宝鸡峡灌区小麦水足迹时空变化特征与归因分析

基于水足迹理论,计算了实际耗水和施肥情况下宝鸡峡灌区小麦水足迹的各项指标,分析了小麦水足迹各指标的时空变化特征,利用对数平均迪氏指数分解法推导了总水足迹变化量分解公式,细致定量了气候变化和人类活动因子对总水足迹变化的贡献。结果表明:灌区小麦总水足迹1994—2010年均值为6.73亿m~3,Mann-Kendall检验呈显著下降趋势,年均变幅为-0.17亿m~3/a,水足迹结构由蓝水主导演变为灰水主导。单位产量的小麦生产水足迹、生产绿水、蓝水和灰水足迹多年平均值分别为1.04、0.36、0.32、0.37 m3/kg。生产水足迹、生产绿水和蓝水足迹在灌区内从西向东呈递增趋势,生产灰水足迹以兴平为中心向两侧递增。归因分析表明,影响灌区小麦总水足迹变化的主导因子为人类活动,其贡献率和为-113.57%,而气候变化因子的贡献率仅为13.57%。人类活动因子中,贡献率从大到小依次为灌溉定额(-56.58%)、总种植面积(-55.78%)、小麦种植比例(-43.76%)、单位面积施氮量(39.96%)、灌溉水有效利用系数(2.59%)。     

基于变化环境的地下水动态敏感性分析方法研究

【目的】探索、完善地下水动态敏感性分析方法。【方法】通过对地下水动态敏感性分析方法研究现状的分析,对地下水动态敏感性分析的概念进行了重新定义,并探索性地将正交试验与地下水动态建模相结合,用以进行地下水动态敏感性的分析。【结果】建立了基于改进正交试验法的地下水动态敏感性分析方法,将该方法用于宝鸡峡灌区,所得结果与现有其他方法所得结果相近,即均认为地表水灌溉量和蒸发量是影响灌区地下水动态的主要因素,并且该方法也在理论上克服了现有分析方法的一些局限性。【结论】基于改进正交试验法的地下水动态敏感性分析方法在实际中具有一定可行性,是对传统地下水动态敏感性分析方法的补充和完善。     

基于地下水均衡的灌区合理渠井用水比例

基于地下水均衡模型,分析了陕西泾惠渠灌区不同频率典型年的地下水均衡状况,结果表明降水入渗补给、渠系渗漏及田间灌溉入渗补给、井灌回归补给是灌区地下水的主要补给源,占总补给量的85.99%~82.89%;而人工开采是灌区地下水的主要排泄途径,农灌地下水开采量、人畜和工业用水开采量占总排泄量的69.7%~72.86%.以2010年为现状基准年,2020年为规划水平年,结合灌区发展规划,设置了4种不同的灌区发展情景模式,运用所建立的地下水均衡模型计算了不同情景模式下的地下水位埋深,其变化范围为0~0.07 m;以地下水位变幅最小为准则,得出了不同频率典型年合理的渠井用水比例范围为1.49~1.53,从而为灌区地下水资源的高效持续利用提供了依据.     

高锰酸钾复合药剂与粉末活性炭联用组合对微污染源水的强化混凝效能

通过对高锰酸钾复合药剂、粉末活性炭、预氯化工艺的对比及它们之间的联用组合工艺的试验研究 ,证明高锰酸钾复合药剂与粉末活性炭联用组合对微污染水的除色、除味、降低出水浊度效果明显。从而为老水厂寻找了一种简便易行、经济有效的去污染手段。     

变化环境下灌区地下水动态演变趋势及驱动因素

以陕西省宝鸡峡灌区为研究区,从地下水系统与外部环境的关系出发,运用了线性趋势回归检验、Kendall秩次相关检验及Spearman秩次相关检验3种统计水文学方法,分析了近30 a(1981—2010年)灌区变化环境因素——降水量、蒸发量、地表水灌溉量及地下水开采量的变化趋势,结果表明:灌区降水量呈不显著下降趋势,平均年降水量倾斜率为-2.900 mm/a,而蒸发量呈波动上升趋势,平均年蒸发量倾斜率为3.270 mm/a,降水量和蒸发量两者具有互逆变化特征;灌区地表水灌溉水量呈显著下降趋势,而地下水开采量呈不显著下降趋势.基于GIS技术和地统计学方法,研究了灌区地下水位动态的时程演变趋势和空间分布特征,研究表明:1995—2005年,灌区西北部地区地下水位有明显下降趋势,10年间下降约7~8 m,中部乃至东南部也有小幅度的下降,下降不足1 m;2005年以后,灌区内仅在渭河北岸的武功、兴平南部及咸阳中南部有小幅度下降趋势.通过灰关联分析方法,识别了灌区地下水位动态变化的主要驱动因素,得知各影响因子的关联度都较大,均在0.5以上,且塬上灌区与塬下灌区地下水位动态变化的主要人类活动驱动因素分别为地表水灌溉和地下水开采.     

基于作物空间信息特征的灌区种植结构优化研究

针对目前北方许多大型灌区种植结构不合理、农业需水量偏大、水资源紧缺等问题,提出了一种基于作物空间信息特征的种植结构优化方法,通过调整种植结构和优化空间分布,减少农业需水量,提高农业效益。利用地统计学(GS)和地理信息系统(GIS)的空间处理能力,分区计算了灌区多年平均参考作物需水量(ET0)和作物需水量(ETc),并统计分区内作物单产和产值信息;构建了基于作物空间信息特征的多目标优化模型,设计了2种作物种植结构方案。结果表明,与传统多目标种植结构优化模型相比,基于作物空间信息特征的种植结构优化方法在节水效果和农业效益上都有一定的优势。     

石羊河流域生态环境质量评价研究

从水环境，绿洲及植被，土壤盐渍化及土地沙漠化方面建立了流域生态环境质量评价指标体系，并采用改进的灰色关联投影法与评价等级结合的方法对流域内行政分区的古浪县、凉州区、金昌市和民勤县的生态环境质量进行了评价。评价结果表明：古浪县为一般，凉州区和金昌市较差，民勤县为恶劣，且处于恶劣和非常恶劣的边缘。评价结果与实际情况一致，说明该评价指标体系和评价方法具有一定的合理性和科学性。     

我国北方灌区地下水资源演变与农田生态环境问题

通过对北方灌区地下水形成机理及其演变态势的分析,认为气候变化和人类活动的负面效应是导致灌区与地下水有关的生态环境问题的主要原因,尤其是地下水资源量的衰减已经影响到了灌溉农业的可持续发展。针对以上问题,从水循环的角度提出充分利用灌区地下含水层的调蓄作用,通过地表水与地下水的联合利用控制水盐平衡、涵养地下水源是实现地下水资源永续利用、农田生态环境良性循环的有效途径。     

基于SWMM的滞留池水文效应分析

暴雨调控措施对消减城市洪峰流量,改善生态环境具有重要的意义。滞留池利用孔、堰等出流设施对径流进行短时间的滞留及排放,从而达到消减洪峰的作用。通过ArcGIS及实测资料获得SWMM所需要的区域特征参数,以区域不透水比例作为输入参数代表区域的城市化程度,利用SWMM模拟软件,分别模拟了该区域城市化前即天然状态下、城市化后无调控措施及城市化后利用滞留池对2年、10年及100年设计暴雨进行调控的径流过程。模拟结果显示,城市化进程显著增大了洪峰流量,缩短了径流持续时间,滞留池在消减洪峰流量方面具有显著的作用,并可以恢复到该区天然状态下的水平;但是,滞留池本身并不能减少区域总的径流量。     

石羊河流域绿洲农业发展对水资源转化的影响及其生态环境效应

从绿洲农业发展对水资源转化影响的角度,研究了石羊河流域水资源转化与生态环境的相互关系,辨证地分析了流域平原区水资源转化的生态环境效应。研究结果表明,绿洲农业发展对水土资源的开发利用改变了流域水资源的转化格局,提高了水资源的利用率,为绿洲的稳定和发展提供了宝贵的水源。同时,由于水资源转化关系的巨大改变,也引发了地表水域萎缩、地下水位大幅度下降、泉水资源量衰减、水质污染与盐化、植被退化、土地沙化和土地盐渍化等一系列生态环境问题,这些问题已严重地影响到了流域水土资源的可持续利用和生态环境安全。