湿地生态系统价值评价方法研究

较为系统地介绍了湿地生态系统价值的评价方法,并指出它们的优缺点和适用条件,对今后的湿地生态系统价值评价研究有重要的指导意义。     

农业灌溉节水潜力及回归水利用研究进展

目前,对农业灌溉节水潜力尚未形成一个统一、公认的概念,相应的评价和计算体系也没有很好地建立起来.对农业灌溉节水潜力方面的研究成果进行了全面的回顾总结,提出了存在的问题和以后研究的重点.指出不同尺度回归水重复利用的量化是合理计算真实节水潜力的关键.最后,对回归水重复利用研究计算方法进行了归纳总结,提出了考虑回归水重复利用率的灌溉节水潜力评价思路.     

MKE BASN在水资源论证中的应用研究

以MIKE BASIN软件为技术工具，建立论证范围内的水资源系统模拟模型.通过模型建立、数据输入、参数率定、模拟计算、成果输出整理等步骤及实例验证，结果表明该方法计算成果与实测径流和传统的典型年法误差较小，可以在水资源论证工作中进一步推广应用，为建设项目水资源论证提供技术支持。     

水氮数据联合驱动的冬小麦数据同化研究

水氮状态的准确估计对于作物生长模拟和产量估计十分重要.数据同化可以集成观测和模型,从而实现更加准确的模拟.然而,传统的数据同化系统大多关注叶面积指数(LAI)、土壤含水量(SM),对于氮素状态估计的研究相对较少,缺乏水氮数据联合驱动的数据同化研究.采用集合卡尔曼滤波(EnKF)方法对SWAP-WOFOST模型构建冬小麦生长的数据同化系统,通过引入叶片氮累积量(LNA)的观测,同时更新SM、LAI、LNA和作物产量等关键状态变量后进行作物生长模拟.结果表明,只加入LAI和SM可以很好更新模型的土壤水分剖面和LAI,但是对于LNA和产量的模拟效果不佳;加入LNA观测后,有效提高了作物LAI、LNA和产量的模拟精度.同时更新模型状态和参数(SSPE)比只更新状态(USO)的模拟效果更好,尤其是在土壤含水量的估计中.无论是水分还是氮素状态模拟出现偏差的情况,都很难准确估计最终的作物产量,而水氮数据联合驱动的结果最优.此外,研究中的数据同化系统在不同观测误差和观测频率下都具有良好的稳健性.该研究有助于深入理解冬小麦生长与水氮状态的关系,对实际应用中的作物生长模拟和产量估计具有一定指导意义.     

中国主要稻区水稻灌溉需求变化及其规律分析

掌握水稻灌溉需求规律是合理分配和高效利用水资源的科学依据.选取全国12个典型水稻种植区,构建田间水量平衡模型推求1960-2019年水稻逐年常规灌溉制度,采用Mann-Kendall检验分析水量平衡各要素趋势变化,同时利用Pearson相关系数和最大互信息系数(MIC)进行要素间相关性分析.结果表明:中国主要稻区水稻作物需水量ETc表现为中稻(556.39 mm)>晚稻(491.47 mm)>早稻(393.54 mm);灌溉需求表现为中稻(435.94 mm)>晚稻(346.87 mm)>早稻(147.52 mm);降雨利用率表现为晚稻(69.60％)>中稻(65.46％)>早稻(54.68％).近60年来,水稻ETc主要呈下降趋势,华中、华南和东北稻区水稻灌溉量呈现明显下降趋势,而西南和北方稻区主要呈上升趋势.降雨对灌溉需求的影响在北方稻区由生育期累计降雨量主导,而在南方稻区主要由降雨分布特征主导.     

鄱阳湖流域典型湿地植物需水规律研究

湿地植被需水量是维持湿地生态系统生态平衡和湿地植被正常生长,保障湿地系统生态功能正常发挥所需的水量。选取鄱阳湖流域8种典型湿地植物:藜蒿、菖蒲、美人蕉、茭白、高秆灯芯草、西伯利亚鸢尾、白莲、莲藕,于2013年在江西省灌溉试验中心站人工湿地试验场开展试验,分析了不同湿地植物全生育期需水量及其生育阶段和日变化规律,得到不同湿地植物的作物系数。结果表明,在湿地植物需水高峰期的5-10月,8种湿地植被日均需水量变化范围为4.3~6.1mm,其中菖蒲最高为6.1mm,白莲最低为4.3mm。经测定,湿地日均渗漏量为1.3mm;全生育期湿地植被需水量变化范围为800~1 125.6mm,是平均值的0.86倍至1.21倍;8种湿地植物全生育期作物系数变化范围为1.8~2.4,其中菖蒲最高为2.4,白莲和莲藕最低为1.8,而藜蒿、高杆灯芯草和西伯利亚鸢尾的全生育期作物系数为2.0左右,对照处理作物系数保持在1.7。本文研究结果为鄱阳湖流域不同湿地植物需水规律分析及其计算提供了依据。     

冬小麦根层土壤水量平衡的系统动力学模型

为获取冬小麦根系层水量转化情况,该文采用系统动力学的建模思想和Vensim软件构建了冬小麦一维逐日土壤水量平衡模型。模型将2m土层概化为十个串联的水箱,计算了灌溉降雨后的土壤水分下渗、土壤蒸发、作物蒸腾、毛管上升补给和水分重分配等物理过程。利用河北省石津灌区军齐干渠北二支一斗渠2007－2009年两季冬小麦的田间试验资料对模型进行了率定和验证,结果显示率定期和验证期的平均残差比例和分散均方根比例均在15%以内。三种极端条件测试和六种参数的敏感性测试以及与Hydrus-1模型的比较表明模型假定合理,没有发生结构性错误。对灌区两季冬小麦生育期的土壤水分转化进行模拟,结果表明降雨和灌溉是主要供水水源,毛管水上升量很小,底部渗漏较大,而土壤储水量变化很小。     

稻田水肥资源高效利用与调控模拟

水和肥是影响作物产量与生态环境的重要因素。为揭示稻田水肥利用规律,以达到稻田节水、省肥、高产、减排的目标,该文以湖北省漳河团林实验站稻田水肥耦合灌溉与控制排水试验观测数据为基础,联合运用作物生长模型ORYZA 2000和田间水文模型DRAINMOD 6.0,模拟分析不同降水、节灌、施肥、控排条件下的水稻产量与稻田排水量响应关系,得出了稻田水肥调控的临界条件,即采用稻田间歇灌溉方式,灌水定额30 mm,施氮量170 kg/hm2左右,控制排水水位20 cm时,节水12.5%～18.87%、省肥35.1%、增产11%、减排19.9%。本研究对加强农田水肥科学管理,提高水氮生产效率,防治农业面源污染,促进灌区可持续发展具有重要意义。     

长江流域近期水沙变化趋势及成因分析

采用双累积曲线法分析了2000—2013年长江流域7大水文站水沙变化关系,基于Mann-kendall检验法和Yamamoto突变检验法研究水沙变化趋势和突变年份。结果表明,屏山、朱沱和寸滩站的双累积曲线较为顺直。宜昌、沙市、汉口和大通站则均在2005年发生转折,斜率减小,输沙量大幅减小;长江干流径流量的变化趋势较为平稳,发生突变的现象少,仅屏山站于2001—2002和2005—2006年发生突变,而输沙量的变化趋势则较为明显,常发生强突变现象,且宜昌、沙市、汉口和大通站均无虚假点出现;造成长江干流2000年以来输沙量显著减小的主要原因是三峡水库的蓄水运用和水土保持工作的持续开展,而降雨量下降是导致径流量减小的因素之一。     

截流工程风险模型分析研究

分析了影响截流标准风险的各种不确定性因素，总结了各种立堵截流风险模型，并结合实际工程对不同模型的计算结果进行分析比较，寻求最优的风险分析模型，确定最经济合理的截流标准，为工程设计提供借鉴和帮助。