黑河干流中游灌区节水改造效果分析

根据黑河干流中游地表水和地下水多次转化和重复利用的水资源利用特点,分析了中游灌区的节水量计算方法.在此基础上,计算了黑河干流中游灌区近期治理中所采取的各项节水措施获取的相应节水量,通过比较各项节水措施获取的节水量与其相应的投资,分析不同节水措施在各灌区的节水效果,从而提出适合不同类型灌区的节水措施.     

黑河中游农业节水问题的探讨

根据黑河流域治理的总体目标，通过对黑河中游灌区的基本情况分析，得出了黑河中游农业灌溉方面尚有较大的节水空间，并提出了完成黑河分水任务，中游农业节水的途径与措施。     

渠井结合灌区真实节水量计算方法

国内外对于灌溉节水量研究,已由传统节水量向真实节水量发展。首先阐述了真实节水基本概念和计算方法,在此基础上,提出渠井结合灌区真实节水量由直接节水量、间接节水量、袭夺潜水蒸发量等三部分构成,并对黑河中游友联灌区真实节水量及参数的敏感性进行了计算,最后对各种措施的节水效果、方法的适用条件及存在的问题进行了分析。     

渠井结合灌区真实节水量计算方法研究

国内外对于灌溉节水量研究,已由传统节水量向真实节水量发展.首先阐述了真实节水基本概念和计算方法,在此基础上,提出渠井结合灌区真实节水量由直接节水量、间接节水量、袭夺潜水蒸发量等3部分构成,并对黑河中游友联灌区真实节水量及参数的敏感性进行了计算,最后对各种措施的节水效果、方法的适用条件及存在的问题进行了分析.     

灌区综合节水改造中单项措施节水量计算方法初探

灌区节水改造往往为多种措施同步进行,灌区综合节水量为各单项措施实施的综合效果,现有节水量计算方法在评价具体节水措施对总节水量的贡献方面尚有不足之处,无法满足实践发展的需要.因此迫切需要研究一套即能体现各单项措施的节水效果,又能表达综合节水量的计算方法.在分析灌区从水源到作物消耗各环节需水及各措施节水原理的基础上,将单项措施节水量计算方法与综合节水量计算方法有机组合,建立一套无重复计算量的、能真实反映各单项措施节水量的节水量计算方法.     

黑河中游地区水账户核算研究

利用国际水管理研究院的水资源核算框架,对黑河中游地区的水资源利用进行分析。研究结果表明,黑河中游地区消耗了整个流域绝大部分水量,可利用水的消耗比例为1.02,水资源利用处于不可持续状态;但消耗水量中,生产性消耗比例和有益消耗比例分别只有0.284和0.428,整个地区的无效消耗水量较多,水分生产率很低。黑河中游地区的节水方向在于尽可能地减少无效益蒸发蒸腾,提高单位消耗水量的经济产出。     

黑河中游合理水价制定方法研究探

国务院西部开发重大工程——黑河流域治理和调水的主要目的是促进中游节水，增泄下游水量改善生态环境。水价是促进节水的最重要经济手段。结合《黑河中下游节水措施和合理水价研究》课题，以经济社会可持续发展为根本，以水资源的科学管理、合理配置、高效利用和有效保护为核心，在深入调查研究黑河中游水价现状的基础上，分析了传统水价制定方法及其不足之处，指出了制定合理水价的必要性，提出了实行两部制水价是符合黑河中游水价现状的合理水价，并将其运用到黑河中游水价制定，最后对两部制水价的应用效果进行评价。     

基于数值模拟的太湖流域地区节水条件下水田灌排水量研究

太湖流域内农业用水粗放,水利用效率低下,农业面源污染严重,推广水稻节水灌溉势在必行。为了研究水稻节水灌溉对太湖流域用水总量控制的影响效应以及对太湖流域水资源量和水环境的影响效应,需要弄清在不同保证率下节水灌溉和淹水灌溉单位面积的灌溉水量和排水量。改进了逐日水量平衡法中蒸散发项和渗漏项的计算方法,并对该方法中各个参数的确定做了说明。最后以杭嘉湖区为例,选用1956-2000年系列资料模拟灌溉排水过程,同时采用P?Ⅲ型曲线计算不同保证率下节水灌溉和淹水灌溉的灌溉水量,并比较了两者的效益。     

内蒙古河套灌区农业灌溉资源型节水潜力分析

分析和估算内蒙古河套灌区农业灌溉资源型节水潜力具有重要意义。以作物需水量为基础,考虑有效降水补给、农业灌溉水在输水过程和田间中的损失等因素,建立河套灌区农业灌溉资源型节水潜力估算公式。根据目前河套灌区作物种植结构和所实施的节水灌溉技术,分别估算得到2020年和2030年作物灌溉需水量和农业灌溉资源型节水潜力值。研究结果可为提高河套灌区农业水资源利用效率提供参考。     

基于高效节水模式下的永济市水量供需平衡分析

重点实施高效节水,能有效地改善农业灌溉条件,从根本上解决灌溉水利用率低的现状,提高农业用水效率,达到农业增产、农民增收的目的.本文以永济市为例,在采用引黄灌区水灌溉与高效节水灌溉方式下拟定灌溉水利用系数,利用灌溉定额进行水量计算,并且进行水量平衡分析,结果满足灌区的用水需要.本文研究可为拟定合理的节水灌溉措施与水资源的高效利用提供科学的理论依据.     

基于评价的水资源优化模型适用性比较

为了比较不同目标的水资源优化配置模型在黑河中游的适用性,在充分考虑地表径流随机性的基础上,分别构建以灌区农业水生产力最大、农业灌溉损失最小、净经济效益最大为目标函数的灌区水资源优化配置模型,并引入多指标综合评价法以及熵权法对3个优化模型的配置结果进行综合效应评价．评价结果显示,基于黑河中游水资源利用现状,以灌区农业水生产力最大为目标函数的模型,更适合现阶段黑河中游灌区水资源配置要求．使用灌溉水生产力最大为目标函数的优化模型对有限水资源进行优化后的配水方案整体用水比现状水平年减少了334×108 m3,灌溉水生产力增加了0453 kg／m3,用水成本比实际减少了421×107元．评价结果验证了水资源优化配置模型方案评价的可行性．     

An improved water use efficiency of cereals under temporal and spatial deficit irrigation in north China

Water shortage is the major bottleneck that limits sustainable development of agriculture in north China. Crop physiological water-saving irrigation methods such as temporal (regulated deficit irrigation) and spatial (partial root zone irrigation) deficit irrigation have been tested with much improved crop water use efficiency (WUE) without significant yield reduction. Field experiments were conducted to investigate the effect of (1) spatial deficit irrigation on spring maize in arid Inland River Basin of northwest China during 1997–2000; (2) temporal deficit irrigation on winter wheat in semi-arid Haihe River Basin during 2003–2007 and (3) temporal deficit irrigation on winter wheat and summer maize in Yellow River Basin during 2006–2007. Results showed that alternate furrow irrigation (AFI) maintained similar photosynthetic rate (P_n) but reduced transpiration rate (T_r), and thus increased leaf WUE of maize. It also showed that the improved WUE might only be gained for AFI under less water amount per irrigation. The feasible irrigation cycle is 7d in the extremely arid condition in Inner River Basin of northwest China and less water amount with more irrigation frequency is better for both grain yield and WUE in semi-arid Haihe River Basin of north China. Field experiment in Yellow River Basin of north China also suggests that mild water deficit at early seedling stage is beneficial for grain yield and WUE of summer maize, and the deficit timing and severity should be modulated according to the drought tolerance of different crop varieties. The economical evapotranspiration for winter wheat in Haihe River Basin, summer maize in Yellow River Basin of north China and spring maize in Inland River Basin of northwest China are 420.0 mm, 432.5 mm and 450.0 mm respectively. Our study in the three regions in recent decade also showed that AFI should be a useful water-saving irrigation method for wide-spaced cereals in arid region, but mild water deficit in earlier stage might be a practical irrigation strategy for close-planting cereals. Application of such temporal and spatial deficit irrigation in field-grown crops has greater potential in saving water, maintaining economic yield and improving WUE.     

景电灌区利用回归水灌溉的潜力分析

景电灌区灌溉回归水指灌溉农业土壤深层渗滤水、农田尾水、渠道渗漏水、退水及少量的工业废水和城镇生活污水,年排量达1亿m3.针对灌区灌溉回归水的特点,分析回归水的水质、水量,研究其产生的负面影响,得出利用回归水灌溉的潜力.     

面向生态的黑河中游模糊多目标水资源优化配置模型

以黑河中游为例,构建面向生态的单目标(模型一)和多目标(模型二)水资源优化配置模型,并进行对比分析。其中,单目标模型的目标函数是农业和生态产生的经济价值最大;多目标模型的生态目标是生态供水满意度最大,经济目标是农业产值最大。为了保证生态用水,模型中引入0-1整数规划来优化传统灌溉和节水灌溉的种植面积,同时,考虑到模型参数的不确定性,将模糊数引入到已建模型中。分别对2个模型求解,得到从不同角度出发的各个计算单元的水资源优化配置结果,为当地的生态保护提供了有力的决策支持。     

灌区用水优化模型参数全局敏感性分析与不确定性优化

灌区水资源优化配置中存在众多不确定性因素，而考虑不确定性因素的优化模型往往存在结构复杂、不确定性参数考虑有限、计算精度和效率较低等问题。本文将LH-OAT（Latin hypercube-One factor at a time）方法与灌区用水优化模型耦合，构建了灌区用水优化模型参数敏感性分析与不确定性优化方法，并以黑河流域中游典型灌区为案例研究区，对模型中6类共25个不确定性参数进行了全局敏感性分析。计算获得了模型中25个不确定性参数的敏感度排序，并从中筛选出10个高敏感性参数，以高敏感性参数作为优化模型不确定性参数输入，获得了不确定性下的灌区用水优化结果。案例分析表明，该方法有效筛选出优化模型中高敏感的关键参数，综合考虑了不确定性参数对模型优化结果的影响，大大减少了模型不确定性参数的表征数量，降低了模型复杂性，有效提高了模型计算效率，可为灌区水资源优化配置问题提供方法参考。     

河西绿洲地区水氮耦合对大豆产量的影响

黑河中游地区由于农业水资源紧缺、灌溉方式粗放及水肥的不合理调配，导致该区水土资源浪费严重，为了节约水土资源，提高当地生产水平，本文基于2021年5-9月在水资源紧缺的黑河中游地区（张掖市民乐县益民灌溉试验站）采用膜下滴灌调亏灌溉技术，通过田间试验和理论分析相结合，主要研究膜下滴灌水氮耦合下大豆干物质积累及对产量的影响，研究结果表明：灌水量一定的情况下，适量增施氮肥可以促进大豆干物质的积累，但过量的氮素会导致大豆干物质的积累程下降趋势。N2W2处理是实现大豆产量较优的水氮耦合模式，较CK（不施氮量）、N1、N3(高施氮量)处理相比显著提高大豆产量39.94%、13.11%、20.73%。     

内蒙古河套灌区小麦套种玉米秋浇覆膜灌溉试验研究

内蒙古河套灌区是全国3个特大型灌区之一,灌区每年农业用水量45亿m3左右,其中秋浇用水量占到1/3。秋浇是河套灌区特有的灌水方式,也是灌区节水保墒的关键。以河套灌区具有代表性且种植面积较大的小麦套种玉米田块为研究对象,进行秋浇覆膜灌溉新技术的试验研究,通过对不同试验方案的跟踪观测,系统地分析了这种灌溉新技术的节水增产效果。     

黑河分水对中下游水环境的影响

黑河流域水资源紧缺,区域生态环境十分脆弱。分析表明分水对中游会产生一定的负效应:分水引起地表水与地下水转化减弱,同时对地下水的开采有增加的趁势,叠加作用的结果使得中游地区水环境恶化,地下水位下降1.3~2.7 m,地下水储量减少约8.2×108m3,给中游绿洲植物的生长带来潜在威胁;而对下游有一定的正效应,增加了下游的入境水量,下游的河岸地下水位抬升幅度在横向上0.4~0.6 m,纵向上0.3~3.1 m,有效地改善了下游的水环境,从而使下游的生态环境的恶化得到一定程度的遏制,植被覆盖明显增加。但对黑河中、下游水质变化监测还需要进一步加强。