黄土高原半干旱区雨洪资源高效管理利用技术模式研究

根据黄土高原半干旱区的水资源特点,以最基本的地形单元——塬面和沟道为基础,提出了塬面雨洪资源村社高效管理集中收集利用技术模式、"高效净化型庭院经济式"管理利用技术模式、生态水箱式道路雨洪资源蓄集利用系统技术模式、道路雨洪高效收集生态灌溉技术模式,以及沟道雨洪资源单坝利用技术模式、多坝利用技术模式和坝库联蓄高效利用技术模式。通过对各技术模式的推广和应用,可使雨洪资源的利用效率提高40%、蓄水效率提高40%、保土效率提高34%、水资源保障程度提高26%,这些水资源用于灌溉可使粮食产量增加20%、产值增加20%。这些技术模式的应用为区域提供了安全、经济的水资源,保障了区域经济社会的可持续发展,也为区域雨洪资源高效管理利用提供了新途径。     

基于GIS和LID的雨水集蓄技术研究——以山东省滨河小镇营丘镇为例

[目的]研究山前冲洪积平原滨河中小型镇区洪涝灾害频发,排水不畅,雨水资源利用不充分等问题,为雨水集蓄设施在中小型镇区的合理规划和应用提供参考。[方法]选择山东省潍坊市营丘镇区为研究对象,根据研究区当前排水现状和土地利用情况,基于GIS技术提出了"汇水区划分、用地类型提取、计算调蓄容积、建立技术体系、确定施工时序"的规划步骤。[结果]综合采用"透水铺装+下凹式绿地+植草沟、简易生物滞留池+湿塘、雨水湿地"的雨水综合蓄集利用系统并规划其布局,通过引入水文敏感指数,规定了镇区汇水区海绵城市建设时序。[结论]探索性地将雨洪利用工程技术与镇区景观规划相结合,低影响开发综合设施的实际调蓄能力大于设计雨水调蓄容积,实现了镇区雨水资源的蓄集利用。     

浅析城市雨水利用的发展

雨水集蓄利用可以分为农业雨水集蓄利用和城市雨水集蓄利用。人类要实现生存和城市的可持续发展,必须确立现代的城市雨水利用价值观。雨水利用的多样性可以保障城市雨水利用的广泛开展,对解决城市水资源危机起到了促进的作用。雨水集蓄利用有利于控制城区雨洪;有利于控制非点源污染;可回灌城市地下水。城市雨水利用是解决城市水资源危机的重要途径,是为社会、为城市的水资源规划服务的。在现代城市高速城市化阶段,开展城市雨水资源综合利用的研究和工程实施是必要的。     

平凉中心城区生态湿地建设措施探讨

根据平凉中心城区地形地貌特点和雨洪资源条件,在指出城区生态湿地建设存在汇流蓄储设施少、雨洪资源重"排"轻"蓄"、生态湿地缺乏全面规划等问题的基础上,提出将南部山区径流截蓄与城区雨洪资源化集蓄利用结合起来,建设泾河滩地型、流域层级接续式、城区多点式生态湿地,全面提升城市生态湿地建设空间,构筑城市生态屏障,提高人居环境质量...     

海绵城市理念在高速公路上的应用研究

以京台高速北京段某大型立交桥区的雨水收集系统为例,探讨了海绵城市建设的理念在高速公路路面雨水收集回用系统上的应用。系统主要应用了三级沉沙、旋流沉沙、全自动过滤、紫外线消毒的雨水处理技术手段,实现路面雨水净化的目的,水质达到北京市绿化用水的标准,净化后雨水用于桥区景观灌溉,整体实现了路面雨水的资源化应用,符合海绵城市建设理念,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水"释放"并加以利用,同时为道路雨水的收集回用积累数据。     

庆阳市雨洪径流集蓄利用的实践

庆阳市是黄土高原地区董志塬上的一座新兴城市,随着城乡一体化的推进,城市规模扩大,地面硬化面积增加,为控制城市水土流失而兴建雨洪径流集蓄利用工程是一种可行的方法。通过对近年来庆阳市在雨洪径流集蓄利用方面的实践进行分析可知,庆阳市的五湖工程,尤其是已建成的天湖工程在变雨洪危害为雨洪资源,促进旱塬城市经济、社会可持续发展方面具有广阔的应用前景。     

雨水资源集蓄利用研究进展

水资源危机已成为全球性的问题,如何高效利用有限的水资源,特别是雨水资源,提高雨水资源的利用率,已被世界各国所关注。在详细阐述雨水集蓄利用的发展历史、概念和理论的基础上;对国内外雨水资源的集蓄技术和高效利用技术及其应用研究进行了系统分析和总结;同时,提出了目前雨水集蓄利用研究发展趋势。     

雨水集蓄农业利用的环境效应及研究展望

由于地表水污染和地下水超采问题的突现，越来越显示出雨水资源开发利用的重要性，在当前国内外雨水利用研究的基础上，重点分析了农业雨水集蓄产生的环境效应，即农业雨水集蓄利用有利于区域水土保持；有利于生态环境建设有利于农艺工程构建；有利于土壤涵养水源和提高作物产量，同时针对我国雨水资源开发利用中存在的问题，包括尚未建立雨水集蓄工程（群）对区域环境的评价制度；雨水水质问题没有得到很好解决，集蓄雨水在利用方面管理不善等，提出了今后的研究方向。     

高速公路蒸发池设计改革模式

从建设“节约型社会”的观点出发,提出将高速公路上传统的开敞式蒸发池设计模式改为地埋式蓄水窖,充分集蓄利用雨水资源,以灌溉道路两侧农田内的经济作物或路域内绿化植物.这不仅可变废为宝,也改变了道路蒸发池的不雅景观.文中提出了一个容积为147m3的窑窖和沉沙池结构设计图.     

黄土高原地区雨水集蓄利用

给出了雨水集蓄利用的概念,并针对黄土高原地区十分匮乏的水资源和严重的水土流失现状,提出了在该地区实施雨水集蓄利用的必要性和可行性。在此基础上,对黄土高原地区雨水集蓄利用所取得的成就进行了介绍:一是雨水集蓄利用为农村生产、生活提供了水源,二是为农村产业结构的调整创造了条件,三是为改善生态环境奠定了基础,四是促进了农村精神文明建设。指出了雨水集蓄利用存在的问题:一是在农村存在两种错误认识,二是技术研究开展的少或者研究深度不够,三是工程配套跟不上或不匹配,四是投入不足。     

房地产建设项目雨水池适宜容积计算模型

随着城市化进程加快,城市内涝问题越来越突出.为解决因下垫面硬化引起的城市内涝问题,探求建设项目中雨水池容积计算方法.本文以北京市房地产建设项目为研究对象,从北京市1953-2012年降雨数据中选取降雨量最大、平均和最小年的日降雨数据,并拟定中水同时用于绿化和道路浇洒,应用日水量平衡模型方法,对比分析雨水池可利用率和中水补给率变化趋势,综合考虑经济效益因素,确定雨水池适宜容积.应用多项式拟合法,得到雨水池适宜容积简易计算模型.结果表明:随着雨水池容积增加,雨水池可利用率增大(0～1),中水补给率减小(1～0);当雨水池容积增至一定程度,其可利用率与中水补给率的变化趋于平缓;3种年况的雨水池可利用率的关系为最大＞平均＞最小,中水补给率的关系为最大＜平均＜最小,为互补趋势;效益费用比随着雨水池容积增大而减小.经验证,模型符合工程建设要求,且具普遍性,可投入应用.为提高模型可靠性,应用时宜将模型计算结果与规范最低建设标准进行校核比对.本研究为今后雨水池设计提供了一种新的快捷简便算法,丰富了设计理论.     

负压水肥一体化灌溉对黄瓜产量和水、氮利用效率的影响

【目的】本试验采用自行设计的新型负压水肥一体化灌溉系统,进行了系统供水负压对土壤硝态氮分布和黄瓜水氮利用效率影响的研究,以期为实际应用和管理提供理论依据和技术参考。【方法】在遮雨网室内进行了供水和施氮双因素盆栽试验。以常规灌溉为对照(CK),设4个供水水平:0(W1)、–5(W2)、–10(W3)和–15 k Pa(W4),2个施氮水平(N1,N 0.3 g/kg土;N0,不施氮),共10个处理。分析检测了黄瓜生育期内0—25土壤水分变化动态、土壤硝态氮的空间分布特征,计算了黄瓜的水、氮利用效率。【结果】随着黄瓜耗水量的增加,系统供水量也增大,系统累计供水量与黄瓜累计耗水量之间存在极显著线性关系y=0.96x+3.4(R2=0.99,P0.01)。不同供水负压对同一时期土壤含水量变化有极显著影响(P0.01),当供水负压设定在0、–5、–10和–15 k Pa时,土壤平均质量含水量分别为28.7%、22.7%、20.0%和15.6%,而在同一系统供水负压下黄瓜整个生育期土壤含水量保持相对稳定,其变化属于弱变异(变异系数CV≤0.1)。负压灌溉水肥一体化能显著提高0—25 cm土壤氮素分布的均匀性,土壤硝态氮沿垂直方向的平均变差系数分别比常规灌溉降低了58.6%~71.2%。同一系统供水负压下,施氮处理(N1)黄瓜植株干物质量、产量和水分利用效率比不施氮处理(N0)分别提高了4.6%~256.1%、12.6%~196.6%和7.76%~86.27%。当供水负压为–5 k Pa时,黄瓜植株平均干重和产量均为最高,分别为153 g/pot和1406 g/pot,黄瓜平均水分利用效率和氮肥表观利用率分别比常规灌溉提高了136.8%和52.32%。【结论】适宜的供水负压下,负压灌溉系统通过土壤水分平衡供应机制,实现了作物对水分的连续自动获取,黄瓜整个生长期间,灌溉系统可以保持平稳均匀与适时适量供水,因而,负压灌溉水肥一体化显著提高了黄瓜的水、氮利用效率。本试验条件下,系统供水负压为–5 k Pa更有利于黄瓜的产量和氮素利用率的提高。     

油田道路对水土保持功能的影响评价

[目的]对生产运营期因油田道路占压和硬化损失的水土保持功能价值进行定量评价,为生产运营期石油天然气项目水土保持补偿费的计征标准提供测算依据。[方法]采用国内外较为常用的生态服务价值测算方法,选取陕西省志丹县境内油田为研究对象,测算生产运营期内油田道路造成水土保持功能价值的损失量。水土保持功能服务价值等于固持土壤、水源涵养、固碳供氧、防风固沙等价值之和。[结果]初步估算,生产运营期油田道路造成的水土保持功能价值的损失量,每口井每年约为1 827元。按照油田道路占油田总面积30%～50%的比例进行折算,则石油、天然气项目在生产运营期造成的年度水土保持功能损失值为3 654～6 090元/井。[结论]现行的水土保持补偿费按年度计征的方式和征收标准(每口井不超过2 800元)是合理可行的。     

设施农业雨水集蓄利用与番茄灌溉方案优化

为充分利用雨水资源,提高设施农业灌溉用水效率,该研究对雨水蓄水池容积和大棚番茄灌溉方案进行了优化。以天津市武清区一设施农业小区为研究区,根据2020年6个场次降雨,对蓄水池集雨情况进行分析,基于AquaCrop模型优化大棚番茄灌溉方案,最终设置3种集雨灌溉情景,采用水量平衡法,分别绘制不同情景的丰、平、枯水年雨水集蓄系统的评价指标变化曲线,综合分析其变化特征并确定雨水蓄水池最优容积。结果表明：研究区已建蓄水池集雨率约为57%,有较大改进空间;番茄优化灌溉方案与实际灌溉方案相比,在产量仅减少5.5%的情况下,可节省水量23.6 m3,水分利用效率和灌溉利用效率分别提高7.2%和39%,说明优化方案在保证作物产量的同时可有效节水;实际集雨率和实际灌溉情景下,雨水蓄水池的最佳容积平均值为362 m3,在优化灌溉方案和提高雨水收集设施集雨率后,容积平均值分别为298和288 m3,说明节水灌溉和提高雨水蓄水池集雨率等措施,对雨水蓄水池容积优化和提高复用率具有显著影响。该研究可为指导农业雨水集蓄利用工程建设、促进非常规水利用的推广、保障农业可持续发展提供参考。     

中国北方农牧交错区水资源承载力动态仿真研究——以内蒙古通辽市科尔沁区为例

[目的]分析农牧交错区水资源承载力的动态变化规律,为同类地区的可持续发展提供有益的理论参考。[方法]以内蒙古自治区通辽市科尔沁区作为农牧交错区典型案例地,运用系统动力学方法,建立科尔沁区有限水资源支撑下的"社会—经济—生态"协同发展的仿真模型,并根据农牧交错地区以及科尔沁区社会经济发展的特点,提出区域"社会—经济—生态"协同发展的自然增长模式、第一产业现代化模式、第二产业主导模式、第三产业引领模式、循环经济发展模式这5种理论模式。[结果]在系统动力学仿真的基础上,运用遗传投影寻踪法对仿真结果进行优选,认为循环经济发展模式是水资源承载力最优的发展模式。[结论](1)合理调配农、牧比例关系是节约农牧交错地区有限水资源的关键举措;(2)农牧交错地区致力发展传统产业或将陷入水资源匮乏的窘境;(3)发展循环经济是提高农牧交错地区水资源承载力的有效途径;(4)全面开展农牧交错区的水资源承载力研究是增强区域可持续发展能力的保障。     

北方城市海绵社区生态效益分析

[目的]分析海绵社区建设带来的经济效益、生态效益,为中国海绵城市建设提供技术参考。[方法]以北京市通州区某建筑小区为研究对象,通过增设屋顶绿化、下凹式绿地、雨水调蓄池等雨水渗蓄措施,对比增设设施前后外排量、节水量、回补地下水量、消除污染而减少的社会损失量、节电量、固碳释氧量的变化。[结果]研究区增设雨水调蓄设施后,年单位面积总效益增加量为38 566元/(hm~2·a),年单位面积节约中水量为208m3/(hm~2·a),年单位面积节电量为145(kW·h)/(hm~2·a),年单位面积回补地下水增加量为281m3/(hm~2·a),年固碳增加量为0.02t/(hm~2·a),年固氧增加量为0.01t/(hm~2·a)。[结论]采用雨水调蓄设施,在节水、节能、截污等方面均可产生具有明显的经济效益和生态效益,值得大力推广和提倡。     

长汀县循环农业产业联盟模式能值分析

实施种养结合,将农牧生产废弃物利用并回流坡耕地和开展地力恢复是长汀县水土保持的重要内容.应用能值分析法分析2014年长汀县循环农业产业联盟和长汀县农业生态系统(对照)的净能值产出率、能值投资率、环境负载率和可持续发展指数,以及循环农业模式能量流动特征.结果表明:2014年循环农业产业联盟的净能值产出率、能值投资率、环境负载率和可持续发展指数分别为7.12、49.35、0.44和16.26.同期长汀县农业生态系统的净能值产出率、能值投资率、环境负载率和可持续发展指数分别为1.20、3.29、0.23和5.17.循环农业产业联盟净能值产出率和可持续发展指数分别高于当地农业生态系统5.92和11.09个单位,对当地农业发展具明显带动作用.提出了有关优化循环农业产业联盟的建议:1)控制牧业生产规模;2)扩大有机肥厂生产规模;3)引进更多的种植企业,参与循环产业联盟,利用沼液;4)增加科技投入,提高沼气和沼液利用率.通过项目引导构建循环农业产业联盟模式,分析循环农业模式能量流动特征,不仅有助于说明循环农业模式实施效果,也可为循环农业模式自身优化提供理论依据.     

黄土高原水土保持与雨水资源化

在分析黄土高原水土保持工作难度的基础上,进一步研究区域水土保持的科学内涵,以及水土保持与雨水资源化的关系。认为：黄土高原水土保持的关键与核心在于如何实现雨水资源化;降雨径流调控与利用不仅可实现雨水资源化,而且可以同步解决制约该区发展的干旱缺水与水土流失并存2大难题。在此基础上,提出了黄土高原水土保持亟待研究的科学问题与技术问题,并初步构建了黄土高原水土保持与雨水资源化的技术体系框架。     

负水头供水源位置对番茄生长和水分利用率的影响

[目的] 研究负水头灌溉对番茄生长、灌水方式和水分利用率等的具体影响,旨在为完善负水头灌溉技术体系和提高水资源高效利用等提供科学依据。[方法] 采用单盆单株的盆栽试验方法,利用负水头灌溉技术,研究了供水源位置对番茄长势、灌水量、产量和水分利用率的影响。[结果] 负水头供水源位置对于番茄的生长和水分利用率有显著影响。与双盘埋设于根系两侧并交替供水相比,单盘竖向埋设于根系一侧供水和供水盘水平埋放于根系底部供水的单株产量分别增产14.3%和0.5%;根系两侧并交替供水的番茄植株生长趋势和地上部植株干物质量相对较小,但与其他两种供水位置相比其根冠比均提高33.3%;另外,根系两侧并交替供水的单株番茄总灌水量可降低24.7%和17.4%,较其他两种供水源位置的单侏水分利用率分别提高43.8%和14.8%;根系趋向供水源处生长。[结论] 不同的负水头灌溉水源埋设位置显著影响番茄生长的参数是不同的,就设计的试验组次而言,在有效利用水资源,促进番茄植株生长和提高番茄产量等方面,双盘埋设于根系两侧并交替供水的方式最优,能有效降低灌水量,提高水分利用率,是最优处理,可以在实践中予以推广。