西北黄土区降水资源综合调控利用基本理论和方式研究

总结西北黄土区自然环境基本特征和降水资源利用措施,针对天然降水时空分布特征和自然转化方式特点,提出了以人为调整降水自然转化方式类型组合为核心理念、以调整降水资源综合调控利用时间组合比和空间组合比为核心内容的基本理论和数学表达式,同时总结了以该理论为依据、以符合西北黄土区自然环境特征和社会经济特点为特色的降水资源综合调控利用基本方式,并列举相应典型事例证明其可行性。     

农业水资源高效利用研究探讨

概述了农业水资源的研究现状、概念、理论内涵,强调了实现农业水资源高效利用的条件和途径以及重要现实意义,指出了水资源高效利用研究中存在的不足,以及有待进一步研究的问题,为农业水资源高效利用的进一步的研究提供参考。     

小流域水资源持续高效利用研究探讨

采用"小流域水资源动态监测及开发利用研究"课题中的小流域水资源动态模型,计算出小流域地上、地下水资源拥有量的基础上,结合流域综合治理,在宁安市红城小流域中进行定点观测试验,经3年的研究,山地果树保水、保土率分别达到78%和89%,与传统沟灌相比,微喷灌技术节水75.9%,节电40%,节省土地12%,增产2～4倍,一级果品率可达70%以上,水果、蔬菜单位面积产量增加达30064kg/hm²和65553kg/hm²,在小流域水资源持续高效利用上进行了有益尝试.     

宁夏小流域治理中的水资源调控理论与实践

宁夏干旱少雨,天然降水是可利用的重要水资源。介绍了宁夏小流域治理中利用水资源的理论与实践,即在小流域综合治理中坚持就地拦蓄、流而不失"两个基本论点",贯彻化整为零、化零为整的"两个基本战术",应用工程、植物、耕作"三类治理措施"建立坡面接纳、坡面拦蓄、沟道拦蓄工程的"三道基本防线",实现水资源在空间和时间上的"两个调节"和产流与用水、产流量与拦蓄量"两个平衡",解决好水土流失与干旱、降雨强度大与土壤入渗能力有限、降雨时间与作物需水不同步、分散产流与集中用水的"四个矛盾"。     

陕西关中灌区水费计收方式与水资源合理利用

依据对陕西关中九大灌区4年来的灌溉用水管理调查资料,就灌区末级渠道的水费计收方式与水资源的合理利用进行了讨论.针对各灌区目前所实行的3种主要水费计收方式,即"按量计费"、"按667 m2(亩)计费"以及"合同供水"中存在的问题、适用的条件以及各自的利弊等进行了分析,对目前灌溉用水管理中存在的问题提出了相应的改进意见.     

陕西关中灌区水费计收方式与水资源合理利用

依据对陕西关中九大灌区4年来的灌溉用水管理调查资料，就灌区末级渠道的水费计收方式与水资源的合理利用进行了讨论。针对各灌区目前所实行的3种主要水费计收方式，即“按量计费”、“按667 m²(亩)计费”以及“合同供水”中存在的问题、适用的条件以及各自的利弊等进行了分析，对目前灌溉用水管理中存在的问题提出了相应的改进意见。     

基于脱钩理论的城市水资源利用与经济增长关系研究

[目的]探讨水资源利用与经济增长间的相互作用关系,为中国城市水资源利用与经济增长的协调可持续发展提供科学依据和决策参考。[方法]基于脱钩理论,运用Tapio弹性分析法对中国4个直辖市2001—2014年水资源利用与经济增长关系进行研究。[结果](1)中国4个直辖市水资源利用与经济增长总体处于弱脱钩状态。(2)农业用水脱钩关系优于工业。农业用水方面,北京市、天津市与上海市总体处于强脱钩,重庆市为弱脱钩;工业用水方面,北京市与上海市主要处于强脱钩,其余则相反。(3)北京市水资源利用与经济增长的脱钩状态最好,其次是上海市,重庆市的脱钩状态最差。[结论]各市水环境与经济尚未达到协调可持续发展,重庆市发展的压力最大,其次是天津市,北京市与上海市要避免向弱脱钩和负脱钩发展。     

略论延安市降水资源的潜力与高效利用模式

根据在甘肃子午岭,安塞墩滩和延安燕山沟的试验观测资料,研究了梢林区植被对降水的拦蓄和消耗情况,分析了农区基本农田上和退耕还林（草）坡地上作物和植物对降水的拦蓄和土壤水分季节动态;计算了本区主要农作物和几种有代表性的乔、灌、草植物的生生育期内需水量和降水资源补给的盈亏状况,并提出了几种利用降水资源和河川径流的模式。     

咸水安全利用农田调控技术措施研究进展

淡水资源短缺已经成为全球性的问题,开发利用地下咸水资源,发展农业灌溉已成为各国关注的焦点问题。微咸水或咸水代替部分淡水进行农业灌溉,在一定程度上可缓解淡水资源的不足,但咸水和微咸水灌溉带来的土壤积盐和作物减产等问题始终是研究的重点和难点。本文从咸水或微咸水灌溉带来的潜在土壤盐渍化危害入手,就如何应对咸水和微咸水灌溉带来的次生盐渍化问题,通过总结前人大量的研究成果,分析了减轻土壤盐渍化对作物危害的各种途径,从微咸水灌溉和咸水灌溉两个层面就优化农田管理农艺措施、生物措施、水利工程措施等方面进行概述。重点介绍了咸水或微咸水灌溉对土壤微环境的影响,优化田间管理农业措施(如合理的灌溉制度和灌溉方式、覆盖、深耕等),土壤中施入有机物质(如植物秸秆、有机肥、绿肥、生物质炭等)和无机土壤改良剂(如石膏、沸石等)、施用根际促生菌肥、种植盐土植物和耐盐作物品种等,以及咸水结冰灌溉、暗管排盐等水利工程措施,这些都是降低咸水灌溉带来的土壤盐害行之有效的方法。以微咸水或咸水补灌为核心,结合雨水资源利用,通过种植耐盐植物品种、增施土壤微生物肥、土壤调理剂等措施提高土壤缓冲能力,配套垄作和地膜覆盖等降低土壤蒸发措施,抑制土壤盐分表层积聚,配套秸秆还田和土壤耕作技术,提高土壤蓄雨淋盐和养分快速提升,集成微咸水安全高效灌溉技术模式,制定规范化的技术应用规程,有机地结合各种改良措施,可有效控制咸水和微咸水灌区土壤次生盐渍化,达到咸水资源的高效安全可持续利用,提升水资源保障能力。     

农田排水资源化利用的研究进展与展望

农田排水资源化利用对提高灌溉水资源重复利用率,减少化肥和农药的流失,防治农业排水对水体的污染,修复生态环境,促进节水与水资源可持续利用具有重要作用。该文根据已有研究成果,从农田排水资源化利用的实践、基础性研究和技术措施3方面进行了综合分析,并指出了该项研究需进一步探讨和解决的问题。     

稻田水肥资源高效利用与调控模拟

水和肥是影响作物产量与生态环境的重要因素。为揭示稻田水肥利用规律,以达到稻田节水、省肥、高产、减排的目标,该文以湖北省漳河团林实验站稻田水肥耦合灌溉与控制排水试验观测数据为基础,联合运用作物生长模型ORYZA 2000和田间水文模型DRAINMOD 6.0,模拟分析不同降水、节灌、施肥、控排条件下的水稻产量与稻田排水量响应关系,得出了稻田水肥调控的临界条件,即采用稻田间歇灌溉方式,灌水定额30 mm,施氮量170 kg/hm2左右,控制排水水位20 cm时,节水12.5%～18.87%、省肥35.1%、增产11%、减排19.9%。本研究对加强农田水肥科学管理,提高水氮生产效率,防治农业面源污染,促进灌区可持续发展具有重要意义。     

河套灌区典型灌排单元农田耗水机制研究

由于耕荒地交错分布、作物插花种植、地下水埋深浅等特点,河套灌区灌溉水利用情况极为复杂。该研究以灌区典型灌排单元(农渠尺度)为研究对象,基于2 a野外试验观测数据,对整个观测区及其内部的不同作物田块分别建立水平衡方程,推求研究区平均给水度和不同作物田块腾发量,继而对研究区灌溉水利用状况及盐分归趋进行了评价分析。结果表明,研究区给水度为0.062,而仅考虑地下水位变动带的给水度为0.037;该研究提出的经验方法"上升下降法"可以较好地估算不同作物田块的腾发量;2 a中农毛渠系统输水损失水量(包括渗漏和蒸发)约占引水量的18%,灌到田间的水量占76%,直接退走的水量占6%;通过不同土地类型间地下水的横向交换,农田不但全部利用了田间灌溉水量,还通过地下水侧向流入的方式利用了约12%的渠道渗漏量,荒地利用了约65%的渠道渗漏量,排沟排走了23%;最终研究区农田腾发消耗了总引水量的78%,积累了总引入盐分的39%,荒地腾发消耗了总引水量的11%,承纳了总引入盐分的40%。研究结果可为灌区水盐管理提供依据。     

渠灌类型区农业高效用水模式与工程示范

该文系在完成“九五”国家农业高效用水科技产业示范工程项目“渠灌类型区农业高效用水模式与产业化示范”专题研究的基础之上,结合示范区建设及运行管理等情况总结而成。在分析研究渠灌类型区农业用水存在问题的基础上,首先提出了渠灌类型区实现农业高效用水的基本思路,依据上述思路确立了提高渠灌区输水过程用水效率、田间灌溉过程用水效率与生产效率,以及提高灌区工程运行管理水平的技术与措施;其次,根据以上研究结果进一步确立了渠灌类型区农业高效用水的模式,并建立了相应的实体模型进行工程示范,初步验证和确立了这种高效用水模式。     

不同灌溉模式下水分养分的运移及其利用

以玉米为试验材料通过人工控制水分的微区试验,比较了水肥异区交替灌溉与传统均匀灌溉条件下,水分与养分在200cm剖面上的动态迁移规律,并分析了不同灌水模式下的灌溉效率和肥料利用效率。结果表明,在低灌水量(450m3/hm2)水平下水肥异区交替灌溉,施肥区和灌水区之间存在水势梯度差异,NO3-N含量也有差异;灌溉效率和肥料利用效率均高于均匀灌溉。在高灌水量(900m3/hm2)水平下,水肥异区交替灌水与常规均匀灌水差异不显著,但养分离子发生了强烈的淋洗。收获后,交替灌溉的NO3-N残留量比传统灌溉要高,而水分残留量则相反。研究结果发现,交替灌溉在450m3/hm2时的产量与均匀灌溉在900m3/hm2时的产量相差并不大,即交替灌溉可节水一半。秸秆覆盖能影响060cm土壤水分运动,可减少土壤水分蒸发,但对玉米产量影响不大。     

控制性分根区灌溉对玉米根区水氮迁移和利用的影响

为探索灌水方式对根区水氮迁移和利用的影响,对盆栽玉米采用3种灌水方式（常规、交替、固定）和4个氮素水平,研究了不同根区湿润方式对玉米根区水氮迁移动态和利用的影响。结果表明：施氮后盆内土壤硝态氮含量和施氮量呈正相关,交替灌溉根区两侧土壤硝态氮分布均匀,固定灌溉根区干燥侧土壤硝态氮累积量明显大于湿润侧。交替灌溉上层土壤硝态氮残留量和常规灌溉同一层次上的残留量相当,下层的残留量比常规灌溉的大。交替灌溉的根冠比最大,固定灌溉的次之,常规灌溉的最小。交替灌溉的水分利用效率是常规灌溉的0.99～1.11倍,而灌水量是常规灌溉的0.75倍,节水效果明显。同一氮肥水平下,交替灌溉的单位干物质全氮吸收量最大,固定灌溉的次之,常规灌溉的最小。     

灌溉排水耦合调控稻田水分转化关系

该文利用装配有地下水位自动控制系统的蒸渗仪,分析节水灌溉与旱地控制排水技术耦合调控对于稻田水分转化关系的影响。结果表明,灌排耦合调控在小幅减少水稻产量的同时,显著减少了稻田灌溉水量、地下排水量及水稻蒸发蒸腾量,最终显著增加了水稻水分生产效率。与常规灌排稻田相比,灌排耦合调控稻田水稻产量减少1.9%,灌溉水量、地下排水量及水稻蒸发蒸腾量分别显著减少41.7%、49.9%及24.9%,水分生产效率增加30.5%。随着控灌稻田排水控制限的提高,稻田灌溉水量、地下排水量及水稻蒸发蒸腾量减少,水稻产量保持稳定,使得水稻水分生产效率进一步增加。提高控灌稻田的排水控制限,减缓了稻田土壤水分的衰退速度,并增加稻田地下水位低于排水控制限的比例,稻田灌溉次数与发生地下排水的时段均减少,使得控灌稻田灌溉水量与地下排水量下降,两者综合作用下控灌稻田水稻蒸发蒸腾量减少。在采用控制灌溉模式的基础上,适当提高稻田排水控制限,可以较好地实现水稻生产中水分的高效利用,研究结果可为优化稻田水管理模式提供依据。     

基于排队理论的灌区渠系地表水及地下水优化配置模型

地表水和地下水联合运用于农业灌溉是中国大部分灌区主要采用的灌溉形式,但目前的优化模型对地下水的运用情况过于简化,常采用定值作为优化模型的参数,所以不能真实反映地下水随时间对灌溉面积的影响。该文基于排队理论,研究分析了地下水灌溉的农田面积随等待地表水灌溉的历时的影响,并建立灌区渠系优化配水模型,以灌水历时最短为目标,根据渠首引水、渠系供水、作物用水等方面的用水关系建立约束条件。通过河北石津灌区的实际应用,说明模型方法的可行性,并提出该灌区5条主要干渠的合理优化配水方案。结果显示最优的灌溉历时为25.6 d;干渠B1的灌水周期贯穿了大部分灌水周期,是影响整个系统灌溉效率的关键渠道;子区C5分配的地下水资源较多,该子区的地下水灌溉面积占到了43%。该模型可更加真实地反映用于灌溉的地下水水量随时间变化的不确定性,能够为中国大部分地区建立地表水和地下水联合灌溉优化模型提供方法上的借鉴。     

基于粒子群的大系统优化模型在灌区水资源优化配置中的应用(简报)

针对灌区水资源优化配置模型存在等式约束的特点,在分析粒子群算法寻优策略的基础上,建立了基于粒子群的大系统优化模型.同时.提出有效的控制粒子速度大小的方法, 克服了粒子因速度过大易逃出约束空间而造成程序中断的不足,成功地将粒子群优化算法应用于作物灌溉制度的寻优中.利用此模型将有限的水资源分配到灌区中的不同子区、子区中的不同作物以及作物的各生育阶段,取得了较好的效果.     

多年生人工牧草高效用水灌溉制度的研究

以内蒙古浑善达克沙地东南缘——正蓝旗人工草地多年生人工牧草——老芒麦、披碱草、冰草和苜蓿的灌溉试验资料,应用FAO-56双作物系数法模拟计算了不同试验处理的多年生人工牧草实际需水量(蒸散量)。研究了需水量与多年生人工牧草干草产量、水分利用效率和边际产量之间的关系,并用水分利用效率最高为原则确定了干旱地区人工草地多年生人工牧草不同水文年的灌溉制度。