面向节水型产业结构的黑龙江省行业用水及经济特征分析

在有限的水资源条件下,合理分配水资源,提高用水效率及水的经济效益,已经成为目前的热点问题之一。以2010年投入产出表为数据基础,计算黑龙江省的用水、耗水及污染系数、各产业的影响力、感应力系数、生产诱发系数,进行用水、耗水效益和污染程度分析判断,并进行各产业的经济特征分析。结果表明：（1）农业用水成本最大,污染大,最不经济,出口对农业影响最大;（2）高用水行业主要集中在以资源加工为主的工业内部,高耗水行业只要集中在第二产业的部分制造业,高污染行业主要集中在以制造业为主的工业,投资对第二产业影响最大;（3）黑龙江省第三产业均属于一般用水行业和一般耗水行业,出除了住宿和餐饮业外其他服务业均属于一般污染行业,第三产业用水最经济,污染少,为促进第三产业的发展,应首先提高对第三产业的消费,其次加大对第三产业的投资和出口。     

基于WSAM的区域水资源乘数分析——以黑龙江省为例

在编制的嵌入水资源要素的黑龙江省2012年社会核算矩阵(WSAM)基础上,对相关生产部门账户进行水资源乘数分析。研究发现:服务业、农业和水部门的账户乘数更为显著,对黑龙江省国民经济的拉动作用更大;水部门与农业的水资源乘数较大,其发展与水资源联系更为紧密;服务业对水部门的乘数最大,表明两者的产业关联度大;将黑龙江省与吉林省、辽宁省的水资源乘数做对比分析,结果显示黑龙江省水部门在整个经济体系中发挥较大的作用,同时由于其农业规模最大,水资源配置存在的问题更为突出。建议优化三次产业布局,加快农业转型升级,并发展高效节水灌溉,严格执行各种水资源管理制度。     

基于生态视角下的塔里木河水资源合理配置

本文探讨了塔里木河流域水资源合理配置的措施.采取实证分析模式,分析了塔里木河流域的水资源合理配置的技术路线及结构,计算出流域配置的关键管控阿拉尔断面的水流量,阐述了“源流、干流(上中下游)”的水资源配置目标及措施,给出了源流、干流及干流下游依序展开“集中同步组合、分段耗水管控、地下水深管控”的水资源调度方案.     

乌鲁木齐市水足迹和水资源承载力动态特征分析

为了分析研究乌鲁木齐市水足迹和水资源承载力的动态特征,根据生态足迹法构建了乌鲁木齐市生活耗水、农业耗水、工业耗水、城镇公共耗水和生态环境耗水5个水资源指标,并利用水资源负载指数,研究了乌鲁木齐市2004-2011年水资源承载力、水足迹和水资源负载的动态特征。结果表明,2004-2011年乌鲁木齐市水资源承载力在波动中整体呈下降趋势,从2004年的1 767hm2下降到2011年的1 640hm2;总的水足迹从2004年的14 598hm2上升到2011年的18 988hm2;水资源赤字从2004年的12 831hm2上升到2011年的17 348hm2;水资源负载指数非常高,2011年达到63.22,远远超过了其Ⅰ级标准。表明乌鲁木齐市的水资源利用程度非常高,必须从外界引水才能满足其发展的需要。最后根据以上结论提出一些建议。     

CPSP模型在华北井灌区农业水管理中的应用

为研究不同农业水管理措施对区域水平衡的影响,选择北京市大兴区为华北井灌区代表性研究区,以CPsP模型为技术支持,研究了提高灌溉水利用率、采用亏缺灌溉、改善农业种植结构及利用区外水源等不同水管理措施影响下区域水平衡、区域耗水、区域取水及用水指标的变化规律.结果表明,在资源型缺水区域,提高灌溉水利用率、采用非充分灌溉及改善农业种植结构在一定程度上能缓解区域水资源紧缺的压力,特别是采用非充分灌溉及改善作物种植结构能显著减少区域取水及耗水总量,并能减少地表水及地下水的补给量中回归水所占比例,在缓解区域水资源紧缺压力的同时也降低了区域水质遭受回归水污染风险.另外,在未来情景中,因经济快速发展及人口持续增长,工业及居民生活用水量增加,区域水资源供需矛盾将会加剧,为确保区域水资源良性循环,势必采取积极有效的水资源管理模式.     

建平县取用水总量控制指标评估体系研究

取用水总量控制和定额管理是实行最严格水资源管理制度的技术手段之一.在宏观总量上,以取水、供水、用水以及耗水和排水量作为总量控制的表征指标;在微观上,以用水定额、耗水定额等作为微观控制表征指标.本文对建平县取用水总量控制指标评估体系进行了分析与研究,为建平县实行最严格的水资源管理制度提供可靠依据.     

基于田间实际耗水的作物生产水足迹

为了衡量田间尺度粮食生产对资源的真实利用,基于水足迹及作物耗水理论,提出基于作物实际耗水的农作物生产水足迹计算方法,并以陕西关中的小麦、玉米为研究对象,对1998,2005及2010年的生产水足迹进行了计算.结果显示：同一年份同一作物不同地区间耗水量具有较大差异,同时,关中地区3个代表年份平均小麦、玉米耗水量分别比需水量小16.2%和12.4%;小麦、玉米生产水足迹有减小趋势,代表年平均值分别为0.96,0.77 m^3/kg;各地区小麦虚拟水中蓝水比例在10%-40%,玉米则在20%-50%范围内变化,且年际、地区间的蓝水占有比例均无明显变化趋势;3个代表年小麦、玉米的总水足迹之和分别为70.1,59.8及60.7亿m3,均大于当地的水资源总量,其中蓝水所占比例均值为29.1%.基于作物实际耗水的作物生产水足迹的计算对基于水足迹和虚拟水贸易的科学研究及政策制定均有重要意义.     

高关灌区中稻田间水利用系数试验研究

【目的】测算分析高关灌区灌溉水利用系数,提高水资源优化配置和实现最严格水资源管理决策。【方法】以高关灌区中稻试验田为样本,采用平均法、实测法、对比实测法分别测算了高关灌区中稻田间水利用系数。【结果】3种方法测算所得系数分别为0.903、0.941和0.921,相差不大,误差在5%以内,其中,实测法所得系数最大,平均法所得系数最小。高关灌区中稻田间水利用系数随灌水定额增大而减小,呈负相关关系;对比实测法与实测法相比,认为田面渗漏是稻田的有效耗水,田埂渗漏则是稻田的无效耗水,避免了中间测定造成的累积误差,适用于稻作区田间水利用系数的测定。【结论】对比实测法测算的高关灌区中稻田间水利用系数为0.921是合理的。     

干旱区农业灌溉耗水计算方法

农业灌溉耗水研究是流域水文模拟与水资源评价、灌区规划与灌溉水管理的基础研究工作。从农业耗水的机理、三水转化关系入手,对农业灌溉耗水的概念进行了界定,并从流域与灌区2个尺度对计算方法进行探讨,提出了便于应用的计算方法及评价指标。     

甘肃引黄灌区小麦灌溉制度研究现状与发展趋势探析

制定合理的灌溉制度和控制适宜的土壤水分条件是节约水资源、促进农业可持续发展的重要途径之一。甘肃省属于小麦主产省份,但该地区自然降雨分布不均,而小麦属于高耗水作物,水资源缺乏成为甘肃引黄灌区小麦生产的主要限制因子。基于此,课题组围绕甘肃引黄灌区小麦灌溉制度研究现状,分析了小麦需水规律及高效节水灌溉制度,并从小麦生长发育需水量及需水时间控制机制研究、小麦干旱发生发展情况与致灾临界气象条件研究、极端干旱情况下小麦脆弱性诊断及适应性管理三个方面阐述了小麦灌溉制度研究发展趋势,以期为农业水管理精准化提供参考。研究结果表明,为实现小麦高产及节约用水,应科学制定小麦的灌溉制度,进行适时、适量灌溉,为小麦生产创造合理的群体结构,提高水资源利用效率,从而达到节水、高产、高效、稳产的目标。     

气象因子对负水头供液下番茄日耗液量的敏感性分析

以番茄为试验材料,测定其在温室内基质栽培负水头供液条件下的日耗液量、空气相对湿度、气温和太阳辐射强度等气象因子数据,采用通径分析方法,建立多元回归模型,计算各气象因子对番茄日耗液量的直接通径系数、间接通径系数、决定系数和对回归方程估测可靠程度R~2的总贡献值。结果表明:作物系数和日平均太阳辐射强度的直接通径系数达到极显著水平(P0.01),2个因子的决定系数和对R~2总贡献值最大,是影响番茄日耗液量的重要因子;气象因子减少对番茄日耗液量影响的通径分析发现,敏感性最强的气象因子是日平均太阳辐射强度,其次分别是作物系数和日最高太阳辐射强度。     

种植密度对制种玉米耗水量的影响及模型验证

为探究不同种植密度下制种玉米耗水规律及模型适用性,进行了制种玉米的田间小区试验。试验共设置6个种植密度,分别为6.75、8.25、9.75、11.25、12.75和14.25万株/hm~2,采用随机区组布置,每个处理3次重复,其中9.75万株/hm~2为当地种植密度,作为对照(CK)。试验对不同种植密度下的制种玉米的形态指标和耗水量进行了观测。结果表明,制种玉米的LAI随种植密度的增加而增加,株高随种植密度的增加没有显著变化;耗水量随种植密度的增加而增加;相比于双作物系数法、SIMDual K_c模型及引入K_d的双作物系数法而言,K_(density)法更适合用于估算西北旱区不同种植密度下制种玉米的K_c值。     

再生水灌溉下草地早熟禾耗水特征及灌溉制度研究

以再生水充分灌（A1）、再生水适宜灌（A2）、再生水轻微干旱胁迫（A3）、再生水中度干旱胁迫（A4）4种水分处理的田间试验为基础,结合水量平衡方程、Penman-Monteith公式、作物系数（KfC）和需水系数（A）的计算方法及当地1955--2002年气象资料,研究了再生水灌溉条件下早熟禾的耗水特性、结构组成和灌溉制度。结果表明,再生水灌水量与早熟禾（Poapratensis L.）生育期的总耗水量、耗水强度、灌溉水的消耗比例呈明显正相关,与降水消耗比例和灌溉水利用效率呈负相关,与剪草量和水分利用效率呈开口向下的二次抛物线关系;4种水分处理下,早熟禾的耗水量60％以上来自降水,A4处理的降水消耗比例达69．09％;作物系数与作物需水系数的变化规律相似,与灌水量呈明显正相关,在7、8月份最大达1.91～1．73（4种水分处理）。最后推荐出了25％、50％、75％和95％4种水平年的灌溉制度。     

Estimation of water consumption and crop water productivity of winter wheat in North China Plain using remote sensing technology

The North China Plain (NCP) is one of the most water stressed areas in the world. The water consumption of winter wheat accounts for more than 50% of the total water consumption in this region. An accurate estimate of the evapotranspiration (ET) and crop water productivity (CWP) at regional scale is therefore key to the practice of water-saving agriculture in NCP. In this research, the ET and CWP of winter wheat in 83 counties during October 2003 to June 2004 in NCP were estimated using the remote sensing data. The daily ET was calculated using SEBAL model with NOAA remote sensing data in 17 non-cloud days whereas the reference daily crop ET was estimated using meteorological data based on Hargreaves approach. The daily ET and the total ET over the entire growing season of winter wheat were obtained using crop coefficient interpolation approach. The calculated average and maximum water consumption of winter wheat in these 83 counties were 424 and 475 mm, respectively. The calculated daily ET from SEBAL model showed good match with the observed data collected in a Lysimeter. The error of ET estimation over the entire growing stage of winter wheat was approximately 4.3%. The highest CWP across this region was 1.67 kg m⁻³, and the lowest was less than 0.5 kg m⁻³. We observed a close linear relationship between CWP and yield. We also observed that the continuing increase of ET leads to a peaking and subsequent decline of CWP, which suggests that the higher water consumption does not necessarily lead to a higher yield.     

寒地黑土区水稻植株干物质积累对耗水过程的响应

为了探究寒地黑土区水稻植株干物质积累对耗水过程的响应规律,于2017年在黑龙江省水稻灌溉试验站的蒸渗仪内进行了水稻耗水试验。采用U7(76)均匀试验设计,深入解析了各生育阶段耗水量对水稻干物质量及干物质积累过程的影响。结果表明,各生育阶段耗水量对水稻干物质积累的影响决定系数由大到小依次为:抽穗开花期、拔节孕穗期与抽穗开花期的耦合效应、拔节孕穗期、抽穗开花期与乳熟期的耦合效应、分蘖中期与抽穗开花期的耦合效应、分蘖中期与拔节孕穗期的耦合效应、分蘖中期。在水稻营养生长阶段,各阶段耗水量通过影响干物质积累进入快速增长的时间和最快增长速率,进而间接影响干物质积累量,分蘖中期耗水量每增加1 mm,将提前0.459 d进入干物质积累快速增长阶段;拔节孕穗期耗水量每增加1 mm,干物质积累的最快增长速率提高0.011 3 g/d。进入生殖生长阶段,各阶段耗水量对干物质积累量的直接影响大于间接影响。各生育阶段耗水量对水稻产量和干物质量的影响排序相同,由大到小依次为:抽穗开花期、拔节孕穗期、分蘖中期、乳熟期、分蘖前期、分蘖后期,拔节孕穗期、抽穗开花期耗水量与水稻经济系数呈显著负相关。研究结果可为寒地黑土区水稻合理制定灌溉制度提供理论依据。     

不同滴灌处理下紫花苜蓿的耗水特征及作物需水量的估算

在鄂尔多斯地区对太阳能光伏提水地埋滴灌紫花苜蓿进行了需水规律的田间试验研究。试验设置高水分(30 mm)、中水分(22.5 mm)和低水分(15 mm)3个处理,采用FAO-56推荐的单、双作物系数法计算了作物需水量,并和实测值进行了对比。结果表明,太阳能光伏提水地埋滴灌紫花苜蓿条件下双作物系数法更接近实测值;作物耗水量主要取决于灌水量,呈正相关;建议采用中水分处理(22.5 mm)的灌溉制度,灌水周期4~5 d,遇到降水时灌水日期顺延,整个生育期的需水量为460 mm。     

山东省虚拟水贸易问题研究——基于投入产出分析方法

山东省水资源短缺,且时空分布不均,水资源问题已成为制约其社会经济可持续发展的重要因素之一。采用投入产出分析方法,基于投入产出和用水量数据,对山东省虚拟水贸易进行了计算,提出虚拟水量计算的新思路,对结果进行了分析,从分行业和时间的角度分别进行讨论,并提出水资源配置和产业结构调整的相关建议。研究结论表明,虚拟水及虚拟水贸易的研究对山东省缓解水资源问题,实现新时期生态环境和社会经济的可持续发展具有重要的理论和现实意义。     

基于用水量驱动因子的水量预测模型

采用主成分分析法筛选出显著的驱动因子,结合灰色关联分析将筛选出的驱动因子进行灰色聚类和优势分析.以用水量驱动因子为基础,利用SPSS建立多层感知器网络,利用矩阵实验室建立GRNN神经网络和BP神经网络.将诱导有序加权平均算子(IOWA)应用到水量预测模型中,构建基于IOWA算子的MLP-GRNN-BP组合用水量预测模型,最后建立由平方和误差(SSE)、均方误差(MSE)、平均绝对误差(MAE)、平均绝对百分比误差(MAPE)、均方百分比误差(MSPE)和Theil系数(μ)组成的预测效果评价体系,评价预测模型的预测效果,最后以重庆市的用水量预测为例,验证以上方法的可行性.结果表明:经过主成分分析及灰色关联分析,可将用水量驱动因子由31个降为12个, 12个驱动因子可综合为4个聚类,可确定4种用水量的各自驱动因子的重要性排序;BP, MLP, GRNN和MLP-GRNN-BP组合模型预测结果的MAPE,MSPE和Theil系数均在5%以内.     

冬小麦节水耐旱系数研究

抗旱系数在品种的抗旱筛选中有较为广泛的应用。在抗旱系数的基础上加入水分利用效率因子,得到了作物节水耐旱系数(WSDT)。由于考虑了作物耗水量和水分利用效率,WSDT能够表征作物的受旱程度,体现作物对土壤水分的利用能力。利用2007~2008年桓台863计划项目区冬小麦试验资料,对4个小麦品种的抗旱性能进行了评价,并与抗旱系数评价结果进行了比较,WSDT结果更合理,可以在作物抗旱品种筛选中应用。