基于地下水合理埋深的井渠结合灌区水资源联合调控

以泾惠渠灌区为例,针对井渠结合灌区地下水超采及地下水位上升而导致的农田灌溉水环境等问题,从水位调控水量的角度出发,提出了基于地下水位合理埋深的水资源调控模式。在确定不同水文地质单元和不同植被类型条件下地下水位合理埋深上下限的基础上,结合PSO-RBF神经网络对地下水位埋深预测的结果,设计了基本、节水两种水资源联合方案,对不同保证率下的灌区水资源进行了联合调控。结果表明:泾惠渠灌区地下水位合理埋深上限介于1.76~3.50m,下限介于8.7~25.0m,不同水文地质单元、植被类型的水位埋深上下限值差异较大;水资源联合调控时,局部地区出现地下水超采,需加强节水灌溉和多水源的联合调控。     

不同水分条件下冬小麦浅层地下水利用试验研究

使用蒸渗仪群开展了冬小麦对浅层地下水利用试验,讨论了在降雨、灌溉和不同地下水埋深等多种水分条件下冬小麦对浅层地下水的利用规律,并确定了适宜冬小麦生长的地下水埋深上限和相应的合理灌水量。结果表明,从返青至收获期,在40~150 cm埋深范围内,无灌溉无降雨条件下地下水对作物腾发的贡献率可达到90.0%以上,而降雨和灌溉处理的地下水贡献率减小到54.0%~78.9%。另外,无论是否有降雨影响,随着地下水埋深的增加,地下水贡献率都降低。试验结果还表明,150 cm是适宜冬小麦生长的地下水埋深上限,每公顷穗数较大是冬小麦产量高于其他埋深处理的主要原因。从返青至灌浆期,在150 cm埋深下,只需在拔节期灌水约60.0 mm,冬小麦产量就可达到8 846 kg/hm2,在无灌水和降雨时产量可达到拔节灌溉处理的80.0%左右。     

非饱和带地下水溶质运移模拟理论研究

通过非饱和带地下水中溶质运移的理论基础的研究,介绍了非饱和带内溶质运移模拟的研究方法及影响因素,在此基础上建立了非饱和带水流模型以及溶质运移的数学模型,并介绍了模型的求解方法有限差分法及其求解原理。同时介绍了影响非饱和带内溶质运移的相关参数及多种边界条件,研究了典型特征参数的设定及影响因素。指出了非饱和带溶质运移的理论研究意义,并举例提出了相关建议措施。     

农业区地下水位动态变化预测的支

当观测资料的数据量少而又存在多个相互影响或关联的变量时，常用的回归预测模型不能全面考虑多个变量。在地下水位动态变化预测中应用了一种新的方法——支持向量机方法(SVM ) , 该方法属于机器学习理论发展的最新阶段, 具有专门针对有限样本、算法复杂度与样本维数无关等优点。针对一些农区井灌水稻规模扩大而引起地下水资源紧缺的情况，以某井灌水稻地区地下水动态观测资料为研究对象，运用支持向量回归模型，描述其地下水动态变化趋势。     

磴口县地下水空间异质性分析及其对景观格局变化的响应

应用地统计学和地理信息系统方法,分析内蒙古自治区巴彦淖尔市磴口县地下水埋深对景观格局演变的响应。首先,通过半变异函数模型分析了磴口县地下水埋深的空间异质性特征,进而利用克里金插值对研究区2008、2016年的地下水埋深空间分布进行了拟合;其次,基于磴口县2008年与2016年的景观格局分布数据,研究了其景观格局演变特点;最后利用GIS叠加分析手段,将地下水埋深变化与景观格局演变数据进行耦合,分析了地下水埋深对景观格局演变的响应机制。研究结果如下：①空间上,磴口县地下水埋深大体遵循由东北向西南逐渐加深的趋势,研究时段内其空间异质性呈上升趋势,空间异质性中的随机扰动增强。②县域主要景观类型为林地,其次为沙地、裸地与水体,研究时段内建筑用地与水体增加明显,耕地与沙地略有减少。③景观格局演变对地下水埋深有较明显的影响,建筑用地的扩张使其加深,地表灌溉系统的不断完善使其上升。总体来看,磴口县地下水资源利用效率有较明显的提高。     

基于组合赋权的改进尼梅罗指数法在地下水水质评价中的应用

针对传统尼梅罗指数法中单项组分评分值Fi不连续,以及过分突出各单项组分最大评分值Fmax的问题,以熵权法和二项系数法组合赋权的方式对尼梅罗指数法进行改进,并以彭州川西气田部分水质检测结果为基础进行水质评价。评价结果表明,改进的尼梅罗指数法解决了传统方法中Fi值不连续和过分突出Fmax的问题,评价结果符合实际且在5个水质级别中的分布更加连续、均匀。     

环境变化对河北省水资源量的影响

分析了气候变化、地下水超采、地表径流及粮食产量变化等方面对水资源的影响，结论认为，在新一轮水资源评价中，要充分考虑环境变化对水资源量的影响，加强地下水位大埋深条件下地表产流量、地下水补给量以及作物产量水平提高对水资源影响的实验研究，以提高新一轮水资源评价成果的精度。     

易涝易渍农田地下水动态特征

地下水动态是评价易涝易渍农田生产稳定性的重要指标,基于湖北四湖流域大量调查观测资料对此进行了研究。结果表明,易涝易渍农田地下水位存在明显的年、季差异,呈现出一定的波动性,在不同季节以及不同水平年间波动幅度不大,绝对偏差一般只有1 0~2 0 cm左右,最大不超过4 0 cm,地下水位呈现出在高水位上波动的特点;从微地形地貌看,沿江地势较高的农田其地下水平均埋深和地下水位波动与地势低洼的滨湖农田明显不同,前者明显大于后者。在较大尺度上当降水很接近时,农田地下水埋深随微地貌分异并不显著;对于水网密织的南方平原湖区,农田地下水位变化与周边水体相联系并受其影响,在农田涝渍防治中必须处理好农田与周边水体的关系。     

Contamination of shallow groundwater system and soil-plant transfer of trace metals under amended irrigated fields

This study focuses on experimental pilot assessment of contamination of shallow groundwater systems and soil-plant transfer of trace metals under amended irrigated fields. The study approach involved a pilot experimental (greenhouse) set-up of organo-mineral amended test plots/troughs (40 cm × 47 cm × 46 cm) planted with two common vegetable crops (Amaranthus hybridus and Abelmoschus esculentus) and irrigated with wastewater. In addition to the geochemical analyses of the primary un-amended and amended soils before planting as well as residual soils after harvesting, measurements of the physico-chemical parameters and chemical analyses of trace metals concentrations in irrigation leachates and harvested vegetable tissues were also undertaken following appropriate standard sample preparation and analytical methods.The results of the geochemical analyses carried out on irrigation leachate samples collected during the sprouting stage revealed that most of the analyzed trace metals in the collected leachates exhibited 2-10 folds depletion (except for Cu and Co with enrichment of about 1.5-3 folds) compared to the initial wastewater used for irrigation. A situation attributed to uptake/bioaccumulation of these metals and selective enrichment in the residual soils as well as to leaching by infiltrating irrigation water. Nonetheless, the observed higher trace elements concentrations in the second sets of leachates collected during harvesting stage compared to the first sets of leachates collected during the sprouting/vegetative stage is an indication of higher plant uptake during sprouting/vegetative stage or initial sorption/complexation of biosolids amendment before later vertical re-mobilization by infiltrating irrigation water.Although, virtually all of the analyzed metals exhibited elevated concentrations (2-173 ppm) in both A. hybridus and A. esculentus, a closer evaluation revealed 1.2-8.2 folds enrichment of Cr, Co, Ni, Cd, Cu, and Pb in A. esculentus compared to that of A. hybridus, an indication of the fact that phyto-accumulation of trace metal is plant-specific and dependent on physiological set-up. The overall evaluation had clearly demonstrated the potential danger of bioaccumulation of toxic trace metals under biosolid amended soils as well as impacts of irrigation-induced leaching on the shallow groundwater quality, while the need to evolve a sustainable agricultural practices is also highlighted.

Capsule

Organo-mineral amendment can lead to trace metal bioaccumulation (in plants) and irrigation-induced leaching to shallow groundwater system.     

关闭自备井对宝鸡市区地下水动态影响研究

通过选取宝鸡市区八大水源地多眼观测井1999年以来的动态资料,深入研究了宝鸡市自备井关闭前后地下水位动态变化规律,并利用线性回归法确定了宝鸡市区年地下水年开采量与平均水位埋深之间的相关关系。结果表明市区地下水开采是影响水动态的主要因素。最后得出结论：宝鸡市可以通过关闭（开启）自备井调控地下水位保持在合理的区间,进而改善地下水质,实现水资源持续利用以及水环境保护的和谐发展。