陕西省泾惠渠灌区土壤肥力质量综合评价

文中对陕西省泾惠渠灌区土壤肥力现状进行了调查分析,并对土壤肥力质量做出了综合评价.结果表明:整个灌区土壤有机质含量处于较缺乏状态;土壤全氮为中等水平,但碱解氮含量较缺乏,土壤中速效磷和速效钾的含量丰富;从养分的空间变异系数看,以全磷最小,为12.6%,速效磷最大,为38.9%,速效磷在空间上分布最不均匀;土壤养分各因子...     

综合干旱指数的构建及其在 泾惠渠灌区的应用

基于标准化降水蒸散发指数(SPEI)、归一化植被指数(NDVI)、标准化土壤含水量指数(SSI)和标准化地下水指数(SGI)4个反映地区农业干旱的指数,利用CRITIC客观赋权法构建了综合干旱指数(CDI),以泾惠渠灌区为研究区,计算综合干旱指数,并与改进的帕默尔干旱指数（sc-PDSI）进行相关性分析评价其适用性,采用Mann-Kendall检验法分析了泾惠渠灌区2002-2013年农业干旱的发展趋势。结果表明：构建的综合干旱指数(CDI)与自适应帕默尔干旱指数(sc-PDSI)具有强相关性,皮尔逊相关系数为0.73,CDI与sc-PDSI在对旱情监测结果上相关性显著,两者在时间演进上趋势整体相同,说明综合干旱指数(CDI)可以较为准确地反映研究区的干旱情况,在研究区适用性较强。利用综合干旱指数(CDI)对泾惠渠灌区的干旱特性进行了分析,月际间分析发现泾惠渠灌区在4、6月和11月较容易发生干旱,而2月和8月灌区较为湿润,季节间分析发现灌区在2003年发生了严重的春旱,2002年发生了严重的夏旱和秋旱,2009年发生了严重的冬旱。年际间分析发现泾惠渠灌区的CDI值在2002—2013年间大约以0.032·a^-1的速度波动上升,说明研究区干旱有缓解趋势。利用Mann-Kendall突变检验法分析出泾惠渠灌区的旱情在2011年7月发生了显著突变,CDI趋势由降低转为增加,表明研究区在此时间点后呈湿润化趋势。     

半干旱地区大型灌区水文生态系统质量综合评价——以陕西省泾惠渠灌区为例

根据泾惠渠灌区水文生态现状和存在的主要问题,构建了由3层16项指标组成的综合评价指标体系;基于层次分析法进行了指标权重分配,确定了评价标准和两级模糊综合评判法,并以泾惠渠灌区2000年的具体指标值为例,进行了实例验证。结果表明,水文气象要素和生态环境要素的质量都为中等水平,两者对中等级别的隶属度分别为36.7%和42.3%;而社会经济要素的质量相对较差,对很差级别的隶属度高达61.1%。总体来说该灌区2000年的水文生态系统质量处于中等水平。评价结果与实际情况基本相符,说明层次分析法和两级模糊综合评判法在半干旱地区大型灌区水文生态系统质量综合评价中具有一定的应用价值。     

基于COMGIS和Matlab的泾惠渠灌区灌溉决策支持系统

以泾惠渠灌区为研究对象,采用动态规划、神经网络、遗传算法等多种优化算法基于Matlab完成了系统优化模型,并采用GIS的三维可视化和空间分析技术基于COMGIS完成了灌溉仿真模型,同时利用COM技术,建立了系统与MatlabArcGIS无缝集成的泾惠渠灌区灌溉决策支持系统。系统能够有效地协助决策人员解决泾惠渠灌区灌溉水资源优化调度的难题,显著提高了灌溉水资源的管理水平。通过将2008年实际数据输入运行结果分析来看,系统能够胜任辅助灌溉决策之重任。     

陕西省泾惠渠灌区土壤重金属污染潜在生态风险评价

在调查研究泾惠渠灌区土壤重金属污染现状的基础上,以Hg、Cd、Cr、Pb、As、Cu、Zn 7种重金属元素为指标,利用土壤重金属污染潜在生态风险指数法对土壤重金属生态危害程度进行了评价。结果表明,灌区部分土壤重金属生态危害程度都为轻度,个别采样点为中等;从重金属的种类看,只有Cd和Hg的值大于40,生态危害程度为中度,其余元素都为轻度;7种重金属潜在生态危害程度依次为HgCdAsPbCuZnCr。重金属潜在生态危害指数RI平均值为133,土壤重金属潜在生态危害为轻度。从不同的土壤重金属综合污染评价方法看,内梅罗综合污染指数(P)和潜在生态风险指数(RI)的评价结果具有很高的一致性,达到极显著的相关关系(R2=0.9313,P0.01)。     

三种干旱指标在泾惠渠灌区的适用性分析

为了正确评价灌区的干旱状况,利用泾惠渠灌溉试验站1953—2011年的降水资料,分析了降水距平百分率、标准化降水指数SPI、降水Z指数三种干旱指标在灌区的适用性。结果表明,三种指标均能较好地体现降水的年际变化趋势,但SPI对于降水变化的反映比降水Z指数和降水距平百分率更准确。在干旱出现年份的判定方面,三种指标得到的结果一致;在干旱程度的判定上,在发生中旱及以上干旱的1969、1986、1993、2000年,SPI和降水Z指数比降水距平百分率判定准确,在发生重旱的1977、2000年,SPI的判定比Z指数更符合实际。分析泾惠渠灌区SPI变化趋势发现,灌区在1990年后干旱发生次数占研究期内总干旱次数的55.6%,干旱程度也有增加的趋势,采取合理措施抗旱将成为灌区未来发展的关键。     

泾惠渠灌区渠首地表水资源可利用量长期变化及其潜力研究

以泾惠渠灌区渠首——泾河张家山站长系列水文数据为研究对象,利用滑动平均、Tenant、回归分析及概率统计等方法分析了泾河来水形势、河道内生态环境需水量以及汛期不可利用水量,深入研究了泾惠渠灌区渠首水资源可利用量、灌区可引水量及引水潜力等问题。研究结果表明:泾河流域张家山站实测年径流量呈现出明显递减趋势,多年平均实测径流量从20世纪60年代的17.15亿m3下降到近十年来的9.95亿m3,实测径流距平最小达到-29.6%;河道内全年水资源可利用率基本维持在50%～60%左右;随着河道水资源利用的沙限的提高,灌区渠首可引水量及可引水量潜力均相应有所增加。按照目前泾河来水水源形势,灌区仍有1.66～2.10亿m3左右引水潜力可以挖掘。     

Palmer旱度模式在渭北旱塬泾惠渠灌区的应用研究

依据泾惠渠灌区的水文气象历史资料,应用待定系数和回归方法,建立了适用于泾惠渠灌区的Palmer旱度模式.将该旱度模式应用于灌区干旱系列特征分析,分析结果给出不同干旱程度可能发生的频率及年内分布,验证了灌区有较明显的旱化倾向及冬灌期和春灌期大旱的出现机率较大等特征,这些均与灌区多年来的实际干旱情况相符,表明了所建立的Palmer旱度模式合理,具有较明确的物理意义且能够反映灌区的干旱特征.     

污染损失率法在土壤重金属污染评价中的应用

利用土壤环境质量评价的一种新评价理论污染损失率法对陕西省泾惠渠灌区的土壤质量进了评价。评价结果表明,21个土壤采样点综合污染损失率在9.10%～16.15%之间,占总土壤采样点数的87.5%,污染等级为Ⅱ级,土壤属于尚清洁水平;两个土壤采样点属于轻污染水平;只有一个样点污染等级为Ⅳ级,属中污染水平。结果与实际情况较吻合。同时应用传统的内梅罗法综合指数法进行了验证性评价。各样点两种评价方法的污染程度排序结果除3个样点的污染排序次序差异较大外,其他样点的次序基本一致。通过对综合污染损失率与内梅罗综合污染指数(P)及潜在生态风险指数(RI)的相关性分析,相关系数分别为0.9788和0.9203,都达到了极显著相关(p﹤0.01),说明综合污染损失率法的评价结果是可靠的。将污染损失率法应用于土壤环境质量评价中,对样本中超标较严重的污染因子有更强的分辨率,对于土壤污染的相对严重性判断更精确,可以为相关管理部门提供明确的决策信息,从而针对不同的土壤重金属超标情况采取相应的控制和修复措施。     

泾惠渠灌区地下水调蓄研究

针对泾惠渠灌区地下水超采导致的水环境问题,结合水文地质条件、地下水动态资料等,对灌区地下水调蓄地层、调蓄水源、调蓄方式以及调蓄库容进行了系统分析,计算出了2012年地下水位埋深条件下,泾惠渠灌区地下水可调蓄库容为10.22×108 m3。为模拟地下水库调蓄功能,设置了3种地下水调蓄方案,并运用数值模拟模型对3种调蓄方案进行预测,对不同调蓄方案下的地下水位动态及水均衡状况进行了分析。[JP2]结果表明：地下水调蓄可使灌区地下水失衡的状况得到显著改善;而增加引水量与减少开采量的联合方案,使地下水环境的恢复效果明显。     

考虑多水源的灌区水文干旱预警系统及其评价

为提高大中型灌区水资源管理水平,引入模糊综合评价及信息熵方法,建立了考虑降雨、径流及地下水等多水源的灌区水文干旱预警系统。预警系统以现状水文干旱评估和未来水源形势分析为两大基础,针对其中未来水源形势的非确定性,采用超越概率方法进行处理,评估给出未来多种情况下的可能干旱水平,并进入下一个计算环节,从而较大程度的避免了预测的片面性。最终整合现状干旱指标和未来形势指标形成干旱预警指标DAI,并以不同颜色灯号表示预警等级。以泾惠渠灌区水文干旱预警为例,选取典型干旱年份对预警流程及关键技术指标进行分析示例,结果表明其能够反映干旱发生发展的蠕变特性,表明该预警方法合理清晰,具有简单易用的特点。     

基于于随机-确定模型的渠井结合灌区用水优化配置

陕西省泾惠渠灌区是一个比较典型的渠井结合灌区.由于该灌区地下水的掠夺式开发利用,使得地下水位总体上呈下降趋势,造成许多环境地质问题.如何合理开发利用地下水,优化配置灌溉水资源,是该渠井结合灌区和谐发展的关键.该研究以Visual Modflow软件为平台,并基于时间序列模型和径向基函数神经网络模型(RBFANN),建立...     

基于主成分分析和参数设计的畦灌技术参数优化

针对畦灌灌水质量评价指标较多、自然因素存在时空变异性和技术参数有控制误差而造成的灌水质量评价不合理、灌水质量不高且波动大的现状,在田间灌水试验的基础上,利用主成分分析计算灌水质量综合主成分作为评价指标,采用参数设计的方法对畦灌灌水技术参数进行了优化。结果表明,灌水质量综合主成分可以代表99.99%的灌水质量变异信息,且服从正态分布,同时自然参数的变异和技术参数的误差对灌水质量及其稳健性产生了较大影响,经模拟和实测结果验证,泾惠渠灌区畦灌技术参数优化组合为畦宽3.5~4.5 m,畦长120 m左右,单宽流量9 L·s~(-1)·m~(-1)左右,改水成数7成左右,此时具有很好的灌水质量和稳健性。     

陕西泾阳棉花枯萎病防治示范样板经验

泾阳县三渠公社三渠大队位于泾惠灌区中游,全系水地,一般地下水位较高,主产棉花、小麦、玉米。棉田面积1,605亩,占总耕地54％,连作棉田为5％。主要倒茬方式为:小麦——玉米——棉花,两年三熟。该地区历年来枯萎病发生较严重,死     

泾惠渠灌区地下水位动态与灌溉农业的关系

基于大量实测资料,运用相关关系分析近50年来灌区地下水位动态和农业种植结构变化的关系等,研究地下水位对灌溉农业和气候条件变化的响应。研究表明:泾惠渠灌区实际灌溉面积从1958—1982年约8.2万hm2减少到1983—2000年约4.87万hm2,同时粮食作物种植比例逐渐从70%上升到95%,近20年来,蔬菜种植面积不断增加,当前已经达到作物种植面积的25%左右;1983年之前,随作物种植面积的增加地下水位变化不大,1983年之后灌区蔬菜播种面积剧增,蔬菜种植面积每增加1万hm2,地下水位降幅为3.5 m;同时地下水位下降还受蒸发强度、工业用水等因素的影响。     

基于VIKOR方法的引黄灌区土壤质量综合评价

提高耕地利用效率是实现黄河流域农耕资源可持续发展的关键，土壤质量评价是合理利用土壤资源的重要前提。夹马口引黄灌区位于山西省运城市，是我国中西部重要的农业区域，文中在灌区田间取样，基于前人研究成果综合优化选定本次土壤评价指标，使用最优最劣法(BMW方法)结合CRITIC法计算土壤指标组合权重，再利用多准则妥协解排序法(VIKOR法)协调处理多因素间相互关系，通过标准化利益比率Q_i值划分土壤质量等级，并绘制土壤质量等级分布图。研究结果表明：灌区整体土壤综合质量等级偏低，有效磷及速效钾较为富余，其余养分指标均偏低，且土壤质量主要受到有机质的影响。壤质砂土的土壤质量等级较低，其余不同土壤质地的土壤质量等级均为中等。灌区土壤养分等级整体由西南向东北递减，且与引黄灌溉年限、引黄灌渠分布形态等因素有关。     

渠井结合灌区地下水位动态对变化环境的响应及敏感性分析

以陕西省泾惠渠灌区为研究区,运用线性趋势分析法及Spearman秩次相关检验法分析了灌区地下水系统外部环境因子的变化特征,建立了基于BP神经网络的灌区地下水位动态对变化环境的响应模型,并应用通径分析方法,进行了灌区地下水位动态的敏感性分析。结果表明:近30多年来,灌区降水量呈显著减少趋势,其线性倾斜率为2.09 mm·a-1,蒸发量减少趋势不明显,其线性倾斜率为0.04 mm·a-1;地表水灌溉引水量呈减小趋势,渠首农灌引水量20世纪90年代之前减少了41.6%;地下水开采量减少了39.7%,渠井用水比例减小了33.9%;地下水位埋深不断增大,近31 a来地下水位累计下降了11.88 m;地下水位埋深模拟的平均相对误差为4.52%,检验的平均相对误差为2.23%,误差均在可接受范围之内;敏感性变化环境因子最大为渠井用水比例,最小为降水量。     

基于标准化降水指数SPI的泾惠渠灌区干旱演变对冬小麦气候产量的影响

为了研究干旱变化对于作物产量的影响机制,以泾惠渠灌区为例,选用标准化降水指数SPI作为干旱评判指标,采用Mann-Kendall趋势检验、最大熵谱分析等方法分析了灌区干旱的变化特征,以及干旱演变下冬小麦气候产量的变化规律。研究表明:(1)灌区冬小麦实际产量呈显著增加趋势(Z=7.6482),气候产量呈不明显减少趋势(Z=-0.5686);(2)灌区总体干旱化趋势明显(通过了99%的显著性检验),这种趋势在春、夏、秋三季都达到了显著水平;(3)干旱存在16 a的年代际周期波动,4~5 a的年际周期;(4)播种前7—9月份和播种后的10、11月的干旱情况对于冬小麦气候产量的影响最大,是影响作物气候产量的关键期;(5)SPI3-9与冬小麦气候产量关系最密切,可以解释46.21%的产量变异;(6)随着干旱的年代际周期变化,SPI3-9与冬小麦气候产量之间的相关系数从0.44上升至0.74,干旱对于冬小麦气候产量的影响有增强的趋势。     

黄河三角洲滨海盐渍土区土壤质量综合评价

以黄河三角洲滨海盐渍土区为研究区域,选择对该区植物生长密切相关的0~30 cm土层土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、全盐含量、p H值和粘粒含量作为土壤质量综合评价的评价指标,应用模糊综合指数法计算土壤质量综合评价值,对综合评价值进行克里格插值,采用自然分段法划分等级,并对土壤质量进行综合评价。结果表明:土壤质量综合评价值介于0.194~0.376之间,研究区土壤质量总体较差;东北部沿海滩涂土壤质量最差,随距海岸线距离的增大,土壤质量综合评价指数逐渐增大,呈环状分布,分别在研究区西南部和西北角出现相对高值区;质量最差的四、五级地面积分别为804.60 km2和834.73 km2,总计占整个研究区面积的51.46%,主要为滩涂、光板地和盐荒地,其特点是养分缺乏、土壤盐分含量高、土壤脱盐困难。合理利用该类型土地途径是改变土地利用方式,如种植耐盐碱作物和发展海水养殖或兴建盐场等。对其它等级土壤也提出相应的改良利用措施。     

基于主成分分析的黄土沟壑区土壤肥力质量评价——以长武县耕地土壤为例

以陕西省长武县所处的黄土高原沟壑区土壤为研究对象,通过主成分分析并结合Norm值的方法,筛选出活性有机质、全氮、速效磷、速效钾、粘粒、CEC、过氧化氢酶、磷酸酶和转化酶等12项指标,建立了黄土沟壑区土壤综合质量评价的最小数据集(MDS)。采用客观方法(主成分分析法)以及主客观相结合的方法确定了两种类型的权重系数,分别计算了土壤综合质量指数,发现两种方法计算所得的土壤综合质量指数之间具有很好的一致性。另外,把由主成分分析法计算的土壤综合质量指数与利用偏相关系数法计算出的土壤综合质量指数进行了线性回归分析,两者之间达到极显著相关,说明用主成分分析法在该地区进行土壤质量综合评价是客观可行的。各因子的隶属度表明,活性有机质是该地区主要的限制性因子,全氮次之。几种不同方法计算的土壤质量表明,果园土壤质量优于农田土壤的,不同地形部位土壤质量比较发现,塬面的土壤质量相对最高,坡地(梯田)次之,河滩地相对最低。