不同浓度盐溶液及盐渍土对毛细水上升影响的研究

通过观测毛细水上升速度和高度,研究不同浓度盐溶液和盐渍土对毛细水上升的影响,并对这些影响因素进行机理分析。研究结果表明:同一颗粒级配下不同浓度盐溶液毛细水上升在初始阶段受盐浓度的影响较大,最终上升高度随浓度的增加而下降;盐渍土毛细水上升高度低于无盐土样,开始阶段盐渍土毛细水上升速度低于无盐土样,随着时间的推移上升速度趋于一致。     

基于温度示踪的河流潜流带地下水流速研究

为探讨再生水回补条件下河流潜流带中的温度和渗流特性，以潜流带为研究背景，开展水温和水位实时监测，研究潜流带温度的时空分布特征及其影响因素；并分别用温度示踪法和水动力学法计算地下水流速，将计算结果进行对比分析。研究表明：包气带地温随深度增加呈现逐渐增加趋势，且变化剧烈，气温和土壤含水率是影响包气带地温的主要因素。地下水温度随深度变化规律与包气带地温相反，地下水温度随时间的波动性比包气带有所减弱，地下水温度呈随深度增加呈下降趋势。通过对比3种地下水流速结果发现，Hatch相位法得到的地下水流速值准确性相对较高，监测时段内的流速为6.34～8.36×10^-5 m/s。在时间变化上，Hatch相位法和振幅法计算得到的流速值较水动力学法呈现一定滞后性；在空间上，流速变化规律相似，且潜流带地下水深度越大，流速越小。     

城市不同下垫面降雨径流水质监测及特征研究

城市面源污染是仅次于农业面源污染的第二大非点源污染,也是影响城市水生态系统健康的重要原因。随着城市化的快速发展,下垫面改变导致城市河流洪峰增大,河流污染加剧。基于沥青屋面、砖砌路面、油毡屋面和绿地四种典型城市下垫面的5场降雨径流监测试验资料,分析了不同下垫面条件下的降雨径流污染水平、径流水质变化特征和初始冲刷效应。结果表明：(1)4种下垫面的降雨径流总氮质量浓度均属于劣Ⅴ类水;四种下垫面的总磷污染程度相对较轻,沥青屋面、砖砌路面、油毡屋面和绿地的降雨径流总磷质量浓度优于Ⅳ类水的频率分别为80%、16%、88.46%和5.56%;沥青屋面、砖砌路面、油毡屋面和绿地的降雨径流总悬浮物质量浓度分布范围分别是7～798、15～569、10～871和44～378 mg/L。(2)总氮和总磷的径流污染水平排序为：砖砌路面>绿地>沥青屋面>油毡屋面;总悬浮物的径流污染水平排序为：绿地>砖砌路面>油毡屋面>沥青屋面。(3)中雨情景下各下垫面不同污染指标变化趋势差异较大,而小雨情景下受人为活动影响较大的下垫面的各污染指标浓度较高。(4)各下垫面污染物的初始冲刷强度排序...     

峡谷区高拱坝射流入射水垫塘冲击压力特性的试验研究

表深孔下泄水流的横向收缩及垂向和纵向扩散效果显著,射流在空中相互交错、基本不发生碰撞;射流纵向拉伸明显,水垫塘强紊动剪切区增大,有效减轻了水垫塘底板冲击动压。同时,对4种不同流量比的表深孔射流进行研究表明,随着上下游射流流量比的逐渐增大,在不同的下游水位下底孔射流产生的最大冲击压力均相应减小。     

稻田总磷迁移规律与最佳灌排模式研究

以超级稻为试验对象,采用随机试验设计,利用测桶试验,研究浅水勤灌、控制灌溉、浅湿调控、覆秸秆旱作灌排模式下地下排水及不同深度土壤渗漏液的总磷迁移规律。结果表明,与浅水勤灌和浅湿调控相比,控制灌溉和覆秸秆旱作显著降低了灌水量、灌水次数、地下排水量、总磷浓度和总磷流失负荷,有明显的节水省工减排效果。不同灌排模式地下排水总磷质量浓度波动下降,最大为0. 450 mg/L;不同灌排模式、不同深度土壤渗漏液中,总磷浓度表现不同,除分蘖后期外均为表层最高,且随土壤剖面深度的增加而降低。浅湿调控和覆秸秆旱作的土壤渗漏液总磷浓度高于浅水勤灌和控制灌溉。控制灌溉、覆秸秆旱作两年灌溉水分生产率均显著高于浅湿调控、浅水勤灌。与浅水勤灌相比,控制灌溉显著增产10. 45%,覆秸秆旱作显著减产14. 69%。综合灌排水量、灌水次数、磷素流失负荷、产量和灌溉水分生产率,控制灌溉是节水、省工、减排、高产的最佳灌排模式。     

河渠水面线计算中几个关键问题探讨

从应用角度出发探讨可能导致河渠水面线计算误差的几个关键问题:①应用条件的控制与水面线计算结果精度的把握,并以实例探讨河道底坡、计算河段的长度Δs和起推水位对结果精度的影响;②弯道水流的横向和纵向水面线计算;③扩散河段、收缩河段以及有支流汇入的河段在不同缓急状态下是否计入局部水头损失对水面线结果的影响。这些探讨可为堤防工程规划设计提供参考。     

季节变化对潜流人工湿地除磷脱氮的影响

为了解季节变化对潜流人工湿地脱氮除磷效果的影响,以红砖作为基质、美人蕉作为湿地植物构建了潜流人工湿地,并对其不同季节的脱氮除磷效果进行了测定。结果表明：该人工湿地对NH4+-N和TP的去除效果随季节变化而变化,在夏季达到最高,二者均约为80%左右,冬季最低,其中NH4+-N去除率约为10%,TP去除率约为20%;NH4+-N和TP的去除率随季节变化由高到低的顺序均为夏季>秋季>春季>冬季。     

应用三维图像和数学模型对土壤团聚体内外溶质的交换速率的研究

受土壤有机质和微生物的影响,大部分农业土壤都有团聚体结构。团聚体内部的孔隙一般很小,与团聚体之间的水流相比,团聚体内部的水可以视为不动的。但受质量浓度梯度和分子扩散的影响,2个水体内的溶质可以相互交换。模拟溶质在具有团聚体结构土壤中运移时,溶质在以上2个水体间的交换过程常用可动-不可动水体模型来描述。土壤溶质运移涉及的参数较多,很多参数不能直接测定,要靠观测值拟合才能获得。由于不同的参数组合可以得出相同溶质质量浓度分布,因此,即使模拟结果和实验结果吻合也不能确保该模型正确描述了2个水体之间的溶质交换过程。为了深入研究这一问题,利用三维图像技术和数学模型,计算了团聚体内外溶质交换速率。结果表明,Coats-Smith模型误差很大,2个水体之间的溶质交换速率并非与其质量浓度差成正比。作为改进,提出并证明广义γ分布函数可以准确地描述团聚体内外溶质交换过程。     

漓江中上游会仙小流域水系氮磷浓度时空特征

以漓江流域中上游青狮潭灌区内会仙小流域为研究对象,开展灌区小流域氮磷时空分布特征的研究。对小流域内4条河流的水质进行连续定位监测,分析监测断面污染物氮磷输出浓度的污染特征及降雨对氮磷迁移的影响。结果表明,不同河流氮磷质量浓度在时空分布上差异较大。在时间分布上,4条河流总磷质量浓度表现出灌溉期非灌溉期的特征,总氮则表现出非灌溉期灌溉期的特点;氨氮的排放浓度较为复杂,其中,古桂柳运河、会仙河的氨氮浓度表现出灌溉期非灌溉期,而睦洞河和相思江氨氮浓度则相反。在空间分布上,睦洞河氮磷浓度沿程呈现波动性变化,会仙河、古桂柳运河氮磷浓度呈沿程增大趋势,相思江氮磷质量浓度沿程呈减小趋势。试区年际间的降雨量和氮磷排放浓度差异不显著,但降雨对氮磷浓度变化存在一定的影响,枯水期到平水期氮磷浓度随降雨量增加而增大,进入丰水期后雨量大幅增加,河流氮磷浓度增幅变缓或呈下降趋势。     

同步滴灌施肥条件下根际土壤水氮分布试验研究

通过室内土槽试验,探讨了停灌后不同时间,同步施肥滴灌对土壤水分及土壤硝态氮在土壤剖面分布的影响。结果表明:停灌后,各处理土壤水分以滴头为中心沿径向向四周扩散;由于水分在横向及纵向运动,上下层土壤水势梯度随径向距离增加而逐渐减少。停灌后,氮浓度3、2 g/L处理硝态氮的含量与径向距离及土层深度成反比;氮浓度0 g/L处理硝态氮的含量随径向距离及土层深度增加先增大后减小,氮浓度0 g/L处理硝态氮在深度分布表现为"上低中高下稳定"抛物线分布。     

基于云模型可能性测度的引水灌溉工程调度风险评估

输水调度是引水灌溉工程最为核心和关键业务,为确保工程安全平稳运行,对调度风险进行深入研究和系统分析是十分必要的。总结分析影响引水工程调度安全众多因素,将调度风险归纳为调度制度风险、调度人员风险、调度技术风险、调度协调风险4方面,细化各类风险因子,建立了调度风险评价指标体系。在此基础上,提出了基于云模型可能性测度风险评估方法,利用正态分布云模型量化风险因子的重要程度和效用值,通过模糊积分计算综合风险程度。实例表明,建立的引水灌溉工程调度风险评价指标体系和评估方法,能够较全面、合理反映调度运行安全影响因素,综合考虑了风险评估中的模糊性和随机性,操作性强,为风险评估研究提供了一种新思路。     

荒漠草原灰钙土土壤入渗特征及测定方法比较

为了研究荒漠草原土壤水分入渗特征,并对比不同方法间的差异,以宁夏天然草地地带性灰钙土为研究对象,采用双环法和环刀法测定其入渗过程,分析并比较2种方法的试验结果及影响因素,利用模型拟合土壤的水分入渗过程。结果表明:环刀法测得的初渗率、稳渗率、平均入渗率和达到稳渗时间均小于双环法,分别小了77.69%~94.67%,27.69%~52.88%,56.74%~64.79%,12.50%~42.5%。双环法更适宜采用Horton模型描述入渗速率随时间变化的过程;环刀法更适宜采用Kostiakov模型。土壤累计入渗量采用一元二次方程拟合效果最好,其决定系数R^2均在0.991以上。土壤物理性质对入渗特征的影响因土壤内部条件在2种试验方法中的差异而略有不同。     

湖北省晚稻灌溉定额计算参数与修订方法研究

针对湖北省现行灌溉定额标准存在问题,采用灌溉试验成果和典型县实地调研资料,计算分析了不同分区晚稻灌溉定额计算参数及其变化规律。考虑耕作方式与灌溉模式对晚稻灌溉定额影响,计算了湖北省不同分区不同频率4种组合模式(人工耕作+浅灌适蓄、机械耕作+浅灌适蓄、人工耕作+间歇灌溉、机械耕作+间歇灌溉)晚稻灌溉定额,并进行了合理性分析。经分析,该计算成果能够更全面真实反映湖北省晚稻灌溉用水水平,并提出了不同类型灌溉定额适用条件。该研究成果对湖北省水资源管理与其他区域晚稻灌溉定额修订具有重要指导意义。     

水资源承载力诊断体系构建及关键诊断因子识别

针对水资源承载力多元复杂综合体系,在水量、水质等水资源基本要素基础上,进一步拓展水资源承载内涵及功能,从水资源的量、质、域、流四要素出发,对区域水资源承载能力概念进行界定;根据水资源承载力主客体定义,从水资源、社会经济、生态环境三大系统分析水资源承载力影响因素,建立了水资源承载力影响因素基础集;构建由目标层、要素层、表征层及指标层构成的多层次、分要素、能力-负荷双向表征的水资源承载力诊断指标体系,采用熵权法、DEMATEL法从量、质、域、流四要素识别了水资源承载能力关键诊断因子。     

不同灌水量对温室茄子蒸腾规律及水分利用的影响

以茄子为试验对象,以直径20cm标准蒸发皿蒸发量为灌溉依据,通过设置I1(Kcp:0.6)、I2(Kcp2:0.8)和I3(Kcp3:1.0)3种灌水水平,借助称重式蒸渗仪试验平台研究了不同灌水量下温室秋茬茄子的蒸腾规律、产量及其水分利用效率。结果表明:不同灌水处理在各生育期的典型日蒸腾强度均呈单峰曲线变化,峰值在12∶00-13∶00出现。增加灌水量提高了日蒸腾强度的峰值,与处理I1相比,处理I2和I3在开花结果期的日蒸腾耗水强度的峰值分别增加了40.0%和55.0%。温室秋茬茄子在开花结果期的蒸腾量最高,为35.3~49.9mm,可占总蒸腾量的38.7%~42.0%,其次为结果盛期,而结果末期的累积蒸腾量最低。环境因子显著影响到温室茄子日蒸腾量(P<0.01),其中日蒸腾量与光合有效辐射的相关性最高,而与日均温度的相关性较低。温室茄子的全生育期蒸腾量随灌水量的增加而升高,相比处理I1,处理I2和I3的总蒸腾量分别增加了24.9%和53.2%。增加灌水量能够提高温室茄子产量,但处理I2的产量相比处理I3并无显著差异,且比处理I1显著增加了44.7%。处理I2的水分利用效率最高,为25.5kg/m^3,相比处理I1与I3分别增加了16.0%与13.3%。综合考虑温室茄子蒸腾耗水强度、产量及水分利用效率,处理I2(Kcp2:0.8)在比处理I3减少20%灌水量的条件下,仍具有较高的产量与水分利用效率,为供试条件下较优灌水处理。     

基于改进综合赋权法的塔里木河流域“三源一干”水资源承载力评价

科学客观的评价流域水资源承载力,对于合理、高效利用水资源,促进经济社会的可持续发展具有重要意义。根据干旱区水资源特点,并结合塔里木河流域实际情况,建立了涵盖4个方面、12项指标的水资源承载力评价体系。利用可变模糊集理论与综合赋权法对研究区不同水平年水资源承载力进行评价,结果表明:2015年,阿克苏河流域与塔里木河干流水资源承载力评价等级为2级,和田河流域与叶尔羌河流域水资源承载力已达到2～3级,若继续恶化必将阻碍流域可持续发展;至2035年,叶尔羌河流域与和田河流域水资源承载力等级均为2级,表明研究区水资源复合系统有好转趋势,承载力有所增强;阿克苏河流域水资源承载力评价等级为2级,水资源复合系统相对稳定;塔里木河干流水资源承载力等级稳定在2级,说明该流域水资源系统可支撑当地生产生活与生态用水。所建模型评价结果稳定、精准程度高,研究结果为流域水资源优化配置提供了重要参考。     

西北典型城区湖泊湿地水环境承载力研究

西北地区是我国典型的生态脆弱区,也是未来重要的经济发展区域。该区干旱少雨,水资源缺乏,少量的湖泊湿地是该区重要的生态系统和城市景观。针对西北典型城区湖泊湿地水环境承载力与城市发展关系问题,以宁夏回族自治区三个不同发展程度的城市湖泊湿地为研究区域,基于DPSIR模型,结合实验室水质测定结果,构建湖泊湿地水环境承载力评价指标体系,运用熵权法和水环境承载力综合指数法对三市城区湖泊湿地水环境承载力开展研究。研究结果显示:银川市的湖泊湿地水环境承载力大于中卫市,为基本可承载水平;石嘴山市承载力水平均小于两市,属弱可承载水平。限制石嘴山市水环境承载力的主要影响因素为湖泊湿地水质状况和环境治理水平,因此在未来的转型发展中,石嘴山市可从改善湖泊水质,提高城市植被覆盖度、提高工业废水处理能力等方面着手改善城市环境,提高城市湖泊湿地水环境承载能力。     

SWAT模型在青铜峡灌区水循环的应用研究Ⅱ:模型应用

由于青铜峡灌区退水量大,对退水量的预测较难。在已有前期研究基础上,运用完善后的自然流域水文模型SWAT,设置不同情景模式,分析不同水管理措施对灌区水循环转化的定量影响。研究结果表明:不同灌水量下,实际蒸散量排序为高水灌溉>中水灌溉>低水灌溉,随着灌水量的增加实际蒸散量数值变大;根部区域渗漏的水量排序为高水灌溉>中水灌溉>低水灌溉,随着灌水量的增加根部区域渗漏水量值加大;地表径流对黄河的贡献量排序为高水灌溉>中水灌溉>低水灌溉,随着灌水量的增加贡献量值变大;地下径流对黄河的贡献量无差异,该值与灌水量的相关性不大。这可以为灌区进一步的节水灌溉发展提供科技支撑。     

生物炭对咸淡轮灌下盐渍土盐分分布和玉米生长的影响

为探究生物炭对咸淡交替灌溉下滨海垦区土壤盐分分布以及不同生育期玉米生理生长的影响,采用江苏省滨海垦区土壤开展玉米盆栽试验。设立不同生物炭与土壤炭土质量比(0、5%)处理,采用3种矿化度(1、3、5 g/L)微咸水在3个不同生育期(壮苗期、拔节抽雄期、灌浆期)进行咸淡交替灌溉("咸淡淡"、"淡咸淡"、"淡淡咸"),同时进行室内生物炭Na+吸附试验,研究不同矿化度下生物炭Na+吸附能力变化。结果表明:微咸水灌溉增加土壤析出液含盐量,且增长幅度随矿化度增加而加大,较高土壤含盐量引起的盐胁迫使得玉米光合参数与叶绿素含量在其盐分抗性较弱的营养阶段下降明显。"淡咸淡"的交替灌溉模式下株高和叶面积下降幅度较大,显著影响玉米生长。高矿化度下生物炭的Na+吸附能力显著提高。生物炭能缓解微咸水灌溉条件下土壤盐分表聚现象,减轻玉米受盐胁迫的程度,玉米各生长阶段光合参数与叶绿素含量以及株高和叶面积均有所增加,在高矿化度微咸水处理下效果尤为显著。施加生物炭后,玉米叶水势负值水平与叶片Na+/K+比均降低,说明生物炭可改善植物叶片水分状况并缓解盐胁迫造成的离子毒害。"咸淡淡"、"淡咸淡"交替灌溉模式不利于玉米生长,导致干物质质量和产量大幅下降,"淡淡咸"灌溉模式下玉米产量最高;生物炭通过促进玉米光合作用、减轻水分胁迫、避免离子毒害,最终提高收获指数。研究表明,生物炭能有效调控土壤盐分,抑制土壤次生盐渍化,有利于滨海垦区土地开垦;同时,相同微咸水轮灌模式下,施加生物炭可减轻玉米敏感期的盐分胁迫影响。     

玉溪市水资源短缺风险时空分异及预测研究

开展玉溪市水资源短缺风险时空分异及预测研究对于水资源的合理利用和区域的可持续发展具有重要意义。基于模糊聚类法揭示玉溪市2005-2015年水资源短缺风险时空分布,预估2020、2030年的短缺风险,并利用灰色关联法分析各指标对短缺风险的影响大小。结果表明:(1)玉溪市2005-2015年水资源短缺风险时间差异显著,呈现先增加后减小的趋势。(2)各区县水资源短缺风险东高西低。(3)2020年在平水和枯水条件下,各区县处于2～3级短缺风险。在特枯水年,各区县介于3～4级风险; 2030年在平水和枯水条件下,各区县介于2～4级风险。在特枯水年,处于4～5级风险。(4)农业用水量对短缺风险影响最大,生态用水量和有效灌溉面积影响最小。