干旱区膜下滴灌棉田SPAC系统水分通量模拟

研究新疆干旱区现行一膜六行滴灌方式下棉田的土壤水分运移过程及SPAC系统水分通量,为实施农业节水策略提供理论依据。在新疆典型棉花种植区田间试验的基础上,通过构建Hydrus-2D土壤水分运移模型,探讨膜下滴灌棉田SPAC系统的水分通量。结果表明,在距地表50~70 cm处由周期性滴灌产生了一个发散型零通量面。整个模拟期内,灌溉是主要水分输入来源,占模拟区域输入水量的87.6%。70%以上的水量均被作物吸收利用,土壤蒸发量及渗漏量仅分别占8.2%和20.8%。灌溉水的利用效率可达85.2%。综合模拟结果表明现行一膜六行的滴灌方式能有效减少土壤蒸发量及深层渗漏量,提高了区域水资源的利用效率。     

低平原区土壤水资源补给量及其特征的研究

为探索土壤水资源的年内分配和年际变化规律.本文以水量平衡原理为基础.以实测资料为依据。对土壤水资源补给项及土壤水资源和作物不同生育期的关系进行课题研究,取得了成果.为农田水分调控和提高土壤水分利用率提供了科学依据.     

中国西北内陆河水问题及其应对策略——以黑河流域为例

中国被联合国列为13个贫水国之一,占国土面积1/3的内陆河地区先天性的水资源不足,再叠加不合理的利用,使得水问题成为西北内陆河流域经济发展和生态保护的关键性问题.以黑河为例论述了流域尺度的水、土、生态、环境及管理问题;提出缓解流域水资源矛盾必须在流域尺度提高水效益的适应对策;讨论了绿洲灌区水资源利用率提高的4个环节,即灌溉水向土壤水转化、土壤水的生物利用、生物水的生产率以及市场需求的产业配置;展示了水源涵养、节水型绿洲建设、生态水利用率提高的部分实例;分析了水资源的社会化管理的阶段、问题与途径,强调流域虚拟水配置战略,指出提高流域水-生态-经济综合效益仍有较大潜力.     

新疆阿瓦提县水资源开发利用及“三条红线”指标落实状况评价分析

新疆阿瓦提县属于典型的灌溉农业大县,县域内不产水,无调节性水利工程设施,区域用水主要从阿克苏河限额引入。本文基于2013-2016年供用水资料,对县域供水现状和供水量、用水量、用水水平、用水结构和存在问题进行分析,并对水资源管理“三条红线”指标及落实情况进行评价,结果可知:阿瓦提县为农业大县,农业灌溉面积较大,加之灌溉水利用率偏低,水资源的98%用于农业灌溉,工业发展、居民生活及城镇生态环境用水的增加都受到水资源量的制约,人均用水量逐年减少,工业增加值用水量逐年减少,工业用水效率不断提高;用水总量基本在水资源管理“三条红线”控制指标之内,但是地下水用水量超标,工业用水量在控制指标内,农业灌溉用水超标,农业高效节水灌溉面积完成规定任务,灌溉水利用系数率高于“三条红线”控制指标,万元工业增加值用水量则在控制指标之内。在今后水资源开发利用过程中要继续大力推广农业节水技术,加强用水定额管理,建立高效节水灌溉综合技术体系,保证区域水资源可持续利用。     

成都经济区农业生态系统土壤镉通量研究

以四川成都经济区农业生态系统中的重金属Cd为对象,对其在土壤中的输入输出通量进行初步探索。综合各方面的因素,确定以大气干湿沉降、灌溉水、化肥为输入途径和农作物为输出途径进行研究。经过计算,经济区大气干湿沉降通量平均值为17.76g/hm2·a,灌溉水和化肥通量明显较低,三者对土壤Cd污染的贡献率分别为86%、10%和4%。对于6个不同的地区,三者比例略有差别,大气干湿沉降所占比例最高达94%,最低也达到了77%。Cd通过农作物收割输出的量相对较小。土壤Cd年净增量主要受大气干湿沉降的制约,因此大气环境质量应是重点监控的对象。以耕作土体为研究介质,经估算,当前的Cd年平均通量可引起土壤Cd的质量分数升高0.006mg/kg。     

节水灌溉在大同市的重要性

水资源紧缺已成为大同城市建设及工农业发展的制约因素。本文论述了灌溉农业在大同市的地位,指出节水灌溉对大同市的意义十分重大,提出大力提高灌溉水的有效利用率、充分利用土壤、地项等有利条件进行回灌、与非水利措施相结合,发挥多措施综合效益和强化管理四项节水灌溉的措施。     

辽宁省农业灌溉水利用系数测试研究

通过典型区域现场实验测算、代表性灌区实测及用水量调查平衡分析测算3种方法得出辽宁省灌溉水利用系数为0.52～0.59,为科学评价辽宁省农业用水效率,发展节水型农业,解决水资源短缺等问题提供了重要依据。     

彰武县节水灌溉项目区项目风险探析

彰武县项目区新建地下水源1 588处、改造水源井1 400处,通过采用技术上先进成熟、经济上可行的节水设备及经验,对项目实施后的效益分析,有效的确定取水方案的合理性与可行性及取水水源的可靠性论证,提出应提高灌溉水的有效利用率,在生产过程中推广高效节水灌溉技术,采用滴灌工程,为彰武县节水增粮工程取水许可证的申请和批准提供科学依据,达到合理利用开发利用水资源,从而提高农业综合生产能力,保障国家粮食生产安全。     

农田水盐调控现实与面临问题

农田土壤盐碱化是农业可持续发展的主要威胁之一,为创建适应现代生态农业发展的农田水盐调控方法,在总结农田盐分来源及其累积动力特征的基础上,从土壤盐分影响土壤供养能力和作物生产能力两大方面,分析土壤盐分对土壤-作物系统功能的影响途径,明确农田水盐高效调控方向。根据不同时代的治盐理念,将水盐调控发展历程分成4个阶段,以抑制盐碱胁迫对土壤和作物的危害为切入点,解析水利措施、化学措施、生物措施和农艺措施的作用特点和调控目标及适用范围。根据现代农业绿色发展与提质增效需求,凝练盐碱胁迫农田控害增效水盐调控理念,提出水盐调控策略,即调控根际水盐传输动力特征,重构农田水盐分布空间格局,提升农业改土促生措施功效;指出农田控害增效水盐调控急需解决的关键技术,总结了创新水盐调控理论有待深入研究的基础科学问题,以期为盐碱胁迫农田绿色、高效和可持续利用提供指导。     

大气水—地表水—土壤水—地下水相互转化关系的试验研究

本文重点研究了有作物条件下不同供水农田的“四水”相互转化,突出了有作物条件下降水入渗、潜水蒸发的差异性,土壤水在农业生态环境中的重要性,为水资源多目标开发,探索新路子。     

Effects of Activated Irrigation Water on Soil Physicochemical Properties and Crop Growth and Analysis of the Probable Pathway

With the problem of shortage of water resources becoming increasingly prominent, the improvement of production efficiency of agricultural water resources in China has become an important research content of modern irrigated agriculture. The technology of activated irrigation water provides a new way to excavate the physiological production potential of irrigation water and improve the comprehensive efficacy of irrigation water in agro-ecosystems. In this study, the research progress of the variable characteristics of physicochemical properties of activated irrigation water, the transport and transformation of soil material by activated irrigation water, and the promotion of crop growth by activated irrigation water were comprehensively analyzed. On this basis, according to the basic theories of soil physics, crop physiology, and material transport dynamics, the effects of activated irrigation water on soil material transport, soil material transformation, water and nutrition uptake by root, and crop yield formation and the probable pathway were analyzed. The key problems of basic science and applied technology in the future research are put forward to provide reference for the scientific and reasonable utilization of activated irrigation water technology.     

河套灌区耕地-荒地-海子系统间不同类型水分运移转化

为了探明耕地-荒地-海子系统中不同类型水分的运移转化规律,在2018-2019年典型时期对系统内具有代表性的采样点进行水样采集,分析了不同时期内不同水体的δ¹⁸O变化特征,并利用二端元混合模型和土壤水动力学方法计算了不同类型水分转化贡献率。结果发现：①在灌溉期,82%的灌溉水储存于1 m土体中,18%的灌溉水通过渗漏补给了耕地地下水,渠系灌溉水通过地下侧向径流给耕地地下水贡献了76%。②灌溉水和降雨对耕地地下水平均贡献率为94%和6%;耕地地下水和降雨对荒地地下水的平均贡献率为71%和29%;荒地地下水和降雨对海子的平均贡献率为43%和57%。③渠系灌溉水通过侧向径流贡献给耕地地下水的水量基本全部迁移给了荒地地下水,地下水迁移转化是由渠系水侧向径流触发的。④灌后5 d,耕荒地交界土层0~40 cm存在饱和-非饱和侧向补给;灌后15 d和30 d,耕地和耕荒地交界处的地下水向根区40~60 cm、土层80 cm以及100 cm补给水分;灌后30 d,耕地中的灌溉水水分消失。⑤在非灌溉期,荒地地下水和海子耗水较多,应给海子补给水分。     

河套灌区耕地-荒地-海子系统间不同类型水分运移转化

为了探明耕地-荒地-海子系统中不同类型水分的运移转化规律,在2018-2019年典型时期对系统内具有代表性的采样点进行水样采集,分析了不同时期内不同水体的δ18O变化特征,并利用二端元混合模型和土壤水动力学方法计算了不同类型水分转化贡献率。结果发现:①在灌溉期,82%的灌溉水储存于1 m土体中,18%的灌溉水通过渗漏补给了耕地地下水,渠系灌溉水通过地下侧向径流给耕地地下水贡献了76%。②灌溉水和降雨对耕地地下水平均贡献率为94%和6%;耕地地下水和降雨对荒地地下水的平均贡献率为71%和29%;荒地地下水和降雨对海子的平均贡献率为43%和57%。③渠系灌溉水通过侧向径流贡献给耕地地下水的水量基本全部迁移给了荒地地下水,地下水迁移转化是由渠系水侧向径流触发的。④灌后5 d,耕荒地交界土层0~40 cm存在饱和-非饱和侧向补给;灌后15 d和30 d,耕地和耕荒地交界处的地下水向根区40~60 cm、土层80 cm以及100 cm补给水分;灌后30 d,耕地中的灌溉水水分消失。⑤在非灌溉期,荒地地下水和海子耗水较多,应给海子补给水分。     

灌区水资源合理配置研究进展

灌区水资源合理配置是提高灌区水资源利用效率及保障粮食安全的重要途径,也是实现灌区水资源可持续利用的有效调控措施。从灌区水资源管理政策、水资源循环转化规律、水资源优化配置模型与方法和水文生态4个方面,对国内外该领域的研究现状进行了对比分析。研究发现,国内灌区水资源配置主要存在4个方面的问题:水资源合理配置与保护政策落实不到位、水资源的统一管理机制不健全、水资源优化配置模型实用性不强和水资源优化配置基础条件较为薄弱。建议加强灌区水资源的统一管理政策与机制、变化环境下水资源循环转化规律、水资源承载力基础理论与评价新方法、水文生态调控技术、水资源实时风险调度与智能化管理技术以及水资源优化配置耦合技术研究。     

华北平原东部水资源可持续利用

华北平原东部水资源短缺，深层地下水严重超采，生态环境恶化。为水资源的可持续利用．要发展井灌井排渠灌沟排，以开发利用当地浅层地下水包括微成水和成水为基础．以引调可利用的地表水补源。以调控地下水埋深在临界动态为棱心，以土壤及潜水的地层空间作为调节大气降水、土壤水、地下水、地表水的地下水库．最大限度圯犯时空分布不均的天然降雨转化为可持续利用的水资源。     

喀斯特断陷盆地水资源高效开发利用模式构建

在调查研究典型喀斯特断陷盆地水文地质特征、地表水文过程、“五水”转换及水资源均衡,研发地下水高效开发利用、地表水调蓄、水污染风险评估与水质修复、农田节水灌溉及土壤保墒、水资源优化调控等系列技术的基础上,以可持续发展和系统科学理论为指导,构建了喀斯特断陷盆地水资源高效开发利用模式,包括理论与技术支撑体系和开发利用工程体系两个层次。前者的基本构成及内涵为:水资源高效开发利用工作流程、理论依据及技术支撑,是模式的理论与技术内涵;后者为沿着盆地地表、地下水的形成、运动和转换过程,从上游山区到下游河谷区,逐级分区部署的水资源开发利用工程体系,工程布局做到因地制宜、科学合理,大、中、小、微型并举,集中供水与分散供水兼顾,同时系统推进水质修复、水循环利用、节约用水等措施,实现水资源的高效和可持续开发利用。      

冬小麦田咸水灌溉与土壤盐分调控试验

利用浅层咸水灌溉，可使浅层咸水分布区无效降水转化为有效水资源，缓解北方水资源紧缺的矛盾；通过王瞳试验场进行的咸水灌溉与土壤盐分调控试验表明，利用3g/L左右的微咸水连续灌溉5a，根层土壤溶液浓度未超过小麦的耐盐能力，且作物增产；多年盐分变化趋势为：1994－1997年1m深度内土壤总含盐量在一定范围内波动，总体变化不大，连续干旱的1997－1998年略呈上升趋势；麦秸覆盖和施有机肥能减少根层土壤盐分，对土壤盐分具有有利的调控作用，具有增产效果。     

种植条件下降雨灌溉入渗试验研究

基于清水河平原头营和黑城试验场降雨(灌溉)入渗过程土壤水分运移观测试验数据的分析研究,笔者应用能量观点描述了包气带水分运移的分带性、降雨(灌溉)入渗补给地下水的水分条件和地下水入渗补给过程的基本特征。应用蒸散量模型、土壤水分通量模型,计算了作物生长期的蒸发蒸腾量、土壤贮水量的变化量、400cm深度处的土壤水分渗漏量及渗漏系数。从多年的角度分析了深层土壤水分渗漏量、渗漏系数与地下水入渗补给量和补给系数的关系。它对分析降雨(灌溉)入渗对地下水的补给过程和定量分析地下水入渗补给量、入渗补给系数具有重要价值。     

Biogeochemical studies of a Native American runoff agroecosystem

Research on soil fertility is presented in the context of runoff agriculture, a venerable farming system that has been used for millennia in arid to semiarid regions, where water is a major limiting resource for crop production. The agroecology of runoff farming was studied with the Zuni to evaluate nutrient and hydrologic processes, management, maize productivity, and soil quality in some of the oldest recognized fields in the United States. This ancient Southwest agriculture has functioned without conventional irrigation or fertilization by tapping into biogeochemical processes in natural watersheds connected to fields. Carefully placed fields are managed on alluvial fans and other valley margin landforms to intercept runoff and associated sediment and organic debris transported from adjoining forested uplands. We report on research to evaluate and link nitrogen and phosphorus, two key nutrients for crop production, in watershed, soil, and crop components of this agroecosystem. Nutrient data have been collected by observational and experimental methods for each component and the transport of nutrients from watershed to field to maize. The condition of Zuni agricultural soils suggests that their knowledge and management of soils contributed to effective conservation. This study and others indicate the need for further long‐term monitoring and experimental research on watersheds, runoff processes, field soils, and crops across a range of arid to semiarid ecosystems. © 2007 Wiley Periodicals, Inc.