基于权马尔科夫链模型淮北平原西部地下水埋深预测研究

地下水位埋深动态预测研究是地下水资源评价的重要内容之一;地下水位变化受气象、水文、地质、开采及补给等诸多因素制约,而且各因素之间的关系很难确定,难以用简单的线性函数进行描述,故地下水埋深具有随机性。该研究采用基于权马尔科夫链建立淮北平原西部地下水埋深预测模型,预测了区内地下水埋深所处的区间值,结果表明研究区中深层地下水多处于[5.080 m,5.960 m),处于[6.448 m,+∞)出现的概率也偏高;浅层地下水埋深多处于[2.925 m,3.635 m),处于[3.990 m,+∞)也呈现增大趋势,研究表明在地下水不合理的开发利用下,淮北平原西部地下水埋深呈增大趋势;该研究成果为淮北平原西部地下水资源管理与决策提供一种新的方法。     

淮北平原不同地下水埋深对作物生长发育及产量的影响

浅埋区地下水位对作物生长有较大影响，为探明不同作物最适宜的地下水埋深，在五道沟水文水资源实验站开展了系列原型观测实验，探寻砂姜黑土和黄潮土两种土壤，分别种植小麦、大豆、玉米情况下的最优地下水埋深控制。结果表明：（1）不同作物在不同土壤上种植的最优地下水埋深不同：小麦和大豆在两种土壤上种植的最优地下水埋深均为1.0m；玉米在砂姜黑土上种植的最优地下水埋深为0.8m，在黄潮土上种植的最优地下水埋深为1.0m。（2）土质对作物产量的影响：种植小麦条件下，砂姜黑土产量比黄潮土高；种植大豆条件下，砂姜黑土产量比黄潮土低；种植玉米条件下，在[0.2，0.6]埋深区间，砂姜黑土产量比黄潮土高，在[1.0，5.0]埋深区间，砂姜黑土产量比黄潮土低。     

输水前后塔里木河下游物种多样性与水因子的关系

为检验连续7a的输水对塔里木河下游生态系统稳定性的影响,根据2006年与2010年塔里木河下游地下水埋深、地下水质以及植被调查资料,分析了2006到2010年间物种多样性、地下水位和水质变化状况,利用非参数相关和RDA排序对输水间歇物种多样性与地下水位、水质关系变化作了探讨,结果发现:塔里木河下游输水停止后地下水位不断下降,地下水矿化度也有小幅度增加;物种多样性Shannon-Weiner指数、Simpson指数、Margalef指数、Patrick指数以及Cody指数都以下降为主,表明塔里木河下游受损生态系统尚不具备自维持能力;物种多样性与地下水埋深和地下水矿化度的关系为,地下水平均埋深为5 m左右时,物种多样性主要受地下水质状况的影响,而当地下水平均埋深大于6.5m时,物种多样性的制约因子则为地下水位.因此,从物种多样性角度看,塔里木河下游的合理水位应在5 m左右,大于6.5m则是物种多样性的胁迫水位.     

基于层次分析法的苏贝淖流域植被生态脆弱性评价

[目的]研究应用层次分析法评价苏贝淖流域植被生态脆弱性。[方法]从苏贝淖流域植被生态实际情况出发,利用已构建的苏贝淖流域植被生态评价指标体系,基于层次分析法(AHP)确定各层次指标的权重,并利用综合指数法计算各评价单元的植被生态脆弱度,评价苏贝淖流域植被生态脆弱性。[结果]苏贝淖流域植被脆弱性划分为极度脆弱、高度脆弱、中等脆弱、低度脆弱4个等级;极度脆弱区分布于苏贝淖附近的湖盆滩地地带,地下水位埋深普遍小于1.0 m,该区植被与地下水关系密切;低脆弱区分布于苏贝淖四周的梁地地带,地下水位埋深10.0～40.0 m,植被生长与地下水埋深关系不明显;地下水位对植被生态的影响最为敏感,是研究区地下水资源开发利用与生态环境保护之间的关键因子。[结论]该研究为区域生态环境保护、水资源合理开发利用、经济社会协调发展提供科学依据。     

绿洲不同尺度地下水时空动态变化特征及成因分析

[目的]不合理的开发使用地下水资源会产生一系列的环境生态问题,科学的论证地下水变化规律,为今后有效的开发、管理干旱区地下水资源提供重要保证和必要前提.[方法]以天山北坡奇台绿洲为研究区,从县域和乡级两个不同尺度对其地下水位时空动态变化特征及成因进行分析.[结果]县域范围内地下水位变化受人口因素影响深,乡级尺度受耕地面积因素影响更大.乡级尺度中,西-东方向农业发展历史长的乡镇地下水埋深早期下降快,后期逐渐趋缓.而早期以畜牧业发展为主的地区则反之.南—北方向,地下水埋深平均下降速度依次是中部(0.47 m/a)＞北部(0.31 m/a)＞南部(0.13 m/a).[结论]县域范围、乡级尺度引起地下水埋深变化的因素不同,时空变化特征也不一样.     

额济纳绿洲沿河区地下水位埋深对生态输水的响应研究

通过连续3a对额济纳绿洲沿河区的地下水位埋深监测,分析地下水位埋深在纵向、横向的响应及地下水位埋深响应强度情况,探讨生态输水后地下水位埋深动态响应的初步规律.初步结论:生态输水后地下水位埋深出现显著地变化,平均地下水位埋深由输水前的4.5m降低到3.27m,降幅为27.3%;距输水口越近,距输水河道距离越近,地下水位埋深越小,其降低幅度也越大.     

石家庄市地下水超采综合治理“非农作物替代农作物”实施情况研究

<正>石家庄市是资源型缺水的严重地区,长期以来,为了维系社会经济发展,被迫长期超采地下水,致使地下水采补严重失衡,地下水位持续下降。自1980年以来,地下水位呈阶梯式下降趋势,平均埋深由1981年的10.16 m到2000年的28.24 m,并以年均0.85 m速度下降,2010年漏斗区中心水位埋深已达     

季节性冻融期不同地下水位埋深下土壤温度变化特征

土壤温度是土壤热状况的综合表征指标，影响土壤养分分布和冬春季节作物生长发育。以山西省水文水资源勘测局太谷均衡实验站为试验基地，对冻融期4种不同地下水位埋深下的土壤温度进行了分析研究。结果表明：在地下水浅埋区，冻融期地温的变化滞后气温变化，且滞后时间随土壤深度的增加而增大。12月初-2月下旬，地下水位为1．0m埋深的土壤温度较高；消融期地下水位为1．5m埋深下的土壤温度迅速回升。而0．5m埋深下的土壤温度较低且回升较慢；同一地下水埋深下，随着土壤深度的增加。剖面温度增高。50cm深度之下的土壤温度受地下水位埋深的影响较弱。研究成果可为冬春作物播种、预防冻害提供参考依据。     

锡林河流域优势种群水位阈值分析

地下水是干旱草原区最为关键的生态因子,不仅是生态系统构成、稳定和发展的基础和依据,而且决定着草原群落演替。通过样方采集试验像得到研究区优势种群(大针茅等)覆盖度,同时测量得到不同对应地质单元的水位埋深,建立研究区几种优势种群基于覆盖度的生态分布高斯模型,分析几种优势种群与地下水位关系,找到该优势植被的适宜、不适宜的地下水位埋深,最终得到几种优势种群不同覆盖度下对应的地下水位阈值。结果表明:几种优势种群的地下水位埋深均为10 m以下,其中克氏针茅在3. 8 m时植被盖度达到最大值,大针茅在4 m时植被盖度达到最大值,羊草在1. 7 m时植被盖度达到最大值。在相应的水位阈值范围内,以上几种优势种群植被盖度与地下水位埋深相关关系明显。     

淮北平原夏玉米生长与土壤含水量和地下水的关系

为了研究淮北平原夏玉米生长与土壤含水量和地下水埋深的关系,在蚌埠市五道沟试验站设置2组试验:一组大田试验,用来观测夏玉米生长与土壤含水量的关系;一组蒸渗仪试验,用于研究夏玉米最适宜的地下水埋深.研究结果表明,生育期极端降雨引起土壤含水量增加,会严重影响夏玉米的生长,使得产量下降;其中,2018年出苗期及抽雄期和灌浆期发生的极端降雨使得20、40、70 cm 土层含水量分别比田间持水量高18.6％、42.8％、24.0％,与3年平均产量相比,2018年减产28.5％.在蒸渗仪试验中,地下水埋深对株高、穗长影响不大,对产量、单穗粒数、百粒质量、穗数影响较大.在地下水埋深为0～3 m时,适宜夏玉米生长的最佳地下水埋深为0.6～0.8 m.与自然水位下的大田产量相比,埋深为0.6 m时,2017年、2018年的产量分别增加7.5％、18.7％;埋深为0.8 m时,2017年、2018年的产量分别增加18.7％、5.0％.     

干旱区不同地下水埋深膜下滴灌灌溉制度模拟研究

通过在新疆巴州灌溉试验站进行的膜下滴灌棉花灌溉制度试验,得出了适合当地的常规滴灌制度。为进一步研究浅层地下水对灌溉的补偿效应,利用Hydrus软件对不同地下水埋深下膜下滴灌棉花生育期耗水量进行了模拟。通过引入关键点土壤含水率的概念,提出了膜下滴灌棉花受水分胁迫的标准。结果表明：地下水对棉花的耗水具有一定的补偿作用,地下水埋深越浅,则所需的灌溉定额越小。当地下水埋深小于1.5 m时,滴灌定额为3 300 m³·hm^-2;当地下水埋深为2.0 m时,滴灌定额为4 500 m³·hm^-2;当地下水埋深很大而对作物根区没有补给时,棉花完全依赖于灌溉所需的滴灌定额则为5 550 m³·hm^-2。考虑到干旱区内具有较高的潜在蒸发势,会导致土壤的次生盐渍化,从而危及作物的生长,1.5～3.0 m的地下水埋深是灌区内较理想的水位区间。     

节水改造对沈乌灌域不同地貌浅层地下水埋深的影响

为了揭示节水改造对区域地下水埋深的影响,以沈乌灌域44眼地下水观测井资料为基础,研究节水改造下地下水动态演变趋势。结果表明：整个灌域地下水埋深受灌溉影响明显,夏灌和秋浇后整个灌域地下水埋深都有上升趋势,秋浇后灌域大部分地区地下水埋深处于最浅值,有一定的周期性变化规律,但灌域中心地区存在深埋区,对于地下水资源要加强管控;节水改造后,各渠系下游耕地区平均埋深降幅（12.46%）大于上游耕地区平均埋深降幅（7.13%）,最大埋深平均降幅（16.54%）大于最小埋深平均降幅（15.78%）;荒地区、湖泊旁地区和林地区的地下水平均埋深分别下降0.33、0.24 m和0.36 m。研究表明,节水改造对耕地区、荒地区、湖泊旁和林地区影响较明显,对盐碱区和渠道旁地区影响较微弱。     

蒸发条件下地下水对1 m土体水分补给的数值模拟

采用数值方法,模拟分析了6种典型土壤的1m主体在不同蒸发强度条件下地表下20,50,100cm处土壤水分通量与地下水理深之间的关系。研究结果表明：若以5d或10d为平均时段,在一定的地下水理深条件下,土壤剖面中各深度的水分通量与土壤质地及水面蒸发强度间的关系可用土壤水分包络线图来表示。应用该包络线图,可分析计算裸地不同地下水埋深、不同蒸发条件下地下水对1m主体的补给量。在同样的水面蒸发强度下,地下水埋深起大,则谷深度的水分通量越小,当地下水理深大于3m时,地下水对1m主体已基本没有补给。     

地下水动态及与土壤盐渍化的关系——以新疆兵团二二四团场为例

分析灌区2010年4月至2011年4月地下水埋深及矿化度的动态变化,并分析地下水埋深及矿化度与土壤表层全盐量的关系.结果表明,土壤表层盐分与地下水埋深呈负相关,与地下水矿化度呈正相关.     

不同埋深浅层地下水对春小麦的补给模式研究

[目的]从作物需水规律出发,研究不同埋深浅层地下水对作物需水的补给模式及对作物蒸散的影响。[方法]设计5个地下水埋深处理,于2008～2009年采用底部密封的试桶进行不同地下水埋深条件下春小麦全生育期潜水蒸发试验。[结果]不同埋深地下水对作物生长以及田间蒸发散具有显著的影响,补给占ET总量的比重从0到52.0%不等;地下水埋深较浅时,影响地下水对作物补给的主要因素是大气蒸散能力和作物根层深度,埋深较大时则主要受到地下水位的控制。[结论]揭示了不同埋深条件下潜水补给包气带及作物需水的机理及模式,为合理高效利用浅层地下水资源、优化春小麦灌溉制度提供依据。     

银北灌区地下水动态及其对土壤盐分的影响

通过对银北灌区作物生长季节地下水埋深、矿化度和田间土壤全盐含量测定,分析了地下水的动态变化及春、秋季土壤盐分的分布特征,确定土壤盐分与地下水矿化度之间呈线性正相关,与地下水埋深呈对数负相关,并建立了相关方程。     

黄土高原半干旱区尾菜高量埋压抑制土壤氮淋溶的研究

为明确尾菜高量埋压带来的土壤氮淋溶风险,本研究设计了不同尾菜埋压厚度和表层覆土厚度的组合试验,分析不同土层水分和无机氮（NH₄⁺-N和NO₃^--N）时空变化特征。结果表明：埋压尾菜厚度0.2~0.6 m、表层覆土厚度0.1~0.3 m时,试验前10 d,表层土壤水分快速增加,较对照提高了40%~110%,尾菜向深层土壤补水深度最大为1.6 m;试验开始土壤无机氮以NH₄⁺-N增加为主,下移深度仅为0.6 m,试验第83天时,NO₃^--N快速积累,最大下移深度为0.8 m,土壤无机氮主要集中于耕作层,尾菜层上、下0.1 m土壤无机氮含量是当地高产玉米农田的1.0~3.5倍。当尾菜埋压厚度达到3.0 m、表层覆0.4 m黄土时,尾菜向深层土壤补水深度为5.0 m,NH₄⁺-N下移深度为1.5 m,试验第194天时NO₃^--N增加不显著,与对照无显著差异,尾菜层上、下0.1 m土壤无机氮含量是高产玉米农田的3.5~4.2倍。研究表明在黄土高原半干旱地区,采用覆土埋压法将尾菜高量还田可以显著增加土壤水分和无机氮固存量,尾菜厚度、表面覆土厚度与土壤水分、土壤无机氮累积量和NH₄⁺-N含量呈正相关,与土壤NO₃^--N含量呈负相关,无机氮并未随土壤水分向深层土壤淋溶。     

不同埋深浅层地下水对春小麦的补给模式试验研究

[目的]从作物需水规律出发,研究不同埋深浅层地下水对作物需水的补给模式及对作物蒸散的影响。[方法]设计5个地下水埋深处理,于2008～2009年采用底部密封的试筒进行不同地下水埋深条件下春小麦全生育期潜水蒸发试验。[结果]不同埋深地下水对作物生长以及田间蒸发散具有显著影响,补给占ET总量的比重从0到52.0%不等;地下水埋深较浅时,影响地下水对作物补给的主要因素是大气蒸散能力和作物根层深度,埋深较大时则主要受到地下水位的控制。[结论]揭示了不同埋深条件下潜水补给包气带及作物需水的机理及模式,为合理高效利用浅层地下水资源、优化春小麦灌溉制度提供依据。     

佳木斯市城区地下水动态特征分析

采用佳木斯市区2001～2005年的地下水观测资料,对城区地下水的动态变化、影响因素及降落漏斗的现状与发展进行分析。结果表明,"十五"期间,佳木斯市城区地下水位埋深范围为6.64～10.85m,水位标高范围为70.92～74.66m。由于大气降水具有迟后补给作用,2001年降水量最小,为350.5mm,造成2002年地下水位最低;2003年降水量最大,为564.4mm,使得2004年水位最高。地下水的常年大量开采,使城区已形成约60km2的降落漏斗,并向南侧和东北侧略有扩展。