基于GIS的陕北风沙滩区地下水资源评价系统研究

以黄土高原风沙滩区为例,采用数据库技术和电子地图技术,并利用均衡法,建立风沙滩区所需要的水资源评价系统.系统具有该地区经济状况、水文地质参数、地下永动态状况等数据的管理和地下水资源数量评价等多种功能.陕北风沙滩区总补给量为151 804×10m4/a,总排泄量为162 612×104m3/a,多年平均地下水资源量为145 125×10m3,与历次水资源评价相比,本次评价结果准确可靠,可作为榆林能源化工基地建设用水依据.     

基于标准化降水蒸散指数的甘肃省干旱时空特征分析

为明确气候变化条件下甘肃省不同时间尺度的干旱特征,选用1951-2015年甘肃省33个气象站点逐日气象数据,计算了不同时间尺度的标准化降水蒸散指数SPEI,同时结合Mann-Kendall突变检验、复小波分析、经验正交函数分解、旋转经验正交函数分解等方法,对甘肃省65 a来干旱时空格局特征进行了分析。结果表明：在年际变化趋势方面,甘肃省干旱情势为由干变湿再变干,近年干旱趋势逐渐加重;四季均呈现由干变湿然后变干的趋势,近年春季变干趋势显著;干旱强度在全省范围内主要为轻旱和中旱等级,并表现为局域性轻旱和全域性中旱。在周期性变化方面,甘肃省的干旱时间周期性强弱依次为39、13、7、22 a尺度,但不同时间尺度表现出了不同的干湿震荡规律。在空间格局方面,甘肃省整体上呈西北部干旱缓解、东南部干旱加剧的趋势;春季干旱加剧最明显,冬季次之,夏季和秋季干湿状况基本相似。按照干旱区域敏感性强弱可将甘肃省分为东南地区东部（Ⅰ区）、西北地区（Ⅱ区）、中部地区（Ⅲ区）和东南地区西部（Ⅳ区）,其中Ⅲ区呈干旱缓解趋势,其他地区基本呈干旱加剧的趋势。     

基于SIMDual_Kc模型估算非充分灌水条件下冬小麦蒸散量

为研究关中冬小麦植株蒸腾和土壤蒸发规律,利用2 a冬小麦小区控水试验实测数据,率定和验证了双作物系数SIMDual_Kc模型在关中地区的适用性.用大型称重式蒸渗仪的实测蒸散量值(或水量平衡法计算值)与模型模拟值进行对比.结果表明:SIMDualKc模型可较准确地模拟关中不同水分条件下冬小麦蒸散量,且模拟精度较高.模型估算的平均绝对误差为0.643 3 mm/d.模型估算的冬小麦初期、中期和后期的基础作物系数分别为0.35,1.30,0.20.另外,模型还可以较准确地估算不同水分供应条件下的土壤水分胁迫系数、土壤蒸发量和植株蒸散量.冬小麦整个生育期,土壤蒸发主要发生在作物生育前期,中期较低,后期略微增大;植株蒸腾主要发生在作物快速生长期和生长中期,整个生育期中呈先增大后减小的趋势.     

日光温室内光合有效辐射基本特征分析

基于日光温室内观测的辐射资料,对光合有效辐射特征及对作物的影响进行研究分析.结果表明:温室内日光合有效辐射累计值与日水面蒸发量呈较好的线性关系,相关系数为0.7974;日光温室内作物光合速率随光合有效辐射上升到一定程度后,将不随光合有效辐射的增加而增加;叶片细胞液质量分数与光合有效辐射日变化均呈单峰型曲线,叶片细胞液质量分数相对于光合有效辐射有明显的滞后现象;日光温室内冬、春季晴天及阴天的太阳总辐射Q和光合有效辐射(PAR)日变化均为单峰型曲线,晴天和阴天太阳总辐射和光合有效辐射日变化趋势一致,阴天比晴天小;2007年秋季和2008年春季日光温室内小型西瓜的光合有效辐射利用率分别为6.38%和6.31%,高于大田作物的光合有效辐射利用率值.     

枣树间接地下滴灌根区土壤盐分运移规律研究

通过小区试验研究了间接地下滴灌条件下密植枣树根区不同方向(水平及垂直方向)、不同土层盐分质量比的变化特征,及导水装置直径(50、75、90 mm)和灌水量(9、13、17 L/(棵·次))对枣树根区土壤盐分运移的影响。结果表明:经过一段时间后,垂直方向10~40 cm土层盐分质量比较低,0~10 cm土层盐分质量比最高;水平方向10~50 cm各土层盐分质量比随与出水口水平距离的增加而增大。在单次灌水后导水装置直径一定时各土层脱盐率随灌水量的增加而增大。当灌水量一定时,10~40 cm土层脱盐率随导水装置直径的增加呈减小的趋势,0~10 cm、40~50 cm脱盐率随导水装置直径增大呈低-高-低的趋势。在7—9月份,当导水装置直径为75 mm,灌水量为13、17 L/(棵·次)时,0~50 cm土层土壤平均盐分质量比均较低而且变化幅度较小。综合考虑节水、抑盐效果,确定导水装置直径为75 mm,灌水量为13 L/(棵·次)为适宜的间接地下滴灌灌溉模式。     

基于平稳小波变换的冬小麦覆盖度高光谱监测

在2010与2011年度冬小麦生长季,通过大田小区试验,实测了冬小麦冠层的高光谱反射率与覆盖度。分析了不同覆盖度下的冬小麦冠层光谱特征以及不同生育期冬小麦冠层光谱反射率与覆盖度的相关性,建立了基于归一化植被指数(NDVI)与比值植被指数(RVI)、小波能量系数的不同生育期冬小麦覆盖度估算模型。结果表明:覆盖度越大,冬小麦光谱反射率在可见光波段越小,在近红外波段越大。在可见光波段,光谱反射率与覆盖度负相关,在"红边"处,由负相关变成正相关。在返青期、拔节期,NDVI估算效果好(R2为0.835 9、0.805 7);在抽穗期、灌浆期,RVI估算效果好(R2为0.803 1、0.829 4)。在返青期、拔节期、抽穗期、灌浆期,以高频、低频小波能量系数为自变量的冬小麦覆盖度估算模型的R2分别达到0.911 2、0.895 4、0.880 2、0.927 5。     

应用负轮理论分析无定河流域气象干旱

利用无定河流域14个气象台站1970-2004年的4-9月的降水资料,应用负轮理论对流域气象干旱进行了研究.结论表明,无定河流域各站丰枯变化趋势基本一致;以少水状态的频率出现最多;流域负轮周期以3、4年居多.     

滴灌入渗土壤水分分布的数值研究

采用Brandt点源入渗柱状流物理模型和非迭代的交替向隐式差分法与牛顿迭代法相结合的数值方法对杨陵黏壤土滴灌水分入渗过程进行了模拟，并同室内实验结果进行了对比。结果表明在小滴头流量条件下，数值模型能够精确地用于对滴灌入渗湿润锋、湿润体内含水率分布的模拟。由于本模型在对入渗边界条件的处理上忽略了地表积水的体积．在大流量条件下，地表积水区域大且其形成主要发生在入渗的开始阶段，导致该阶段数值模拟的湿润体内水量较实际值偏低25％。     

新疆阿拉尔灌区土壤水盐运移特征研究

盐分的淋洗是阿拉尔灌区农业生产的重要环节.通过室内垂直入渗试验研究了淋洗水量和土壤初始含水量对阿拉尔灌区土壤脱盐状况的影响.结果表明,土壤含盐量分布和土壤盐分浓度随土层深度的增加呈指数函数增加,随土壤初始含水量的增加而减少,并且Cl-浓度也随土层深度的增加而增加.这为阿拉尔灌区设计合理的淋洗水量提供参考.     

皇甫川流域水沙变化特点及其趋势分析

以地处多沙粗沙区的皇甫川流域为例,采用实测资料,对其水沙量进行了统计分析.采用滑动平均法,Mann-Kendall非参数秩次相关检验法.对控制站皇甫站水沙变化趋势进行了研究.结果表明:在一定显著性水平下,皇甫川流域径流与泥沙在多年变化中均呈明显下降趋势.最后,针对影响水沙变化的降水与人类活动因素,应用不同时段的雨-水-沙关系,结合双累积曲线的变化过程,定量计算了不同时段的水沙衰减量以及由于雨水衰减影响和水土保持影响的减沙量所占比重.