地下水超采区混合井回灌流量计算与效率分析

以试验数据为基础,对地下水超采区混合井回灌过程中井流量计算的方法进行理论归类,发现混合井回灌过程中的井流计算方法一般可按承压水井流计算方法进行;定量分析混合井单位流量变化过程,发现其回灌效率大于抽水效率;利用Grapher系统对不同流量回灌过程进行分析,得出利用混合井在超采区实施回灌其效率开始时虽存在衰减,但最终会趋于稳定。停灌后回灌井水位在数小时恢复到初始水位,说明回灌过程对开采井的滤水结构影响不大,管井水力传导仍然良好。     

宁南旱区沟垄集雨结合补灌对土壤水分利用及冬小麦产量的影响

为探明沟垄集雨结合不同时期补灌措施的集雨保墒效果,2013-2015年在宁南半干旱区设置不同补灌模式(全生育期不灌溉、前期(拔节期)补灌、后期(抽穗期)补灌、前后期均补灌)结合补灌方式(集雨补灌和传统畦灌),研究集雨补灌措施对土壤水分、冬小麦产量及水分利用效率的影响。结果表明:沟垄集雨补灌模式可有效改善0~200 cm土层土壤贮水量,尤其对0~40 cm土层提高较为明显。在2013-2014年(枯水年)灌水量减半的情况下,前期补灌和全生育期不灌溉处理的小麦产量均高于相对应的畦灌处理,分别提高了2.6%和6.2%,其余处理和对应的畦灌处理相比无增产效应;在4种补灌模式下,集雨补灌处理的水分利用效率、灌溉水利用效率均显著高于对应的畦灌处理,其中前期补灌最为显著,分别提高8.5%和105.1%。2014-2015年(丰水年),除集雨前后期均补灌处理外,前期补灌、后期补灌和全程不灌溉处理的产量均高于对应的畦灌处理,分别提高4.5%、7.4%(p0.05)和4.9%;在四种补灌模式下,除集雨前后期均补灌和不灌溉处理的水分利用效率与对应的畦灌处理相差不大外,其余各补灌处理的水分利用效率和灌溉水利用效率均显著高于相对应的畦灌处理,最大增幅分别为3.8%和114.7%。可见,沟垄集雨结合适量补灌措施可显著提高冬小麦产量和水分利用效率。     

不同水溶液条件下河床沉积物的渗透系数

为深入分析水物理化学作用对河床沉积物垂向渗透系数的影响，采用水头下降竖管渗透试验法，对渭河陕西段5处7个实验研究点，共98个试验点位进行原位沉积物垂向渗透系数(K_v)试验，并对其中的21根测管进行室内不同渗滤液条件下的沉积物垂向渗透系数研究。结果表明：自来水条件下的渗透系数大于河水条件下的渗透系数；营养液条件下渗透系数随时间变化呈先减小后增大的趋势；碱溶液对沉积物渗透系数起负作用，碱性越强负作用越大；酸溶液能增强沉积物的渗透性能，但对不同结构、成分的沉积物影响方式不同；河床沉积物渗透系数与河水中碱度呈极显著负相关，与河水的COD_Mn呈显著正相关。     

极端干旱区成龄葡萄萌芽期合理灌水量的试验研究

在极端干旱气候环境以及质地较粗的含石土壤条件下,为了搞清楚成龄葡萄萌芽期合理的灌水量,采用深层坑渗灌技术,设了6个不同的灌水处理,通过边界效益分析法,分析了萌芽率与灌水量的关系。得到以下主要结论:萌芽期灌水量越大,枝蔓萌芽的均匀性越好,灌水量越小,枝蔓萌芽的均匀性越差;建立了萌芽期的水分性状函数和水分性状效率函数;当灌水量为62 844 m3/hm2时,萌芽率达到极大值78.25%,当灌水量为54 545m3/hm2时,水分性状效率达到极大值1.348×10-3%/m3。因此,葡萄萌芽期的合理灌水量范围确定在54 545m3/hm2与62 844 m3/hm2之间。     

引黄灌区水资源利用与土壤盐渍化防治

以内蒙古磴口县为例 ,对沿黄 (河 )灌区水资源利用及土壤盐渍化防治进行了研究。结果表明 ,现阶段采用引黄河水灌溉与竖井提灌相结合的灌溉方式 ,是较为科学的水资源利用模式 ;以控制耕作区内土壤次生盐渍化为目的的井灌与渠灌面积比例为 1∶5 .8,以调控磴口灌区水资源为目标的井灌与渠灌面积比例为 1 .2∶1 ;水泥渗漏型管道是较为理想的渠道输水方式 ,可减少渗漏损失 7.2 4 %～ 31 .1 4 %。同时 ,基于水资源合理利用的土壤盐渍化防治可采取工程和生物相结合的措施 ,采用竖井以灌代排可使区域内平均脱盐率达 4 2 .8% ;春季用 1 5 0 0m3 /hm2 黄河水快速洗盐 ,可有效抑制土壤返盐 ;渠道防护林的营造可使农田地下水位降低 1 0～ 4 5cm ,影响范围达 35m。在沿黄 (河 )灌区进行合理的水盐综合调控 ,是解决水资源浪费和土壤盐渍化的根本途径     

二代粘虫发生期和发生量的短期预测预报方法

寿光县应于鲁中半岛,北纬36度,具有井灌条件,麦田套种玉米长期稳定,适宜粘虫迁入栖息,是二代粘虫常发区,玉米苗每年都有不同程度的危害,需要准确及时的做好短期预报,达到适时防治。一、发生期的预测预报二代粘虫在我县发生期年度间比较稳定,黑光灯历年诱蛾资料,一代成虫迁入期多在40—50天,蛾盛期(全代蛾量的14%至84%期间)及其高峰期(全代蛾量的50%日期)在6月上中旬,正值小麦生长后期至收获期(表一),发蛾期中前期蛾(麦收前5天之前)在麦田中产卵孵化,为有效蛾;后期蛾(麦收前5天之后)产的卵未经孵化(卵期4—5天)即可     

宁夏中部干旱带旱地西瓜根际补灌栽培最佳补灌时期及适宜补灌量的研究

试验对宁夏中部干旱带旱地覆膜西瓜根际补灌栽培技术进行了研究。结果表明:以相同补灌量(5kg/株)在不同生育时期实施1次补灌,以显蕾开花期供水效率和产量最高,分别达1 760.19 kg/(mm.hm2)和40 767kg/hm2;在同一生育时期(显蕾开花期)以不同补水量实施1次补灌,在同时满足供水效率最高和产量最大的前提下,以3 kg/株的补灌量较适宜。在最佳补灌时期实施适量补灌,能够达到节水、增产和高效补偿供水的目的。     

基于干物质积累的滴灌玉米灌溉模型建立与校验

合理的灌水定额和阶段灌量分配是灌溉农业中灌溉制度的核心,它既是作物高产的前提,也是实现水资源高效利用的重要手段.本研究通过连续2年田间小区滴灌试验,研究了玉米阶段干物质积累量与灌水量和产量的关系,建立了基于阶段干物质积累的滴灌玉米优化灌量估算模型.结果表明:1)本研究基于滴灌玉米各生育期干物质积累量与阶段灌量、产量的关系,依次建立了滴灌玉米在拔节期、吐丝期、灌浆期和乳熟期的灌溉模型.2)由模型得到经济最佳灌量为6798m3/hm2;玉米在拔节期、吐丝期、灌浆期和乳熟期干物质积累量临界值分别为11241kg/hm2、14104kg/hm2、29194kg/hm2和38842kg/hm2,所需临界灌水量分别为1109m3/hm2 、2252m3/hm2 、4553m3/hm2和7741m3/hm2.3)经田间实际灌量检验,1∶1直线间的决定系数(Rz)、根均方差(RMSE)和相对误差(RE)分别为0.8244、5.50％和0.12％,该模型可较好估算北疆地区滴灌玉米在经济最佳灌水量下进行优化阶段灌量分配.     

两种旱生植物的生长特征及其成活率对底水灌溉量的响应

通过微地形改造,研究底水灌溉量对两种旱生植物梭梭和沙拐枣生长特征及成活率的影响,为干旱区后期免灌植被造林提供理论依据和技术支撑。结果表明:1梭梭第1年株高和枝长的年生长量以及地上生物量与底水灌溉量呈正比,但灌溉量在90 L、60 L和30 L梭梭株高和枝长年生长量以及地上生物量均无显著性差异;底水灌溉量对梭梭第2年的生长无显著性影响。2当底水灌溉量为30 L时,沙拐枣2 a株高和枝长的年生长量以及地上生物量平均值最大。3相同底水灌溉量下,梭梭成活率大于沙拐枣成活率。在克拉玛依市后期免灌造林效果梭梭优于沙拐枣,种植梭梭和沙拐枣最适底水灌溉量为30 L。     

干旱风沙灌漠土玉米田树脂包衣尿素施用效果研究

田间试验对比研究了树脂包衣尿素和普通尿素在灌漠土和风沙土两种土壤上种植玉米的肥料投入产出效益和产量差异。结果表明:树脂包衣尿素在灌漠土和风沙土两种土壤的玉米产量效应上均有良好的表现,与等氮量的普通尿素相比,灌漠土玉米增产6.4%,风沙土玉米增产15.4%。而在灌漠土和风沙土上分别施用是常规氮肥用量50%和67%的包衣尿素,则可获得与普通尿素相等的产量。灌漠土上施用树脂包衣尿素的经济效益好于普通尿素。风沙土上施用等氮量包衣尿素时,经济效益最好,施用67%包衣尿素时,经济效益略低。灌漠土与风沙土两个试验点比较,风沙土试验点不但施氮量比灌漠土高出127.5 kg/hm2,而且其产量还略低于灌漠土试验点。     

渠井结合灌区地下水位动态对变化环境的响应及敏感性分析

以陕西省泾惠渠灌区为研究区,运用线性趋势分析法及Spearman秩次相关检验法分析了灌区地下水系统外部环境因子的变化特征,建立了基于BP神经网络的灌区地下水位动态对变化环境的响应模型,并应用通径分析方法,进行了灌区地下水位动态的敏感性分析。结果表明:近30多年来,灌区降水量呈显著减少趋势,其线性倾斜率为2.09 mm·a-1,蒸发量减少趋势不明显,其线性倾斜率为0.04 mm·a-1;地表水灌溉引水量呈减小趋势,渠首农灌引水量20世纪90年代之前减少了41.6%;地下水开采量减少了39.7%,渠井用水比例减小了33.9%;地下水位埋深不断增大,近31 a来地下水位累计下降了11.88 m;地下水位埋深模拟的平均相对误差为4.52%,检验的平均相对误差为2.23%,误差均在可接受范围之内;敏感性变化环境因子最大为渠井用水比例,最小为降水量。     

GIS-based assessment of non-equilibrium pattern between groundwater recharge and irrigation draft in a semi-arid region of Rajasthan,India

Over-exploitation of groundwater for irrigation can result in drastic reduction in groundwater level in Jodhpur district of western Rajasthan, India. In this study, we used the long-term trend analysis of seasonal groundwater level data to predict the future groundwater scenario in 33 villages of Jodhpur district, assessed the impact of water harvesting structures on groundwater recharge and explored the non-equilibrium between groundwater recharge and irrigation draft in the study area. Analysis of groundwater level data from 26 observation wells in 33 villages in the pre-monsoon period showed that groundwater level decreased continuously at the rate of 2.07 m/a. With this declining rate, most of the tube wells(including the well with the maximum depth of 193 m) are predicted to become completely dry by 2050. Behavior of temporal groundwater level data in the study period(from 2004 to 2012) can be explained by different geospatial maps, prepared using Arc GIS software. Statistical analysis of the interpolated maps showed that the area with the maximum positive groundwater recharge occupied 63.14% of the total area during 2010–2011 and the area with the maximum irrigation draft accounted for 56.21% of the total area during 2011–2012. Higher groundwater recharge is attributed to the increase in rainfall and the better aquifer condition. Spatial distribution for the changes of average groundwater recharge and draft(2008–2009 and 2011–2012) showed that 68.50% recharge area was in positive change and 45.75% draft area was in negative change. It was observed that the area of the irrigation draft exceeded that of the groundwater recharge in most of the years. In spite of the construction of several shallow water harvesting structures in 2009–2010, sandstone aquifer zones showed meager impact on groundwater recharge. The best-fit line for the deviation between average groundwater fluctuation due to recharge and irrigation draft with time can be represented by the polynomial curve. Thus, over-exploitation of groundwater for agricultural crops has result in non-equilibrium between groundwater recharge and irrigation draft.     

内蒙孪井灌区地下水补给及水资源优化配置研究

系统分析了内蒙孪井灌区的水文地质条件和包气带水文地质特征,对地下潜水深埋区降雨(灌溉)入渗补给的滞后性进行了分析,估算出了孪井灌区降雨(灌溉)入渗补给的滞后时间;建立水资源优化配置模型,利用GAMS软件优化种植结构,减小整个灌区的灌溉入渗量;最后利用VisualMODFLOW软件预报了现状灌溉和优化灌溉条件下的地下水水位。研究表明:深厚包气带对降雨(灌溉)入渗补给具有明显的滞后分配作用,孪井灌区岩性下的入渗补给滞后时间约为240-360d;实行水资源优化配置后,由于灌溉入渗量减小,水位上升幅度明显减小,减缓了土壤盐渍化的发展进度,但是仍然存在土壤次生盐渍化问题,必须改变现行灌水方式或者采取适宜工程措施加以防治。     

锡林河流域地下水位管理阈值研究

地下水资源是维系锡林河流域社会经济发展和生态环境稳定的关键因子。立足于地下水位这一关键性指标,采用地下水可持续性评价和数值模拟模型相结合的方法,探讨地下水安全利用方式。结果表明:现状年河谷平原的地下水可持续性较强,而开采集中的城市规划区及毛登牧场可持续性一般或较差;丰沛的降水及富水性较强的含水层增强了地下水资源可持续性,但农牧业快速发展和农灌集中开采,破坏了城市规划区周边及毛登牧场的地下水均衡关系,通过设置和对比不同开采方案,限制灌溉规模成为未来解决这一危机的首要途径,即2020年应减少903.23×104m3开采量,其管理地下水位阈值为0.13~0.55 m。     

昌马水库运行后疏勒河流域盆地地下水补给资源及其水位变化分析

通过对昌马水库运行前后不同时期疏勒河流域各盆地地下水补给量与地下水水位动态变化分析表明:流域地下水资源呈减少趋势,地下水位表现为较强的区域性下降。昌马水库运行后,中游玉门踏实盆地地下水补给量大幅减少,比上世纪60年代、90年代末分别减少了3.11亿m3、2.95亿m3,下游安西敦煌、花海盆地地下水补给量小幅增加,中游昌马洪积扇前缘泉水量与60年代比削减了53.2%。各盆地水量补给减少区水位下降,增加区水位上升,下降(上升)幅度随补给量减少(增加)而增大。     

泾惠渠灌区地下水位动态与灌溉农业的关系

基于大量实测资料,运用相关关系分析近50年来灌区地下水位动态和农业种植结构变化的关系等,研究地下水位对灌溉农业和气候条件变化的响应。研究表明:泾惠渠灌区实际灌溉面积从1958—1982年约8.2万hm2减少到1983—2000年约4.87万hm2,同时粮食作物种植比例逐渐从70%上升到95%,近20年来,蔬菜种植面积不断增加,当前已经达到作物种植面积的25%左右;1983年之前,随作物种植面积的增加地下水位变化不大,1983年之后灌区蔬菜播种面积剧增,蔬菜种植面积每增加1万hm2,地下水位降幅为3.5 m;同时地下水位下降还受蒸发强度、工业用水等因素的影响。     

Dynamics of groundwater recharge near a semi-arid Mediterranean intermittent stream under wet and normal climate conditions

In arid and semi-arid stream-dominated systems, the temporal variability in groundwater recharge has not been widely addressed. Various questions remain about the sources of groundwater recharge, its patterns, and the appropriate measuring techniques. Hence, the main objective of the present study was to assess the changes that might affect the pattern of groundwater recharge under wetter than normal surface water availability. Therefore, the groundwater depth was monitored near a semi-arid Mediterranean intermittent stream on the piedmont of the High Atlas Mountains in the mountain catchment of the Wadi Rheraya over two hydrological years (2014-2016) with different climate conditions: extreme wet and normal conditions. Groundwater recharge was assessed using the episodic master recession algorithm. During the two years, the pattern of groundwater recharge was dominated by episodic events and by a high seasonality from wet seasons to dry seasons. In the wet year (2014-2015), the highest groundwater recharge was recorded following an extreme flood, which deeply replenished groundwater. Furthermore, an exceptional steady state of the groundwater depth was induced by a steady groundwater recharge rate. For several groundwater recharge events, the assessed recharge had multiple sources, mainly from streamflow at the local scale, but possibly from precipitation, underflow, deep percolation or irrigation return from the upstream part of the catchment. Local recharge by streamflow was likely to be short-lived, and lateral recharge was likely to last longer. Consequently, the episodic master recession algorithm estimated the total groundwater recharge that could encompass various sources. In the future, more studies and multidisciplinary approaches should be carried out to partition these sources and determine their specific contributions. In semi-arid stream-dominated systems, different groundwater recharge patterns induced by extreme hydrological events (e.g., wet events) and various potential sources of groundwater recharge should be considered when assessing and predicting groundwater recharge.     

太行山前平原动水条件下地下调蓄功能实验研究——以滹沱河冲洪积平原为例

实验研究表明 ,在河道过水动水条件下 ,太行山前冲洪积平原地下调蓄功能不仅与总过水量、过水时间有关 ,而且还与河道过水流量的大小有关 ;平均每增加 1个流量 ,引起距河道 95m处地下水位上升 0 .0 31～ 0 .0 36m。距河道不同距离的地下水 ,获取河道渗漏补给的初始时间和强度存在一个随着距离增长而逐步衰减的过程 ;但是地下水位对河道渗漏补给的响应规律是一致的 ,初期为补给强度快速增大过程 ,达到极限后 ,转变为缓慢衰减过程。最有利地下水获取河道渗漏补给的地下水位埋深为 2 .0～ 2 .5m ,入渗速率大小与河道地层岩性有关。一般规律是 ,颗粒愈粗 ,入渗率愈大 ;当地下水埋深小于 2 .0m时 ,受支持毛细水顶托作用影响 ,亚沙土比粉沙的入渗率大。总之 ,山前冲洪积平原具有较强的地下调蓄能力 ,但不恒量 ,是随着各种因素改变而不断变化。     

合理开发利用地下水是新疆盐渍化耕地改良的重要途径

新疆地处内陆干旱区,土壤积盐严重,根据中巴地球资源卫星2005年遥感影像解译和实际调查,新疆现有耕地面积5.05×106 hm2,其中盐渍化耕地面积1.62×106 hm2,占耕地总面积的32.07%,占新疆中低产田60%以上,土壤盐渍化是影响新疆农业发展的主要因素。盐渍化耕地大多分布在地下水较高的地区,如冲积扇扇缘地...     

不同生育时期非充分灌溉对间作作物产量构成因子及收获指数的影响

针对内蒙古河套灌区干旱缺水的实际情况,以春小麦间作玉米、春小麦间作向日葵复合群体为研究对象,以不同生育期的非充分灌溉为试验处理,进行间作模式下的非充分灌溉试验。结果表明:间作下小麦分蘖期每多灌溉15 mm有效分蘖数提高5.4%~15.07%,而乳熟期随着水分胁迫加剧间作模式下的小麦穗粒数、千粒重、产量均呈现出先升高后降低的规律。对于间作下的玉米产量构成,适当减少小麦分蘖与拔节期的灌水量,相应增加小麦乳熟与玉米灌浆吐丝期的灌水量,有利于大幅提高缺水地区间作模式下的玉米产量,且随着灌水总量的升高,穗粒数以1.27~2.47粒·mm~(-1)的速度递增,产量以62.24,94.93,29.73 kg·hm~(-2)·mm~(-1)的"S"型曲线逐渐升高。而对于间作下的向日葵产量构成,其主要受小麦乳熟期与向日葵现蕾期水分处理的影响,且随灌水总量的提高间作向日葵的单株粒数呈先升后降的规律,而百粒重和产量则呈"N"型和"M"型规律变化。对于不同水分处理下各间作作物对水分的敏感指数表现为小麦的敏感指数最高,玉米次之,向日葵最低。不同水分处理对各间作作物收获指数的影响表现为间作模式下的小麦受水分胁迫后其收获指数普遍提高,间作模式下玉米的收获指数随灌水总量上升而逐渐上升,而间作模式下受水分胁迫处理的向日葵收获指数反而下降。