叶尔羌河平原绿洲耗水的初步分析

耗水分析是干旱区平原绿洲水资源配置的基础。干旱区平原绿洲耗水分析的基本方法包括断面法、引水量法、蒸发系数法等。本文以新疆叶尔羌平原绿洲为例,应用三种方法,分析了叶尔羌平原绿洲1993～2002年水资源的转化及消耗。三种方法的耗水量分析基本一致。分析表明:总耗水中灌溉地的耗水约为62%,非灌溉地约为30%,水面蒸发约8%。非灌溉地的自然生态耗水占有相当的比例。     

塔里木盆地绿洲耗水分析

应用散耗性水文模型的模拟结果，对塔里木盆地的喀什噶尔河、叶尔羌河、阿克苏河、开都孔雀河、和田河的大型绿洲的耗水进行了综合分析。取得了包括绿洲年耗水水平、绿洲耗水的年内分布、绿洲各类土地的耗水、社会经济与自然生态系统耗水比例、农田土壤耗水平衡与耗水组成、地下水补给与消耗的组成及潜水蒸发的分类等的初步定量结果。深化了绿洲耗水的认识并为绿洲水资源配置提供依据。     

哈密盆地绿洲带现状开采条件下及优化布局后的地下水位模拟预测

为使哈密盆地绿洲带地下水资源在2030年之前达到采补平衡,文章采用MODFLOW软件对哈密盆地绿洲带现状的地下水天然补给量、地下水开采量、可开采资源量进行了计算,并对研究区在现状开采条件下地下水位未来变化情况进行了分析预测,其结果可为优化地下水开采布局,发展节水工农业提供了科学的指导。     

基于生态安全的干旱区绿洲生态需水研究

摘要：通过对干旱区绿洲特征和影响因素进行分析，认为干旱区绿洲在长期的进化过程中，形成了与环境相适宜的生态结构和规模，研究绿洲的生态安全问题，必须首要考虑保持绿洲的基本生态稳定和平衡。进而从绿洲生态安全的科学内涵出发，提出了维护干旱区绿洲生态安全可以定义为维护适宜的绿洲规模、适宜的耕地面积、适宜的地下水位值3项指标的观点，以这3项适宜指标为基础计算的生态需水量符合绿洲的安全发展需要。同时指出适宜的绿洲规模不仅是指面积指标，也应反映绿洲植被盖度指标。最后，以民勤绿洲为研究区域，得出基于适宜绿洲规模的天然植被和人工植被生态需水量为1.27×108m3；基于适宜耕地面积的地下水入渗补给量为0.3234×108m3（此项值不计入总生态需水量之中，但要计算其值）；基于适宜地下水位值的地下水位恢复的生态需水量（人工补给回灌量）为0.1892×108m3。基于生态安全的绿洲生态总需水量为1.46×108m3。不仅符合民勤绿洲的生态需水实际，而且对今后研究区生态恢复和治理提供了科学决策依据。     

节水条件下玛纳斯河流域绿洲变化及适宜规模分析

干旱区节水灌溉技术的大面积推广,有效的推动了绿洲化进程,使绿洲规模不断扩大。针对节水条件下流域尺度绿洲适度规模问题,以膜下滴灌技术的发源地玛纳斯河流域为例,利用1976-2015年五期卫星遥感影像,分析了节水条件下流域绿洲面积变化过程,基于水热平衡理论构建了绿洲适宜规模计算模型,确定了节水条件下流域绿洲适宜发展规模。结果表明:1976-2015年玛纳斯河流域绿洲总面积扩张388.3km~2,人工绿洲面积扩张3 873.3km~2,天然绿洲面积缩减3 485.0km~2;计算得出玛纳斯河流域绿洲适宜规模为4 025.9～4 499.8km~2,目前绿洲实际规模超出绿洲适宜规模的3.4倍,且绿洲稳定指数H0为0.46,表明绿洲处于亚稳定状态;为了进一步保证绿洲稳定性,玛纳斯河流域适宜耕地面积应为1 801.6～2 013.7km~2。研究结果说明,不合理的绿洲开发,威胁到整个绿洲的稳定,确定绿洲适宜规模,可以为绿洲的稳定和可持续发展提供基础科学依据。     

叶尔羌绿洲水资源利用与耗水分析

应用干旱区平原绿洲四水转化模型,对新疆叶尔羌河平原绿洲的水土资源不同利用情景的水资源转化和消耗进行模拟,研究地下水的适宜开采量和灌溉规模问题。结果表明:现状条件下,社会经济耗水量占总耗水量的53%~60%;如果维持灌溉地年耗水650 mm左右、非灌溉地300 mm左右,那么最大灌溉面积约为850万亩,适宜的地下水利用量约为10亿m3,对应的渠系水利用系数为0.49。     

论张掖绿洲的发展战略

在荒漠绿洲区,有水为绿洲无水为荒漠.自2000年黑河水量调度已长达12年,其下游(正义峡断面以下)额济纳绿洲生态得到一定程度的恢复,但对中游造成了很大的负效应,地下水位年下降1.0～1.5m,已经超过地下水生态水位,致使防风固沙林死亡面积达425km2,荒漠化面积增加了604km2,天然湿地每年以1％的速度萎缩,生态经济恶化,其结果张掖将是“第二个民勤”.实践表明,现行黑河调水方案极不合理,下游适宜的分水比应＜50％,增加中游地表水用量至7.3亿m3,严格限制张掖绿洲地下水开采量,同时逐步由指标调度转向生态调度.强烈呼吁:有关部门主动而积极的修改黑河调水方案,不要再等20年使张掖变成民勤,再来治理.     

干旱区绿洲耗水分析

耗水分析是干旱区平原绿洲水资源配置的基础。干旱区平原绿洲耗水分析的基本方法包括断面法、水量平衡法、四水转化模型、遥感模型等。以新疆叶尔羌平原绿洲为例,应用四种方法,分析了叶尔羌平原绿洲2002年水资源转化及消耗,重点是四水转化模型的分析模拟。四种方法的总耗水量分析结果基本一致,四水转化模型、遥感模型还得到了不同分区、不同土地类型、不同月份的耗水结果。分析表明,叶尔羌平原绿洲社会经济与自然生态耗水比例各占50%,自然生态耗水维持一定水平,水资源配置基本合理。     

基于MODFLOW地下水开采对泉水溢出量的影响

基于MODFLOW软件构建了青海省格尔木河流域地下水运动模型,模拟了已建133口开采井地下取水在未来720d内对流域泉水溢出量的影响。结果表明:现状下,未来720d内绿洲区和盐化草甸区泉水溢出量为0. 443亿m~3,模拟区储水量变化量为-339万m~3,结果为负均衡,说明地下水开采挤占维持绿洲生态泉水溢出量,后期应合理规划地下水开采,逐步用地表水代替地下水,以保护流域生态绿洲需水。     

水稻节水增产潜力大

农业强耗水，水稻是强强耗水。黑龙江省水稻平均亩灌水量约为900m^3，灌溉水利用系数约为0．4，低于全国平均水平，可谓更是强强耗水。而且黑龙江省水田面积大，年灌溉量大。     

盖州市节水灌溉水源论证及影响分析

节水项目采用管灌和微喷的方式灌溉,项目区内作物种植以玉米和西瓜为主,水源以地下水为主。从取水方案、补给项和排泄项的计算,地下水源论证及影响进行分析可知,所有论证单元的用水量均在地下水允许开采范围内,没有突破国家下达的地下水取用水总量控制指标,故此节水灌溉项目用水合理。     

靖边县水源地区域地下水环境变化研究

靖边县饮用水源多为地下水,地下水环境的变化严重影响着当地供水量。为了进一步厘清研究区地下水环境在时间和空间上的变化情况及其影响因素,利用统计学及水文地球化学方法,对研究区地下水位统测结果和90组地下水水样检测结果进行分析。结果表明:1995-2017年研究区内大部分地区地下水位显著下降,在郭家庙等地已经形成较大规模的降落漏斗;地下水中TDS浓度明显增加;部分区域TDS、NO3-超标,尤其是农灌区常年施用含氮肥料导致地下水中NO3-浓度超标且范围不断扩大。因此,当地应及时控制地下水开采量,采用新型灌溉、合理施肥等措施来减缓地下水位的持续下降与水质恶化。     

灌区地表水—地下水耦合模型的构建

为了定量描述灌区水平衡要素及其转化关系,构建了灌区地表水-地下水分布式模拟耦合模型。通过改进SWAT模型的稻田及旱作物水分循环、蒸发蒸腾量和渠系渗漏计算等模块,建立了灌区地表水分布式模拟模型;以SWAT模型中的水文响应单元(HRU)和MODFLOW模型中的有限差分网格(cells)作为基本交换单元,将改进SWAT模型的地下水补给量计算值加载到MODFLOW模型的地下水补给模块,实现了灌区地表水-地下水分布式模拟模型的耦合。耦合模型在柳园口灌区的应用结果表明,该模型能够准确模拟和预测灌区地表水和地下水的动态变化,为灌区水管理提供了科学依据。     

基于四水转化的灌区耗水量计算模型

针对以往灌区耗水量计算方法的不足和灌区水循环机制的特点,本文建立了基于四水(即大气水、地表水、地下水和土壤水)转化的灌区耗水量计算模型。该模型把灌区划分为农田、林草地、荒地、湖泊湿地和城镇用地五类水均衡模块,重点考虑了人类活动对灌区农业、工业、生活和生态耗水量的影响。以宁夏青铜峡引黄灌区为例,详细计算了各种耗水类型的耗水总量和耗用的黄河水总量,并定量分析了各水均衡要素间的相互转化关系。模拟计算结果与试验观测结果对比分析表明,该模型在平原灌区具有较好的模拟精度,能够应用于生产实践。     

基于SWATMOD的井渠结合灌区水资源可利用量评价

针对井渠结合灌区水文过程以地表水的人工控制和抽取地下水灌溉一蒸散为主的水文循环特点，应用S1w'ATMOD模型，以某渠灌区为例，对构建的藕合模型进行了率定和验证，并进行了灌区水资源量计算和水资源可利用量评价。模拟结果合理，丰富了井渠结合灌区水资源可利用量评价方法     

区域水土特性参数时空变异分布特征及相关分析

作者应用地质统计学原理与方法,在山东簸箕李引黄灌区开展大尺度区域水土特性参数时空变异性的研究,描述农田排水、地下水、表层土壤中含盐量的空间与时间变化分布趋势和特征,分析其间存在的相关关系。结果表明,在一个完整的水文循环年内,研究区域的水土特性参数之间具有相近的空间变异分布状态和特点,但却表现出不同的时间变异分布趋势与特征。农田排水和表层土壤的含盐量随季节变化的分布状态在灌区上、下游相对稳定,在中游却变化明显;地下水的盐分浓度在整个灌区的分布状况没有呈现出明显的时间变异性。在春季至初夏时段内,农田排水中含盐量的增加似乎对地下水水质的影响较小,而对表层土壤积盐状况影响较大。研究成果为灌区制定合理的水资源利用与农田水土管理策略提供了理论依据。     

冬灌对宁夏灌溉水有效利用系数影响研究

通过理论计算,2015年前,宁夏灌溉水有效利用系数测算时引水量中计入冬灌水量,而净灌溉水量中未计入冬灌有效灌溉水量。经测算宁夏冬灌灌溉水有效利用系数为0.217,不同灌区在0.128~0.706之间变化。计入冬灌有效灌溉水量后,宁夏灌溉水有效利用系数由0.484提高至0.516,系数提高0.032。研究同时表明,灌溉水量与灌溉水利用系数直接相关:自流灌区冬灌灌溉灌水量为210 m~3/亩,冬灌灌溉水有效利用系数均值为0.175;扬水灌区冬灌灌灌水量为120 m~3/亩,冬灌灌溉水有效利用系数均值为0.604。因此,合理制定灌区灌水定额,特别是冬灌灌水定额,可以提高灌溉水有效利用系数。宁夏自流灌区冬灌灌水量偏大,造成灌溉水有效利用系数低,节水潜力较大。     

水稻灌区基于多过程耦合的分布式水转化模型

水稻灌区灌溉-排水过程频繁,定量表征灌区水转化过程对于灌区水资源管理具有重要的意义。针对水稻灌区供-耗-排过程的时空复杂性以及灌区水转化对地下水补排过程的影响,本研究建立了灌区尺度基于灌排过程-农田土壤水分运动与作物生长过程-地下水运动过程耦合的分布式水转化模型,实现了对灌区的供-耗-排动态过程的定量表征。采用黑龙江省和平灌区水稻生长指标、灌区蒸散发量、地下水位变化以及排水沟流量等数据对模型进行了率定验证,结果表明模型具有较高精度。相对于传统灌区水转化模拟方法,该模型有效表征了灌区水转化所涉及的灌排过程、土壤水及地下水运动过程、作物生长过程的时空动态耦合,实现了灌区水转化的分布式动态模拟。同时,模型所需参数较少,避免了以往灌区水转化过程计算复杂的难点。该模型为水稻灌区多环节水转化过程模拟及用水效率评估提供了重要方法。     

基于作物水盐生产函数的咸水灌溉制度确定方法

本文在作物水盐生产函数和农田水盐动态模型基础上，以单位面积纯收益最大为目标函数提出了制定咸水灌溉制度的模型。以山西省永济市试区进行的棉花咸水灌溉试验资料为依据，求得了有关模型的参数；利用该试区35年系列的旬降雨、旬蒸发量资料，对3种不同灌水时间和灌水次数、7种灌溉咸水浓度，共计49种可能组合的农田土壤盐分和产量进行了模拟，并与该试区大田试验数据进行了比较。结果表明该模型合理可靠。以模拟产量为依据，在对当地深井和浅井灌溉效益分析的基础上，提出了咸水灌溉制度及其相应的地下水开发利用策略。