区域用水效率与节水潜力的能值分析

传统用水效率分析一般采用万元产值用水量(m3/万元),单位面积灌溉用水量(m3/亩)和人均日生活用水量(L/人.日)等指标,指标量纲不统一,无法进行部门间的综合比较。能值(emergy)理论以能值为基准,将生态系统或生态经济系统中不同种类、不可比较的能量转换成统一标准的能值来衡量和分析。本文应用能值这一新的概念和度量标准将传统的三大用水效率分析指标转化成量纲统一的能值指标,便于揭示水资源的真实利用情况,综合分析水资源在各部门行业中的利用效率,为节水和供用水分析提供新思路。     

陕西省农业水资源安全阈值研究

以小麦、玉米、稻谷和豆类4种粮食作物为研究对象,从陕西省人均粮食标准入手,推算全省粮食总需求量,再根据陕西省各类粮食作物需水量和粮食作物的雨水有效利用量,最终得到全省粮食安全条件下的农业水资源最低标准,即陕西省的农业水资源安全阈值为68.63×108m3。根据陕西省多年的实际灌溉用水量可以得出陕西省农业水资源处于不安全状态,即为实际灌溉用水量低于农业水资源安全阈值。陕西省要保证粮食安全就必须加大节水农业的发展及提高雨水资源的有效利用量。     

井灌区节水灌溉效率与潜力分析——以内蒙古通辽市为例

在对内蒙古通辽市井灌区水资源利用现状和农业灌区用水现状进行实际调查与分析的基础上,按不同灌溉方式、土壤类型、分布位置和灌溉管理水平选择典型样点灌区,分别用田间实测法和水量平衡法科学地测算不同灌溉方式下的样点灌区、灌区和地区的灌溉水利用效率,并分析评估样点灌区、灌区和地区三个尺度的节水效果与潜力。测算得出通辽市所辖的奈曼旗、科尔沁左翼中旗、科尔沁区、开鲁县、库伦旗、科尔沁左翼后旗、扎鲁特旗和霍林郭勒市灌溉水利用系数分别为0.799、0.832、0.813、0.803、0.823、0.806、0.802和0.810。。现状年通辽市地下水灌溉总面积为64万hm~2,其中节水灌溉面积为30万hm~2,还有34万hm~2农田使用传统的灌溉形式。假定未来34万hm~2待改造农田全部发展为低压管灌时,通辽市64万hm~2灌溉面积可节约水量3 860万m~3;全部发展为喷灌时,可节约水量8 298万m~3;全部发展为膜下滴灌时,可节约水量10 904万m~3。各灌区灌溉水利用效率的高低主要取决于不同灌溉方式的面积占总灌溉面积的比例,采用高效节水灌溉可整体提升灌区灌溉效率。     

西北干旱内陆区石羊河流域用水结构演变及其驱动力分析

基于1991~2004年的甘肃省水资源公报中的用水数据,采用信息熵描述用水结构的演变,运用因子分析法研究用水结构演变的驱动力。结果表明,石羊河流域的用水结构特点是以农业用水为主,工业、生活及生态用水比例小;1991年以来总用水量变化不明显,农业用水比例降低,工业、生活用水比例相应增加;用水结构信息熵结果表明:金昌市的用水结构信息熵显著增加,而武威市和全流域的未来趋势不明显;因子分析结果显示以农业发展为主的社会经济因子是石羊河流域用水结构演变的主要驱动力。因此,石羊河流域应继续加大用水结构调整力度,通过关井压田和节水技术的推广降低农业用水比例,发展高效节水农业。     

基于方法集和DEA模型的黑龙江省灌溉用水效率评价

为了讨论方法集模型对于灌区用水效率综合评价的可行性,以DEA模型作为对比参照,选取了渠系和田间两方面指标,对黑龙江省20个灌区用水效率进行排序和计算,得出的主要结论:利用方法集模型评价的20个灌区的排序结果均通过Spearman检验,解决了不同评价方法结果不一致的问题,且与DEA模型得出的排序结果一致;通过方法集模型和DEA模型结果可以看出:富裕、永发、安邦河、龙头桥和石龙灌区效率值较低,分别是0.58、0.55、0.54、0.51、0.45,且20个灌区灌溉用水效率与渠系效率平均关联度为1.779,与田间效率平均关联度为1.229,受渠系水利用效率影响较大,受田间水效率影响较小,可采取渠道衬砌,合理规划渠系布局等方式减少渠道输配水环节的灌溉水损失,采取控制灌溉技术,喷、滴灌溉等节水措施,提高灌溉用水效率。     

新疆棉花节水技术灌溉用水效率与影响因素分析

文中以新疆昌吉州呼图壁县军塘湖示范区143户棉农为研究对象,通过实地调研,用随机前沿生产函数模型测算示范区棉花的灌溉用水效率,用线性回归模型分析各因素对棉花灌溉用水效率的影响程度.结果显示:(1)小流量模式灌溉用水技术效率最高,自动化模式次之,低压小流量模式最低,但灌溉用水技术效率整体偏低,不足0.7,还有进一步提升的空间;(2)棉农的年龄、棉农是否为棉花种植典型户、棉农是否参加节水培训3个因素对棉花的灌溉用水技术效率有显著影响,且棉农是否为棉花种植典型户和棉农是否参加节水培训为正面影响;(3)节水技术的普遍推广和制定符合当地实际的农业灌溉水价有利于农业灌溉用水效率的提高.     

新疆渭干河-库车河三角洲绿洲生态需水研究

绿洲是干旱区独特的景观类型,是人类活动的主体区域,绿洲的开发规模取决于水资源的利用程度和管理水平。在干旱区生态用水的概念与分类基础上,依据部分试验资料及理论公式推导确定各类生态用水定额,并以各生态用水类型面积为依据,对渭干河-库车河三角洲绿洲生态用水进行了初步估算。结果表明:渭干河-库车河三角洲绿洲生态用水总量达24.158×108m3,其中天然系统用水量为21.991×108m3,占91.03%;人工系统用水量为2.167×108m3,占8.97%。在天然系统用水中低地草甸最大,达11.417×108m3,占47.25%;在人工系统用水中,园林生态用水最大,达1.005×108m3,占4.16%。由于天然植被的生态用水主要来源于地下水,故扣除平原地下水补给量19.603×108m3,实际生态用水量为4.555×108m3。     

宁夏引黄灌区水稻节水灌溉生产效应研究

针对宁夏引黄灌区严重缺水的问题,在当地气候条件下,开展不同灌溉技术〔控制灌溉、浅湿晒灌、深水灌溉(CK)〕应用研究。研究结果表明:控制灌溉主要降低了渗漏量和需水量,与常规灌溉相比,控制灌溉节约用水量4 014.0 m3/hm2,节水幅度达39.5%,水稻水分生产效率提高了65.3%,灌溉水生产效率提高了82.1%,在农艺措施相同的条件下,充分利用有限的水资源,形成合理的灌溉方式,提高成穗率,具有较好的生理效应。     

基于主成分分析和Copula函数的灌溉水利用系数影响因素研究

以新疆生产建设兵团第十二师中型灌区为研究对象，采用首尾法测算2018年和2019年4个样点灌区的灌溉水利用系数，在采用主成分分析法对指标体系降维处理的基础上，用Copula函数构建PCA-Copula评价分析方法，对灌溉水利用系数各影响因素的影响程度和影响规律进行计算分析。结果表明：两年测算数据表明，4个样点灌区灌溉水利用系数都在0.63以上，且最大值达到0.668，分别高于同期全疆、全国平均水平5.05%、10.15%；主成分分析得出，渠道衬砌率（0.944）、滴灌灌溉面积比（0.746）、作物需水量（0.635）、实际灌溉面积（0.734）等都具有超过60%的正贡献率，而葡萄种植比（-0.586）和灌区毛灌溉用水量（-0.645）等具有超过58%的负贡献率。利用PCA-Copula分析评估方法得出，作物种植比例和节水灌溉工程状况对十二师中型灌区灌溉水有效利用系数影响显著（P<0.05），其中葡萄净灌溉定额和灌区毛灌溉用水量对灌溉水有效利用系数的影响极其显著（P<0.01），相关系数分别为0.875、0.742，同时利用Spearman等级相关系数检验法和线型回归来检验PCA-Copula评价法与熵值法的密切程度，检验结果其相关系数分别为 0.87（P＜0.05）和0. 52（P＜0.001），表明PCA-Copula评价方法适用于研究灌溉水利用系数影响因素。     

和田河流域生态保护红线划定初探

生态保护红线的划定对保障干旱区内陆河流域可持续发展具有重要意义,以探讨适宜于该区域的生态保护红线划定方案为目标,选取和田河流域为研究区,在分析该区天然植被分布特征的基础上将其划分为两个不同等级的生态保护红线区,同时采用潜水蒸发法及基流比例法计算从而划定了该区天然植被生态需水红线,生态流量保护红线及地下水保护红线。结果表明:(1)流域天然植被被划分为重点生态功能区和生态敏感区/脆弱区;(2)下游重点生态功能区和生态敏感区/脆弱区主要分布在距河道5~8 km和8~15 km范围内;(3)天然植被生态需水红线为8.85×10~8m~3;(4)在丰、平、枯水年,生态流量保护红线分别为13.79×10~8m~3、12.14×10~8m~3、10.68×10~8m~3;(5)天然和人工绿洲区地下水位红线分别为2.0~4.0 m和2.0~2.5 m,地下水开采量红线为6.07×10~8m~3。本研究不仅为和田河流域"社会—经济—生态"协调发展提供科学指导,也为干旱区相似流域生态保护红线划定提供借鉴。     

近30年甘肃省农业需水预测与节水高效农业建设途径

以粮食自给为前提,对甘肃省未来30a的农产品需求及高低节水方案下的农业需水进行了预测。通过对水资源供需平衡进行分析后认为,要使农业用水保障供给,农业生产必须走高效用水的道路。提出了发展节水灌溉、建立旱地高效农业、实行水旱互补、统等发展等农业高效用水思路。     

甘肃河西地区膜下滴灌条件下春玉米田水盐特征分析

通过对甘肃河西地区膜下滴灌春玉米种植条件下土壤水分、盐分的观测,分析了膜下滴灌春玉米生育期土壤水分、盐分动态变化及其产量和水分利用效率。结果表明:不同生育期,同一土层深度,土壤水分含量高低分布与土壤盐分含量高低分布相反,均表现出土壤不同深度盐分含量高的区域相应水分含量低,滴灌带之间土壤盐分积累较滴头之间显著;灌水定额480 m~3·hm~(-2)处理,灌溉水分在土层纵向运移显著,深层渗漏明显,灌水定额420 m~3·hm~(-2)处理,灌溉水在土壤不同深度横向层面运移显著,有利于作物吸收利用;膜下滴灌能够在滴水过程中明显降低土壤表层0~40 cm盐分含量,土壤下层40~100 cm为盐分聚集区域;灌水定额420 m~3·hm~(-2)处理,春玉米产量构成和水分利用效率较高。从作物生长水盐环境及高效节水的角度出发,灌水定额420 m~3·hm~(-2)处理的效益最优。     

甘肃省农业发展水平空间差异的定量分析

选取反映农业生产条件与水平的18个评价指标,采用因子分析的方法对甘肃省14个市(州)的农业发展水平进行定量分析,认为甘肃省内农业发展水平存在明显的空间差异。河西走廊和沿黄地区的农业发展水平相对要高于甘肃的东南部地区,说明甘肃农业发展主要受到农业资源环境条件的制约,特别是受到灌溉条件的影响。农业发展条件与水平的空间差异是今后农业分工的基础,各地要因地制宜地发展农业生产,促进全省农业的协调发展。     

甘肃省水旱灾害时空分布特征及其与粮食产量的关系

全球变暖的背景下,气象灾害呈明显上升趋势,极端干旱事件频繁发生,给农业生产造成严重损失.水旱灾害是对农业生产产生影响最直接、最经常性的灾害类型,其与农业产量关系的研究可为农业生产、防灾减灾、粮食安全评估等提供基础的科学依据.文中以我国西北甘肃省为例,根据1985-2007年全省水旱灾害受灾面积、成灾面积、粮食产量数据,...     

甘肃河西地区不同储水灌溉和生育期灌溉农田水分特征分析

对甘肃河西地区不同储水灌溉和生育期灌溉农田水分特征进行了试验研究.结果表明:在河西地区,冬季储水灌溉定额为180 mm的处理,其生育期剖面的土壤水分较多地分布在140～160 cm,且土壤含水量达到30%以上,容易发生深层渗漏;较小的储水灌溉定额,土壤水分主要分布在0～100 cm范围内,不会引起土壤剖面水分的深层渗漏.冬季储水灌溉定额愈大,春播前农田无效土壤蒸发也愈大.冬季储水灌溉定额相同,生育期灌溉定额大的处理其剖面含水量高,且分布愈深,深层土壤的水分渗漏也愈大.总的灌水定额相同,冬季储水灌溉和生育期灌溉比较,生育期灌溉定额较大的处理,剖面水分的分布主要集中在0～100 cm的土层内,没有出现易发生深层渗漏较高的水分分布.在小麦生育期,总的灌溉定额相同的条件下,冬季储水灌溉定额大的处理,0～200 cm土壤水分有亏缺,冬季储水灌溉定额大或生育期灌溉定额大,农田腾发量也愈大.适中的储水灌溉定额,不仅有利于作物的生长,还有利于灌溉水分利用效率的提高.     

甘肃民勤荒漠绿洲区调亏灌溉对西瓜水分利用效率、产量与品质的影响

2005～2006年在甘肃民勤地区对大田西瓜进行了调亏灌溉试验,结果表明:水分亏缺同时降低了土壤含水率和作物的蒸腾速率,土壤含水率的降低减少了作物的棵间蒸发,二者综合作用降低了土壤的水分消耗速率;开花-座果期的水分亏缺会同时降低西瓜的蒸腾速率、光合速率和单叶片水平的水分利用效率,并且最终会造成产量的下降;座果-膨大阶段轻度水分亏缺处理在复水后获得补偿生长的效应,产量高于充分灌水的对照;各调亏处理均不同程度提高了西瓜的Vc含量和可溶固形物浓度,其中以座果-膨大期进行水分亏缺的处理提高程度最大.综合考虑不同调亏处理对西瓜各项指标的影响,座果-膨大期轻度的水分亏缺不仅提高了果实的Vc含量和可溶固形物浓度,而且与对照相比,产量也有所提高,达到了大量节水而不减产,提高水分利用效率,改善果实品质的综合效应,是实施调亏灌溉的理想阶段.     

灌水量对全膜垄作沟灌玉米产量及水分利用效率的影响

针对河西灌区水资源紧缺的问题,探索玉米合理的灌溉量,以期指导区域玉米合理灌溉。通过在石羊河流域设置不同的灌水量梯度,研究不同灌水量对全膜垄作沟灌玉米产量及水分利用效率,以及土壤含水率、产量要素的影响。结果表明:全膜垄作沟灌玉米灌水量从4 500 m~3·hm~(-2)增加到4 725 m~3·hm~(-2)、4 950 m~3·hm~(-2)时,产量并没有随着灌水量的增加而增加,灌水量增加到5 175 m~3·hm~(-2)时,在水分利用效率没有降低的情况下,产量相对于4 500、4 725 m~3·hm~(-2)和4 950 m~3·hm~(-2)处理明显增加11.46%、8.39%和8.54%,其中果穗长度、穗粒数和百粒重平均增加4.88%、3.27%和4.31%是其产量增加的主要原因。对于土壤含水率,玉米需水盛期的7月16日至8月3日,5 175 m~3·hm~(-2)处理显著高于其他三个处理,而灌浆期各处理间则差异不显著。与播前期相比,收获期土壤含水率降低层主要集中在20~80 cm土层,土层贮水量平均降低6.72 mm,且各处理0~110 cm土层贮水量差异并不明显。因此,本研究表明5 175 m~3·hm~(-2)为石羊河流域全膜垄作沟灌条件下的适宜灌溉量,但灌浆中后期的最后一次灌水应考虑适当降低灌水量。     

集雨与日光温室番茄集雨水高效利用研究

在半干旱偏旱区的黄土高原坡地上设置了自然状态、各种不同材料与不同处理方式的10种集雨面,结合日光温室秋冬茬番茄栽培,采用滴灌方式,开展集雨水不同灌水量试验。通过水的转化效率探讨不同集雨面的使用价值和提高温室水转化效益的适宜灌水量。探讨了不同集水措施的效益。