前郭灌区节水改造工程削减农田面源污染物COD效果分析

水田退水携带的COD是河湖水体的重要面源污染物之一。经过对前郭灌区典型水田、地下潜水、排水干渠水体中COD的监测,并对近两年大规模开展的节水改造工程效果进行了分析,认为水田COD主要是通过地表径流和垂直渗漏两个方式迁移,其中退水导致的地表迁移占较大比例;节水改造工程减少了地表退水量,削减COD的效果较显著,削减率与在排水干渠实测的数据基本吻合,表明节水灌溉工程也是削减农田面源污染物COD的有效方式和可靠手段。     

西南岩溶灌区水文特性及其模拟模型的构建

从岩溶水文和灌区水文两方面分析了西南岩溶灌区水文的特殊性和脆弱性。针对西南岩溶灌区水文特点,在对自然流域水文模型SWAT改进的基础上,构建岩溶灌区分布式水文模型。建立的岩溶灌区分布式水文模型主要添加了表层岩溶带水循环模块、岩溶地下河汇流过程,改进浅层岩溶水计算方法、稻田水分循环模块、渠系渗漏计算模块,增加塘堰的灌溉功能等,并介绍了模型的流域离散方法和水循环结构。岩溶灌区分布式水文模型的构建可为西南岩溶灌区水文特性及其对变化环境的响应等研究提供有效的工具和手段。     

黄河下游引黄灌区主要河系硝态氮及铵态氮安全评价

以德州引黄灌区为例,探讨灌区主要水系部分水化学特征及硝态氮(NO-3-N)与铵态氮(NH+4-N)污染状况。结果表明,pH、电导率(EC)、NO-3-N及NH+4-N含量存在明显的空间差异。NO-3-N受人类活动影响,灌区北部卫运河-漳卫新河以及德惠新河污染严重,呈带状分布;而马颊河及徒骇河受引黄水补给的影响范围较广,污染程度相对较低。NH+4-N污染除卫运河外,主要呈点源分布,各水系均有超标河段,而影响NH+4-N的可能因素更多,有待进一步深入研究。本研究为评价该区引黄灌渠对NO-3-N和NH+4-N的影响提供科学依据。     

新疆灌溉渠系水资源优化配置技术分析

研究了渠系优化配水模型一般形式和求解方法,及优化配水模型的应用、管理中存在的问题;论述了灌溉水量配置不合理现象;分析了灌溉水的利用率及其利用效率低下的原因,对进一步研究建立干旱灌区渠系水量优化调配模型具有借鉴意义.     

地埋滴灌在沙土地的水分运移试验研究

针对沙土地地区降雨少、蒸发大、田间持水量小的特点,在王杨兴沙土地进行了地埋滴灌试验,在测坑剖面测量了湿润峰在横向和纵向上的变化幅度,利用TDR测量了含水率随时间的变化,分析了不同灌水量、不同埋管间距对水分在沙土地中运移的影响。结果表明:湿润峰在相同灌水量下,埋管间距越小、湿润峰越大、交汇面积越大,形成的湿润层越厚;在相同间距下,灌溉水量越大、湿润峰纵面上扩散面积越大、湿润层越厚。土壤水分的变化在垂向上呈近似二次曲线分布,且随时间的推移水分的变化逐渐趋于水平。本研究初步了解了沙土地地埋滴灌条件下水分的运移规律,为在沙土地区推广节水灌溉提供依据。     

旱灾农业损失动态评估模型及灌溉效益评估研究

旱灾是造成农业生产损失的第一大自然灾害,旱灾损失评估是抗旱减灾工作的重要组成内容。基于简化的Jensen公式,建立旱灾农业损失动态评估模型,结合灌溉方案,对采取灌溉措施后的抗旱效益进行评估。选取徐州市丰县为研究区域,以2002年6月1日至2002年10月31日为评估时段,结合旱灾农业损失动态评估模型,计算得到采取灌溉措施后挽回的粮食总产量,以此对农业灌溉效益进行评估。结果表明,建立的模型使用方便,可以实现对旱灾损失及灌溉效益的动态评估,为抗旱决策提供技术支撑。     

基于Landsat-5 TM数据的河南省白沙灌区地表温度反演研究

地表温度是土壤水分和植被水分状态的指示计,在干旱遥感监测中有重要作用。应用Landsat-5 TM遥感数据和气象资料,利用归一化植被指数(NDVI)区分地表覆盖类型,采用Van de Griend的经验公式法结合典型地表赋值法计算出地表比辐射率。用单窗算法和单通道算法分别对河南省白沙灌区地表温度进行反演,结果表明:两种方法均能较好地将白沙灌区地表温度分布趋势反映出来,单窗算法的反演精度较高,绝对误差为1.1 ℃,更适宜白沙灌区的地表温度反演,进而可以提高灌区旱情遥感监测精度。     

基于水足迹与水-能源-粮食关联关系的提水灌溉系统种植结构优化

灌溉系统是农业生产与用水的关键载体,其水-能源-粮食关联关系的协调性对区域可持续发展有重要影响。相较于传统的灌溉水高效分配研究,水足迹理论明晰了农业生产水资源消耗总量及其利用类型。针对提水灌溉系统水资源、能源供需配置不紧密及其生态影响考虑不全面的问题,联合水足迹理论与水-能源-粮食关联关系,统筹社会、资源、生态和经济多维系统,构建了考虑水资源调配、农业生产用水及粮食生产转移全过程的提水灌溉区种植结构多目标优化评价模型。将该模型应用于涟水灌溉区,通过调整粮食作物(水稻、小麦、玉米和大豆)的种植结构,运用Topsis方法对比评价了现状和优化配置情况的相对贴近度。优化结果表明：在保障粮食安全的基本前提下,应增大玉米的播种面积,减少大豆的播种面积;相较于现状,优化后的年均粮食单方水经济净效益提升4.0%,作物碳足迹在农作物种植基线改变时呈现下降态势,且2018年优化后的碳足迹降低79.5 kg。优化方案的相对贴近度均大于现状,对促进提水灌溉系统资源高效利用和农业可持续性具有可靠的支撑作用。     

不同加氧处理方式对超级稻产量的影响

通过田间试验研究了不同加氧处理方式下超级稻产量因素的相关因素分析。加氧处理下超级稻单株产量与常规处理比较有显著性差异,采用SPSS统计软件对不同加氧处理下构成超级稻产量因素的每穗实粒数、稻穗数、千粒重进行相关性分析,得出超级稻单株产量与每株穗数相关系数高。不同加氧处理方式下的白天机械加氧、夜间机械加氧、化学加氧的每株穗数高于不加氧处理分别是17.5%、19.27%、12.8%。不同加氧处理组之间的稻穗数进行多重比较未有显著差异,加氧处理与对照常规处理存在显著差异。加氧处理促进了水稻有效分蘖使稻穗数增加,进而提高水稻产量。     

土壤剧烈扰动条件下地面灌水对土壤呼吸的影响

借助土箱试验观测研究土壤剧烈扰动条件下的土壤呼吸,并分析灌溉管理与土壤扰动的综合影响。结果表明:由于土壤剧烈扰动导致土壤呼吸通量出现短期的迅速增加,土壤剧烈扰动后两个处理的土壤呼吸峰值均超过800 mg/(m2·h),而且大部分时间在300 mg/(m2·h),高于大部分相关报道。对于SI处理,在适宜的水分条件(102%WHC)和土壤剧烈扰动的协同作用下,使土壤CO2呼吸峰值超过了900 mg/(m2·h)。对于SDI+SI处理,由于剧烈扰动的影响在非适宜的水分条件下出现了800 mg/(m2·h)以上的CO2排放峰值,土壤剧烈扰动后灌溉能够显著降低土壤呼吸通量,灌水后随水分达到适宜范围(98%WHC),出现水分调控导致的另一个小高峰,但本研究中水分高峰仅为土壤剧烈扰动后峰值的67%。