南方平原灌区渠道防渗工程规划方案决策分析

针对目前灌区防渗渠道规划的局限性，引入价值工程的概念，并根据南方平原地区灌区的特点，应用计算机模拟技术，通过对渠道的衬砌费用和节水量的模拟计算，得出更为切合实际的灌区防渗渠道投资效益评价指标，从而确定防渗工程的最优布局以及工程实施的先后顺序。     

平原(灌区)地下水库的数值模拟

在北方平原地区修建浅层地下水库 ,利用浅层含水层来调蓄雨水和跨流域调水 ,有重要的现实意义。分析了灌区用水和地下水库运用的要求 ,提出了浅层地下水库设计库容的确定原则 ,介绍了地下水库数值模拟方法。实例分析表明 :数值模拟可为地下水库提供设计参数及运行方案。     

新疆平原灌区盐碱地改良利用区划

以新疆尉犁县平原灌区（面积为2652.16 km2）为例,选取控制盐碱地形成和改良利用难易程度的包气带岩性、地下水埋深、地下水矿化度、0~60cm土壤含盐量等4个主导因子,在分级赋权的基础上,对4个主导因子进行叠加分析,获得了定量的盐碱地改良利用区划结果。包气带岩性组合分为粉砂/粉细砂、粉砂/亚粘土、粉细砂/亚粘土/细砂、粉土/细砂和亚粘土/粉细砂;地下水埋深划分为小于1.0、1.0～2.0、2.0～3.0、3.0～5.0和大于5.0m;地下水矿化度划分为小于1.0、1.0～2.0、2.0～3.0、3.0～10.0和大于10.0g/L;0~60cm土壤含盐量划分为<3、3～6、6～10、10～20和20g/kg。改良利用区划结果为易改良利用亚区（2.35%）、较难改良利用亚区(48.47%)、难改良利用亚区(48.59%)和不宜改良利用亚区(0.59%)。     

平原河网地区稻田排水过程及其受外河影响的研究

为了探寻符合平原河网地区特点的排水系统最佳布置及管理方案,根据江苏常熟稻田排水观测试验,结合田间水文模型-DRAINMOD模型,分析了河网地区独特的水量平衡关系,确定了稻田排水量以及农田与外河的交换水量,并根据研究区的排水要求计算了可以削减的排水量。结果表明,在现有灌排制度下,生长期内稻田实际排水量约816mm,远高于当地所推荐的适宜排水量,可削减排水量约216mm,占目前灌水量的21.4%;按照当地所推荐的适宜排水量,利用DRAINMOD模型,当暗管埋深为90cm时,排水间距以25m为宜。研究区农田与外河的水位差较小,当外河距离农田大于30m时,实际水量交换很小;外河对农田的影响主要表现为对农田排水系统功能的抑制作用。     

西辽河平原农灌区综合评价研究

根据干旱半干旱地区农灌区水资源利用现状及特点,以西辽河平原农灌区为例,建立农灌区综合评价模型,采用层次分析法确定指标权重,并利用灰色关联法对灌区运行状况进行评价。通过对西辽河平原农灌区现状水平的评价,根据各农灌区关联度的大小对灌区进行分类,其结果与实际调查情况基本一致,具有一定的可信度,为干旱半干旱地区农灌区水资源开发利用及节水灌溉规划提供科学依据。     

基于涝水过程的水稻灌区受涝损失评估方法

提供了一种基于涝水过程的水稻受涝损失估算方法,将受涝淹水数据中第1天淹水深度和淹水历时数据代入水稻受涝减产率函数,得到第1天的水稻受涝减产率;根据受涝淹水过程数据,代入水稻受涝减产率增量函数,计算得到水稻逐日受涝减产率增量;将计算结果代入水稻受涝减产率累积叠加公式,计算水稻逐日受涝累积减产率.该方法基于淹水深度、淹水历时与水稻受涝减产率之间的函数关系,通过插值、增量叠加的一套计算流程,能够计算逐日水深变化条件下逐日水稻受涝累积减产率,进而得到一次变淹水深度过程下稻田受涝减产率的累积过程.减产率函数计算的产量损失与试验观测值的均方根误差均小于15％,其相关系数大于0.84,模型模拟效率超过0.71,模型模拟精度已达到乙等精度以上.该方法可应用于水稻种植区涝灾损失计算和评估,为水稻种植区灾后补救以及灾前预测提供了科学的计算方法.     

江苏里下河平原农田涝灾的情景模拟分析——以高邮灌区典型圩垸为例

为了分析环境改变后江苏里下河平原农田涝灾的变化特点,以高邮灌区某典型圩垸为例,利用构建的农田涝灾分布式模型模拟了不同暴雨强度、斗沟规模、外排条件、抽排能力和泵站调度规则等环境因子改变条件下的涝灾减产分布.结果表明:现状条件下,在遭遇5%暴雨时受涝面积比为10.47%,最大减产率为4.07%;遭遇2%和1%暴雨时,受涝面积比增至56.54%和86.87%,最大减产率增至10.32%和13.37%.若将斗沟深度由现状的1.3 m挖深至2.0 m,则可以使5%, 2%和1%暴雨条件的受灾面积分别减少14.73%,16.11%和3.91%,最大减产率分别降低5.16%,4.75%和3.81%.若将外河水位预降0.5 m,则可以使5%,2%和1%暴雨条件的受灾面积分别减少86.87%,13.62%和8.52%,最大减产率分别降低66.59%,40.60%和28.12%.若将泵站外排能力由现状的9 m³/s提高到14 m³/s,在遭遇5%暴雨时,受灾情况无变化;2%和1%暴雨条件下的受灾面积分别减少31.68%和11.52%,最大减产率分别降低31.10%和11.44%.单纯降低泵站启排水位而不同时降低外河闸的关闸警戒水位,对涝灾减轻效果几乎没有影响.     

辽宁省平原灌区渠道量水技术应用研究

针对辽宁省平原灌区渠道的主要特点,开展了渠道量水技术应用研究,先后提出了平底无喉道量水槽,弧形量水槽和U形渠道水位流量计,经过室内模型试验,并在灌区进行了初试应用,取得了比较好的应用效果。将这3种渠道量水技术加以介绍,以便促进渠道量水技术的推广,切实发挥渠道量水技术在灌区用水管理方面的作用。     

论新疆平原灌区土壤盐碱化与水资源开发

通过对灌区土壤盐碱化及治理阶段的分析可以看出,灌区土壤盐碱化的严重程度与水资源开发利用的方式和程度是密切相关的,是灌区水盐不平衡所致。为此,在以水资源合理开发利用为中心的灌区水土资源利用规划中,应将维持绿洲水盐平衡的水量视为“生态用水”,将盐份聚集地视为“生态用地”。实现流域水土资源合理配置,是新疆平原灌区土壤盐碱化治理的关键。     

基于SWAT模型的平原灌区水量平衡模拟研究

基于气象资料、水量资料和遥感影像,针对河套灌区复杂的空间结构和灌排体系,使用人工自定义子流域的方法建立了河套平原灌区的SWAT模型,并进行率定和验证。结果表明,模型的率定与验证结果总体满足ENS≥0.5,R2≥0.6的基本要求,人工自定义子流域边界的方法在平原灌区切实可行。灌区内水量主要补给是灌溉(42.66%)与降雨(49.35%);蒸发(77.45%)与地下水深层渗漏(20.44%)是水分主要消耗项。建立的SWAT模型在平原灌区适应性较强。     

Water saving technology for paddy rice irrigation and its popularization in China

In consideration of the fact that drought occurs very often in China and the demand for paddy rice irrigation is very large, the technology of water saving irrigation for paddy rice is studied, and popularized in a demonstration region of the city of Yancheng. Test results show that dry-foot paddy irrigation saves 48.5% of water, and increases from 8.9 to 12.9% of yield, increasing 1302 Yaun of benefit per hectare, compared to traditional flooding irrigation. The technology has the advantages of clear index, notable effectiveness of water saving, reduction of soil loss and high production; besides, the rice is of good quality and the investment is economical. So, it is easy to be popularized in large areas.     

农村生活再生水灌溉调控对稻田养分的影响

选择符合农田灌溉水质要求的3种灌溉水源(农村生活污水一级处理水R1、二级处理水R2、河道清水R3),3种灌溉水位调控(低水位W1蓄污(雨)上限为50～70 mm,中水位W2蓄污(雨)上限为50～100 mm,高水位W3蓄污(雨)上限为50～150 mm),用以开展不同灌溉水源和水位调控对稻田土壤氮素和有机质养分的影响研究.研究结果表明,农村生活污水再生灌溉稻田0～40 cm土层土壤氮素以NH₄⁺-N为主,NO₃-N含量较低,NH₄⁺-N相对比较稳定,且呈此消彼长的变化趋势,NO₃^--N更易于随水分向下迁移和累积;农村生活污水一级处理水灌溉可以显著提高土壤有机质含量;不同水位调控对60～80 cm土层NO₃^--N含量变化影响具有统计学意义(P<0.05),不同水源灌溉对0～20 cm土层土壤有机质含量影响具有统计学意义(P<0.05);再生水灌溉能显著提高水稻产量,R1水源灌溉条件...     

灌区现代化程度认知及其影响因素分析

为了确定灌区现代化建设的内容和重点,选取江苏省35个大中型灌区的数据样本,采用结构方程模型系统研究了灌区现代化程度认知及其影响因素.数据分析显示,观测变量的标准因子载荷系数均约为0.75,KMO值为0.973,Bartlett 球状检验的卡方统计值为1 682,说明样本数据的有效性和相关性较高.研究结果表明:灌排体系、用水计量与信息化、管理体制、服务保障、生态环境、人居环境、防灾减灾、水资源安全保障、经济效益和用水效率都在不同程度上影响着灌区现代化的认知程度.其中灌排体系的影响最大,服务保障的影响最小.灌区现代化应当是全面的、整体的现代化,必须统筹全局,综合灌区基础设施体系、管理与服务体系、生态健康体系、安全保障体系和效率与效益体系,全面发展.     

基于WinSRFR软件的河套灌区水平畦田规格的优化

为了提升河套灌区的土地资源与灌水质量,以大田水平畦灌试验水流推进与消退实测数据为基础,采用数值模拟和分析方法,对河套灌区现状畦田规格进行优化设计.通过WinSRFR软件系统设计功能,基于田间各灌水要素,采用水量平衡法计算灌水质量指标并采用零惯量模拟率定.模拟出不同畦田规格组合的灌水质量指标等值线图,确定了满足灌水要求并具有较高灌水质量的灌溉系统的优化范围,考虑土地权属与畦田规格现状,提出了典型田块设计方案.方案1:合并田-毛渠-田,畦长为102 m、畦宽为65~95 m,畦田面积为6 670 ~10 005 m².方案2:合并田-毛渠-田-路-田,畦长为154 m、畦宽为65~110 m,畦田面积为10 005 ~16 675 m².     

生态沟-湿地系统对稻田排水中氮素的去除效果

为研究灌排调控下生态沟-湿地系统对稻田排水中氮素的原位削减效果,探讨低碳氮比对于系统氮素去除效果的影响.依据大田试验观测资料,分析了控制灌排模式下生态沟-湿地系统水体中氮素质量浓度变化规律和碳氮比分布特征.结果表明,控制灌排模式下生态沟-湿地系统对稻田排水中氮素去除效果显著,施肥后排水中TN,NH4＋-N和NO3--N质量浓度出现峰值,在农沟拦蓄后质量浓度大幅下降,氮素平均去除率分别为63.9%,67.8%和83.2%.进入湿地再次净化后,氮素质量浓度进一步降低,平均去除率分别为47.7%,44.3%和82.0%.控制灌排模式下系统水体中有机质对水环境影响较小,水体碳氮比水平总体偏低.控制灌排模式下生态沟-湿地系统很好地实现了对氮素的原位削减,低碳氮比对于系统氮素去除效果的影响不大.     

泾惠渠灌区作物需水量特征及影响因素分析

通过CROPWAT模型分析泾惠渠灌区冬小麦和玉米蒸发蒸腾量及灌溉需水量的变化,同时运用SPSS软件,计算灌区作物需水量与气象因子的相关系数,分析结果表明:冬小麦整个生育期蒸发蒸腾量平均值为634.04 mm,蒸发蒸腾量最高峰出现在4月中旬—5月中旬,灌区各分区蒸发蒸腾量趋势基本一致;玉米蒸发蒸腾量平均值为525.22 mm,蒸发蒸腾量高峰期出现在7月中旬—8月下旬,其中三原最大为535.97 mm,富平最小为514.68 mm;灌区冬小麦在播种—越冬期灌溉需水量最低,返青—拔节期需水量增加;灌区玉米在拔节—抽雄期需水量增加,灌溉平均需水量为133.04 mm;7月—8月为籽粒形成乳熟期,需水量为359.15 mm,至9月下旬,玉米灌溉需水量下降;灌区作物需水量与气温呈正相关,与降水呈负相关,与风速和相对湿度相关性较小,气温、日照时数和相对湿度是影响作物需水量的主要因素.     

河套灌区渠系优化配水模型应用研究

优化渠系配水过程是缓解灌区水资源压力、实现农业高效节水的重要举措.以河套灌区总干渠、干渠两级渠系作为研究对象,将水流过渡平稳和渠道渗漏量最小作为优化目标,建立渠系优化配水模型,采用回溯搜索算法(BSA)、多目标粒子群算法(MOPSO)以及向量评估遗传算法(VEGA)进行求解.结果显示,BSA,MOPSO,VEGA这3种算法所求的配水时间分别为30.96,11.65,29.96 d; 3种算法所得的阀门开启时间点的偏态系数分别为-0.048,0.068,0.566,表明BSA和MOPSO更能保证灌溉水在渠道运输中的稳定性.考虑渠首水位季节性变化对灌区引水时间产生的限制作用,BSA和MOPSO分别更适用于渠首引水量较少、充足的情况.考虑配水时间的集中程度以及干渠的地理位置分布,BSA和MOPSO更有利于实施分区管理措施.     

鄱阳湖流域典型灌区不同区域尺度水稻灌溉定额研究

为探索南方灌区不同区域尺度水稻灌溉定额的差异,在南方地区鄱阳湖流域选取典型区域,开展不同区域尺度水量平衡试验,研究水稻全生育期不同区域尺度的灌溉定额,为不同区域尺度农业水资源规划、调度、管理和评价提供科学依据。结果表明:不同区域尺度水稻灌溉定额存在一定差异,随着尺度增大,灌溉定额逐渐减少,灌区存在回归水的重复利用;区域尺度灌溉定额较灌溉试验站有底测坑减少173.3 mm,减少率为32.80%;较大田典型田块尺度减少143.2 mm,减少率为28.74%。在采用灌溉试验站试验数据或典型田块观测计算数据进行农田灌溉指导或灌溉工程规划设计时,要适当考虑试验限制条件和区域内回归水的重复利用。     

再生水灌溉对稻田重金属分布的影响

以南方稻田为研究对象,以再生水安全灌溉调控为目标,基于田间试验,研究了不同灌溉水源(农村生活污水一级处理水R1、二级处理水R2、生态塘净化水R3和河道清水R4)、不同灌溉调控(低水位W1、中水位W2和高水位W3)对土壤-作物典型重金属(镉Cd、铅Pb、铬Cr、铜Cu、锌Zn)质量比变化的影响,分析了农村生活再生水灌溉调控对土壤重金属生态风险.研究表明,农村生活污水再生灌溉稻田Cd, Pb质量比略有升高,Cr, Cu, Zn含量下降;水稻植株各部分器官重金属质量比按植株器官排序从大到小依次为茎,稻米≈叶,重金属组成从大到小依次为Zn, Cr, Pb, Cd,相对灌溉水源,水位调控对水稻植株各部分器官重金属质量比累积影响较小,再生水灌溉条件下水稻籽粒重金属质量比并未明显增加,符合稻谷污染物的限量要求;农村生活污水再生灌溉稻田Cd生态风险系数最高,Cu和Pb次之,Cr和Zn风险系数较低,R3水源灌溉下土壤重金属污染潜在生态风险最低,总体上,再生水灌溉并未对土壤造成严重污染,但长期进行再生水灌溉是否会造成重金属污染风险持续增加有待研究.