基于耗水平衡分析的区域水资源管理

传统的供水管理和需水管理难以满足水资源可持续利用的要求,从耗水管理角度出发,以区域耗水平衡为理念,采用SWAT模型对河北省馆陶县基于蒸腾蒸发(ET)的水资源管理进行了分析,模拟了小白龙灌溉、低压管灌和喷灌3种不同节水灌溉方式下分别对应的6种作物种植结构调整模式(共18套水资源管理方案)的区域耗水水平。研究结果表明,低压管灌和喷灌两种节水灌溉方式对于减少区域ET量的作用与其所减少的取水量相比差距较大,真实节水效果并不十分显著。影响区域ET的主要因素是降水,区域ET量在湿润年份明显要高于干旱年份。这一规律并不随着灌溉方式和作物种植结构调整而发生根本性变化。灌溉对冬小麦生育期ET量的影响要显著高于对玉米生育期ET量的影响,减少冬小麦种植面积可以有效降低区域ET量。因此,馆陶县实现区域耗水平衡的最佳灌溉管理方案是灌溉方式为喷灌、冬小麦种植面积减少20%且全部改种为棉花。研究结果可为区域水资源管理和水资源高效利用提供参考。     

基于遥感ET数据的辽宁地区典型农作物生育期耗水规律分析

遥感ET数据可实现灌区主要农作物大尺度、高精度以及连续性的耗水监测,结合辽宁中东部地区20世纪80年代、20世纪90年代以及21世纪初遥感ET数据及实测降水数据,对辽宁地区典型3种农作物主要生育期耗水规律进行分析。结果表明:玉米耗水率最高,年耗水量为202mm,高耗水期主要在孕穗期,水稻耗水率最低。典型作物生长期耗水规律成果对于制定农业节水规划具有重要的参考价值。     

基于遥感监测ET的馆陶县主要农作物耗水规律研究

农业节水管理的目标之一是减少灌溉区无效水分蒸发,提高水分利用效率,增加农作物产量。基于遥感监测ET技术,可实现灌区大范围、高精度、连续性的水分消耗监测。根据遥感监测ET及有效降水数据,对河北省馆陶县冬小麦、夏玉米和棉花3种主要农作物进行耗水分析,获得作物的耗水规律,为农业节水管理提供依据。     

海河流域ET耗水量分布特征研究

海河流域属于资源性严重缺水地区,近年(2002一2008年)年均降水量495.7mm,而同期平均耗水量(ET)511.1mm。随着海河流域经济社会的快速发展,水资源需求日益增加,加剧了流域内水资源的供耗矛盾。基于遥感监测反演的海河流域ET耗水信息,分析流域内ET耗水量的时空分布规律、下垫面条件对ET耗水的影响等,可以为节水、高效用水及基于耗水的水资源管理提供数据参考。     

应用遥感监测ET技术实现北京市农业用水的可持续管理

地表蒸腾蒸发值(ET)是北京市农业用水最主要的消耗量,利用遥感技术监测ET值不仅可以制定合理的区域灌溉用水定额,提高地表与地下水的监测与管理水平,而且可以对农业用水效率、灌溉管理、节水效果做出切合实际的评价,同时可为政府部门进行流域水资源管理和区域水资源利用规划提供决策依据。     

遥感反演蒸散发在灌溉用水管理中的应用综述

农田灌溉高效用水管理对农业生产及水资源可持续利用至关重要。气候变暖和社会经济发展对农业水资源的可持续利用带来重大挑战,农业生产集约化、标准化和信息化对发展高效节水灌溉、实现灌溉用水精细化管理提出了更高的要求。蒸散发可反映地表与大气的水分和能量交换以及作物耗水,在灌溉用水管理中发挥着关键作用。过去20年来随着遥感对地观测技术不断发展,蒸散发遥感反演和数据融合理论方法不断成熟,数据的时空分辨率和精度不断提升,显著扩展了遥感蒸散发在灌溉用水管理中的应用范围,在灌溉用水量估算等领域得到深度应用。本文在概述国内外蒸散发遥感反演和数据融合研究前沿及相关数据集的基础上,重点对遥感蒸散发在灌溉用水量估算、灌溉制度优化和灌溉效益评价等三个方面的应用场景,进行了系统梳理和总结,以期为农业水资源高效利用和精细化管理提供参考。     

宁夏灌区节水潜力的研究

通过广义水资源配置模型和平原区水循环模型的有机耦合，分析了宁夏的真实节水潜力——耗水节约量，并建立了宁夏平原区取用水节水与耗水节水二者之间的定量化关系。结果表明，宁夏耗水节水潜力远远小于取用水节水潜力。在宁夏平原区，随着水利用系数的提高，农业取用水量和耗水量不断减少，且减少幅度越来越小。随着水的利用系数的提高，农业取用水节水量和耗水量不断提高，且取用水节水量和耗水节水量的增加幅度越来越小。随着取用水量的减少，耗水量也逐渐减少，但减少幅度越来越小。当取用水达到极值点时，取用水量等于耗水量。随着取用水节水量的提高，耗水节水量也逐渐增加，但增加幅度越来越小，最后趋近于零。     

云南省农田灌溉用水定额拟定的初步探讨

文章简要介绍云南省在农业灌溉用水效率相对较低、灌溉试验资料缺乏条件、实行用水总量控制的最严格水资源管理目标的基础上,考虑工业用水、生活用水及生态环境用水量,按以水定灌的原则,根据未来灌溉以及农业节水纲要的目标发展需求,可供灌溉的水量,灌溉用水效率,以及近年灌溉面积发展趋势,结合可灌溉土地潜力,初步拟定云南省各州市农田综合灌溉定额指标。     

黄河流域强制性用水定额研究与思考

严格用水定额管理,从根本上抑制不合理用水需求,是当前缓解黄河流域水资源短缺问题的首要任务。强制性用水定额管理是《中华人民共和国黄河保护法》确立的一项基本制度,其核心目标是促进节约用水,强化节水监管,推进新阶段黄河流域节水工作高质量发展。在分析黄河流域现行用水定额管理的基础上,探讨了黄河流域强制性用水定额适用的行业范围,分析了相关法律法规要求,提出了开展强制性用水定额管理的建议,以期为黄河流域强制性用水定额管理制度的落实落地提供参考。     

ET管理是农业节水灌溉水资源管理的方向

ET是蒸发蒸腾耗水量的代号。ET管理即采取工程的、农业的和管理的综合节水措施,把节水灌溉项目区的耗水量控制在包括降水在内的水资源许可的范围内,实现水资源供耗平衡,可持续利用的目标。介绍了世行贷款项目农业节水灌溉一期项目实施ET管理概况及取得的主要成果。     

基于多源遥感数据和水量平衡原理的灌溉用水量分析

农业灌溉水量估算和区域农业用水的校核是用水统计、监管的难点。现行基于典型调查和定额推算的方法依赖统计人员经验,易受人为因素干扰,准确性难以控制;采用基于水量平衡的灌溉用水推算方法时,区域蓄水变量和耗水量等要素仅依靠传统地面监测条件难以获取。遥感技术能够解决水量平衡方程中区域蓄水变量和蒸散发的估算问题,可以提高水量平衡方法在计算灌溉用水中应用的可行性,但大多数遥感产品存在区域适用性和精度的问题,需要将多种产品结合,通过相互校验和组合控制误差;此外,遥感产品与水量平衡要素之间还存在一定程度的概念差异,需要进行匹配与转换。本文构建了一种基于多源遥感数据和水量平衡原理的灌溉用水分析方法,利用区域水量平衡方程检验多源遥感数据的一致性和可靠性,建立遥感数据与水量平衡要素的对应关系,选取合理的区域蒸散发数据,再利用田间水量平衡将总蒸散发分解为降水蒸散发和灌溉蒸散发,推算得到灌溉耗水量和灌溉用水量的合理范围。应用本文提出的方法进行山东省济南市2012—2015年灌溉用水分析,并与济南市水资源公报统计的农业用水进行对比,结果表明:在降水量接近多年平均的2012、2013、2015年,二者结果较为接近;在干旱的2014年,本文的分析结果与公报结果相差较大。结合同期农田作物长势、区域地下水位变化分析,认为该年份存在较大的灌溉用水,本文结果比较合理。本文方法可为校核区域灌溉用水统计数据的合理性提供技术支撑。     

基于可控蒸散发的狭义水资源配置

以流域"天然-人工"二元水循环模式和水资源优化配置模型为基础,构建针对区域目标蒸散发(ET)的狭义水资源评估模型。结合流域分区经济耗水和生态耗水计算方法,给出评估模型分析过程,提出基于可控ET的水资源可持续利用评价指标。以湟水干流为例,利用针对区域目标ET的狭义水资源评估模型,阐述当地近5 a水资源开发利用过程中存在的问题,为社会经济发展规划和水资源配置格局提供建议。实例应用表明,基于区域目标ET的狭义水资源评估模型,可为流域分区的水资源配置和管理提供依据。     

新疆干旱区田间水利用系数影响因素分析

依据新疆干旱区砂土地测坑小区的实测资料,对灌水定额、计划湿润层深度与田间水利用系数进行多因子相关分析,建立回归模型。结果表明:田间水利用系数与灌水定额负相关,与计划湿润层深度正相关,且与计划湿润层深度相关性较大,三者关系可用二元回归模型描述。该研究结果说明在作物灌溉制度的制定中,不应统一采用作物需水高峰期的有效湿润层深度作为计划湿润层深度进行计算灌水定额。根据作物不同生育期有效湿润层深度来确定灌水定额,可有效提高田间水利用率。     

作物生产水足迹量化方法与评价研究

农业用水效率评价是农业水资源管理的基础。作物生产水足迹有效的统一了旱作、灌溉农业以及不同尺度的水分利用效率评价指标,为农业水资源管理提供了新的评价指标与工具。本文在现有作物生产水足迹量化方法的基础上,提出了基于区域耗水量和区域用水量的作物生产水足迹量化方法,形成了三种适用于不同评价目标和尺度的量化方法。以中国大陆为研究对象,利用不同方法对小麦水足迹进行量化,探讨了三种方法的特点和适用性。研究表明三种量化方法具有各自的适用范围和科学内涵,基于田间作物蒸发蒸腾量所得到的作物生产水足迹能够反映田间尺度水分利用效率、农业资源禀赋;基于区域耗水量的计算方法能够反映区域尺度水分利用效率、农业资源禀赋和区域耗水特性;基于区域用水量的水足迹量化方法能够反映区域尺度水分利用效率、灌溉系统运行水平与农业生产用水量。鉴于三种作物生产水足迹量化方法的差异性,在进行水足迹量化评价时,需根据具体的研究尺度和评价目标确定作物生产水足迹量化方法,使量化和评价结果更为科学合理。     

大连市重点行业用水定额制定研究

在分析现有用水定额确定方法的基础上,针对大连市水资源严重短缺的实际状况,选用典型企业代表法和用水指标群半结构性识别方法相结合的方法,确定大连市重点行业的用水定额,以解决大连市目前相对滞后的用水定额与节水技术水平提高的错位,指导大连市的取用水管理,同时对其他类似城市用水定额的确定提供一定参考。     

基于SWAT 模型的区域蒸散发模拟及遥感验证

应用分布式水文模型进行灌区用水效率多尺度评价,可为灌区节水改造提供技术支持,本文运用SCE-UA算法在大兴试验站对分布式水文模型（SWAT）中的夏玉米-冬小麦轮作作物参数进行率定,对SWAT模型中蒸散发相关参数进行了敏感性分析,综合考虑农业灌溉措施和施肥措施,将模型模拟ET与遥感监测值进行对比验证.结果表明,SWAT模型模拟ET与遥感监测ET的确定性系数和Nash效率系数分别达到了0.91和0.90,模拟精度较高;不同的土地利用形式下,蒸散发变化显著,平均误差为6.9％.利用遥感监测ET数据有助于蒸散发的正确模拟,从而有效地提高水文过程的模拟精度.     

水源有限条件下作物合理灌溉定额的确定

给定农田腾发量ET与灌溉定额M间的关系时，分别以两者为自变量的作物水分生产函数在确定作物合理灌溉定额中的作用是等价的.作物产量与灌溉定额间的关系Y=Y(M)一般表现为二次抛物线型.本文揭示了在水源有限，整个灌区不能施行充分灌溉时，Y=Y(M)中的常数项a的正负性对作物合理灌溉定额的推求有决定性的影响.分别以整个灌区上的总净收益和总产量最大为目标，在假定仅种植单一作物，且地力及其它因素一致的条件下，给出了与Y=Y(M)中的常数项a大于或小于零以及灌溉水利用系数随灌溉面积变化与否相对应的作物合理灌溉定额的计算式。