基于"量-质-域-流"四维指标体系的水资源荷载状况评价——以黑河流域三地市为例

随着社会经济用水不断增加，水资源供需矛盾加剧，水资源系统出现荷载不均衡现象，制约了区域发展，危及生态环境良性循环。本文从水资源系统的负荷需求和承载能力出发，基于“量、质、域、流”四个维度构建水资源荷载均衡评价指标体系，采用指标规范化的正态云模型，评价2015年黑河流域张掖市、酒泉市、阿拉善盟水资源配置方案的荷载均衡状况，并依据负荷与承载能力评分二维坐标，分出低负荷-高承载能力、低负荷-低承载能力、高负荷-高承载能力和高负荷-低承载能力四个分区。评价结果表明：2015年三地水资源荷载状况均为Ⅳ级，张掖市综合评分为3.697，酒泉市为3.657，阿拉善盟为3.901，三地均处于高负荷-低承载能力区域；三地在水质维度上处于低负荷-高承载能力区间，水质维度评分均处于Ⅱ级，酒泉市水质评分优于张掖市，张掖市水质评分优于阿拉善盟；在水量、水域、水流维度上均处于高负荷-低承载能力区间，水量方面三地处于Ⅳ级，张掖市优于酒泉市，酒泉市优于阿拉善盟；水域方面张掖和阿拉善盟评分均处于Ⅴ级，酒泉评分处于Ⅳ级；水流方面三地均处于Ⅴ级。需要采取调控手段在水量、水域、水流方面上进行“增强承载”和“卸荷”。     

数值模型结构不确定性对模拟结果的影响分析

以内蒙古鄂托克旗为例,基于GMS中的MODFLOW模块构建了地下水流数值模拟模型,分析了模型结构(含水层厚度、参数分区)与模型参数不确定性因素对模拟结果的影响.研究结果表明:含水层不确定情景(含水层下边界概化为隔水底板平均值870 m)与实际情况水头差值绝对值的累计和最大为701 m,对模拟结果起了主控作用;当含水层下边界概化为910,940 m时,累计和分别增加为1 013,1 593 m;与仅考虑单个不确定性因素相比,同时考虑模型参数与含水层不确定情景累计和最大为738 m,同时考虑参数分区与含水层不确定情景累计和最大为791 m.因此,在构建地下水流数值模拟模型时,应优先考虑含水层空间结构概化的合理程度,同时考虑多个不确定性因素对模拟结果的综合影响,使地下水数值模拟模型能更精确地反映真实的地下水流状况.     

日光温室新型装配式骨架节点设计与有限元分析

为实现日光温室骨架的装配化,把控安装质量,提高温室骨架受力性能,设计完成了日光温室新型装配式骨架及装配式节点,以期为装配式日光温室提供新的研究思路.利用ANSYS Workbench软件建模辅助分析,比选外套管和内插管2种装配方式,在逐级均布荷载作用下主管和套管所受应力、剪力及弯矩情况;用Workbench软件分析装配式骨架在最不利荷载作用下轴向应力、剪力、弯矩及变形情况.结果 表明:骨架在外套管的装配方式下,主管及套管自身所受的轴向应力和弯矩更小,安全性更高.用外套管装配的三段桁架在最不利荷载组合作用下,最大轴向应力17.35MPa,最大变形量为0.26 mm,套管最大轴向应力5.0 MPa,最大剪力2345.3 N,最大弯矩为41.3N·m.该日光温室新型装配式骨架及装配式节点安全、稳定、变形量小,可推广使用.     

极端暴雨条件下黄土丘陵沟壑区土壤蓄水能力和入渗规律

黄土高原退耕还林还草工程实施后,下垫面环境条件的变化可能对流域水文过程、水文通量、水量平衡以及生态系统产生十分重要的影响。研究极端暴雨条件下剖面土壤蓄水能力和入渗规律,对于阐明流域产汇流过程和影响机制具有重要的科学价值。采用土壤墒情仪对陕北"7·26"特大暴雨事件下黄土丘陵沟壑区草地剖面土壤水分进行了实时动态监测,分析了极端暴雨条件下剖面土壤水分的动态变化和蓄水过程,利用Horton入渗模型模拟了剖面土壤水分湿润锋的运动过程,揭示了极端暴雨条件下剖面土壤水分的入渗规律。结果表明:(1)极端暴雨条件下,黄土丘陵沟壑区坡面草地不同深度层次土壤水分与降雨过程的响应不同,具有层次性和明显的滞后效应,其中,0～140 cm是影响该地区土壤水文过程的关键层次;(2)土壤水分再分配结束时,湿润锋最深深度达140 cm,土壤蓄水量达225.99 mm,较降雨前95.37 mm增加了1.37倍;(3)极端暴雨过程中湿润锋的运动随时间呈对数递减关系,其稳渗速率随容重增加而减小,呈指数函数递减;(4)极端降雨过程中该地区坡面草地的产流机制仍以超渗产流为主,对于揭示流域的产汇流机制和完善水文预报模型具有重要的科学意义。     

不同释放期控释肥和水氮用量对冬小麦产量的综合影响

为揭示不同释放期控释肥及其水肥用量对冬小麦产量的影响，优化冬小麦水氮管理措施，采用裂区设计进行田间试验，以灌水量为主处理，施氮量和控释肥类型分别为副处理和次副处理，其中，灌水量设30、60和90 mm；施氮量设0、75、150和225 kg/hm2的施肥梯度；控释肥类型包括释放期分别为60、120 d的聚氨酯包膜尿素（PCU60，PCU120），以普通尿素作为对照（U）。结果表明：灌水量、施氮量、控释肥类型单一因素均对冬小麦有效穗数、千粒质量、干物质质量、籽粒产量有显著影响。各因素两两之间的交互作用对籽粒产量有显著影响。相较于U处理，增加灌水使PCU60产量平均提高308 kg/hm2，PCU120产量平均下降270 kg/hm2；增施氮肥刚好相反，使PCU60产量平均下降289 kg/hm2，PCU120产量平均提高118 kg/hm2。根据所构建3种肥料的水氮生产函数可知，在U处理取得最高理论产量6 823 kg/hm2时的水氮用量下，2种释放期的控释肥PCU120和PCU60可分别获得14.31%和12.08%的增产效果。利用水氮生产函数和频率分析法得到不同控释肥类型获得较高产量的水氮用量区间，以PCU120产量最高、所需灌水量最低，分别为7 744～7 826 kg/hm2、47.72～52.28 mm；PCU60所需施氮量最低，为145.42～187.91 kg/hm2。综合考虑增产节肥节水效果，推荐PCU120为冬小麦季适宜的控释肥类型，其适宜水氮用量区间分别为47.72～52.28 mm、159.23～199.47 kg/hm2。     

关中西部四灌区旱情规律分析

为给关中西部灌区水资源合理调控提供依据，在简述干旱及其分类的基础上，指出了关中西部各类干旱多源于气象干旱。对该区7个气象站的年降水进行分析表明，各气象站年降水量的变差系数均为0．25，偏态系数均为0．5。以兴平气象站作为代表站对不同历时的旱情进行了分析，结果显示11月到来年2月发生重旱和特旱的概率较大，在30％左右，特别是12月份，概率达54％，且以特旱为主；7、8月份以中旱和重旱为主；夏玉米播前发生特旱的概率较高，达27％，拔节孕穗和抽穗开花期以特旱为主，概率达33％；冬小麦的越冬和麦黄期以特旱为主，发生概率在30％左右。     

中国北方干旱半干旱地区宏观地貌的发育特征

分析了中国北方地区宏观地貌的基本特征、地质构造背景和地貌发育的主要影响因素,以期形成对北方干旱半干旱地区的自然地理条件、生态环境特征及农业发展基础条件的深刻认识,为生态环境的保护和区域农业规划提供参考。     

土壤水分电磁测量方法的研究进展

从广义电磁波角度，讨论了土壤水分电磁测量方法的物理机理，详细分析了土壤水分广义电磁测量方法的研究历史、现状和问题。指出现有各种土壤水分电磁测量方法误差大的核心原因是由于土壤理化特性空间变异造成的，因此，深入研究田间土壤理化特性空间变异对土壤电磁特性影响规律，寻找水分敏感性强而土壤容重、质地、含盐量影响小的测量方法和测量频率，并把这一理论研究与传感测试技术研究结合是土壤水分电磁测量理论与技术的研究方向。     

降雨聚集条件下蓄水工程优化设计研究

降雨聚集条件下，根据水量平衡原理，利用调蓄计算方法，在集水量和用水量一定的基础上，进行蓄水工程的优化设计，确定出蓄水设施的有效容积及其复蓄次数，单位设施容积及数量的优化组合方案。