应用2H、18O同位素示踪华北平原石家庄包气带土壤水入渗补给及年补给量确定

采集2个不同深度包气带土壤水2H、18O同位素剖面ZK1,ZK2,应用天然稳定同位素2H、18O示踪的方法,研究了华北
山前冲积平原石家庄地区包气带土壤水入渗补给的历史演化特征。结果显示,研究区内,以0.05m 为取样间隔,δ2H、δ18O值可
以明显指示出大气降水及灌溉水入渗补给时间—剖面深度位置的年际对应关系。ZK2的δ2H、δ18O值随着埋深的增大出现周期
性的波动,具有分层现象的岩性差异并不明显,说明ZK2剖面以活塞流的入渗方式补给地下水。在0~3.90m深度,δ2H、δ18O值
显示降水和灌溉水的入渗补给时间为2011年10月至2001年11月。18O峰值位移法计算补给量的结果显示,降水、灌溉水通过包
气带补给地下水的垂向运移速度为38.5~65.0cm/a,年均入渗补给量为131.3~185.3mm。同时,对比2003年及2005-2007
年降水量数据,说明少雨年份农业灌溉用水量的大小对当地地下水的入渗补给量起着关键性作用。      

太行山山前平原地下水补给规律分析:以河北栾城为例

采用水均衡法与通量法对太行山山前平原(河北栾城)进行了地下水补给评价,结果表明:近20a地下水入渗补给量为
8~172mm/a(水均衡法),平均值49.3mm/a,变化幅度大。其中2004年入渗补给量(63mm/a)比采用通量法计算结果(28.2
mm/a)大一倍,表明土壤优先流对入渗补给作用显著。年入渗补给量总体上随有效降雨量增加、地下水位下降速率减少、作物实
际蒸发蒸腾量减少而增加,但与有效灌溉量和灌溉量之和的相关性不显著。通过长序列地下水位与灌溉量等数据估算得到研究
区侧向净补给量为125.2mm/a,约占地下水总补给量的71.7%(175.4mm/a),说明地下水主要以侧向补给为主。同时计算了入
渗补给与侧向补给地下水的延迟时间,分别为60a和1个月。      

高店子幅水化学特征及水质评价

为查明高店子幅地表水和地下水的水化学特征及水环境质量现状，为区域水资源保护与开发提供理论依 据，运用数理统计分析、模糊综合评价和灌溉水水质评价方法对研究区地表水和地下水进行了分析与评价。研究 结果表明:研究区地表水水化学组分波动较大，地下水水化学组分相对较为稳定。地表水水化学类型主要为重碳 酸硫酸－钙镁型水和重碳酸－钙镁型水；地下水水化学类型主要为重碳酸－钙镁型水和重碳酸硫酸－钠 钙 镁 型 水。研究区地表水和地下水水力联系密切，水中主要离子组分来自于盐岩、石膏和碳酸盐的风化溶滤，另 外 还 存 在阳离子交换作用、蒸发浓缩作用和人类活动的共同影响。饮用水水质评价表明，５４．５％的地表水和７１．４％的地 下水适于饮用或基本适于饮用，地下水水质稍好于地表水水质；灌溉水水质评价表明，研究区地表水和地下水均 适于灌溉，合理灌溉不会造成盐害和碱害。      

银川平原主要水环境问题及其对策

基于野外调查、取样分析以及遥感影像等,介绍了银川平原水文地质条件及水资源利用概况,探讨了土壤盐渍化、湖泊湿地萎缩、地下水盐化、地下水超采以及土地荒漠化等水环境问题及其演化成因。结果表明:银川平原地下水主要接受渠系渗漏及灌溉入渗、大气降水入渗、平原周边地下侧向径流、洪水散失、黄河水等补给,地下水排泄方式主要是排水沟排泄、蒸发和人工开采等,大部分地区潜水埋深在3 m以内;地表水主要来源于黄河引水,水资源利用效率不高;土壤盐渍化总面积8.17×104hm2,呈逐年缩减的趋势,主要分布于银川平原北部,平原南部仅分布在邵岗东部、灵武东部秦渠和东干渠等;湖泊湿地总体呈逐渐减少趋势,主要分布在银川平原北部,永宁以北、平罗以南区域比较集中,滩涂沿黄河两岸分布;潜水总含盐量自西向东、自南向北不断增大;银川和石嘴山深层地下水超采严重,地下水降落漏斗面积已超过500 km2;沙漠化土地分布在银川平原的东西两侧;土壤盐渍化及地下水盐化主要由潜水位埋深过浅,蒸发强烈造成的。最后,提出了防治上述水环境问题的对策:进一步加强水资源管理以及地表水与地下水联合调配;提高农业水资源利用效率;完善田间工程配套,实现渠道防渗管道化;改进田间灌溉技术;严格污水排放,积极开展污水净化处理,实行污水资源化;加强对水土环境质量的系统监测。     

水势理论在四水转化研究中应用时代特征与趋势:纪念ZFP方法引进我国30周年

20世纪80年代零通量面方法在我国应用中解决了“四水”转化研究中参数不确定性带来的问题,发现在降水入渗补给
地下水过程中土壤总水势梯度大于1.0cmH₂O/cm,且逐渐降低,流入、流出被监测土层的水量相等时土壤总水势梯度趋近于1.0
cm H₂O/cm。20世纪90年代,利用土壤水势与含水量之间量化关系,指导了农业节水灌溉,提出在灌溉过程中土壤水势梯度等
于1.0cm H₂O/cm的时间持续愈长,表明过剩灌溉而浪费的水量愈多的认识。进入21世纪以来,水势理论较广泛地用来解决土
壤水盐分运移数值模拟与入渗模型中水文地质参数问题和降水入渗土壤水势运移微观机理研究,并发现表聚型、中聚型和底聚型
土壤盐分剖面的水动力学特征。通过土壤水动力场调控改变土壤水盐(养分或污染物)运移是未来重要研究方向。      

西宁盆地地下热水的TDS分布特征及富集机理

西宁盆地大部分地下热水中TDS含量较高,极大限制了地热水的可利用性,研究盆地地下水TDS的成因机理,可为后期指导地热资源开发利用提供参考价值。通过对西宁盆地药水滩至盆地中心沿线地下水的常、微量组分的分析,探讨了区内TDS的分布特征及富集机理。结果表明:从盆地边缘到盆地中心,地下水由HCO₃-Ca·Mg型淡水逐渐向SO₄·Cl-Na、SO₄-Na型盐、卤水变化,地下水具有陆相沉积水特征,且变质程度逐渐增强;盆地内不同区域TDS的富集机理也有显著差异,盆地边缘以降水入渗、溶解混合作用为主,湟水中心区域以蒸发浓缩作用和混合、水-岩相互作用为主,而盆地中心区域则以深部沉积物质随热液上涌的混合作用和封闭环境下的水-岩相互作用为主。      

反复入渗对重塑黄土渗透特性的影响

甘肃黑方台黄土经历长期的灌溉入渗破坏了其原生结构，改变了不同深度黄土的颗粒级配，影响了土体的力学性质。为研究反复灌溉入渗对坡体的影响，通过室内土柱渗透试验研究了反复入渗对甘肃黑方台黄土渗透特性的影响，并研究了渗透作用下黄土中细颗粒运移的规律与模式。研究表明:①水力梯度对渗透速率影响较小而干密度对渗透速率影响较大；随着入渗次数的增加，重塑黄土的渗透性能变弱；②黄土在渗流力的作用下，存在细颗粒沿渗流方向运移的现象，且细颗粒在土柱中上部聚集最多；③影响细颗粒运移的因素有:水力梯度、干密度和渗透次数；其中细颗粒的运移量与水力梯度、渗透次数呈正相关，与干密度呈负相关，且水力梯度是影响细颗粒运移的主要因素；④在渗透过程中，细颗粒运移堆积，最终填充土体内孔隙，导致黄土的渗透性下降。      

南梁煤矿多煤层开采地下水系统演化规律

煤层开采对所在矿区地下水系统有着重要影响。以往研究单煤层开采对地下水系统的影响较多，而对多煤层的影响研究甚少，特别对于我国西部缺水矿区。以南梁煤矿为例，运用地下水系统演化理论和岩石力学模拟等，对该矿井水文地质结构、矿井涌水变化规律、矿井地下水流场演变、矿井地下水化学成分变化等方面进行了综合分析研究，重构了多煤层开采条件下南梁矿井地下水系统流动模型，初步揭示了矿井水化学成分的演化机理。研究结果表明，2-2煤单煤层开采时，顶板导裂带的最大发育高度为42.1 m，而2-2和3-1煤层重复开采时则增大为83.1 m，相应地应力、位移、塑性区范围后者也比前者增大许多。这揭示出多煤层重复采动明显增大了顶板导裂带的发育高度，加剧了矿井水文地质结构变异，进一步地，导水裂隙带改变了天然地下水渗流路径，沟通了不同含水层之间的水力联系，增强了地下水流动速度和水文地球化学作用，整体扩大了地下水流动系统的规模，从降雨入渗→导裂带渗流→各煤层涌水→井底水仓排水构成了一个自然-人工复合地下水流动模式。研究成果可以为南梁煤矿的矿井水害防治及水资源高效利用提供科学依据，也为类似矿区提供研究参考。      

澜沧江上游河谷卸荷松弛区地下水位分布成因

澜沧江上游两岸山体普遍存在强卸荷松弛和地下水位低缓现象,深入研究岸坡卸荷松弛区水文地质特性可为开展水电工程运行期渗流特征分析和渗控设计提供依据。澜沧江深切河谷区地下水位低缓成因复杂,选取上游某水电站坝址区为研究对象,从区域条件和局部条件综合分析地下水位低缓的原因,构建研究区考虑卸荷松弛分带的水文地质结构和地下水流模型,模拟与验证自然条件下地下水渗流规律。结果表明：研究区地下水位低缓既受控于区域地下水流与澜沧江的共同作用,又是河谷岸坡坡度、表层滑带、岩层结构、卸荷裂隙等局部水文地质条件阻碍降雨入渗补给地下水的内部表现;降雨径流受地形控制,主要经地表及强卸荷裂隙排泄至澜沧江,降雨入渗补给仅占地下水总补给量的5.50%。     

西北内陆盆地浅层地下水温度场及动态类型: 以酒泉东盆地为例

温度是地下水的固有属性，地下水温度场和动态特征是地下水流系统的外在表现。为揭示地下水开采等人类活动影响下西北内陆盆地浅层地下水温度场特征与地下水流系统的关系，基于多点位、长序列、高精度的地下水温度监测数据，在酒泉东盆地开展了地下水温度场及动态特征研究。结果表明:酒泉东盆地浅层地下水温度9.33~20.77℃不等，平均水温为13.54℃，自地下水补给区至排泄区，沿地下水径流方向，浅层地下水温度逐渐升高；循环深度相近的不同地下水流系统对比表明，浅层地下水温度与地下水动力条件呈负相关，地表水入渗补给大、水动力条件强的水流系统地下水平均温度低，入渗补给小、水动力条件弱的地下水平均温度高；浅层地下水温度动态受自然地下水循环和地下水开采等人类活动共同影响，从山前地下水补给区到中游绿洲区再到下游排泄区，浅部地下水温度动态可划分为4种基本类型，依次分别为河流补给型、水温稳定型、开采相关型、正弦波动型。      

Traditional Irrigation Management in Betmera-Hiwane, Ethiopia： The Main Peculiarities for the Persistence of Irrigation Practices

Introduction Tigray, the northern region of Ethiopia (Figure 1), is located between 12°20′~14°30′N and 36° ~ 41°30′E. It is dominated by undulating topo- graphy with many mountains, plateaus, hills, depressions and limited flat lands. The elevation     

基于GIS的冯家山灌区地质环境评价研究

冯家山灌区是陕西省渭北黄土台塬大型灌区之一 ,在灌溉过程中 ,由于片面提高地表水利用率而忽视地表水、地下水联合开发加之灌溉技术落后等原因 ,在灌区诱发了一些生态环境负效应。在分析灌区环境地质问题的基础上 ,运用地理信息系统 (GIS)技术 ,将GIS与模糊综合评价模型集成 ,对灌区地质环境质量进行评价 ,并针对不同地质环境质量分区探讨了水资源合理开发利用模式     

Water Requirements and Irrigation Scheduling of Spring Maize Using GIS and CropWat Model in Beijing-Tianjin-Hebei Region

Due to the over use of available water resources, it has become very important to define appropriate strategies for planning and management of irrigated farmland. In this paper, Beijing-Tianjin-Hebei (Jing-Jin-Ji) region was chosen as the case study area for its special political and economic status and its severe water problem. To achieve effective planning, the information about crop water requirements, irrigation withdrawals, soil types and climatic conditions were obtained in the study area. In the meantime, a GIS method was adopted, which extends the capabilities of the crop models to a regional level. The main objectives of the study are: 1) to estimate the spatial distribution of the evapotranspiration of spring maize; 2) to estimate climatic water deficit; 3) to estimate the yield reduction of spring maize under different rainfed and irrigated conditions. Based on the water deficit analysis, recommended supplemental irrigation schedule was developed using CropWat model. Compared to the rainfed control, the two or three times of supplemental water irrigated to spring maize at the right time reduced the loss of yield, under different scenarios.     

都江堰外江灌区地理信息系统应用研究

主要介绍开发外江灌区地理信息系统的方法和实现过程.系统采用SQL Server 2000进行数据库的开发,实现地理信息数据和属性数据的统一管理,并通过基于MapX控件和 VC 编程环境下开发的GIS平台,提供灌区相关信息查询及分析功能.     

Spatial patterns of irrigation water withdrawals in China and implications for water saving

By considering numerical features, spatial variation, and spatial association, the spatial patterns of China's irrigation water withdrawals in 2001 and 2010 were explored at the regional, provincial, and prefectural scales. In addition, an overlay analysis was used to develop specific water-saving guidance for areas under different levels of water stress and with different degrees of irrigation water withdrawals. It was found that at the regional scale, irrigation water withdrawals were highest in the Middle-Lower Yangtze River region in both years, while at the provincial scale, the largest irrigation water withdrawals occurred in Xinjiang. During 2001–2010, the total of irrigation water withdrawals decreased; however, in the Northeast region, especially in Heilongjiang Province, it experienced a dramatic increase. The spatial variation was largest at the prefectural scale, with an apparent effect. The spatial association was globally negative at the provincial scale, and Xinjiang was the only significant high-low outlier. In contrast, the association displayed a significant positive relationship at the prefectural scale, and several clusters and outliers were detected. Finally, it was found that the water stress in the northern part of China worsened and water-saving irrigation techniques urgently need to be applied in the Northeast region, the Huang-Huai-Hai Plain region, and Gansu-Xinjiang region. This study verified that a multi-scale and aspect analysis of the spatial patterns of irrigation water withdrawals were essential and provided water-saving advice for different areas.     

Supporting farmer-managed irrigation systems in the Shigar valley,Karakorum: Role of the government and Aga Khan Rural Support Programme

Farmer-managed irrigation systems(FMIS) in the high altitude valleys of the Karakorum,Pakistan, continue to be managed effectively despite increased pressure on the social arrangements that sustain them. Colonial era records shows that over a century ago government agencies undertook irrigation support projects. In the past three decades,government agencies and the non-government agency Aga Khan Rural Support Programme(AKRSP), which channels foreign funds into the region, have actively engaged in the provision of irrigation support. This article seeks to explore whether such projects support or undermine farmer-managed irrigation systems and the complex institutional arrangements that underpin them. Field research using ethnographic and participatory methods was conducted in spring 2013 in the upper Shigar valley, Skardu district, GilgitBaltistan. The findings show that irrigation development is a political activity that involves village-based actors, religious leaders, local politicians,and government and non-government agencies.Government agencies operate in a largely top-down,engineering mode, their larger projects limited to villages suffering water scarcity. The local government provides small funds for renovation work of FMIS,though allocation of funds is highly politicized. Nongovernment agencies, for a variety of reasons including donor-funding cycles, apply a one-size-fitsall ‘participatory' model in an attempt to socially engineer rules and institutions. In communities divided by factionalism the use of such external models that stress formation of committees are unlikely to yield positive results, and could instead contribute to undermining the very systems they seek to support. This research argues that irrigation interventions should take care to build upon the rich and complex social arrangements that have sustained FMIS through the centuries.     

基于GIS的灌区管理信息系统的构建与开发

介绍了GIS在灌区的初步应用，实现地理信息与管理信息相结合，采用了B／S和C／S的混合架构，集成了空间数据管理，为灌区提供了一种新型的管理系统。     

Assessment of seasonal sedimentation in rain-fed irrigation reservoirs by a hillslope erosion modeling approach

A distributed hillslope model is presented for the computation of seasonal sediment loads flowing into the rain-fed irrigation reservoirs （tanks） from the mountainous catchments in Sri Lanka. The model is based on the subdivision of the catchment into hillslopes and application of a sediment transport capacity equation at hillslope scale and computation of sediment loads transported to the tanks. Coarse and fine sediment loads due to hourly excess rainfall during a season are separately estimated. The model depends on fewer parameters and can be easily calibrated for a tank. The model calibration only requires measurements of coarse and fine sediment loads transported into the tank due to several rainfalls of different intensities from a representative subcatchment of the tank. Coarse sediment loads are measured by using a sediment trap installed across an ephemeral stream draining the subcatchment. Fine sediment loads are obtained by measuring the discharge and accompanied sediment concentrations over the sediment trap. The model is calibrated, verified and applied for an irrigation tank in Sri Lanka to estimate the seasonal sedimentation loads.     

近50 a来新疆孔雀河灌区地下水流系统演变特征

新疆孔雀河灌区面临地下水超采问题，科学认识区域地下水流系统的发育条件和演变特征，是优化地下水资源开发利用方式的基础。通过构建第四系含水层三维地下水稳定流模型，利用流线追踪技术，模拟识别了孔雀河流域1970-2020年期间地下水流系统的变化特征。结果表明，不同补给区和排泄区通过流线进行组合，在孔雀河周边形成了交错分布的地下水流系统，其空间分布格局随灌区地下水开采规模而变化。在20世纪70年代的拟天然状态，灌区主要发育自北向南的地下水流系统，其空间分布格局取决于水文地质参数和排泄要素，并可能存在1~4个以孔雀河为排泄带的流动系统。在有强烈地下水开采的现状条件下，灌区地下水流系统转变为从四周流向漏斗中心，截断了从孔雀河上游渗漏到中下游河道排泄的水流系统。近50 a来，以潜水蒸发为排泄方式的地下水流系统投影面积萎缩了29%，而以地下水开采为排泄方式的地下水流系统投影面积从零增加到研究区面积的40%。潜水蒸发对自然生态系统具有重要的支撑作用，灌区地下水开采应有所控制以保障潜水蒸发型地下水流系统的发育条件。