宁蒙引黄灌区田间节水潜力计算方法分析

以黄河干流宁蒙大型自流引黄灌区为研究对象,采用分项法以及两种计算顺序对宁蒙引黄灌区田间节水潜力进行了计算,分析了不同计算顺序对田间节水潜力计算结果的影响,并采用综合法对分项法计算结果进行了验证,表明计算方法可靠。     

黄河汛前调水调沙小浪底水库减淤影响因素分析

针对小浪底库区顶坡段冲刷形成的异重流和三门峡水库排沙形成的异重流这两个不同成因的异重流,通过水库边界条件、入库水沙条件、水库调度等因素分析,探讨了其各自的形成及其能达到小浪底水库减淤作用的条件和机理。结果表明:三门峡水库前期蓄水量及清水大流量泄放过程对小浪底水库异重流前锋形成及排沙起着关键作用;对接水位接近或低于小浪底水库淤积三角洲顶点高程,与三门峡水库大流量下泄过程相对应时,可提高冲刷型异重流的排沙效果;三门峡水库从加大泄量开始到基本泄空期间,尽可能降低小浪底水库库水位。     

不确定性条件下分布式农业生产预警模型构建与应用

构建了基于梯形模糊数和分布式作物模拟模型的空间分布式农业生产预警模型来实现作物产量和水分生产力综合警情预警预报。模型采用空间分布式作物产量和水分生产力作为警情指标来计算系统警级,引入梯形模糊数来表征目标产量和水分生产力的不确定性,采用空间分布式作物模拟模型来模拟常规灌溉、0.8倍常规灌溉和0.6倍常规灌溉下的作物产量和水分生产力,进而对现状1976—2012年和未来RCP4.5情景下2026—2045年不同灌溉水平下进行农业生产风险预报预警,并衡量了未来20年产量和水分生产力的静态协调度和每5年4个周期的动态协调度。结果表明,同一作物在不同土壤类型和不同灌溉水平下预警等级不同,警级随着灌溉水平的降低呈现不规则变化规律,协调性随着灌溉水平的降低而减小。模型能够识别出未来气候变化不同节水灌溉水平下的空间异质性作物产量和水分生产力的警级,实现精准化农业生产风险预警预报,有利于实现高效率降警处理。     

基于SPEI指数分析河西走廊气象干旱时空变化特征

利用河西走廊1965-2017年21个气象站点逐日气象数据,基于Penman-Monteith蒸散模型计算不同时间尺度的SPEI,分析河西走廊气象干旱的变化趋势、发生频率和持续时间等时空变化特征。结果表明：（1）近53a来河西走廊月、季、年尺度SPEI均呈显著上升趋势,即干旱有显著减弱趋势,但个别站点干旱持续时间较长,其中武威站在2013年持续时长达到11个月;（2）河西走廊四季均存在变湿趋势,且冬季变湿显著,其中春、夏、秋季干旱呈不稳定变化,而冬季在1989年前后发生突变,由干旱向湿润突变;（3）河西走廊干旱的空间分布具有明显的区域特征,干旱区域主要集中在西北部,湿润区域主要集中在南部;（4）不同时间尺度各等级干旱发生频率的变化规律具有一致性,轻中旱发生频率远高于重特旱,且年、季尺度重特旱发生相对高频区空间分布特征与轻中旱正好相反。总之,近53a来河西走廊干旱呈减弱趋势,有利于当地的农业生产开展和生态环境改善,但该区域气候变化较复杂,需要注意局部干旱情况。     

黄丘区小流域暴雨径流动力特征对淤地坝配置的响应

为定量揭示淤地坝措施配置对黄丘区小流域暴雨径流形成及演进过程的影响,采用室内小流域人工模拟降雨试验,对不同淤地坝措施布设情景下（无坝、单坝、双坝）小流域不同断面径流的水动力、侵蚀动力特征进行研究。结果表明：径流量与含沙量整体均随时间推移而增大,无淤地坝布设情景下径流量增幅为114.60 cm3/s,双坝情景的径流量增幅仅有70.11 cm3/s;淤地坝对小流域暴雨径流演进过程的影响显著,淤地坝布设后径流流态由主要的紊流-缓流变为以层流-缓流为主,雷诺数Re减小幅度达到12.04%～85.85%;动力参数中径流功率ω和雷诺数Re可以被认为是能够较好描述不同淤地坝布设下侵蚀产沙的动力因子。研究结果对于揭示流域暴雨径流过程及成灾机理具有重要现实意义,可为科学评价水土保持措施调控径流过程的效应提供理论依据。     

气候与下垫面变化对黄土高原蒸散发变化的影响评估

为了揭示近20年黄土高原蒸散发(evapotranspiration,ET)时空变化规律,明晰气候和下垫面变化对蒸散发的影响作用。基于黄土高原295个气象站数据、PML_V2 ET产品及MOD13A1 EVI产品,采用趋势分析和多元回归分析等统计方法,分析了2000—2018年黄土高原蒸散发时空变化特征,并评估了降雨、温度、日照时间、饱和水汽压差、植被和非植被下垫面等影响要素的相对贡献率。结果表明:(1)2000—2018年黄土高原蒸散发年际变化率为4.47 mm/a,62.8%的区域蒸散发呈显著增加趋势,主要分布在山西、青海、陕西省北部地区;不同土地覆盖ET为森林＞农田＞草地＞灌木。(2)植被显著增加是黄土高原ET变化的主导因子,其相对贡献率最大(32.1%);不同气象要素对黄土高原ET相对贡献率大小为降雨(14.6%)＞饱和水汽压差(13.2%)＞温度(12.4%)＞日照时数(10.0%);非植被下垫面变化(水土保持工程措施等)对ET变化的影响作用不容忽视。(3)气象要素和增强型植被指数(enhanced vegetation index,EVI)对林草覆被ET影响作用＞农田覆被ET,而非植被下垫面要素对农田覆被ET的影响作用较大。研究结果为黄土高原生态建设、水资源消耗恢复和水资源可持续性评价提供科学支撑。     

河龙区间坝库参数与减沙效益关系研究

对黄河中游河龙区间晋西北片、陕北片坝库控制面积占比、坝库单位面积库容等参数与水利水土保持措施减沙效益关系进行了研究，结果表明：（1）晋西北片若没有坝库工程，仅靠水土保持坡面治理措施只能取得14％的减沙效益；每增加100km^2的坝库控制面积，即可提高2％的减沙效益；每增加400万m^2的库容，即可提高1％的减沙效益;坝库单位面积库容每提高1万m^2／km^2，减沙效益即可提高约10％。（2）陕北片减沙效益主要由坝库工程产生。减沙效益提高10％，坝库单位面积库容需要提高5万m^2／km^2。要使流域水土保持综合治理减沙效益达到20％以上，坝库单位面积库容应在6万m^2／km^2以上。（3）在黄河中游多沙粗沙区，要实现40％左右的减沙效益，坝库单位面积库容应达到167／m^2／km^2以上。     

灌区土壤盐分空间变异及多因素响应关系

[目的]研究土壤含盐量空间特征和分布格局,分析土壤盐分空间格局与地下水、土壤物理特性参数间的空间响应关系,为灌区盐渍化防控提供理论依据。[方法]以黄河南岸灌区吉格斯太灌域为例,网格化布点,分层采样测定土壤含盐量、表层土壤含水量、颗粒组成、干容重并换算热容量及导热率,同步监测地下水埋深及含盐量,采用经典统计方法和地统计方法分析土壤含盐量空间分布特征及其与物理特性和地下水等因素间的空间相关性。[结果]灌域处于非盐化—轻度盐化状态,土壤含盐量呈中等空间变异程度,总体呈现相对独立的随机分布,空间结构特征可以用高斯模型和指数模型描述。土壤含盐量与地下水埋深呈显著负相关,与地下水含盐量呈显著正相关,地下水埋深1.6 m区域发生轻度盐渍化风险较高。0—20 cm土壤含盐量与黏粒含量、容重、含水量、导热率及热容量显著空间正相关,相关范围约2～6 km;与砂粒含量呈显著空间负相关,相关范围约2～4 km。20—60 cm土壤盐分与0—20 cm土壤黏粒、砂粒含量、导热率、热容量及含水量呈显著相关,相关范围与土壤表层略有差异。[结论]黏粒含量较高,含水率较大,地下水埋深1.6 m的区域是灌域盐渍化防控的重点区域。     

黄土丘陵沟壑区水土保持综合治理关键措施及其组合的研究

 通过对黄土丘陵沟壑区几条典型小流域和现有治理模式的分析评价,初步确定了该区不同侵蚀类型区水上保持综合治理的关键措施及其组合方案。各区的组合比例如下。第1副区和第2副区:水平梯田18％～25％,人工造林45％～55％,人工种草20％～25％,坝地5.5％～7.5％,水地0.5％～2.7％;第3副区:水平梯田42％～48％,人工造林32％～38％,人工种草18％～22％;第4副区和第5副区:水平梯田28％～35％,人工造林40％～46％,人工种草13％～17％,坝地小于5％,水地小于6％。     

层次分析法(AHP)的标度分析及其在水利工程评价中的应用

应用实例说明了1-9标度在应用时可能导致的一致性与思维一致性相脱节问题,并进一步分析了出现这种问题的原因。在此基础上,对层次分析法应用时所出现的标度进行了归纳和分析,并把评价准则的指标分为定性指标和定量指标两种情况进行讨论,提供了两种情况下构造判断矩阵的方法。对于定性指标·给出了构造两两比较判断矩阵时选用标度的建议;对于定量指标,构造了标度函数,并建立了定量准则下满足一致性要求的两两比较判断矩阵。