黑河中游典型灌区水资源供需平衡及其安全评估

 结合黑河干流高崖水文站至平川大桥水文站区域的气象、水文、土壤、植被、种植结构、经济发展等资料建立黑河中游典型灌区水资源供需平衡模式，并对其进行安全评估。结果表明，黑河分水对中游典型灌区的影响主要表现在地表水利用量减少、地下水开采量增加、地下水水位逐年下降。现状年地下水开潜力很小，甚至有些灌区开采潜力严重不足，超采严重。现状年各灌区水资源供需平衡都已经接近安全警戒线，平川灌区已经超过安全警戒线，若今后在水资源管理、地表水和地下水统一调度、农业节水等方面没有重大突破，黑河流域水资源和生态环境安全问题将更加复杂化。     

基于双区间规划的武威市民勤县3种作物灌溉水量优化模型研究

针对农业水资源优化配置中降雨量的不确定性问题,在传统区间规划的基础上,引入双区间规划理论进行描述,以农民种植净效益最大为目标函数,建立地表水和地下水联合灌溉的作物灌溉水量优化模型。实例应用于武威市民勤县红崖山灌区,对灌区农业水资源优化配置进行研究,模型计算结果表明:利用双区间规划对作物进行灌溉水量的优化,春小麦、春玉米、籽瓜的灌溉定额分别为:[[179.81,191.81],[353.89,365.89]]、[[119.46,141.46],[270.57,292.57]]、[[180.04,213.04],[267.49,290.49]],相比于现状,节水量分别为3%、27%、4%。利用双区间规划不仅能够更好的解决灌区多作物灌溉水量优化问题,而且能够给决策者提供更大的决策空间。     

基于Visual Modflow的西南矿区土壤地下水重金属污染评价

矿区地下水重金属污染评价是矿区土壤和地下水合理开发、利用和保护的一项基础性工作。以西南某矿山土壤地下水环境系统为研究对象,应用Visual Modflow软件,综合考虑矿区重金属污染特征、地下水固有的脆弱性、污染源荷载风险和污染危害性,模拟了矿区地下水流场和重金属在土壤地下水环境系统中运移的情况,为矿山土壤地下水重金属污染风险评价、管理和污染修复提供参考。     

洛阳市地下水资源开发利用与保护对策研究

针对目前地下水研究成果较少及以往地下水资源研究中仅追求最大开采量单一因素的现状,加之洛阳市水文地质条件差异、地下水开发利用程度不尽相同等客观因素,综合考虑洛阳市现状开采量及地下水可开采量的互馈效应,对洛阳市地下水资源进行开采区划分,结果表明洛阳市地下水资源可划分为:可增强开采区、控制开采区和调减开采区。据此提出洛阳市地下水资源的合理保护对策,为洛阳市地下水资源的开发利用规划以及饮水安全工作的顺利实施提供技术支持与理论支撑。     

嘉荫县地下水资源量计算及供需平衡分析

依据嘉荫县实测地下水资量,对天然补给量进行计算分析,分别采用平均布井法和开采系数法对地下水可开采量进行计算,最后对嘉荫县地下水资源量供需平衡进行分析,结果表明嘉荫县地下水可开采量满足了项目建设用水的要求,具有一定开采潜力。     

地表水-地下水联合水功能区划分方法研究

探讨了地表水—地下水联合水功能区划的原则与总体思路、水功能区划分体系与分级分类系统、水功能区划分程序与方法。指出地表水与地下水的联合水功能区划对地表水与地下水的统筹规划、合理开发与整体保护均具有十分重要的意义。     

区间多阶段双侧随机联合概率机会约束规划模型——以民勤县红崖山灌区水资源优化配置为例

综合考虑农业系统的不确定性以及灌区地表水来水量的动态性,结合区间多阶段随机规划模型、双侧随机机会约束规划模型和联合概率规划模型,建立区间多阶段双侧随机联合概率机会约束规划模型,将该模型应用于民勤县红崖山灌区,结果表明：1）模型可以解决区间不确定性和约束两侧参数随机不确定性,反映系统的动态变化过程;2）预先设置反映约束条件违规风险的独立违规概率和反映独立违规概率之和的联合违规概率,根据3种联合违规概率水平和3种独立违规概率变化趋势,模型得到在9种情景下的灌溉方案、灌溉面积和灌溉目标;3）随着联合违规概率的增大,系统的灌溉效益逐渐增大,联合违规概率为0.1时的灌溉效益比联合违规概率为0.01时的灌溉效益上下限值分别增大5.31亿元和6.55亿元。同时在不同的情景下,灌区的瓜果类经济作物种植面积最大,粮食作物种植面积次之,蔬菜的种植面积最小。本研究能够为决策者提供不同的灌溉方案,并为当地水资源管理部门制定主要作物灌溉面积分配方案提供参考。     

新疆鄯善县地下水警戒水位研究

针对新疆鄯善县地下水超采导致地下水水位持续下降,引起自然生态破坏和鄯善县南盆地灌区周边的咸水向灌区倒灌的现象,通过探求将要引发鄯善县山南超采区环境突变的警戒地下水位,研究了地下水开发利用“红线”水位的制定方法.根据自然植被和地下水埋深的关系,通过确定植被生态需水位的方法,确定出鄯善自然生态区下降型关键控制承位(埋深)“红线”标准的阈值为6 m.利用水均衡法和Modflow数值模拟的方法,对鄯善县未来水位变化情况进行了模拟预测,预计到2017年3月,南盆地最低地下水位为-135.07 m,这一水位可以定为防止咸水倒灌的地下水开采“红线”水位.考虑到鄯善县经济发展对地下水需水量的客观需求,在不发生极端干旱的年份,未来5～10 a,在现状年(2010年)开采量34 093万m3/a的基础上将逐年减小开采总量,最终在“红线”水位出现之前,将鄯善县地下水开采总量控制在22 000万m3/a这一控制性开采总量的“红线”以下.     

滨海平原深层地下水资源开采研究

为建立滨海平原深层地下水水源地,以某一水源地勘探为例,采用水文地质测绘、物探、钻探及抽水试验等多种手段勘查,研究滨海平原水文地质特征及水资源开发约束条件。结果表明,在地下300～700 m存在两个矿化度不大于2 g/L的深层地下水开采段,每个开采段涌水量约40 m3/h;深层地下水距补给区较远,地下水迳流缓慢,主要排泄方式为人工开采,受人工开采影响,天然地下水流向已被改变,适宜建立应急水源地;在概化面积52 km2的范围内建立1.7×104 m3/d的水源地,地面沉降、咸水运移及海水入侵问题在10年内不会影响水源地的正常运营。     

土库曼斯坦水土资源特征及其开发利用研究

在广泛收集有关水文、土地、水土利用现状资料和实际调查数据的基础上,介绍了土库曼斯坦降水、地表水、地下水、土地资源等资源概况,并分析了该区域水土资源利用现状,探讨了水土资源在开发利用中所面临的问题,并为实现水资源、社会经济与生态环境的协调可持续发展,提出重要举措.该研究为土库曼斯坦今后发展及中亚其他干旱区国家建立水土资源可持续利用模式提供了重要的依据.     

农作物种植条件下浅层地下水利用研究进展

农作物种植条件下浅层地下水利用的研究对于水资源的评价十分重要,关系到节水、农田合理灌溉和水资源科学管理。潜水蒸发的计算是浅层地下水利用研究中的一项非常重要的内容,系统总结了国内外潜水蒸发研究的现状,包括试验研究、经验公式总结和数值模拟模型的研究现状,并对其未来发展做了展望。     

面向水土资源优化配置的科尔沁左翼后旗宜耕沙地情景规划分析

为探索干旱区农业水土资源优化配置方法,以及为区域水土资源的开发利用提供科学参考,以科尔沁左翼后旗为例,以Arcgis为技术手段,采用限制因子法和综合评价法,建立评价指标体系,对其耕地和耕地后备资源进行评价;其次,基于评价结果,结合土地利用总体规划、整治规划,建立空间布局规则并设置不同利用条件下的水资源利用参数,最终构建了水资源约束条件下的耕地布局和水资源利用情景规划。对现状和情景规划对比分析,结果表明,水资源总量约束条件下,通过调整耕地布局和优化利用结构,情景规划可提高粮食产量和农业水土资源产出效率。本研究提出的情景规划方法可应用于县域种植业布局优化、土地整治规划。     

密度与氮肥运筹对陇东旱塬全膜双垄沟播春玉米产量及生理指标的影响

【目的】研究全膜双垄沟播玉米在陇东雨养农业区产量和生育指标同步提高的最佳种植密度、氮肥施用量及运筹方式,制定合理的栽培措施。【方法】本试验以先玉335为试材,在全膜双垄沟播种植条件下设置了2个氮肥用量（150、225kg·hm^-2）,2个密度（6×10⁴、7.5×10⁴株/hm²）和5个氮肥追施比例及时期（底肥100%;拔节期追施100%;底肥50%、拔节期50%;底肥50%、拔节期30%、抽雄期20%;底肥50%、拔节期10%、抽雄期40%）。通过3年田间试验,研究种植密度、氮肥用量及运筹方式对旱地春玉米产量及生理指标的影响。【结果】在试验氮肥用量及密度范围内,相同施氮量随种植密度增加,玉米产量极显著增加,净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）均减少;相同密度不同氮肥用量间产量差异不显著,但高氮处理玉米产量优于低氮处理;相同密度及氮肥用量条件下,氮肥运筹方式间产量差异均极显著,以基肥﹕拔节肥比例为50%﹕50%的处理Pn、Gs、Tr均最高,水分利用效率与产量变化一致。与播前或拔节期一次性施肥相比,氮肥分期施用可以延缓玉米生育后期叶片叶绿素相对含量的下降,增加生育后期光合物质生产量和转运量,优化产量构成,基肥和拔节肥施用比例为50%﹕50%时效果尤为显著。因此,通过种植密度和氮肥运筹方式的集成优化,可以实现陇东雨养农业区春玉米产量和生理指标的协同提高。【结论】产量不降低是农业生产的目的,玉米生理指标的提高是保证产量的根本。因此,在本试验条件下,采用密度7.5×10⁴株/hm²、施氮量150 kg·hm^-2以及基肥：拔节肥比例为50%﹕50%的氮肥运筹方式,是陇东雨养农业区的一种高产、节氮、增效、环保的栽培模式。     

Analysis of Water Resources Supply and Demand and Security of Water Resources Development in Irrigation Regions of the Middle Reaches of the Heihe River Basin, Northwest China

Based on the data for meteorology, hydrology, soil, planting, vegetation, and socio-economic development of the irrigation region in the middle reaches of the Heihe River basin, Northwest China, the model of balance of water supply and demand in the region was established, and the security of water resource was assessed, from which the results that the effects of unified management of water resources in the Heihe River basin between Gansu Province and Inner Mongolia on regional hydrology are significant with a decrease in water supply diverted from Heihe River and an increase in groundwater extracted. In addition, it was found that the groundwater level has been steadily decreasing due to over pumping and decrease in recharges. In present year （2003）, the volume of potential groundwater in the irrigation districts is far small because of the groundwater overdraft; even in the particular regions, there is no availability of groundwater resources for use. By 2003, water supply is not sufficient to meet the water demand in the different irrigation districts, the sustainable development and utilization of water resources are not secured, and the water supply crisis occurs in Pingchuan irrigation district. Achieving water security for the sustainable development of society, agriculture, economy, industry, and livelihoods while maintaining or improving the abilities of the management and planning of water resources, determining of the reasonable percentage between water supply and groundwater utilization and water saving in agricultural irrigation are taken into account. If this does not occur, it is feared that the present performance of water development and planning may further aggravate the problem of scarcities of water resources and further damage the fragile ecological system.     

北京种植业用水结构变化及平衡研究

为保证北京种植业水资源的可持续利用,通过分析北京种植业结构及种植业用水结构变化,结果表明：小麦、玉米的播种面积比例分别由1984年的36．5％、38．6％下降到2002年的15．5％和28．4％,2002年用水量分别占到了种植业总用水量的18．9％和9．4％。同期蔬菜的播种面积比例由11．5％增加到42．6％,2002年蔬菜用水量占到了种植业用水量的52．2％,认为这种以高耗水为主的作物种植结构不利于从根本上发挥其它节水技术的潜力。在MapInfo支持下将区域分成5种类型区,区域缺水面积占到了35．0％,其中平原区缺水面积占到了47．9％,较山区缺水更为严重。建议根据各自种植业水资源平衡情况,调整种植业结构,建立综合的节水技术体系。     

新疆地下水最佳开发利用模式探讨

本研究应用水资源系统分析理论，从新疆水资源形成与分类，地表水与地下水的转化关系，地下水开发利用存在的问题分析，提出新疆区域地下水开发利用模式，即超采区（吐哈盆地）的严格控制开采地下水，地表水资源丰富区，适度开采地下水；土壤盐渍化严重和地下水位高的地区，增加地下水开采规模，在流域不同地貌单位分限制，调蓄，调控和禁止4个开采区。     

渠井用水比例对土壤脱盐与地下水化学特征的影响

【目的】通过研究华北典型井渠结合灌区不同用水模式对区域土壤盐分分布、根层土壤脱盐、地下水化学特征的影响,探讨华北井渠结合灌区适宜的渠井用水比例。【方法】2013—2015年在人民胜利渠灌区选择西三干渠控制范围为典型区域,监测控制范围内降水量、地表水灌溉量、地下水灌溉量、0—100 cm土层土壤含盐量、地下水矿化度,分析不同用水模式对根层土壤盐分洗脱、地下水化学特征的影响。【结果】2013—2015年一支渠、二支渠、三支渠渠井用水比例分别介于0.72—1.03、2.50—2.63、0.65—1.26之间;2013—2015年冬小麦苗期,不同用水模式下0—100 cm土层土壤盐分垂向分布均表现为上高、中低、下高,尤其是0—20 cm土层土壤盐分表聚明显;2013—2015年冬小麦苗期一支渠控制范围内0—20 cm根层土壤盐分均值大于0.32 mS·cm~(-1)面积分别占到控制范围的60.38%、25.99%、41.16%,二支渠控制范围内0—20 cm根层土壤盐分均值大于0.32 mS·cm~(-1)面积分别占到控制范围的59.61%、0.94%、8.81%,三支渠控制范围内0—20 cm根层土壤盐分均值大于0.32 m S·cm~(-1)面积分别占到控制范围的84.40%、41.87%、52.49%,表明渠井用水比例与支渠控制范围内表层土壤含盐量大于0.32mS·cm~(-1)的面积呈负相关;对比2013年同期,2014年典型区内0—20 cm土壤脱盐率介于15.61%—25.85%,2015年典型区内0—20 cm土壤脱盐率介于13.33%—23.15%;不同渠井用水比例典型区域地下水水化学特征均表现为:地下水中阳离子由枯水期钙钠型转化为平水期的钠钙型,平水期地下水水文化学相具有强烈的碱化趋势,特别是平水期二支渠地下水溶解性总固体增幅分别为一支渠、三支渠的1.23、3.48倍,表明较大渠井用水比例地表水灌溉驱动了根层土壤脱盐,增加了地下水中可溶性盐分浓度;对比2014年平水期,2015年同期一支渠、二支渠和三支渠控制范围地下水钠吸附比分别降低了23.58%、36.82%和55.47%,且区域地下水钠吸附比均低于18分级值。【结论】综合2013—2015年0—100 cm土层土壤脱盐率、地下水化学特征变化,在华北典型井渠结合灌区采用较大的渠井用水比例可以促进耕层土壤的脱盐、抑制土壤盐分表聚,同时短期内改善地下水环境。     

华北平原地下水漏斗区马铃薯替代小麦种植及由此节省的水资源量估算

多年的地下水超采,导致华北平原已成为世界上最大的“漏斗区”,农业可持续发展压力巨大。综合考虑耕地资源持续利用和国家粮食安全,减少高耗水作物如冬小麦的种植面积,加快农业结构调整步伐是当务之急。根据已有研究成果,比较分析了华北平原冬小麦和马铃薯的水分亏缺量,推算出华北地下水漏斗区马铃薯替代小麦种植,每年可节约水资源总量达(3.47～7.35)×108 m3,同时在一定的技术支持下,能够提高粮食产量水平。这将有利于在保障国家粮食安全的基础上,逐步缓解地下水资源衰变的态势。     

海南省水资源开发利用特点及主要水资源问题

为正确认识海南省水资源开发利用特点及在开发利用过程中存在的主要问题,对海南省水资源开发利用(供水、用水、耗水、水资源利用、开发利用程度)进行了详细分析,指出海南省水资源特点:总量丰富,人均占有量多;时空分布不均,年际年内差异大;抗扰能力差,天然存蓄能力弱;供给需求不同步,对工程依赖程度高。水资源开发利用过程中存在的主要问题:用水效率较低,局部供需矛盾并存;水利基础设施不完善,抵御自然灾害防御能力有限;用水计量制度不健全,水费征收困难;地下水漏斗存在,污废水排放未得到有效遏制。文中还针对存在的问题给出了相关建议。     

地下水生态学简述

石油及矿产资源的不断开采,地下水的过量抽取造成了地下水生态系统的破坏。目前,我国对于地下水生态学的研究还处在起步阶段。介绍了地下水生态学的相关背景以及研究内容,以地下水生态系统的三个基本要素(生物基础、水文条件和地质环境)为基点,分析现状研究水平下,各要素间的相互联系及相互制约关系,总结了影响地下水生态系统的自然因素和人类活动的人为因素,提出了四点保护意见,为我国水文学地质学和生物学相关领域的研究提供有利的参考,以促进地下水资源的可持续开发利用、管理和保护。