基于四大家鱼产卵需求的汉江中下游生态流量研究

针对汉江中下游梯级电站开发后水文节律变化造成四大家鱼栖息地生境质量降低的问题,分别通过几种常用水文学法和栖息地模型计算了汉江中下游河道最小生态流量和四大家鱼产卵适宜生态流量,并在最小生态流量的基础上,结合四大家鱼产卵适宜生态流量以及生态水文特征在5-8月进行了脉冲设计,综合确定出了满足四大家鱼产卵需求的生态流量过程。结果表明,Lyon法和7Q10法最适宜汉江中下游最小生态流量的计算,流量为294~863 m3/s;通过栖息地模型计算,彭市和仙桃江段四大家鱼产卵适宜生态流量为1233~3950 m3/s;流量日涨幅在139.1~534.8 m3/s,持续5 d的涨水过程可为四大家鱼产卵提供良好的条件。该研究从考虑四大家鱼产卵需求的角度,为汉江中下游梯级电站的生态调度提供科学参考。     

基于Budyko假设的金溪流域径流变化归因分析

[目的]探究金溪流域径流变化特征及其原因,对于水库运行调度及水资源管理具有重要指导作用。[方法]基于1982—2015年流域气象水文数据以及植被NDVI数据,采用线性回归法、Mann-Kendall突变检验及滑动T突变检验法分析径流变化特征,进一步采用Budyko水热耦合平衡方程计算各影响因子对流域径流变化的贡献率。[结果]金溪流域年径流深、降雨量均呈不显著上升趋势,变化速率分别为3.89 mm/a, 8.43 mm/a。潜在蒸散发量呈显著上升趋势,变化速率为1.17 mm/a。通过突变检验可将金溪流域径流序列分为基准期1982—2002年和变化期2003—2015年。金溪流域径流变化归因分析表明：下垫面变化对径流变化的贡献率为123.55%,潜在蒸散发的贡献率为33.83%,降雨贡献率为-57.38%,流域下垫面变化主要源于植被情况显著改善,其中NDVI在基准期上升速率为0.005/10 a,在变化期上升速率为0.024/10 a。[结论]导致金溪流域径流变化的主要源于植被情况的显著改善,金溪流域径流变化的归因分析为金溪流域的水资源利用提供了理论支持。     

苏北地区农村居民生活用水排水方式及对周边水环境认知研究

为了解苏北地区农村水环境保护现状及农户环保认知水平,采用问卷调查的方法,探讨了苏北地区盱眙县和射阳县农户取用水特征、环境行为及其对当地水环境评价和政府政策管理认知.结果表明:盱眙县农村饮用水水源以湖库集中取水与农村分散自备井供水为主,射阳县以河流水与地下水集中取供水为主.自备井农户用水量明显高于以自来水为主要用水来源的农户.农户水环境行为缺乏理性,农户生活污水粗放式排放、习惯将垃圾倒入沟河或露天堆放,导致垃圾拥堵河道、水污染问题严重.人畜粪便处理以进化粪池和堆肥还田为主,秸秆处理以燃料燃烧和粉碎还田为主.农户整体参与环保意识不强,呈现“政府依赖型”环境意识.     

小区和田块尺度下水稻不同灌溉模式的节水减污效应分析

【目的】研究平原河网区不同尺度下水稻不同灌溉模式的节水和减污效应。【方法】于2017年在浙江平湖灌溉试验站选取水稻常规灌溉、节水灌溉、蓄雨节水灌溉3种模式在试验小区和田块2种尺度下开展对比试验,记录田间水量平衡过程并检测排水和渗漏水样中的TN、TP、NH_4^+-N、NO_3^--N的质量浓度变化。【结果】无论试验小区还是田块尺度,蓄雨节水灌溉的节水效果最好,较常规灌溉和节水灌溉减少了43.4%～87.7%的灌溉量,同时减污效果也最明显,TN排水负荷减少了22%～90%。不同尺度对比中,试验小区的田间管理水平更高,产量略高于田块尺度;小区田间水分控制更精确,灌排次数和水量较田块更多,蒸发蒸腾量和渗漏量则略少于田块。在减污效果上,单位面积下同种灌溉模式的田块的排水污染物负荷比试验小区低37%～57%,渗漏负荷比试验小区高4%～61%,由于排水污染物负荷要远大于渗漏污染物负荷,在总的污染物负荷上田块要小于小区。【结论】本试验中蓄雨节水灌溉模式取得了较好的节水减污效果,但是要注意蓄雨时间和高度,长时间的淹水可能会对水稻产量造成不利影响。     

稻田不同灌溉模式的节水减污效应分析——以浙江平湖为例

【目的】研究不同灌溉模式下水稻的节水及减污效应,探寻适合平原河网区的水稻节水灌溉模式。【方法】在浙江平湖灌溉试验站设定常规灌溉、薄露灌溉和适雨灌溉3种模式,测定了灌溉量以及排水和渗漏水样中的TN、TP、NH_4~+-N、NO_3~--N和COD等。【结果】适雨灌溉灌水量相较于常规灌溉和薄露灌溉分别减少了67.4%和43.4%,节水效果最好;适雨灌溉排水量最少,相较于常规灌溉和薄露灌溉,适雨灌溉TN排放量分别减少了86.9%和90.7%,NH_4~+-N排放量减少了96.7%和98.3%,COD排放量减少了61.5%和62.5%,TP和NO_3~--N的减排效果不明显。【结论】在本研究条件下,适雨灌溉的节水减污效果更好。     

黄土高原昕水河流域径流变化归因定量分析

近几十年来,黄土高原昕水河流域实测径流量减少显著,对区域生态环境及用水安全造成严重影响。采用水文模拟途径,还原了天然径流量系列,在此基础上,定量评估了气候要素和水土保持等人类活动对河川径流量的影响。结果表明,考虑融雪过程的水量平衡模型对昕水河流域径流量具有较好的模拟效果,率定期及检验期Nash-Sutcliffe确定性系数均在70%以上,模拟的相对误差也小于3%。径流量系列自1966年发生了较为明显的变化,1966—2010年流域径流量深较前期减少29.2 mm,其中,包括流域水土保持措施的人类活动对河川径流量变化的影响约站49.3%,气候要素变化的影响略微偏高,约占50.7%。因此,在未来流域治理及生态文明建设中,气候要素变化对流域水文水资源的影响必须引起足够的重视。     

农业干旱动态模拟技术研究与应用

农田水分在"土壤-作物-大气"连续系统内,通过降水、灌溉、土壤蒸发、作物蒸腾、下渗、地下水补给等形式进行着复杂的交换。本文从农田水量平衡原理出发,以农田表层为原型,根据气候条件和作物种植情况,建立农业干旱两层动态模拟模型,模拟农作物生长期农田水分循环过程及土壤墒情信息,为旱情预警预报提供信息。     

甘肃省陇东地区夏季极端降水及典型年环流特征分析

本文采用陇东地区13个气象站的逐日降水和同期NCEP/NCAR再分析资料,基于5个极端降水指数,应用经验正交函数(EOF)、合成分析等方法,研究该地区1967—2015年夏季极端降水的时空特征及极端降水典型年的环流特征。结果表明:(1)夏季极端降水指数在陇东地区西北部较低,南部和东北部较高,整体呈上升趋势。(2)EOF分析第一特征向量均为正值,第二特征向量则表现为南正北负的反相位分布,在时间系数的极大(小)值年,研究区夏季极端降水在南北方向呈南强(弱)北弱(强)的分布特征最明显。(3)在强(弱)夏季极端降水典型年,有(无)冷暖空气交汇;上升(下沉)运动增强,向外长波辐射为负(正)异常,对流强(弱),对应着较多(较少)的降水;水汽通量散度为负(正)异常,有利于(不利于)极端降水发生。     

中国农业干旱灾害特征及成因分析

以1949—2019年受灾率、成灾率和因旱粮食损失率3个指标系列,分析了中国干旱灾害的时空分布特征及其变化趋势。统计结果表明,1949—2000年,中国农业受灾率、成灾率、因旱粮食损失率增加速率分别为1.72%/10 a、1.26%/10 a和0.61%/10 a,2001—2019年,农业干旱灾害呈逐步减缓的趋势;从代际间的变化过程来看,20世纪50年代的受灾率、成灾率和因旱粮食损失率分别为7.4%、2.4%和2.3%;到21世纪初分别增加到16.1%、9.3%和6.8%。空间分布上,东北、西北和黄淮海地区受旱成灾较为严重,受灾率和成灾率均超过15%和10%;华南、西南和长江中下游地区受旱成灾相对较缓,受灾率和成灾率低于10%和5%。其中,山西、陕西、辽宁、吉林、内蒙古、河北、甘肃和宁夏等是受旱成灾较为严重的省区。由农业综合干旱指数分析可得,1949—2019年全国发生重旱以上的年份为26年,发生特旱的年份有13年,反映出中国是一个农业干旱灾害频发的国家。气候变暖、水土资源不平衡及人类活动导致下垫面改变是农业干旱灾害加剧的主要原因。     

不同地下水埋深时甜椒需水量及作物系数试验研究

采用排水式蒸渗仪试验,研究了不同地下水埋深时,甜椒需水量和地下水利用量的变化规律及与外界环境因子的关系。分析和模拟了甜椒作物系数,并与FAO-56推荐作物系数值进行了比较。结果表明,地下水埋深为0.6~0.9m时,地下水与降雨利用量占需水量的40%~50%,灌溉量较低。地下水埋深较浅时,需水量与地下水利用量与蒸发量、气温和地温具有显著的线性关系。地下水埋深较深时,需水量主要受降雨的影响,与环境因子的相关性较小;地下水利用量与蒸发量、气温、地温及饱和水气压差仍具有显著的线性关系。甜椒全生育期作物系数为1.35,与移栽后旬数、地温和需水系数分别表现出3次、2次和3次多项式的关系。生长中期和后期,作物系数分别为1.25和1.25~1.1,高于FAO-56推荐值。研究结果为蔬菜类作物节水灌溉制度的制定和高效灌溉管理提供参考。