户用型可再生能源发电系统在苏尼特右旗应用的调查分析

中国西部地区风力资源和太阳能资源都非常丰富,利用当地资源和能源通过发展户用可再生能源发电系统(独立风能、独立太阳能和风光互补发电系统的统称)来解决牧民的用电问题.该文通过对内蒙古自治区锡林郭勒盟苏尼特右旗牧区户用型可再生能源发电系统的使用情况、牧民经济条件进行调查,分析了当地风能和太阳能等地区资源,推广户用型可再生能发电系统过程中所存在的问题及原因.通过调查发现,支付能力低和技术维护的非专业性是阻碍户用型可再生能源发电系统可持续发展的主要障碍.在现有条件下,通过优化系统配置可以有效的降低系统成本、提高系统使用的可靠性.     

可再生能源系统的常见利用形式分析

通过对可再生能源利用形式的特点进行分析,提出合理、高效利用可再生能源的建议。     

生物质能与冷热电气联产耦合系统研究进展

当前冷热电联产系统广泛与生物质气化、生物质厌氧发酵、生物质直燃等生物质能利用技术相耦合。合理耦合后不仅能发挥生物质资源储量大、分布广、可再生、低污染、利用方式多样等优点,更因生物质资源相较太阳能、风能等独有的可运输、可储存特点,可轻松实现冷热电的高效稳定输出,克服当前太阳能、风能等可再生能源利用时,由于可再生能源自身固有的时间不稳定性、空间不稳定性所带来的系统稳定性差的问题。凭借高能源利用率、低污染、运行稳定等优点,将生物质能利用技术与冷热电联产系统耦合越来越受到研究人员的青睐。该文综述了耦合生物质资源能源化利用的冷热电气联产系统的发展基础、系统集成、系统运行模式、系统多维评价及系统优化,结合当前研究现状,从多方面预测了相关系统的发展方向,为相关系统的推广与发展提供参考。     

风力提水机在江苏射阳盐场的试验应用研究

风能利用的目的在于节约常规能源并使无污染的免费可再生风力作为一种辅助能源造福于人民。本文分析了FDG-5型风力提水机组在江苏射阳盐场的试验应用情况,讨论了其社会和经济效益,并由此而说明风力提水机在制盐和养虾方面有较为广泛的应用前景,为进一步大批量推广应用提供了可用的参考依据。     

新能源与新农村建设

党的十六届五中全会明确提出了建设社会主义新农村的重大历史任务,强调要大力发展新能源产业,构筑稳定、经济、清洁的能源供应体系,培育更多新的增长点。加快发展风能、太阳能、生物质能等可再生能源。强调要大力普及农村沼气,积极发展适合农村特点的清洁能源。本文通过对新农村建设内涵以及新能源建设内容与潜力的解析,系统阐述了新能源和新农村建设的内在联系及其独特的作用。     

可再生能源分布式发电系统的经济调度

对可再生能源分布式发电系统进行经济调度研究,可以在保证能量需求的前提下,使得系统的运行成本和环境污染降到最小,从而更加高效地利用可再生能源。针对由光伏发电、风力发电、燃料电池（FC）、柴油机（DE）、蓄电池等多种分布式电源和储能单元组成的分布式发电系统,在详细分析各单元数学模型的基础上,建立了可再生能源发电系统经济调度的目标函数和调度策略,并采用优先顺序法对目标函数进行求解,算例系统验证了模型和算法的正确性。结果表明,该文提出的方法为可再生能源发电系统中各发电单元的优化调度及经济组合提供了参考。     

风电场工程项目水土保持措施配置研究

风能是一种清洁无污染的可再生能源。近年来,我国的风力发电发展迅速,风电场建设过程中不可避免地会对土壤及植被造成一定的破坏,人为地加剧了水土流失。概述了风电项目水土保持特点及相应的防治措施。以辽宁省法库柏家沟风电场工程项目为例,结合风电工程的特点,根据施工布局特征划分防治分区,分区布设水土流失防治措施。通过植物措施与工程措施的有机结合,有效地防止水土流失。     

环鄱阳湖区风电场工程水土流失特征及防治措施体系

风能作为一种清洁无污染的可再生能源,已经被广泛运用到电力事业发展中来。江西省风能资源富集于鄱阳湖区域,在风电场建设过程中不可避免地会对土壤及植被造成一定的扰动和破坏,人为加剧水土流失。如何解决好风电项目建设与环境保护的关系,是我们必须面对和解决的问题。概述了风电场工程建设造成水土流失的特点,以吉山风电场工程为例,结合项目区具体特点,分区合理配置工程措施、植物措施和临时措施,有效地防止了水土流失。     

大理清水朗山风电场水土保持措施探讨

风能是一种可再生的清洁型能源,云南省风电场项目建设在实现本省风电规划目标的基础上,为我国实现向低碳、清洁的能源机制转变做出了贡献,其中大理州是云南省风能资源最丰富的16个州市之一。在风电场工程建设过程中,不可避免地要扰动地表和破坏植被,导致水土流失加剧。清水朗山风电场工程在建设过程中,重视水土保持设计,规范过程管控,积极落实各项水土保持措施,水土流失防治成效显著。     

编者按：本期追踪热点集中报道几道有关油菜与生物柴油的文章

发展替代能源是保障国家能源安全的一项重要战略举措，党中央、国务院对此高度重视。发展替代能源已成为近期研究的热点。2006年11月20日，中共中央政治局委员、国务院副总理曾培炎主持召开会议，研究发展替代能源研究工作。曾培炎指出，发展替代能源要按照以新能源替代传统能源，以优势能源替代稀缺能源，以可再生能源替代化石能源的思路，逐步提高替代能源在能源结构中的比重。当前，要重点发展车用燃料和替代石油产品，搞好煤炭液化，煤制甲醇、二甲醚、烯烃和煤基多联产技术的试验示范和开发应用；积极发展燃料乙醇和生物柴油；大力发展沼气、太阳能、风能、水电、地热等可再生能源，尽可能降低对化石燃料的依赖，减少污染物的排放。     

中国主要作物灌溉需水量空间分布特征

作物需水量和灌溉需水量的时空分布是科学地制定不同地区灌溉用水定额的依据。该文基于全国范围200多个气象站近30 a逐日的气象资料和不同地区作物生育阶段的调查统计资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith方法和作物系数法,计算了30种作物的需水量和净灌溉需水量,并用各地灌溉试验站的实测资料进行了检验。利用GIS的空间分析功能,采用反距离加权插值法得到主要作物多年平均作物需水量与净灌溉需水量的等值线图。选择种植面积最广的小麦、玉米、棉花和水稻4种作物,分析其作物需水量与净灌溉需水量的空间分布特征,得到不同地区主要作物的灌溉需求指数。研究表明：中国东北区、长江中下游区、华南区、川渝区和云贵区平均灌溉需求指数小于0.5,作物对灌溉的需求比较低;华北区、蒙宁区和晋陕甘区旱作物30%～50%的需水靠灌溉补充,水稻55%～80%的需水依靠灌溉;新疆地区主要作物的灌溉需求指数均在0.7以上,农业的发展完全依赖于灌溉。     

水氮耦合对南疆地区红富士苹果矿质元素含量的影响

新疆自治区南部阿克苏地区是新疆红富士苹果的主要产区。以该区红富士苹果为对象,设置不同水氮处理,利用原子吸收法测定了果实中6种矿质元素的含量,分析了不同施肥、灌溉水平对各矿质元素含量的影响。结果表明,灌水适中条件下增施氮肥量可以提高苹果果实中Ca,Mg,Zn的含量;适度的灌水量和氮肥供应能维持Fe元素含量保持较高的水平,灌水量和氮肥供应过高、过低均不利于苹果果实中矿质Fe的积累。Cu和Mn含量与氮肥施用量呈正相关关系。     

时间尺度对农田灌溉设计保证率的影响

设计保证率是灌溉系统设计的重要参数之一,以年尺度为计算时段选择的典型年,存在对降雨的年调节估计过高的可能。该文以河南省郑州市1951—2015年的气象数据为基础,对其年降雨量、月降雨量及旬降雨量等进行排频计算,分析了不同灌溉设计保证率下对应典型年的降雨分布。以冬小麦、夏玉米需水关键期对应的4月、7月和8月为典型时段,研究了同一保证率下降雨的变化情况,并按照不同的计算时间尺度制订出相应的灌溉制度,讨论了时间尺度对灌溉定额及降雨利用量的影响。结果表明:1)在相同灌溉设计保证率下,各典型年、月和旬的降雨量均相差较大,同一月份的降雨量相差5倍以上;降水量的极差由大到小依次为年尺度、月尺度、旬尺度。2)利用水量平衡法,制订了不同时间尺度下典型年冬小麦-夏玉米连作的灌溉制度,在25%灌溉设计保证率下,季尺度下的年灌溉定额显著高于日尺度;与季、月和旬尺度相比,日尺度下的年灌溉定额分别降低了34%、23%和3%;偏干旱年灌溉定额随降水计算尺度减小而减小,但差异不明显。考虑不同的时间尺度具有不同的节水潜力和效果,完善灌溉排水工程中相应标准及其选取方法,选择合适的计算时长,既有利于落实灌溉设计保证率,又能提高各种水资源的利用率。     

北疆膜下滴灌棉花产量及水分生产率对灌水量响应的模拟

膜下滴灌技术是一种节水高产的灌溉技术,在新疆棉花种植中得到了广泛的应用。灌溉是影响新疆棉花产量的重要因素。为研究棉花产量和水分生产率对灌水量的响应,该文首先采用2010年和2011年新疆棉花膜下滴灌田间试验数据验证二维土壤水与作物生长耦合模型模拟棉花产量和耗水量可靠性。结果表明,二维土壤水与作物生长耦合模型能够可靠地模拟土壤含水率、叶面积指数、地上部分干物质量、籽棉产量和耗水量。土壤含水率模拟值与实测值的标准均方根误差(normalized root mean square error,n RMSE)为4.6%~23.4%,一致性指数为0.677~0.974;叶面积指数和地上部分干物质量n RMSE分别为6.3%~15.7%和7.2%~14.1%;籽棉产量和耗水量的模拟值与实测值之间相对误差分别仅为1.1%~6.7%和0.3%~9.2%。利用率定和验证后的模型参数进一步模拟10种灌水量情景下的棉花籽棉产量和水分生产率,结果表明籽棉产量随着灌水量的增加而增加,二者呈抛物线关系,而水分生产率则随着灌水量的增加而减小。综合考虑产量和水分生产率,北疆地区膜下滴灌棉花优化灌水量为280~307 mm。该研究可为北疆地区棉花灌水实践提供科学依据。     

棉花膜下滴灌水氮耦合效应研究

在南疆气候条件下,研究了膜下滴灌棉花水氮耦合效应。结果表明,在膜下滴灌条件下,水氮存在明显的互作效应,水分胁迫极大地抑制肥效发挥,而水分适宜时,不同氮肥处理棉花产量差异显著;氮肥也促进了水分效应的发挥,但是水分是棉花产量的主效应因子。试验中最优水氮组合为每公顷灌水505.mm、氮肥225.kg。高产棉花冠层指标分别为:株高66.9.cm、叶龄15.6个、果枝13.1台、成铃数8.9个。水氮胁迫缩短了棉花生育期,这可能是不同水氮处理棉花产量差异的主要原因。     

新疆干旱区成龄核桃滴灌制度优化

科学合理的灌溉制度是提高灌水利用效率的主要因素。该研究采用HYDRUS-2D模型结合寻优模型相结合的方法,研究新疆核桃滴灌优化制度。利用2018年和2019年定点观测土壤水分数据进行模型率定与验证;利用模型设定128种情景进行模拟研究,分析南疆干旱区滴灌成龄核桃不同灌溉制度下的深层渗漏和水分胁迫。应用模型结合灌溉制度寻优函数探求滴灌条件下成龄核桃各灌溉制度土壤水分通量。结果表明:HYDRUS-2D模型模拟土壤含水率精度较高,R2为83.03%～83.73%,均方根误差在0.016～0.017cm~3/cm~3范围。根据模型模拟结果,推荐新疆干旱区核桃滴灌制度为灌水定额35 mm,灌溉11次,灌水周期9 d,灌溉定额385 mm或者灌水定额50 mm,灌溉7次,灌水周期14 d,灌溉定额350 mm,在以上滴灌制度下,可最大限度减少农田水分损失和提高灌水利用效率。该研究可为制定南疆滴灌条件下成龄核桃适宜灌溉制度提供参考。     

多年生人工牧草高效用水灌溉制度的研究

以内蒙古浑善达克沙地东南缘——正蓝旗人工草地多年生人工牧草——老芒麦、披碱草、冰草和苜蓿的灌溉试验资料,应用FAO-56双作物系数法模拟计算了不同试验处理的多年生人工牧草实际需水量(蒸散量)。研究了需水量与多年生人工牧草干草产量、水分利用效率和边际产量之间的关系,并用水分利用效率最高为原则确定了干旱地区人工草地多年生人工牧草不同水文年的灌溉制度。     

基于水分供需关系的冬小麦夏玉米节水灌溉模式研究

节水灌溉是解决水资源短缺问题的重要途径之一。在长期田间试验的基础上, 运用Hydrus-1D模型对研究区冬小麦 夏玉米轮作条件下的田间水分运移过程进行了模拟分析, 探讨适宜的节水灌溉模式。结果表明, 表征土壤水分实测值与模拟值精度关系的Nash-Suttcliff效率系数Ens为0.652~0.903, 均大于0.5, 模型效果良好; 在灌水量为520 mm的传统灌溉模式下, 1.6 m土层深层土壤水分无效渗漏量为189 mm, 占地表总入渗补给水量的22.3%, 土壤水分无效渗漏大, 且与降雨和灌溉关系密切; 根据作物水分供需状况及土壤水分状况得出夏玉米、冬小麦季的灌溉量分别为50 mm、320 mm, 比传统灌溉模式共节水100 mm。改进后的灌溉模式对于土壤水分渗漏具有良好的控制作用, 土壤水分渗漏峰值明显降低, 根据作物供需与土壤水分状况提出的节水灌溉模式能减少土壤水分渗漏, 提高灌溉水利用效率。     

华北主要作物需水量近50年变化趋势及原因

作物需水量是制定灌溉计划和水资源规划的重要依据,了解其历史变化对于掌握未来农业用水走势并据此做出正确决策至关重要。该文利用FAO推荐的作物系数乘以参考作物蒸散量的方法计算了华北地区6个站点近50年主要作物的需水量,并并分析了其变化趋势。结果表明：除北京外,华北冬小麦和夏玉米两大作物需水量均呈下降趋势,每10年分别减少0.9～19.2 mm和8.3～24.3 mm。夏玉米需水量下降幅度超过冬小麦。其中以华北南部的郑州减少最多,下降幅度在19.2～24.3 mm/10年。与日照、降雨、温度、湿度和风速的同步分析表明,需水量变化趋势与日照和风速的下降趋势相一致。由于日照减少造成到达地面的能量减少,风速减小可削弱陆地与大气的水分和能量交换强度,故近50年来华北日照与风速的减小是作物需水量下降的主要原因。     

降雨和蒸散对夏玉米灌溉需水量模型估算的影响

为揭示降雨和蒸散年际波动对作物灌溉需水量的影响机理,以华北平原南部地区夏玉米为研究对象,基于土壤水分概率密度函数建立灌溉需水量计算模型,分析了降雨、蒸散和灌溉需水量的年际波动特征,结合蒙特卡洛方法探讨了降雨和蒸散对灌溉需水量年际波动的贡献。结果表明:研究区夏玉米降雨参数年际波动显著,平均降雨量波动于4.958~25.003mm,变异系数为0.326;降雨频次波动于0.143~0.457 d-1,变异系数为0.170;平均降雨量和降雨频次均可采用Logistic分布描述:平均降雨量服从Logistic(11.273,2.022),降雨频次服从Logistic(0.318,0.029)。潜在蒸散量年际波动相对平稳,可采用对数正态分布描述:潜在蒸散量服从Log Normal(1.370,0.076)。灌溉需水量多年平均值为133.1mm,波动于8.1~381.8mm,变异系数为0.673,年际波动显著高于降雨和蒸散。平均降雨量对灌溉需水量年际波动的贡献率最大,其次为降雨频次,潜在蒸散量最小;在三者的共同作用下,灌溉需水量年际波动呈现出更大的不确定性。因此,在估算灌溉需水量时有必要对这种不确定性进行定量评估,针对不同降雨和蒸散条件制定合理的灌溉策略,为农业水资源管理和决策提供更可靠的科学依据。