黄土高原地区水资源承载力动态变化分析——以山西、陕西、宁夏、甘肃4省为例

水资源承载力对地区经济可持续发展和群众生活的物质基础具有重要影响,是达到地区社会、经济和环境不断优化的关键.采用模糊综合评价方法,选取水资源利用率、降水量、人均占有水量和生态用水量为评价指标,对黄土高原4省1994-2004年的水资源承载力进行了综合及分区评价.结果表明:黄土高原4省水资源承载力在1994-2004年总体上呈缓慢上升趋势,说明水资源有向良性发展趋势;陕西和山西省水资源承载力较高,2省水资源开发利用有较大空间,甘肃和宁夏水资源承载力已趋于饱和,实施跨流域调水和节水措施势在必行.     

一维土壤入渗特性数值模拟

以非饱和土壤水分运动理论基础,利用Richards模型模拟不同实验处理下的一维垂直入渗过程,采用SWMS-1D软件对模型求解,用试验资料对模拟的累积入渗量与湿润锋运移距离结果进行了对比验证,二者基本吻合。对模拟结果分析得出,土壤质地和容重对一维垂直入渗累积入渗量、入渗速率和湿润锋运移距离影响较大,土壤初始含水率和入渗水头对其影响较小;并分别建立了不同土壤质地下的累积入渗量、入渗速率和湿润锋运移距离与入渗历时单参数幂函数计算式。     

畦灌下渗水形状系数变化规律与水流推进简化解析模型研究

以Fok和Bishop提出的下渗水形状系数计算公式为基础,通过整理并分析部分国内外已有的文献资料,提出了计算下渗水形状系数的简化公式和经验公式。根据水量平衡原理,通过引入地表储水形状系数和提出的公式所计算出的下渗水形状系数,建立了基于水量平衡原理的畦灌水流推进简化解析模型。结合已有文献资料和田间试验对模型进行检验,表明所提出计算下渗水形状系数的简化公式和经验公式是可靠的,以此建立的水流推进简化模型具有严谨的物理基础,且计算求解方便、精度较高,可用于畦灌合理灌水技术指标的确定。     

沟灌交汇入渗数学模型研究

为进一步探明沟灌灌水沟的水分入渗规律,通过室内沟灌入渗试验,分析了沟灌交汇入渗的入渗规律,建立了沟灌交汇入渗的二阶段入渗模型,研究了沟灌交汇入渗相对与沟灌自由入渗的减渗特性。在此基础上建立了计算沟灌交汇起始时间的计算模型,得出了沟灌交汇入渗阶段的累积减渗量与入渗时间呈幂函数关系,并建立了沟灌交汇入渗减渗率η的公式,将其计算结果和沟灌自由入渗的累积入渗量用文中公式计算,可求得沟灌交汇入渗阶段的累积入渗量,与试验所得结果进行比较,其误差较小,表明建立的减渗率η的计算公式是可靠的。研究结果可为改进沟灌灌水技术提供参考。     

沟灌入渗湿润体运移距离预测模型

为进一步探明沟灌入渗湿润体的影响因素和其运移规律,该文通过黏壤土和砂土的室内沟灌入渗试验,重点研究了土壤容重、沟中水深和土壤初始含水率对沟灌入渗湿润体的影响。通过分析,发现湿润锋垂直和水平方向运移距离与时间的1/2次方呈线性函数关系,建立了包含土壤容重、沟中水深、土壤初始含水率等因素的湿润峰运移距离预测模型,并对模型进行验证,结果表明模型精度较高,用其模拟沟灌入渗湿润峰运移距离是可行的。研究结果可为改进沟灌灌水技术提供参考。     

基于Adobe软件的喷头水滴直径测量试验研究

喷灌喷洒水滴直径是衡量一个喷头性能的重要指标。针对传统喷灌水滴直径测量较为复杂的问题,提出基于Adobe 7.0软件测量水滴直径的方法,运用该方法对色斑直径与水滴直径关系进行了率定,并对雨鸟系列喷头的水滴直径进行了测量,得到了3种水滴平均直径的关系、水滴直径与喷头距离的关系以及水滴累积体积百分数曲线图。     

膜孔灌平均入渗水深简化计算模型建立与验

以非饱和土壤水分运动理论为基础，研究了膜孔灌土壤水分运动的数学模型，并用SWMS—3D软件对多种典型土壤的膜孔灌入渗特性进行模拟，利用模拟结果分析了膜孔灌入渗特性及其影响因素，提出了包含开孔率、膜孔直径的膜孔灌点源平均入渗水深简化模型。采用多种土壤膜孔灌入渗室内试验结果与已有文献资料对所建模型进行验证，结果表明所建模型能较准确地反映膜孔灌点源入渗特性，可为确定合理的膜孔灌灌水技术要素组合提供理论依据。     

膜孔灌平均入渗水深简化计算模型建立与验证

以非饱和土壤水分运动理论为基础,研究了膜孔灌土壤水分运动的数学模型,并用SWMS-3D软件对多种典型土壤的膜孔灌入渗特性进行模拟,利用模拟结果分析了膜孔灌入渗特性及其影响因素,提出了包含开孔率、膜孔直径的膜孔灌点源平均入渗水深简化模型.采用多种土壤膜孔灌入渗室内试验结果与已有文献资料对所建模型进行验证,结果表明所建模型能较准确地反映膜孔灌点源入渗特性,可为确定合理的膜孔灌灌水技术要素组合提供理论依据.