城市水荒原因初探

城市水荒的出现,是社会经济发展的必然,主要由供需矛盾突出引起的,而用水浪费、水质污染、产业结构布局不合理等现象,又加剧了供需矛盾的尖锐性。节约用水是解决水荒问题的有效途径之一。     

防止河道泥沙淤积的最小生态环境需水量

水土流失问题是生态系统面临的重要问题. 对于多沙河道来说,必须维持一定的生态环境需水量用于输沙,以保证河道生态平衡. 本文以多沙河流为研究对象,以输沙动力学理论为基础,分析了河流输沙能力和水流挟沙能力,在此基础上提出了河道在不冲不淤的临界状态下河流最小流量的计算方法,此为防止河道泥沙淤积的最小生态环境需水量. 通过实际算例,本文还说明了所提出的计算方法的应用,以期为多沙河道水资源合理配置及生态平衡维护提供科学依据.     

普洱水稻需水规律及灌溉定额研究

以普洱市永庆试验点水稻为例,开展水稻需水规律及灌溉定额试验研究,以试验结果及永庆1970~2014年气象数据为基础,分析得到了不同水文年普洱水稻需水量与灌溉定额。结果表明,普洱地区日均ET0从返青期开始减小,抽穗开花期最小,后不断增加,与日照时数呈极显著正相关关系(p=0.001),与相对湿度呈显著负相关关系(p=0.014)。水稻日均需水量变化和ET0变化趋势一致,也是在抽穗开花期最小,返青期最大,这和其他地区水稻需水规律有较大差异。全生育期水稻作物系数为1.11。丰水年、平水年和枯水年需水量分别为533.8mm、574.2mm、601.1mm,受降雨量普遍偏高的影响,不同水文年水稻灌溉定额偏小,丰水年、平水年和枯水年灌溉定额分别为247.2mm、296.6mm和316.2mm。     

盈江国家湿地公园生态需水量研究

根据盈江国家湿地公园的生态系统特性,利用大盈江坝区的实测地形图、拉贺练水文站的实测水文资料,通过建立湿地生态需水量模型,计算了盈江国家湿地公园生态需水量,枯期最小生态需水量20.9 m~3/s;汛期最小生态需水量47.2 m~3/s,大盈江上游来水大于生态最小需水量,盈江国家湿地公园的生态需水量是有保障的。     

鲁西南大气降水与农田需水的供求状况及变化趋势

应用彭曼(Penman)法,并考虑对不同作物发育阶段的订正,估算了鲁西南地区的农田需水量。通过农田需水量与有效降水量差值分析,对二者的供求状况进行了评估。同时还分析了1961～2002年降水量和农田需水量的历史资料序列,发现二者都呈递减趋势,且递减的速度较为接近。     

七里海湿地生态需水量保障分析

本文对七里海湿地气候、水文、土壤及生物进行了论述;利用遥感解译技术提取湿地信息,总结了七里海二十来年自然生态变化特征;根据水资源平衡原理进行了生态需水量保障分析;提出了水资源修复建议。     

1971—2010年气候变化对河南省主要作物需水量的影响

以小麦、玉米、棉花、花生等主要农作物为研究对象,选取河南省12个气象站点1971—2010年的气象资料,采用联合国粮农组织（FAO）推荐的Penman-Monteith公式计算参考作物生育期内需水量,分析其生育期需水量变化规律.结果表明：河南省多个地区需水量的年内分布,都在6月达到全年的最高值,在11或12月降至全年的最低值;需水量最大的是棉花,其次是小麦、花生和玉米;近40年,棉花、小麦、花生和玉米的需水量都表现为减少趋势.通过分析各气象因子与需水量的相关性发现：平均风速与作物需水量显著正相关,由于平均风速大幅下降,从而在很大程度上抵消了因其他气象因子变化引起的需水量增加趋势,造成主要作物生育期需水量的减少.     

模糊逻辑在物理栖息模拟中的应用

为了克服已有物理栖息地模型仅能在具有较完善监测资料河流使用的局限性,介绍了一种应用模糊逻辑的物理栖息地模拟方法。该方法以河道平面二维流场模拟结果为基础,将鱼类学和生态学专家的知识经验融入物理栖息地模型中,运用模糊逻辑推理计算栖息地各单元适宜度,最后根据加权可用面积、高适宜度面积比例与流量的关系曲线确定生态需水量。运用该方法对葛洲坝坝下中华鲟产卵栖息地进行模拟。研究结果表明,中华鲟产卵期适宜生态需水量为10 000~17 000 m3/s。分析认为该方法对监测资料依赖程度低,使用专家知识经验能够弥补数据不足造成的不利影响,具有一定的可行性及实用性。该研究有助于监测资料不足的河流开展生态保护及河流管理工作,并且能够为模糊数学理论在水生态学中的应用提供参考。     

基于生态恢复的塔里木河干流生态需水量预测

以2005年为现状年,用定额法、潜水蒸发法和地下水储量变化法估算出塔里木河干流的生态需水量,其结果分别为33.89×108 m3、23.97×108 m3和33.07×108 m3,通过分析得到现状年合理的生态需水量为30.31×108 m3.并根据阿克苏、沙雅、库车、轮台、库尔勒、尉犁和铁干里克7个气象站1995-2004年的月平均蒸发量,采用阿维里扬诺夫公式和群克水均衡场公式对塔里木河干流天然植被的月潜水蒸发量进行计算,在此基础上计算月生态需水量.通过分析发现,植被生长期(4-10月)的生态需水量占全年生态需水量的86%,尤其是植被生长旺盛时期的5-8月的生态需水量占全年的59%.根据制定的生态恢复方案,用定额法和潜水蒸发法预测3个目标年的生态需水量,将两者计算结果加以算术平均,得到2010、2015及2020年合理的生态需水量分别为31.88×108 m3、34.08×108 m3及36.84×108 m3,为塔里木河流域的水资源优化配置提供科学依据.     

基流计算方法的进展与应用

基流是由地下水补给河流的基本径流,被视为具有维持生态系统稳定功能的河道基本径流,其水量的准确计算在河流断流、湖泊萎缩和植被退化等一系列生态环境问题的研究中具有重要意义。本文阐述了基流的定义与研究意义,归纳评价了基流计算方法的类型、适用范围和优先发展方向。其中计算方法可分为图解法、数值模拟法、水文模型法、物理化学法及数学物理法等五类方法。在此基础上,还着重总结了基流研究在模型校验、水资源利用、生态需水量、河流输沙量和河流自净力等方面的应用。该研究将在如何合理估算基流量及相关领域中具有重要的参考价值。