基于逐步递归关联维数的区域水文序列复杂度计算

为充分挖掘区域水文序列复杂性特征,以建三江分局8个农场地下水监测资料为依据,采用饱和关联维法和菱形邻域内逐步递归G-P算法确定各农场逐月地下水埋深序列关联维数,并最终给出地下水埋深序列关联维数排序。结果表明：青龙山农场17队地下水埋深序列关联维数值最大,地下水波动情况最复杂,勤得利农场7队和洪河农场8区次之,八五九农场1队序列复杂性最弱。研究成果为区域水文过程复杂性研究提供了一种研究模式,为实现区域地下水资源可持续利用提供了科学依据。     

基于排列熵的城市化区域地下水系统复杂性测度

以黑龙江省哈尔滨市为例,运用排列熵(PE)测度了该地区10个区域6年(2008-2013年)逐日地下水埋深序列的复杂性特征,并分析了下垫面条件对地下水水文系统的影响。结果表明:巴彦、宾县、依兰三个区域地下水埋深序列复杂性为Ⅰ级,说明这3个区域的预测难度大;市区、方正、尚志、通河、延寿5个区域地下水埋深序列复杂性为Ⅱ级,说明这5个区域的预测难度一般;木兰、五常两个区域地下水埋深序列复杂性为Ⅲ级,说明这两个区域的预测较为简单。通过将山地地形面积比例、水域比例与地下水埋深序列之间的相关分析,可知二者对地下水水文系统复杂性有重要影响。研究揭示了区域地下水埋深序列复杂性空间分布并分析可能影响的因素,为今后水文系统复杂性测度研究提供了新思路。     

区域地下水系统复杂性测度及其对模型预测精度的影响

针对以往区域地下水研究中忽视系统复杂性,致使分析结果不合理的弊端,以Kolmogorov熵定义系统的复杂性,采用建三江分局15个农场1997-2010年逐月地下水埋深观测资料,基于遗传编程(GP)算法对各农场地下水系统复杂度进行了计算,确定了复杂性排序,复杂性分析结果显示:七星农场复杂性最强,其次为浓江农场,二道河农场复杂性最弱,且建三江分局地下水系统复杂性呈现北部偏高、中部偏低、南部居中的分区特征。同时引入EMD-RBF神经网络模型,以Kolmogorov熵计算结果为依据,进一步探讨了系统复杂性对于模型预测精度的影响,指出复杂性与模型预测精度存在相关性关系,并对地下水预测模型的研究提出了建议,指出可以将复杂度作为建模参考因子。研究结果为现有预测模型的改进以及新方法的提出提供了参考,为区域地下水资源的科学管理乃至农业的可持续发展提供了科学依据。     

基于AHP的三江平原地下水人工补

近些年来,由于水田面积迅速增加,三江平原地下水位普遍下降,“吊泵”和局部超采现象时有发生,并引发了一系列水环境问题,因此,三江平原地下水资源动态平衡急需恢复。为解决上述问题,以黑龙江省农垦红兴隆分局为例,采用层次分析法（AHP）对地下水人工补给方法进行分析和排序,提出当地最佳地下水人工补给方法为大口井回灌,为红兴隆分局乃至整个三江平原地下水人工补给实践和农业可持续发展提供了科学依据。     

基于AHP的三江平原地下水人工补给方法研究

近些年来,由于水田面积迅速增加,三江平原地下水位普遍下降,“吊泵”和局部超采现象时有发生,并引发了一系列水环境问题,因此,三江平原地下水资源动态平衡急需恢复。为解决上述问题,以黑龙江省农垦红兴隆分局为例,采用层次分析法（AHP）对地下水人工补给方法进行分析和排序,提出当地最佳地下水人工补给方法为大口井回灌,为红兴隆分局乃至整个三江平原地下水人工补给实践和农业可持续发展提供了科学依据。     

气候变化与人类活动对地下水埋深变化的影响

以通辽市科尔沁区为研究区,利用累积距平、M-K突变检验和累积量斜率变化率比较法,对降水量变化与地下水埋深变化进行突变检验,定量评估研究区气候变化与人类活动对地下水埋深变化的贡献度。结果表明:地下水埋深多年来呈显著上升趋势,降水对地下水埋深动态变化的影响存在明显的滞后现象,滞后期为3 a;研究区地下水埋深与降水量突变点为1998年,前期1980—1998年为基准期,后期1999—2016年为影响期;研究区气候变化对地下水埋深变化影响的贡献度为24.5%,人类活动对地下水埋深变化影响的贡献度为75.5%,人类活动是造成地下水埋深下降的主要原因。     

生态脆弱草原区地下水位对降水要素变化的响应北大核心

降水是生态脆弱草原区地下水系统的关键补给源,研究地下水位对降水强度、降水次数等降水要素的响应特征对揭示草原生态系统"四水"转化规律具有一定的指导意义。以锡林浩特市典型草原为研究区,基于M-K检验将地下水位长时序变化过程划分为浅埋期和深埋期,通过Poisson分布模型及其改进模型分析降水强度、降水次数等降水要素的时序演变规律,定量研究地下水位对不同降水要素的响应程度。研究结果表明,锡林浩特市各个观测井地下水位呈逐年下降趋势,地下水埋深整体较浅,对降水要素的响应程度由强至弱依次是日均降水强度、降水次数和次雨深,其中农场三队和欣康村监测井的水位对降水要素变化最为敏感;2001年左右,区域地下水位步入深埋期,水位降幅显著,埋深增加导致包气带增厚,延缓了降水入渗补给过程,地下水位对各个降水要素的响应程度也不断减弱。     

玛纳斯河下游灌区地下水埋深变化特征及成因分析

根据新疆玛纳斯河下游莫索湾灌区具有代表性的14个长期观测井多年(1998—2010年)地下水位数据,运用水量均衡法和Mann-Kendall突变检验法分析了灌区地下水埋深动态特征及成因。结果表明,研究区除147团地下水埋深略有减小外,其他各区地下水埋深均呈增大趋势,其中150团地下水埋深增大最为明显。灌区地下水埋深变化存在时空差异,并且在2004年之后的不同年份出现了变化趋势转折,其根本原因是受到了灌溉入渗和地下水开采的影响。灌区地下水埋深年际、年内变化基本都呈现出人工-自然双重影响下的变化特征,年内变化最为明显,且不同区域影响地下水位变化的主次因素有所不同。总体而言,人类活动已经成为玛纳斯河下游灌区地下水埋深变化的主要驱动力,其次是自然因素,其中灌溉入渗、地下水开采和潜水蒸发是影响研究区地下水埋深变化的主要因素。     

集对分析法在三江平原井灌区地下

近些年来,由于水田面积迅速增加,导致三江平原井灌水稻区地下水位普遍下降,“吊泵”、局部超采现象时有发生,因此,应加强三江平原地下水资源的科学管理。为解决上述问题,以红兴隆分局为例,应用集对分析理论,对红兴隆分局下属12个农场2006年的地下水资源承载力进行了综合评价。结果表明：八五二、双鸭山、曙光、北兴、红旗岭五个农场的地下水资源承载力为Ⅰ级,仍有较大的承载力;友谊、五九七的地下水资源承载力为Ⅰ～Ⅱ级,八五三、宝山的地下水资源承载力为Ⅱ级,地下水资源开发利用已有相当规模,但仍有一定的开发利用潜力;而饶河农场的地下水资源承载力为Ⅱ～Ⅲ级,二九一、江川农场的地下水资源承载力为Ⅲ级,地下水资源承载力已接近饱和。研究结果为红兴隆分局乃至整个三江平原地下水资源的保护及可持续利用提供了科学依据。     

生态脆弱草原区地下水位对降水要素变化的响应

降水是生态脆弱草原区地下水系统的关键补给源,研究地下水位对降水强度、降水次数等降水要素的响应特征对揭示草原生态系统"四水"转化规律具有一定的指导意义。以锡林浩特市典型草原为研究区,基于M-K检验将地下水位长时序变化过程划分为浅埋期和深埋期,通过Poisson分布模型及其改进模型分析降水强度、降水次数等降水要素的时序演变规律,定量研究地下水位对不同降水要素的响应程度。研究结果表明,锡林浩特市各个观测井地下水位呈逐年下降趋势,地下水埋深整体较浅,对降水要素的响应程度由强至弱依次是日均降水强度、降水次数和次雨深,其中农场三队和欣康村监测井的水位对降水要素变化最为敏感;2001年左右,区域地下水位步入深埋期,水位降幅显著,埋深增加导致包气带增厚,延缓了降水入渗补给过程,地下水位对各个降水要素的响应程度也不断减弱。     

Uncertain water supply in an irrigated Mediterranean area: An analysis of the possible economic impact of climate change on the farm sector

Analysis of the possible economic impact of climate change at the local level is becoming increasingly relevant to agricultural policy, in terms of the definition of new measures to sustain adaptation of the farm sector. This study focuses on a Mediterranean agricultural zone to evaluate the economic impact of rainfall regime changes that modify the accumulation of irrigation water in a dam. The objective is to identify farm typologies that suffer more from rainfall changes, in order to target policy measures that increase farm sector capability to adapt to climate change. First, an analysis of historical series is conducted for precipitation. The decreasing trend in annual precipitation, as well as an increase in monthly rainfall variability, is shown to have a statistically significant influence on the regime of water accumulation in the dam. Density functions representing this regime are estimated for several periods, including the 1960s-1970s, the current time and a time interval that extends to 2015. A comparison of these functions reveals an increase in variability of water accumulation in the dam through time. Parameters of these functions are used in three models of Discrete Stochastic Programming to represent different expectations of irrigation water availability and to simulate the possible reaction of the farm sector in the study area to the different scenarios. The simulation results show that both income and employment are noticeably reduced in some farm typologies when scenarios with higher variability levels for water accumulation in the dam are considered. In addition, changes in the use of soil are seen, the use of inputs declines and the quantity of extracted groundwater increases.     

鄂托克前旗毛乌素沙地GSPAC系统水分动态分析

在分析地下水与土壤-植物-大气连续体GSPAC的关系基础上,系统探讨了沙地GSPAC天然植被水分系统关系,定量揭示了毛乌素沙地土壤含水率、降雨和地下水以及地下水与植被地下生物量的关系。结果表明:随着地下水埋深的增加,植被的地下生物量有明显的降低趋势;在地下水埋深小于1.8 m、降雨大于8 mm时对地下水产生不同程度影响。成果对沙地生态保护具有一定的指导作用。     

典型草原区河谷带地下水位对水均衡要素变化的响应

近几年锡林河流域开始进入降水偏丰周期,但地下水“入不敷出”的情况愈加明显,过量的地下水开采需求只能通过消耗地下水储蓄量来实现。基于水均衡原理和统计学方法分析锡林河平原区地下水位对降水量和开采量间的响应程度。研究结果表明,各个观测井对降水时序变化的响应差异较大,其中饲草料基地井与农场三队井地下水位变幅对降水较为敏感;水位埋深与开采量之间存在明显的正相关关系,从水位-开采量关系曲线变化趋势来看,随着地下水开采量增加,农场三队、饲草料基地和奶牛场的水位响应最明显;农作物大棚种植区地下水位主要受降水量与开采量共同作用,响应程度为51.16%,而饲草料基地受开采量影响最大,达到60.71%,压减灌溉饲草料地规模、调整集中连片布局为分散式利用是缓解农灌区地下水超采、促进农牧业安全发展的主要途径。     

干旱区降雨过程对土壤水分与温度变化影响研究

通过定点监测并结合统计方法分析了干湿交替时节一次降雨过程前后不同土地利用方式下土壤水分与土壤温度的动态变化特征.结果表明,降雨过程对土壤水分和土壤温度在时间动态变化和深度变化过程有着重要影响;降雨影响周期中土壤含水率在一定深度范围内有一次明显的升高过程,从降雨前到降雨后呈现低→高→低的变化趋势,其变异程度随着深度的增加...     

北方平原井控区雨水利用工程模式研究

将当地降水视为农业总水资源。通过建立土壤水库的概念和调控模型以及降雨入渗分析,揭示出北方平原井控地区汛期不同频率暴雨时,不同质地土壤的入渗、产流规律;建立了土壤水库、地下水库联合调控模型并进行了分析计算,定量地解决了北方平原地区三水转化和降雨多年调节问题;提出了北方平原地区对降水实行多年调节,实现三水联合调控的雨水利用工程模式。     

多普勒天气雷达资料在城市内涝预警的应用

多普勒雷达是灾害性天气如暴雨、冰雹等的监测预警预报的重要手段,也是定量估测高时空分辨率大范围降水的先进工具。通过广州雷达站历史典型降雨场次的雷达资料来确定雷达定量估测的降雨量,作为东莞内涝模型监测预警的降雨数据输入,进行东莞城区内涝预警监测。用基于一维及二维非恒定流的基本控制方程的内涝模型系统算出典型场次暴雨的东莞城区内涝积水深度(风险级别)。实例研究表明,应用天气雷达估测降雨结果应用于城市内涝监测预警的优势效果,即充分发挥雷达探测降雨的优势,为内涝的监测预警延长了预见期。     

Supplemental irrigation — a safeguard technique for successful cultivation of Monsoon rice (Transplanted Aman) in Bangladesh

The study was conducted in Monsoon (Transplanted Aman) at BRRI farm, Joydebpur, from 1978–1987, to determine the impact and viability of supplemental irrigation. The results of 8 years of experimentation indicate that the impact of supplemental irrigation mainly depends on rainfall distribution patterns and the last precipitation of the season. Generally, the late transplanted crops suffer from moisture stress when the last rainfall ceases by the first week of October. Under this situation, one timely supplemental irrigation of 60 mm could produce about 58% more yield, and the consequent benefit cost ratio of supplemental irrigation would be 5.3 to 14.5, which is highly profitable. The study reveals that if the last rainfall continues up to the third week of October, the supplemental irrigation is still profitable. When sufficient rainfall occurs in November, there is no need for supplemental irrigation, even in late transplanting, and continuous standing water is not required for rice cultivation provided the rain water can be managed properly.Abbreviations BADC Bangladesh Agriculture Development Corporation - B/C Ratio Benefit Cost Ratio - BRRI Bangladesh Rice Research Institute - HYV High Yielding Variety     

黑龙港地区降雨与土壤含水率的动态变化

黑龙港地区土壤剖面含水率变化规律为双峰型,降雨对土壤含水率主要影响深度在0～30 cm土层;降雨前后土壤含水率的变化主要是受到土壤特性、土壤初期含水率和降水影响,其中降水对当地土壤含水率的主效应约为85%;0～190 cm深土壤内降雨入渗产生的土壤水分占自然降雨的85%～90%,在玉米生长期次降雨影响周期大约为5 d.     

Irrigation scheduling and water availability at watercourse command

A model that simulated the irrigation schedules of a farm at watercourse command was developed to predict net farm return, benefit-cost ratio, water use, percent water utilized, deep percolation, rainfall contribution and net return per unit of water applied including rainfall. Schedules for three selected farms on a watercourse command of Tw #62394L from MONA, Sargodha, Pakistan were simulated with 3 fixed-rotation and 2 demand strategies to evaluate the allowable soil water depletion criteria. Evaluation of the simulations (1973–82) showed that the water availability reduced the net farm return of 15 and 31% at the middle and tail farms, respectively, from that of the head farm. Therefore, the existing water allocation procedure (WARABANDI) should include watercourse conveyance losses to provide equitable water distribution on a watercourse command. Demand water availability can increase the net farm return of 25 and 26% in strategies 4 and 5, respectively, by changing the fixed-rotation system to a demand system. Changing the fixed-rotation system to a demand system requires either the use of existing private tubewells or the installation of new private tubewells.     

不同集雨面及水窖形式下的窖水水质分析

对不同集雨面及水窖形式下的水窖水质状况开展系统试验研究.试验结果表明,由机瓦屋顶为集雨面、地下形式的蓄水水窖条件下,窖水水质最优.该结论为农村地区开展以生活用水为目的的雨水集蓄利用工程形式的选择提供了依据.