征表现出较为明显的空间分异性。总体来看,玛纳斯流域地表水中部分水样的水化学类型改变,主要是由于水体蒸发强度的差异以及玛纳斯河流域土壤中盐分离子被淋洗,增加了水体中的盐分离子含量从而导致水化学类型呈现出差异性。     

黄土区露天矿排土场水分调控技术研究

河套灌区是中国乃至亚洲最大的一首制自流灌区。目前河套灌区农田灌溉中存在的主要问题是灌溉水源不足,水利工程老化,田间工程标准低,节水灌溉推广缓慢,灌溉水浪费严重等。为了解决这些问题,河套灌区应从工程节水、农业节水、化学节水、管理节水等综合技术方面考虑。工程节水主要从渠道衬砌、激光平地、小畦灌溉等方面着手,同时积极开展节水灌溉,合理利用地下水。农业节水主要是做好种植区划,加强农艺节水,深耕蓄墒与秸秆还田,减少地面蒸发。化学节水是积极推广应用抗旱剂、保水剂和其它化学调控试剂。管理节水主要是加强用水管理,完善管理制度,建立"农民用水者协会"。     

渠道衬砌前后输水对地下水化学特征及土壤盐分含量的影响

为探明渠道渗漏对两岸农田水土环境的影响,在东风分干渠两岸距渠道50、150、300、500 m处分别设置4个观测断面,选择夏灌和秋浇两次典型渠道输水过程,观测输水前后地下水埋深、离子组成和土壤盐分变化情况。结果表明:秋浇期间渠道输水前后地下水矿化度表现为显著性差异(P<0.05),渠道衬砌前、后地下水总溶解性固体分别上升33.17%和10.05%,衬砌后秋浇期埋深变化速率较衬砌前降低14.89%,夏灌期降低64.22%。由于灌溉水入渗淋洗和离子交换作用,地下水阳离子由Na+逐渐向Mg2+和Ca2+变化,阴离子由HCO3-和Cl-逐渐向SO42-变化,水化学类型由SO4·Cl-Mg·Na型逐渐向HCO3·SO4-Ca·Mg型变化。渠道输水对50～150 m半径内的土壤盐分影响最大,输水后耕作层(0～40 cm)土壤表现为积盐,积盐量约为0.30 g·kg-1,但深层土壤含盐量变化不大,渠道衬砌前夏灌期各土层(0～20、20～40、40～100 cm)积盐率分别为-10.82%、4.48%、     

内蒙古河套灌区节水灌溉工程实施后地下水变化的BP模型预测

根据黄河河套灌区多年的水文、气象和地下水资料，应用不同的ANN—BP网络模型对灌区年、月地下水埋深的变化进行了模拟，预测了黄河河套灌区节水工程实施后未来灌区年平均地下水位下降的情况，从预测结果可以看出，河套灌区节水工程实施后灌区平均地下水位预计下降0.5 m左右。此外对BP模型的结构设计中隐含层数、隐含单元数和学习速率的合理确定作了具体分析，提出了学习速率取值范围lr=0.01～0.1，为河套灌区节水工程改造规划、设计和管理决策及BP模型的应用提供了参考依据。     

三江平原典型湿地水化学性质研究

以三江平原湿地生态试验站为研究基地,选择典型采样地点,对湿地水、排水沟水、降水、保护区河流水样进行测试,分析水样中主要离子含量(HCO3-、Cl-、NO3-、SO42-、Ca2 、Mg2 、K 、Na )、重金属元素含量(Cu、Zn、Fe、Mn)和营养元素含量(N、P、K)及其有效性。研究湿地水化学的一般性质以及湿地排水后湿地水中化学元素的迁移特征。研究结果表明,湿地水化学类型一般为HCO3--Ca.Mg型和HCO3--Ca.Na型,重金属序列为Fe>Mn>Cu>Zn>Pb、Cr。排水中丧失大量的化学元素,这是湿地退化的原因之一。     

考虑季节性冻融的井渠结合灌区地下水位动态模拟及预测

该文以季节性冻融灌区内蒙古河套灌区为研究对象,建立灌区冻融期地下水补排模型,与三维地下水数值模型相结合,构建适用于季节性冻融灌区的生育期-冻融期全周年地下水动态模拟模型。采用河套灌区2006—2013年灌区实测地下水埋深对模型进行了率定和验证,并针对河套灌区不同地下水矿化度可开采区(分别为2.0、2.5及3.0g/L)、不同渠井结合比设置了18种井渠结合节水情景,对其地下水动态进行了预测。结果表明,该文构建的冻融期模型能准确反映其地下水动态过程;井渠结合后地下水埋深变化与井渠结合区地下水开采利用的矿化度上限和渠井结合比有关,井渠结合区地下水矿化度上限越大,渠井结合比越小,地下水埋深增加越多;实施井渠结合后,灌区生育期平均地下水埋深增加0.103~0.445 m,秋浇期增加0.076~0.243 m,冻融期增加0.096~0.216 m;从空间上看,全灌区年均地下水埋深增加0.096~0.316 m,井渠结合区增加0.346~0.635 m,非井渠结合区变化较少,一般不足7 cm。该文为季节性冻融灌区开展大规模井渠结合灌溉提供参考。     

新疆于田绿洲地下水化学性质的数理统计分析

根据于田绿洲地下水水质分析结果,应用统计分析方法分析地下水化学特征,提取出对水质影响较大的离子为HCO-3、Na++K+和Cl-;地下水水质为碱性、弱硬水-极硬水,淡水、弱矿化水和中等矿化水在研究区内均有分布;研究区的地下水可划分为淡-弱矿化的HCO3-Na型水和弱-中等矿化的HCO3-Na型水两种类型;建立了地下水的主成分分析模型和总溶解固体与离子含量的回归模型.     

河套灌区节水措施与黄河下游农业可持续发展

黄河灌区年超量引黄河水18.72亿m3是造成黄河断流的重要因素之一。河套灌区节水措施及节水潜力主要有渠道衬砌年可节水22亿m3,改进灌水方式节水10％,建设节水型农田防护林年可节水1.47亿m3,重复利用总排干沟回归水年可节水3亿m3。     

再生水水质对斥水和亲水土壤水分特征曲线的影响

为探求再生水灌溉对斥水和亲水土壤水力特性的影响,该文选用有代表性的斥水黏壤土和亲水黏壤土、斥水砂土和亲水砂土,测定其在自来水、再生水和其他4种生活污水条件下的土壤水分特征曲线,采用主成分分析法得到不同水质综合指标,分析水质综合指标对不同土壤水分特征曲线的影响,采用van Genuchten-Mualem模型对黏壤土土-水曲线的参数进行拟合,并分析水质综合指标对黏壤土累积当量孔径分布、比水容量和水分常数的影响。结果表明:在相同基质吸力情况下,黏壤土含水率随水质综合指标增加(水质变差)而减小,砂土的含水率随水质变化不大;在低吸力段,斥水和亲水黏壤土的比水容量随水质综合指标的增加而增加;土壤进气值与水质综合指标呈显著负线性相关关系(R~2分别为0.94和0.78);相同水质条件下,斥水土壤的进气值比亲水土壤小;随着水质综合指标的增加,斥水和亲水黏壤土的极微孔隙降低,而中等孔隙和大孔隙增加,小于某当量孔径的累积百分比增加;随着水质综合指标的增加,斥水和亲水黏壤土的田间持水率、凋萎系数、有效水和易利用水比例均减小,但再生水对田间持水率和易利用水比例降低作用不显著。研究结果可为大面积再生水灌溉及其管理提供一定的理论依据。     

保水剂构件的保水保肥效果研究

[目的]针对水土流失造成的肥料养分流失及部分地区干旱缺水的问题,进行节水保肥的系列研究,阐明保水构件的保水保肥效果及其应用前景。[方法]利用保水剂加工成各种形状的保水构件,并使其获得的保水保肥效果优于把保水剂和土混匀的常规方法。[结果]在同等淋水量的情况下使用保水构件可减少65%的水分流失,N,P,K养分流失可减少89%以上;盆栽试验中,在干旱胁迫情况下,保水构件可使玉米增产155%;大田试验显示,自然降雨条件下,保水构件可使玉米增产26%,甘蔗增产10.5%且糖度增加。同时N,P,K养分下渗流失减少而对养分的吸收增加。[结论]系列试验说明保水构件可提高作物产量、质量和对养分的吸收。     

水土保持与绿水资源保护

绿水概念是由瑞典斯德哥尔摩国际水资源研究所水文学家Falkenmark于1995年首次提出的,它拓宽了传统水资源的范畴,更新了水资源的思维,引起科学界对水资源概念和水文功能的重新思考。在水资源越来越匮乏的严峻情况下,从绿水概念出发,可以看出"水土保持"概念的全面性,也更加明确了保水的思路和方法,为全面做好水土资源保护提供了理论基础。水土保持中"保水"的对象就是绿水,水土保持工程措施可以增加绿水比例,林草措施可以储蓄绿水,耕作措施可以提高绿水利用效率。应完善保水评价体系,加强绿水资源管理,发展保水技术,完整地宣传水土保持概念,树立完整的水土保持意识。     

不同类型水源保护林水资源保护功能的分析和评价

针对北京市密云县密云水库上游清水河流域现有水源保护林类型现状,对油松林、刺槐林、板栗林及混交林4个林分类型的截留降雨、枯枝落叶容纳雨量、林地土壤蓄水、减少地表径流及净化水质能力进行了分析、比较和评价。结果表明,在最小消耗水资源和有利于水资源积累的前提下,水源保护林中的油松水资源消耗较少,混交林次之,刺槐林、板栗林最多。因此建议水源保护林营造应加大耗水能力小和净化水质的树种比例。     

基于区域投入产出模型的甘肃省水资源状况分析

基于投入产出分析法,以甘肃省2007年行业经济及用水数据为基础,构建了地区水资源投入产出表。通过对甘肃省行业用水系数、用水乘数、用水量等指标的分析,研究了甘肃省各行业对经济系统的水资源消耗间接拉动效应。在此基础上进一步研究了经济系统内部行业间虚拟水的转移,分析了经济系统内部虚拟水的流向,并通过计算甘肃省虚拟水的进出口量对经济系统间虚拟水的流向进行了分析。分析结果表明,种植业用水系数、用水量在该省行业中处于最高,对经济系统水资源的间接拉动影响较小,是主要的虚拟水输出行业。其中一部分虚拟水流向制造业,经由制造业流向建筑业与服务业等行业,另一部分流向省外。在构建节水型经济系统的过程中,由于行业间水资源消耗的关联性,考虑到其他行业对种植业的间接拉动,在采取缩小种植业规模提高种植业节水效率及调整区域产业结构的情况下,应将减少消费端的物质消费因素考虑进去。     

BP保水剂及其对土壤与作物的效应

对美国生产的ＢＰ保水剂在土壤中的试验结果表明,ＢＰ保水剂有极强的吸水保水能力,对无离子的吸水能力为３８．７ｍＬ／ｇ,含盐量在０～０．１％范围内,溶胀度变化最大,在０．１％盐水中的溶胀度仅为蒸馏水的６３％,吸持的有效水占２／３以上;ＢＰ保水剂施加到土壤中可改善土壤物理水分性状,土壤持水性能显著增大,在０．０１～１．５ＭＰａ土壤水势范围内,砂土和重壤土较轻壤土和中壤土有显著增加;土壤中施加ＢＰ保水剂,土壤饱和导水率显著降低,土壤蒸发性能无显著变化,土壤团聚作用增强;其中砂土增加效果显著;ＢＰ保水剂加入砂土中盆栽种植小麦试验表明,加入ＢＰ保水剂,可使小麦幼苗株重、根系长度和根重有明显的增加,根冠比明显增大,根系营养状况良好,对小麦生长有明显的促进作用。     

山西省作物生产蓝绿水足迹核算及影响因素分析

基于水足迹理论,对山西省2005—2014年11个市主要粮食作物生产蓝水和绿水足迹进行了量化,并结合农业与气候数据分析了其时空变异及气候影响因素。结果表明:近10年山西省各地区粮食作物生产水足迹呈下降趋势,且蓝水足迹下降趋势较绿水足迹显著;全省综合作物生产蓝水足迹从1.11降到0.64 m³/kg。不同作物间生产水足迹差异显著,大豆生产蓝绿水足迹均最高,分别为2.74,2.11 m³/kg;前者是玉米生产蓝水足迹的6.5倍,后者是小麦生产绿水足迹的5.1倍。从蓝绿水构成来看,山西省绿水比例南多北少;其多年均值为46%,具备提高绿水资源利用效率的空间。不同区域间作物生产蓝绿水足迹均表现出由北向南波动中下降的趋势,大同和吕梁地区水足迹较高。通径分析结果显示气候因子中的日照、气温和降雨是影响作物生产水足迹的主要影响因素。在山西省范围内,气候条件的时空差异是造成作物生产水足迹时空变异的主要原因,农业生产资料投入的影响较小。     

磁化—去电子水对盐渍化土壤水盐运移特征影响

磁化与去电子等活化水处理技术在农业灌溉领域的应用受到人们广泛的关注,为了阐明磁化—去电子水入渗对土壤水盐运移的影响机制,利用自来水、去电子水、磁化水(0.4 T)、以及磁化—去电子水开展一维垂直入渗试验,研究了磁化—去电子活化水对土壤水盐运移特征及盐分淋洗效率的影响。结果表明:与对照相比,磁化—去电子活化处理能够有效促进土壤水分入渗,增加土壤含水率,降低土壤含盐量,提高灌溉水盐分淋洗效率,并且磁化—去电子水在入渗能力、土壤含水率、土壤含盐量、盐分淋洗效率较磁化或去电子方法有不同程度的提高,与去电子水相比,磁化—去电子水累积入渗量增加了28.0%,到达入渗终点用时减少了25.7%,15 cm深度土层的土壤含水率增加了7.9%,整体土壤脱盐率增加了13.9%;与磁化水相比,磁化—去电子水累积入渗量增加了6.7%,到达入渗终点用时减少了12.2%,15 cm深度土层的土壤含水率增加了3.2%,整体土壤脱盐率增加了4.7%。磁化—去电子水对土壤盐分淋洗有显著促进作用,并且比磁化水或去电子水的促进作用更明显,有利于为作物生长创造良好的水盐环境,为合理利用磁化-去电子水提供了参考。     

水生蔬菜对不同程度富营养化涝池水体的净化作用——以菠菜和水芹为例

[目的] 研究水生蔬菜对富营养化涝池水体的净化效果,为水生蔬菜等经济植物应用于西北农村地区富营养化封闭水体的生态修复提供新的思路和理论参考。[方法] 以菠菜（Spinacia oleracea）和水芹（Oenanthe javanica）为试验材料,采用浮床栽培的方式,探讨水生蔬菜对3种不同程度富营养化涝池水体中的氮（N）、磷（P）的净化效果。[结果] ①2种蔬菜修复富营养化涝池水体过程中各项N,P指标明显下降,试验结束后模拟涝池水体已基本上达到或优于地表水水质标准的Ⅴ类水标准,净化后的水体已经达到国家标准。②菠菜和水芹对水体中NH₄⁺-N,NO₃^--N,PO₄^3--P的平均去除率分别为94.37%,96.66%,88.95%和97.27%,94.64%,83.48%,显著高于对照（p<0.05）,对以上营养元素表现出良好的吸收效率,表明2种蔬菜可以高效净化富营养化涝池水体。③2种蔬菜对TN的去除率和日均去除速率随水体中TN浓度升高而上升,去除率和日均去除速率均为：菠菜<水芹;随TP浓度升高,菠菜对TP去除率降低,水芹对TP去除率升高,去除率和日均去除速率为：菠菜>水芹,说明水芹更适宜含高浓度N的富营养化涝池水体,菠菜更适用于含高浓度P的富营养化涝池水体。[结论] 试验条件下,菠菜和水芹对3种程度富营养化水体中TN,TP的净化效果良好,2种蔬菜的吸收对水体净化起着重要作用。     

陕北地区水资源及其可利用量计算分析

为了缓解陕北地区水资源短缺与社会经济发展的矛盾,对该地区水资源及可利用量进行了研究.分析了陕北地区水资源的基本特点及利用现状.采用地表水资源量减去河道内生态基础流量和汛期下泄洪水量的方法,计算了陕北地区的地表水资源可利用量和水资源可利用总量,总结了二者的分布特征,并讨论了其它水资源的利用现状及未来趋势.研究结果表明,陕北地区水资源可利用量很少,仅有1.6×109 m3,可利用率也只有40％,水资源及其可利用量主要分布在榆林地区.