克里雅河流域不同径流变化下的地下水埋深时空分异规律

地下水是干旱、半干旱地区用水的重要来源,有时甚至是唯一的水源.利用覆盖整个克里雅河流域平原绿洲的24个地下水观测井点2012年5 ～ 10月地下水动态监测资料,运用数理统计方法和克里格（Kriging）空间插值法,分别研究了克里雅河流域绿洲不同径流变化下的地下水埋深的时间序列变化趋势和空间变异特征.结果表明,地下水埋深的变化受土地类型的影响,同时地下水埋深也影响农业的发展,而且地下水埋深与海拔高度呈正相关关系.在同一时间尺度、不同海拔高度上,相同土地类型的地下水埋深的变化幅度各不相同,区域所处的海拔与地下水埋深的变化幅度呈负相关关系;而在同一时间尺度、同一海拔高度上,东西部地下水埋深变化幅度也各不相同,东部地区的地下水埋深变化幅度大于西部的地下水埋深变化幅度.Kriging空间插值结果表明,不同径流阶段于田绿洲地下水埋深整体呈上升趋势,但并不是绝对的整体都呈上升趋势,而且在同一时间不同地区和同一地区不同时间地下水埋深的变化都各不相同.     

不同埋深浅层地下水对春小麦的补给模式试验研究

[目的]从作物需水规律出发,研究不同埋深浅层地下水对作物需水的补给模式及对作物蒸散的影响。[方法]设计5个地下水埋深处理,于2008～2009年采用底部密封的试筒进行不同地下水埋深条件下春小麦全生育期潜水蒸发试验。[结果]不同埋深地下水对作物生长以及田间蒸发散具有显著影响,补给占ET总量的比重从0到52.0%不等;地下水埋深较浅时,影响地下水对作物补给的主要因素是大气蒸散能力和作物根层深度,埋深较大时则主要受到地下水位的控制。[结论]揭示了不同埋深条件下潜水补给包气带及作物需水的机理及模式,为合理高效利用浅层地下水资源、优化春小麦灌溉制度提供依据。     

不同埋深浅层地下水对春小麦的补给模式研究

[目的]从作物需水规律出发,研究不同埋深浅层地下水对作物需水的补给模式及对作物蒸散的影响。[方法]设计5个地下水埋深处理,于2008～2009年采用底部密封的试桶进行不同地下水埋深条件下春小麦全生育期潜水蒸发试验。[结果]不同埋深地下水对作物生长以及田间蒸发散具有显著的影响,补给占ET总量的比重从0到52.0%不等;地下水埋深较浅时,影响地下水对作物补给的主要因素是大气蒸散能力和作物根层深度,埋深较大时则主要受到地下水位的控制。[结论]揭示了不同埋深条件下潜水补给包气带及作物需水的机理及模式,为合理高效利用浅层地下水资源、优化春小麦灌溉制度提供依据。     

淮北冬小麦、夏大豆产量与浅层地下水的关系

研究了淮北地区（宿州、泗县）不同降水年型地下水周年变化规律及其与冬小麦、夏大豆产量关系,结果表明：年降水在１ ０００ｍ ｍ 以上,４～９ 月份浅层地下水埋深多在１．２ｍ 以内;４～５ 月份地下水埋深在０．９～２．４ｍ 时,冬小麦产量随地下水埋深的增加而提高;７～８ 月份地下水埋深在０．３７～２．２７ｍ 时,夏大豆的产量随地下水埋深的上升而增加。     

季节性冻融期不同地下水位埋深下土壤温度变化特征

土壤温度是土壤热状况的综合表征指标,影响土壤养分分布和冬春季节作物生长发育。以山西省水文水资源勘测局太谷均衡实验站为试验基地,对冻融期4种不同地下水位埋深下的土壤温度进行了分析研究。结果表明：在地下水浅埋区,冻融期地温的变化滞后气温变化,且滞后时间随土壤深度的增加而增大。12月初-2月下旬,地下水位为1．0m埋深的土壤温度较高;消融期地下水位为1．5m埋深下的土壤温度迅速回升。而0．5m埋深下的土壤温度较低且回升较慢;同一地下水埋深下,随着土壤深度的增加。剖面温度增高。50cm深度之下的土壤温度受地下水位埋深的影响较弱。研究成果可为冬春作物播种、预防冻害提供参考依据。     

地下水浅埋区3种水分的定量关系分析

利用多年实测降水、土壤水、地下水资料,分析了地下水浅埋区3种水分之间的定量关系.结果表明,不同降水年型有效时段内地下水埋深与时段降水量之间呈极显著线性相关性;时段末的土壤质量含水量与时段初土壤质量含水量、时段内降水量之间呈极显著线性相关性,且这种相关性在不同降水年型、不同土层之间存在着差异;当地下水埋深在一定范围内时,土壤水分明显受地下水埋深影响,二者之间有显著的相关性.     

淮北平原不同地下水埋深对作物生长发育及产量的影响

浅埋区地下水位对作物生长有较大影响，为探明不同作物最适宜的地下水埋深，在五道沟水文水资源实验站开展了系列原型观测实验，探寻砂姜黑土和黄潮土两种土壤，分别种植小麦、大豆、玉米情况下的最优地下水埋深控制。结果表明：（1）不同作物在不同土壤上种植的最优地下水埋深不同：小麦和大豆在两种土壤上种植的最优地下水埋深均为1.0m；玉米在砂姜黑土上种植的最优地下水埋深为0.8m，在黄潮土上种植的最优地下水埋深为1.0m。（2）土质对作物产量的影响：种植小麦条件下，砂姜黑土产量比黄潮土高；种植大豆条件下，砂姜黑土产量比黄潮土低；种植玉米条件下，在[0.2，0.6]埋深区间，砂姜黑土产量比黄潮土高，在[1.0，5.0]埋深区间，砂姜黑土产量比黄潮土低。     

盐渍化灌区水盐田间尺度时空分布及关联分析

【目的】分析干旱盐渍化灌区非饱和-饱和带水盐的时空分布特征及其内部关联度,为内蒙古河套灌区盐渍化防治提供理论依据。【方法】运用经典统计学和地质统计学方法,分析了内蒙古河套灌区隆胜试验示范区作物播种前、生育期、收割后土壤水盐的时空变异特征,并利用灰色关联分析对不同地下水埋深条件下的土壤含水量、土壤含盐量、地下水埋深和地下水矿化度进行了交叉综合排序。【结果】内蒙古河套灌区隆胜试验示范区在播种前、生育期、收割后的土壤含水量和地下水埋深均呈中度偏弱变异性,而表层(0~40cm)土壤含盐量和地下水矿化度均呈中度偏强变异性。表层土壤含水量、含盐量均表现出北高南低的空间分布趋势,地下水埋深呈北浅南深趋势,地下水矿化度分布为西北高东南低。对不同地下水埋深条件下的水盐因子进行关联度分析发现,当地下水埋深年均值为1.5m时,对地下水埋深关联度最大的因子为土壤含水量(关联度为0.726 1),土壤含水量、土壤含盐量和地下水矿化度均以地下水埋深为最大关联因子(关联度依次为0.724 0,0.683 2,0.643 2);在地下水埋深年均值为2.0m条件下,各因素间灰色关联度达到相对平衡状态;当地下水埋深年均值为2.5m时,土壤含盐量与土壤含水量、地下水埋深与地下水矿化度互为关联度最大的因子。【结论】建议采取合理措施降低研究区北部地下水埋深,防止区域土壤盐渍化加剧。     

地下水位对小麦产量影响的研究

试验于１９９２年１０月至１９９４年６月在江苏农学院作物水分测坑进行，采用人工模拟方法，将地下水埋深分别控制在５０，９０，１３０，１７０ｃｍ，比较不同地下水埋深对小麦生长发育和产量的影响。研究表明：地下水埋深为１３０ｃｍ的小麦产量最高，其次为９０ｃｍ和１７０ｃｍ，５０ｃｍ的产量最低，从产量构成看，产量差异主要表现在每穗粒数和粒重两个方面；花后干物质生产以１３０ｃｍ最高，根系活力也以１３０ｃｍ最强。     

基于权马尔科夫链模型的河套灌区上中下游地下水埋深预测研究

以拓展和深化区域地下水埋深预测研究为目的,运用随机理论,建立了基于加权马尔科夫链的地下水埋深预测模型,预测内蒙古河套灌区上中下游在未来时段内地下水埋深所处区间值。结果表明：节水改造后灌区中游区的地下水埋深更多的时候处于［2.380, 2.742)区间,下游区的地下水埋深更多的时候处于［2.218, 2.506)区间,这两个区间的数值都低于内蒙古河套灌区的临界地下水埋深2.0 m,在未来的一段时间河套灌区中下游的盐渍化有望进一步减轻。而上游区的地下水埋深更多的时候处于［1.227, 1.727)区间,此区间的数值高于内蒙古河套灌区的临界地下水埋深2.0 m,在未来的时间河套灌区上游是控制地下水埋深的重点区域。     

地下水位对小麦产量影响的研究

试验于１９９２年１０月至１９９４年６月在江苏农学院作物水分测坑进行，采用人工模拟方法，将地下水埋深分别控制在５０，９０，１３０，１７０ｃｍ，比较不同地下水埋深对小麦生长发育和产量的影响，研究表明，地下水埋深为１３０ｃｍ的小麦产量最高，其次为９０ｃｍ和１７０ｃｍ，５０ｃｍ的产量最低，从产量构成看，产量差异主要表现在每穗粒数和粒重两个方面，花后干物质生产以１３０ｃｍ最高，根系活力也以１３０ｃｍ最强。     

基于多尺度熵区域地下水资源系统复杂性测度

以黑龙江省农垦总局红兴隆管理局为例,运用多尺度熵(MSE)测度该地区12个测站12年(2000~2011年)逐月地下水埋深序列复杂性特征,分析当地气候因素和人类活动对地下水埋深影响。结果表明,江川、597、852、宝山农场逐月地下水埋深序列复杂性等级为Ⅰ级,说明这四个农场地下水埋深可预测性最低。友谊、红旗岭、饶河、291、北兴、曙光、双鸭山七个农场地下水埋深序列复杂性等级为Ⅱ级,说明这七个农场地下水埋深预测难度中等。853农场地下水埋深序列复杂性等级为Ⅲ级,表明其地下水埋深可预测性最高。通过分析降水和水田种植面积比例与地下水埋深间关系,可知二者对地下水资源系统复杂动态变化有重要影响。研究成果揭示区域地下水埋深序列复杂性空间分布特征,识别可能影响因素,为相关领域复杂性测度研究提供参考。     

淮北平原浅层地下水动态研究

[目的]研究近年淮北平原浅层地下水空间动态变化特征。[方法]参照美国地质调查局于2002年在美国宾夕法尼亚的基于数理统计学方法的地下水动态预警研究方案,利用1975~2008年淮北地区71个站点逐月地下水动态资料,研究地下水埋深的年内、年际及空间动态变化特征。[结果]淮北平原浅层地下水多年平均埋深从南部的1 m向北部的3 m逐渐增大,1990年之前地下水年均埋深较浅、变幅较小,1990年以后地下水埋深变幅加大,埋深加深,但2003~2008年埋深又趋向变浅。北部砀山县、萧县、亳州市地下水埋深较深,南部颍上县、凤台县、五河县、阜阳市地下水埋深较浅。[结论]为淮北平原农业发展提供了基础数据。     

于田绿洲土壤含盐量与地下水关系分析

在潜水蒸发强烈的干旱区,土壤含盐量与地下水埋深和矿化度有着密切的关系,确定地下水埋深和矿化度与土壤各土层含盐量的关系,有助于排水系统设计和地下水管理.根据于田绿洲实测土壤含盐量、地下水埋深及矿化度资料,分析了地下水埋深和矿化度对土壤含盐量的影响.研究结果表明,在干旱区土壤含盐量与地下水埋深和矿化度存在显著的指数相关关系,并建立了表层、20、40、60 cm土层土壤含盐量与地下水埋深和矿化度三者之间的经验公式.为盐渍化治理和地下水管理提供指导.     

不同埋深地下微咸水用于夏玉米灌溉研究

[目的]探讨不同地下水埋深下适合夏玉米灌溉的微咸水浓度。[方法]以浚单20号为供试材料,利用地中蒸渗仪控制不同地下水埋深（2、3、4m）,在灌水定额为900m^3／hm^2条件下利用不同浓度微咸水（1．5、2．5、3．5、4．5g／L）对夏玉米进行灌溉试验,测量夏玉米的叶面积指数、株高、产量等生育指标,研究不同地下水埋深下适合夏玉米灌溉的微咸水浓度。[结果]地下水埋深与夏玉米叶面积指数、株高和产量呈负相关,其中地下水埋深4m对夏玉米的影响最大;微咸水浓度与夏玉米叶面积指数、株高和产量呈负相关,其中4．5g/L微盐水灌溉对夏玉米影响显著。[结论]地下水埋深为2m时,适合灌溉的微咸水浓度不宜超过3．5g/L;地下水埋深分别为3、4m时,适合灌溉的微咸水浓度不宜超过2．5g／L。     

地下水动态及与土壤盐渍化的关系——以新疆兵团二二四团场为例

分析灌区2010年4月至2011年4月地下水埋深及矿化度的动态变化,并分析地下水埋深及矿化度与土壤表层全盐量的关系.结果表明,土壤表层盐分与地下水埋深呈负相关,与地下水矿化度呈正相关.     

干旱胁迫输水后胡杨测树因子特征及相关分析

为研究塔里木河下游长期干旱胁迫输水后胡杨主要测树因子的响应特征及相互关系,对不同地下水埋深条件下胡杨胸径、冠幅、树高进行了实地调查。结果表明,随离河距离增加（地下水埋深下降）,胡杨冠幅、树高逐渐减小,但胸径变化没有规律性。将调查数据按径阶进行冠幅与胸径、胸径与树高间的相关分析,结果表明其显著相关。用胡杨胸径与树高模型预测树高的平均精度为90.08%,随着地下水埋深下降,模型拟合精度逐渐降低;用胡杨冠幅与胸径模型预测胸径的平均精度为81.37%,模型拟合精度随地下水埋深变化的规律性不明显,这是胡杨经历长期干旱胁迫输水后地下水埋深条件不一致的客观表征。      

节水改造对沈乌灌域不同地貌浅层地下水埋深的影响

为了揭示节水改造对区域地下水埋深的影响,以沈乌灌域44眼地下水观测井资料为基础,研究节水改造下地下水动态演变趋势。结果表明：整个灌域地下水埋深受灌溉影响明显,夏灌和秋浇后整个灌域地下水埋深都有上升趋势,秋浇后灌域大部分地区地下水埋深处于最浅值,有一定的周期性变化规律,但灌域中心地区存在深埋区,对于地下水资源要加强管控;节水改造后,各渠系下游耕地区平均埋深降幅（12.46%）大于上游耕地区平均埋深降幅（7.13%）,最大埋深平均降幅（16.54%）大于最小埋深平均降幅（15.78%）;荒地区、湖泊旁地区和林地区的地下水平均埋深分别下降0.33、0.24 m和0.36 m。研究表明,节水改造对耕地区、荒地区、湖泊旁和林地区影响较明显,对盐碱区和渠道旁地区影响较微弱。     

有作物条件下辽西北沙地潜水蒸发试验研究

根据辽宁省阜新市阿尔乡沙地潜水蒸发试验场2010年4月中旬至10月上旬（非冻结期）的实测资料,分析了有作物条件下辽西北沙地潜水蒸发的影响因素及其相关规律。研究表明,有作物时潜水蒸发与裸地不同,它不仅与大气蒸发能力、地下水埋深和土壤性状有关,还与作物的生育阶段有关;入渗补给量随着地下水埋深的增大而减小;潜水补耗差随地下水埋深的增大呈现出先减小后增大的趋势。确定0~2.0 m埋深区段为辽西北沙地种植柠条的不适宜潜水埋深区。     

基于权马尔科夫链模型淮北平原西部地下水埋深预测研究

地下水位埋深动态预测研究是地下水资源评价的重要内容之一;地下水位变化受气象、水文、地质、开采及补给等诸多因素制约,而且各因素之间的关系很难确定,难以用简单的线性函数进行描述,故地下水埋深具有随机性。该研究采用基于权马尔科夫链建立淮北平原西部地下水埋深预测模型,预测了区内地下水埋深所处的区间值,结果表明研究区中深层地下水多处于[5.080 m,5.960 m),处于[6.448 m,+∞)出现的概率也偏高;浅层地下水埋深多处于[2.925 m,3.635 m),处于[3.990 m,+∞)也呈现增大趋势,研究表明在地下水不合理的开发利用下,淮北平原西部地下水埋深呈增大趋势;该研究成果为淮北平原西部地下水资源管理与决策提供一种新的方法。