降水集中度分析及其在水稻灌溉决策中的应用———以湖北省漳河灌区为例

为充分利用有效降水，合理制定灌溉决策，通过收集南方典型水稻种植区湖北省漳河灌区钟祥站点１９６５年—２０１６年５２ａ逐日气象资料，利用降水集中度指数，基于Ｍｏｒｌｅｔ小波分析和Ｍａｎｎ－Ｋｅｎｄａｌｌ趋势检验法，分析了水稻不同生育期内降水分布特征及其在水稻灌溉决策中的应用。结果表明:水稻全生育期降水正逐步向分散均匀的阶段转变，分蘖期较拔节—孕穗和乳熟—黄熟两个生育期降水集中，且作为需水敏感期的拔节—孕穗期降水集中度呈现逐年上升的趋势且Ｕｍｋ值最大。在灌溉决策当中，就全生育期而言，随着降水分布均匀，应考虑充分利用有效降水，适当减少灌溉水量或次数，避免灌溉水浪费；就各生育期而言，由于分蘖期降水较集中，应适当避免降水极值发生导致灌则灌水浪费、不灌则受旱的情况发生，同时针对需水敏感的拔节—孕穗期降水集中度呈现上升的趋势，在未来应加强此阶段灌溉决策，保证作物正常需水。     

稻田与沟塘湿地协同原位削减排水中氮磷的效果

农田排水中氮磷流失造成了水体富营养化及面源污染等一系列水环境问题。提出了控制农田面源污染的稻田沟塘湿地协同系统(PEDWS)，研究了该系统及其各组成部分对农田排水中氮磷的削减效果及机理。结果表明：PEDWS可有效地减少稻田排水量，降低稻田排水中氮磷浓度，对稻田排水中氮磷实现原位削减。较传统灌排系统减少排水量73.03%，分别减少总氮(TN)和总磷(TP)流失负荷90.17%和79.53%；PEDWS中各组成部分都具有控污效果，其中稻田控制灌排可有效地减少稻田排水、降低排水中氮磷浓度和田间产污能力，控制灌溉稻田TN和TP负荷较传统灌溉减少53.72%和37.45%，明沟控制排水对稻田排水中TN和TP的去除率达到64.59%和54.35%，沟塘湿地能够有效地净化稻田排水中氮磷等污染，TN去除率达到37.13%，TP去除率达到27.32%。本文研究结果可为PEDWS在我国的应用提供理论支持及实践指导。     

基于水位与符号回归的灌区无干扰量水技术研究

为克服传统量水方法水头损失大、技术复杂、经济成本高等问题,提出了一种基于水位和符号回归的灌区无干扰量水方法,并依据高邮灌区典型斗渠2012～2013年实测水位流量数据,对方法应用效果进行了评估。结果表明:符号回归优选出来的5组模型均能较好地估算渠道流量,模拟值与实测值均方根误差RMSE和平均绝对误差MAE分别为71.81～73.43,52.15～56.38m~3/h,调整决定系数超过0.8,说明模型能够较好地反映渠道水位流量关系,模拟精度较高。该方法精度可靠、应用简便、经济可行,在灌区量水方面具有较广的应用前景。     

劣质水安全利用研究综述

分析了劣质水资源化利用在缓解用水压力、优化水资源配置、产生特有灌溉效益等方面的重要意义,简要概括了劣质水灌溉的研究与实践进展,重点阐述了对土壤、作物、地下水的影响。今后应着重开展农田污染物迁移与劣质水处理、劣质水灌溉技术与标准以及劣质水灌溉的环境影响与生态风险等研究。     

滇中受水区农业节水潜力估算与分析

为了最大力度地发挥滇中受水区农业节水潜力,实现农业可持续发展,拟对滇中受水区农业节水潜力进行估算分析.以2017年为现状基准年,2030年为规划水平年,基于滇中地区气象站、实地调研等数据资料,拟定5个节水发展情景,利用水利部推荐的农业节水潜力计算方法计算各情景下的农业节水潜力,并进行区域粮食安全与节水投资效益分析.结果...     

气候变化和灌溉方式对稻田需水量的影响

气候变化改变了水稻的耗水过程和灌溉需水。基于高邮灌区历史气象资料(1955—2013年),利用稻田水量平衡和MK检验方法,分析了不同灌溉模式下稻田耗水与灌溉需水量的变化。结果表明:高邮灌区水稻全生育期积温随时间序列显著增加,而降雨量略有减少,但趋势不明显;不同灌溉模式下水稻需水量ET_c和渗漏量均随时间序列缓慢增加;节水灌溉模式能有效降低稻田耗水量;节水灌溉稻田灌溉需水量随时间序列缓慢降低,而常规灌溉稻田呈增加趋势,但趋势均不明显;节水灌溉模式能够有效降低稻田灌溉需水量,提高降雨利用率。因此,节水灌溉能够有效缓解气候变化给水稻种植带来的不利影响,是变化环境下灌区可持续发展的重要技术措施。     

稻田与沟塘湿地协同原位削减排水中氮磷的效果

农田排水中过多的氮磷会造成水体富营养化以及面源污染等一系列水环境问题。本文提出控制农田面源污染的稻田沟塘湿地协同系统,研究了该系统及其各组成部分对农田排水中氮磷的削减效果及机理。研究结果表明：该系统可有效地减少稻田排水量,降低稻田排水中氮磷浓度,对稻田排水中氮磷实现原位削减。其较传统灌排系统减少排水量73.03%,分别减少总氮（TN）和总磷（TP）流失负荷90.17%和79.53%;该系统中各组成部分都具有控污效果,其中稻田控制灌排可有效地减少稻田排水、降低排水中氮磷浓度和田间产污能力,控制灌溉稻田TN 和 TP 负荷较传统灌溉减少53.72%和37.45%,明沟控制排水对稻田排水中 TN 和 TP 的去除率达到64.59%和54.35%,沟塘湿地能够有效地净化稻田排水中氮磷等污染,TN 去除率达到37.13%,TP 去除率达到27.32%。本文研究结果可为该系统在我国的应用提供理论支持及实践指导。     

基于EMD及BPNN的云南省昭通市径流量预测

为提高BP神经网络对径流量的预测精度,将经验模态分解(EMD)方法与BP神经网络相结合,采用云南省昭通市豆沙关水文站1959年1月至2015年12月的逐月径流量,共设置4种方案构建了径流量预测模型。其中,方案一采用前1个月的径流量预测下一个月的径流量;方案二采用前2个月的径流量预测下一个月的径流量;方案三采用前3个月的径流量预测下1个月的径流量;方案四首先利用EMD将原始径流序列分解为高频项、低频项、趋势项,然后采用前1个月的分解数据对这3类项下1个月的分解数据进行预测,最后叠加为预测的下1个月径流量。结果表明:方案四的R~2为0.86,高于其他3个方案,说明将数据先通过EMD分解再分别预测径流量能够提高预测精度。研究成果可为未来构建径流量的预测模型和提高预测精度提供技术支撑。     

基于排水输泄量模型的农田沟塘组合工程滞涝效应评估

农田沟塘组合工程可有效缓解农业水旱灾害和改善农村生态环境。为评估农田沟塘组合工程的滞涝效应,采用模型模拟的方法估算流量峰值消减率和流量峰值延时率两个评估指标,以表征流量峰值的消减作用和峰值发生时间的延迟效应。融合改进SCS曲线数法和Gamma方程构建的排水输泄量模型准确地模拟了沟道排水和沟塘组合条件下的排水流量过程,模拟结果的统计参数NSE和R2均大于0.94。流量峰值消减率和流量峰值延时率受堰宽(Lw)、堰深与堰宽之比(Rdw)及塘堰与排区的面积比(Ksp)三参数的影响。流量峰值消减率和流量峰值延时率均随Ksp增加和Lw减少而增加,两者受Rdw的影响较小;60%流量峰值消减率和85%流量峰值延时率的变化量均源于Ksp和Lw两参数,Ksp的影响强于Lw。三参数在流量峰值消减率和流量峰值延时率的影响上存在交互作用,调整Ksp和Lw可使农田沟塘组合工程消减70%的流量峰值或延迟5倍的流量峰值发生时间。