变化环境下新疆沙湾县灌区地下水动态趋势及驱动因素

根据沙湾县地下水系统与外部环境的关系,结合灌区1998-2017年的地下水位平均埋深资料,采用Pearson、Kendall和Spearman秩次相关检验3种方法,分析了近20 a灌区变化环境的变化趋势及对地下水动态的影响;运用主成分回归分析法确定影响灌区地下水埋深变化的主要驱动因素。结果表明:近20 a来,灌区年均气温呈不显著增加趋势,降水呈不显著减少趋势,近10 a(2008-2017年)在a=0.01水平上地表水灌溉量呈显著减少趋势,灌溉面积、节水灌溉面积及地下水开采量均呈显著增加趋势;地下水动态变化的驱动因子为地下水开采、地表水灌溉、节水灌溉、灌溉面积、气温、降水,影响程度依次降低;人为活动对地下水动态起主导作用,其中以地下水为主要水源的节水灌溉面积的增加是造成地下水位下降的主要原因。研究区在实施退耕还林、机井封填的同时还需要通过调整农业结构,提高农灌效率,节水灌溉结合地表、地下水来实现地下水资源的可持续利用。     

变化环境下农业需水量演变趋势及驱动力

根据宝鸡峡灌区11个气象站近30 a的气象及近20 a种植面积资料,分析了气候及作物种植结构的变化特征,计算了作物需水量和农业需水量,研究了灌区农业需水量的演变趋势,并利用主成分回归分析法揭示了影响农业需水量变化的驱动因素.结果表明:灌区气温呈显著上升趋势,相对湿度和风速呈显著下降趋势,蒸发量和日照时数略有增多,降水量有所减少.灌区农业种植结构变化较大,粮食作物与经济作物种植面积比例显著降低,由1991年的4.08减小为2010年的1.83;粮食作物与农作物总播种面积比例也呈下降趋势,由1991年的0.46减小为2010年的0.40.灌区小麦、玉米、油菜、棉花等4种主要作物需水量呈递增趋势,其中油菜需水量递增速率最快,约为3.558 mm/a;灌区农业需水量呈递减趋势,其递减速率为3.35×107m3/a.影响农业需水量变化的主要驱动因素为种植面积、降水量和蒸发量.降水量的减少和蒸发量的增多使得作物需水量明显增多,而农作物种植面积的减少,引起农业需水量的显著减少.     

济南引黄灌区近20年地下水位动态变化及趋势分析

利用多年观测资料,对济南引黄灌区地下水位动态变化特征及趋势进行了分析,结果表明:1近二十年济南引黄灌区地下水位年际变化趋势主要受引黄灌溉水量的影响,2002-2013年来地下水位波动下降明显;多年月均地下水位变化出现两个峰值,主峰值主要受汛期降水的影响,次峰值主要受春季引黄灌溉的影响。2对地下水位多年序列和季节序列进行M-K趋势和参数特征分析表明,灌区2000年以后地下水位呈下降趋势,且在2012年以后下降趋势较显著;春季和夏季地下水位总体上无明显趋势,而秋季和冬季分别在2003年和2006年以后呈现较明显的下降趋势。3由于秋季灌区引黄供水远远不能满足实际需水量,为缓解地下水位下降,应适当增加秋季引黄量。     

人民胜利渠灌区适宜井渠用水比研究

为合理利用灌区地表水和地下水资源,改善灌区生态环境,以人民胜利渠灌区为例,在对灌区地下水开发利用现状及其水位动态进行分析的基础上,将地下水模拟模型与GIS技术进行结合,并设置8个情景方案,预报了灌区5 a后地下水位变化趋势,并提出了灌区适宜的井渠用水比。结果表明,目前灌区地下水位呈不断下降趋势,削减灌区地下水开采量对地下水位的恢复有明显的作用。平水年削减10%的地下水开采量,人民胜利渠灌区井渠用水比例调整为1/0.78,上游调整为1/1.24,中游调整为1/0.85,下游调整为1/0.41,灌区机井数从原来的20 261眼削减到14 315眼,可以基本实现地下水的采补平衡。     

沈阳地区水资源平衡及变化特征分析

使用沈阳东陵区气象局1951-2010年的月平均气温、月降水量序列资料,用高桥浩一郎陆面蒸发经验公式估算蒸发量;采用Mann—Kendall秩次相关检验和线性趋势等分析方法,分析了降水量、蒸发量和水资源平衡变化特征。结果显示：在农作物生长季期间自然降水资源趋势明显减少,气候倾向率为-2．1162mm／a;蒸发量呈微弱减少趋势;水资源平衡降蒸差在下降,气候倾向率-1．7905mm／a。夏季水资源丰富,秋季次之,春季和冬季最少。降水量、蒸发量和降蒸差各月变化趋势呈一致性,其中1月最小,7月最大。气候变暖引起自然降水量的减少,造成水资源平衡的下降,从而存在农业供水不足和干旱的威胁,农业项目及农作物调整和布局势在必行。     

基于农户灌溉用水模型的渠井结合灌区渠井用水比例研究

为应对变化环境下农业用水供需矛盾日益突出的挑战,确定渠井结合灌区适宜的渠井用水比例,实现渠井结合灌区地下水多年动态平衡和生态系统的可持续发展.采用半结构化访谈的方式在典型渠井结合灌区——陕西省宝鸡峡灌区进行了大量田间调查,获取了作物种植类型、产量和种植成本,灌溉水源选择、灌溉用水量等基础数据,并将观察到的农户灌溉行为概念化和程序化,将农户灌溉用水行为与作物根区水文过程进行耦合,开发了一个具有物理机制的农户灌溉用水模型,模拟了不同渠井灌溉用水比例对地下水位动态、作物产量和农户生计的影响.模型在典型区域应用的纳什效率系数为0.58,表明模型可以用来模拟渠井结合灌区的地下水位.结果表明:若要维持灌区地下水位稳定和地下水采补平衡,塬上灌区丰、平、枯水年的渠井用水比例应分别为2:98、28:72、30:70,塬下丰、平、枯水年的渠井用水比例应为全井灌(0)、28:72、29:71.考虑丰蓄枯补原则,丰水年塬上灌区和塬下灌区的渠井用水比例分别为10:90和17:83时,地下水位可上升2 m;枯水年塬上灌区和塬下灌区的渠井用水比例分别为21:79和13:87时,地下水位可下降2 m.仅改变渠井用水比例时作物产量不变,且井灌比例增加时亩均净收入略有下降.开发的农户灌溉用水模型可以用来模拟渠井结合灌区的农户灌溉用水对地下水的影响,并可以量化渠井用水比例对地下水位、作物产量和农户生计的影响,可以确定不同水平年塬上、塬下灌区适宜的渠井用水比例,为灌区地表水地下水联合高效安全利用提供强有力的技术支撑.     

人类活动影响下乌苏市地下水埋深演化趋势

【目的】研究人类活动影响下乌苏市地下水位变化趋势,以及各因素变化对该地区地下水位演化的影响程度。【方法】对2018年9月乌苏市地下水埋深进行了统测,通过Mapgis软件分析了地下水流场及埋深,组合2008—2017年耕地面积、地下水开采量、节水灌溉面积、地表水引水量、总灌溉面积、机井数量等变化因素对地下水埋深演化趋势进行分析,并利用灰色关联方法评价了各因素与地下水埋深的关联程度。【结果】乌苏市地下水流向由南向北,后转向西流入艾比湖,部分地方存在降落漏斗;在人类活动影响下,地下水位整体呈下降趋势;地表水引水量与地下水开采量的灰色关联度均大于0.6。【结论】地表水引水量与地下水开采量为影响地下水位演化的主要驱动力;乌苏市实施控制用水总量方案后水位有所回升,在地下水开发利用过程中仍需掌握地下水位动态变化。     

景电灌区降水与气温随时间变化特征分析

为探明景电灌区近年来气候变化规律,深化对灌区气候变化的认识和理解,以甘肃省景泰县1983—2017年的降水及气温日数据为基础,运用线性倾向分析、Mann-Kendall趋势检验及小波分析等方法,研究了景电灌区降水与气温不同时间尺度的变化,并预测了灌区降水的发展趋势,结果表明:近35 a景电灌区降水量呈缓慢上升趋势,气候倾向率为0.38 mm/a,冬灌降水呈显著上升趋势,其余灌季均呈下降趋势;灌区年降水量变化存在7 a和11 a这2个主要的周期尺度;灌区近35 a平均气温和极高气温均呈显著上升趋势,气候倾向率分别为0.056,0.050 ℃/a,而极低气温上升趋势不明显;灌区各灌季平均气温均呈上升趋势.由此看出,景电灌区气候变化整体呈暖湿化趋势,灌季尺度上,仅冬灌期间呈现明显的暖湿化趋势,其余灌季呈暖干化趋势.     

气候变化对北京地下水资源的影响分析

总结了北京地下水资源概况,对近60 a来北京气温、降水、蒸发的变化特征进行了分析。结果表明:北京气温在波动中增暖,增幅约为0.08℃/a,而年降水量表现为下降趋势,平均变幅为-3.45 mm/a;年总水面蒸发量表现为明显的下降趋势,平均变幅为-8.04 mm/a。降水减少加之超量开采给地下水资源带来不利影响,导致地下水位持续下降,局部浅层含水层疏干,1999-2013年,第四系地下水累计亏损量达65.82亿m3,年均亏损量4.39亿m3,地下水水质也随之变差。平原区地下水蒸发量由1960-1980年的年均4.95亿m3/a,降至2001年以来的年均0.44亿m3/a。气温对地下水的影响是间接和微弱的。     

新疆石河子-昌吉地区2016―2020年地下水位动态特征分析

【目的】探明新疆石河子-昌吉地区地下水位变化规律及其驱动因素。【方法】基于2016―2020年研究区44眼监测井的逐月地下水埋深,划分地下水动态类型,绘制了多年地下水埋深累计变幅分区图和高低水位期地下水流场对比图,综合直线趋势分析方法和灰色关联分析方法对地下水位动态特征及其影响因素进行分析。【结果】区内潜水动态类型为灌溉入渗-开采型和水文-开采型,承压水动态类型为开采型。石河子市地下水位呈快速上升趋势(埋深变幅多为-3~-2 m);玛纳斯县南部地下水位快速上升(多为-4~-3 m),北部水位快速下降(多>5 m);呼图壁县地下水位快速下降(多>5 m);昌吉市地下水位动态变化相对缓慢,以缓慢下降为主(多为2~3 m)。石河子市和玛纳斯县南部水位回升主要取决于低水位期,北部地下水漏斗区局部水位回升则相反;呼图壁县水位持续下降受高、低水位期共同影响;昌吉市水位动态稳定,与河流补给作用有一定关联。【结论】耕地面积、地下水开采量和地表水源供水量是潜水水位变化的主控因素,承压水水位变化主要受耕地面积和地下水开采量的影响。     

气候变化和人类活动对灌区地下水埋深的影响

[目的]探析气候变化和人类活动对灌区地下水埋深的影响.[方法]利用年代波动性分析、突变检验、灰色关联分析、敏感性分析、双累积曲线法和相对贡献率分析了人民胜利渠灌区1952-2013年地下水埋深及其影响因素的变化和突变特征,并识别了地下水埋深与各影响因素间的响应特征.[结果]人民胜利渠灌区地下水埋深呈明显增加趋势(0.8...     

节水灌溉条件下宁夏银北灌区地下

根据灌区引水、排水、降水及蒸发等长观资料，分析讨论了宁夏银北引黄灌区大气降水、地表水、地下水相互转化规律及其时空分布状况。采用有限元法，建立了银北灌区地下水动态数值模型。在此基础上，研究了采取节水灌溉措施后，灌区地下水动态。首先按照优化后的灌区作物种植结构及相应的灌溉定额，反推灌区灌溉引水量。然后，通过相关分析，得到与灌溉引水量相对应的沟排量。最后，用反推所得数据及典型年份的降水和蒸发资料，进行了地下水动态趋势分析和数值模拟计算，给出了模型的预测结果，并将预测结果绘制成相应的地下水等水位线图。     

地下水浅埋区农田地下水动态模拟

在地下水浅埋区,农田地下水动态对降水、蒸发等气象因素很敏感,研究它们之间的关系对农田水管理具有重要意义。对湖北省荆州农业气象试验站1981~2005年和湖北省荆州市四湖工程管理局排灌试验站2000~2004年实测降水、蒸发、土壤水和地下水资料进行分析,建立2种数学模型以模拟不同季节地下水埋深随基本分析时段有效降水、蒸发等因素的变化情况。用后验差指标法检验模型的拟合程度,结果表明,所建立的2种模型都能较好地描述农田地下水动态受降水量、蒸发量等因素影响的变化趋势。     

灌区节水潜力估算的方法及应用

从作物需水量出发 ,考虑有效降水、地下水、输水损失、田间损失、无效蒸腾等因素后 ,构造了一个理论节水潜力的计算公式 ,继而利用一个调节因子 ,求得实际节水潜力     

基于突变理论的吉林西部灌区地下水环境风险评价

地表水作为灌区的灌溉水源,灌溉回归水补给容易引起土壤的次生盐渍化.选取了自然状态、水环境、土壤环境、社会经济环境这4个评价要素和相应的17个评价因子,构建了吉林西部灌区地下水环境风险指标体系,采用突变理论对其进行了评价.分析结果表明,五家子灌区、大安灌区和松原灌区均属于轻险,风险值分别为0.9206、0.9303、0.9196.吉林西部灌区的地下水环境存在风险.     

河套灌区井渠结合地下水数值模拟及均衡分析

建立了河套灌区三维地下水数值模型,用2006-2013年灌区实测地下水埋深资料对模型进行率定和验证,并在规划的井渠结合区内,设置3种不同井灌区灌溉定额和3种秋浇频率,组合共9种井渠结合节水情景,分别分析了9种节水情景下的地下水动态变化.结果表明:井渠结合后全灌区地下水埋深范围为1.863~2.029 m,较现状条件增加0.084~0.250 m;不同灌域结合区井渠结合后地下水埋深差别很大,解放闸结合区地下水埋深最大,为2.308~2.803 m,永济结合区地下水埋深最小,为2.079~2.455 m;井渠结合后,入渗补给量减少2.01×10⁸ ~3.63×10⁸ m³/a,潜水蒸发量减少1.69×10⁸ ~3.03×10⁸ m³/a.     

商丘试区引黄补源条件下土壤盐分及地下水动态分析

商丘试验区属引黄补源灌溉与井灌相结合的灌溉类型区,引黄灌溉对试区土壤及地下水环境影响分析表明:引黄补源环境效果较为显著,试区地下水位长期下降的趋势得到了遏制;浅层地下水质得到了改善;引黄补源致使土壤盐分下移对作物生长有利。