基于水量平衡的宁夏引黄灌区广义生态耗水量计算

基于区域的水量平衡理论,对宁夏引黄灌区的广义生态耗水量进行计算,同时对灌区生态耗水量与灌区引黄水量的关系也进行了研究。研究结果表明:灌区各年的广义生态耗水总量差别并不大,没有表现出非常强烈的上升或下降趋势,耗水量的小范围变动与灌区引黄水量关系不明显。     

灌溉用水绝对缺水量最小目标函数

现行的灌区水资源优化配置模型中以整个系统水量损失最小（即供水量最大、缺水量最小）为目标函数的不在少数,但是在配水方式、路径等确定,且渠系输配水损失仅考虑沿程损失的条件下,按水量损失最小为目标的配水方法与传统的“水先到先得” 配水方法在本质上并没有多大区别。以经典的水力学公式为基础,从数学角度分析证明了这两种方法是建立在同样的理论基础上的。     

黄土高原半干旱区退耕地沙棘林密度调控

本文以黄土高原半干旱地区吴起县北部沙棘人工成林为研究对象,定位观测了沙棘林地林木蒸腾、土壤蒸发及土壤水分状况等,根据水资源承载能力确定退耕地沙棘林适宜密度及其动态调控。结果表明：沙棘林分生长季节内,丰水年土壤贮水量总体为盈余;平水年的同期降水不能满足林地蒸散消耗;枯水年土壤水分明显亏缺。该地区沙棘林稳定群落密度为1445株（丛）／hm^2,初植密度为2223株（丛）／hm^2。造林密度过大是造成土壤水分亏缺、植被生态效益和经济效益难以发挥的重要因素。     

冬小麦对土壤水分的生理响应研究

在冬小麦主要生育期,测定了6个不同水分处理的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)以及土壤含水率,分析了它们之间的相互关系,探讨了各生理指标在诊断作物水分状况的和可行性和发展潜力。结果表明：冬小麦各生理指标之间有着极显著的相关关系,蒸腾速率、光合速率和气孔导度相互之间的增大或减小是同步的,它们之间有着密切的线性关系,气孔导度直接影响蒸腾速率和光合速率,三者之间呈极显著正相关;土壤水分与蒸腾速率、光合速率、气孔导度呈显著或极显著正相关,当土壤含水量保持在田持的60％左右的时候,Pn/Tr最大,光合利用效率最高。     

城市水资源承载能力评价指标体系构建

以辽宁省朝阳市区为例,从水资源承载能力主体、客体和主客体耦合三个方面,构建水资源承载能力评价指标体系,给出了基于指标体系评价法的水资源承载能力分析结果,包括不同水平年水资源的总可供水量、承载水平和不同情景不同承载水平的临界年份及其可承载GDP总量和人口,为当地水资源的合理利用和社会经济可持续发展提供了科学依据.     

基于改进YOLOv5s和TensorRT部署的鱼道过鱼监测

为实现在复杂水体下对鱼道过鱼进行监测,提出了一种基于YOLOv5s的改进模型,并用TensorRT部署应用于某水电站鱼道现场。首先,针对水下图像模糊、目标检测困难的问题,提出了将Swin Transformer（STR）作为检测层,提升了模型对目标的检测能力;其次,针对鱼群密集、图像信息少的问题,将Efficient channel attention（ECA）注意力机制作为主干特征提取网络C3结构的Bottleneck,减少了计算参数并提升了检测精度;然后,针对检测目标定位差、回归不收敛的问题,将Focal and efficient IOU loss（FIOU）作为模型损失函数,优化了模型整体性能;最后将模型部署在TensorRT框架进行优化,处理速度得到了大幅度提升。基于实际采集的复杂水体数据集进行实验,结果表明,本文算法mAP为91.9%,单幅图像处理时间为10.4ms,在相同条件下,精度比YOLOv5s提升4.8个百分点,处理时间减少0.4ms。模型使用TensorRT部署后单幅图像推理时间达到2.3ms,在不影响检测精度的前提下,推理速度提高4.5倍。综上,本文算法模型在保证快速检测的基础上,具有较高的准确性,更适用于复杂水体下鱼道过鱼监测。     

降水对华北主要粮食作物灌溉需求影响特征

探明华北地区作物灌溉需求规律及主控因素是合理制定水资源规划,缓解该区地下水超采的重要依据。本文基于华北60个气象站近50年(1971—2020年)逐日气象资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式计算作物需水量,并分析降水对主要粮食作物(冬小麦和夏玉米)灌溉需求时空特征的影响。结果表明：在降水丰水年(25%),冬小麦作物灌溉需求指数I_RI以0.50～0.75区间的高度灌溉需求分布区为主,夏玉米则以0.25～0.50区间的中度灌溉需求分布区为主,分布面积比率分别为研究区的92%、86%;在平水年(50%),冬小麦I_RI以大于0.75的极高灌溉需求分布区为主,分布面积比率占56%,夏玉米仍以0.25～0.50的中度灌溉需求分布区为主,但分布面积比率扩大至100%;在枯水年(75%),冬小麦极高灌溉需求分布面积比率增大至97%,夏玉米则以0.50～0.75的高度灌溉需求分布区为主。降水量是影响I_RI的主控因素,随降水量的增大,不同区位I_RI均呈直线下降趋势,但对降水量变化的敏感性存在较大差异...     

基于SISM模型和畦灌技术的冬小麦最小灌水定额研究

为确定满足畦灌技术约束下的冬小麦最小灌水定额,采用地面灌溉水流运动模拟模型SISM,结合华北地区畦灌现状,考虑畦田长度、坡度、田面标准差、微地形空间分布差异及入畦单宽流量等要素,设计53.088种畦灌技术要素组合,以地面灌溉水流覆盖整个田块和最小灌水深度Zmin>0为控制条件,对不同技术要素组合下的灌水过程进行模拟,分析畦灌技术要素和灌水性能指标值的对应关系,结合畦灌数值模拟试验结果,提出3种代表性畦田长度（50、100、150 m）下田面标准差、坡度、入畦单宽流量等畦灌要素的建议范围。在不考虑畦田布置优化方案的条件下,3种代表性畦长畦灌最小灌水定额不宜低于84、117、148 mm;在地面灌溉技术及畦田布置方案优化的条件下,3种代表性畦长畦灌最小灌水定额不宜低于71、75、79 mm。     

基于全子集-分位数回归的土壤含盐量反演研究

为提高植被覆盖条件下卫星遥感对土壤含盐量的估测精度,以河套灌区解放闸灌域为研究区,以高分一号卫星影像为数据源,同步采集不同深度土壤含盐量,通过全子集筛选法(Best subset selection)分析不同波段和光谱指数对于不同深度土壤含盐量的敏感性,并采用人工神经网络(Artificial neural network,ANN)、支持向量机(Support vector machine,SVM)和分位数回归(Quantile regression,QR) 3种方法,构建全子集筛选前后0～20 cm、20～40 cm、0～40 cm、40～60 cm、0～60 cm等不同深度下的土壤含盐量反演模型。结果表明,B4、BI、SI1、SI3是0～20 cm、0～40 cm处土壤含盐量的敏感变量组合,B4、BI、NDVI为20～40 cm、40～60 cm、0～60 cm处土壤含盐量的敏感变量组合;在各深度下,分位数回归模型的精度最高,模型的决定系数R2c1、R2v1均在0. 4以上,均方根误差RMSEc1、RMSEv1均小于0. 4%,SVM次之,ANN最差;在20～40 cm深度下QR反演模型效果优于其他深度,为本文土壤含盐量估算的最优模型,其建模和验证的决定系数R2c1、R2v1分别为0. 611和0. 671,建模和验证均方根误差RMSEc1、RMSEv1分别为0. 177%和0. 160%。本研究可为卫星遥感大范围监测植被覆盖条件下土壤盐渍化程度提供参考。     

蔬菜水肥一体化研究进展分析

蔬菜属于需水、需肥较多的作物,合适的水肥协同配合可达到节水高产、增质的目的。为此,从水肥一体化对蔬菜生长、产量、品质、水分和养分利用效率等方面,就国内外已有研究成果进行了分析总结,基于目前的研究现状,提出我国有关蔬菜水肥一体化的研究一方面应向湿润地区发展,另一方面应向建立适合蔬菜的通用机理型模型、水肥一体化条件下需水需肥规律及区域蔬菜种植结构优化等方面深入研究和发展,并建议结合相关专业领域利用先进的技术手段建立水肥高效利用管理信息平台,以此来指导区域农业生产,这将会大大促进区域农业生产向高产、优质和高效方向发展。