灌溉水利用效率随尺度变化规律分布式模拟

为评价农田灌溉水利用状况并揭示灌溉水利用效率的尺度变化规律,应用改进的分布式水文模型(SWAT)模拟了漳河灌区三干渠灌域的水循环过程和作物产量。以子流域嵌套方式将研究区划分为9个尺度来计算灌溉水利用效率指标,并分析其随尺度变化的特征及原因。结果表明,灌溉水分生产率受降雨、气候条件的时空分布特征影响较大,而且随尺度增大明显,其尺度关系可以近似应用幂函数描述,函数的形式和参数与分形思想接近。排水率在中等尺度上的数值最大,但随尺度变化不显著。因此,在一定精度条件下,灌溉水分生产率的尺度转换模式可以尝试应用幂函数形式。漳河灌区在中等尺度上的节水潜力最大。     

作物相对水分利用效率与理论节水潜力

作物水分利用效率是评价农业用水效率的重要指标,由于气候差异,采用作物水分利用效率评价不同区域的用水效率可能存在一定误差,尚缺乏深入研究。基于潜在水分利用效率指标和气象数据,计算了2014年中国小麦、玉米和水稻在充分灌溉条件下的潜在水分利用效率,分析了区域气候差异对作物水分利用效率的影响,提出了相对水分利用效率和理论节水潜力的概念和计算方法,并进行了实例研究。结果表明:各类作物在不同站点的潜在水分利用效率的标准差为0.49~1.01 kg/m3,多数作物潜在水分利用效率的空间差异大于实际水分利用效率的空间差异;主要作物的平均相对水分利用效率为50.7%,其理论节水潜力为884.8~4 064.5 m3/hm2;作物水分利用效率和广义节水潜力指标可能高估或低估作物的用水效率和节水潜力。研究认为在比较区域间作物的水分利用效率时不能忽略气候差异的影响;由于考虑了区域气候差异,相对水分利用效率和理论节水潜力指标更合理。     

不同含水率条件下花岗岩脆性特征评价指标研究

准确评价花岗岩在不同含水率条件下的脆性特征对此类工程岩体稳定性评价具有重要的意义。总结国内外现有岩石脆性评价指标,着重对基于应力-应变曲线特征的指标适用性和准确性进行详细分析和讨论,结合单轴压缩条件下花岗岩脆性特征随含水率增加而逐渐降低的试验规律,指出目前常用的基于应力-应变曲线特征的指标难以全面准确反映不同含水率花岗岩脆性特征。基于此,综合考虑全过程应力-应变曲线及峰后破坏时间,应用峰值应变表征峰前脆性特征、峰后应力跌落速率及应变增长速率表征峰后脆性特征,由此提出一种能全面反映花岗岩变形破坏全过程的脆性评价新指标Bd。经试验证实,新指标Bd能够准确地反映出花岗岩在不同含水率条件下的脆性变化趋势,相比其他脆性评价指标具有一定优越性。研究成果对丰富和改进现有的岩石脆性评价指标具有一定的参考意义和价值。     

地下水饮用水与灌溉水水质评价方法研究进展

地下水作为饮用水与灌溉水的重要来源,在人们日常生活中以及农业生产中有着十分重要的作用,国内外已经对地下水开展了大量深入的研究。目前,饮用水、灌溉水和地下水水质评价方法基本一致。地下水饮用水与灌溉水水质评价方法众多,但至今没有统一的评价模型,使用不同的评价方法对同一区域地下水饮用水与灌溉水水质进行评价,往往得到的结果有所差异。因此,本文对国内外常用地下水饮用水与灌溉水水质评价方法进行梳理,指出各评价方法的优点和缺点,针对各评价方法存在的缺点,归纳其改进方法;总结地下水饮用水与灌溉水水质评价方法研究进展及未来研究的趋势,并提出展望,旨在为地下水饮用水与灌溉水水质评价方法的完善提供参考依据。     

辽阳灌区节水灌溉水利用系数确定方法探析

灌溉水有效利用系数是灌溉工程设计的重要指标。其综合反映了设计水平年灌区"标准状态"渠道系统工程状况、田间灌溉水平和能力条件下的总体灌溉用水效率。本文结合辽阳灌溉区节水改造工程概况,对该灌区灌溉水利用系数确定思路进行探讨,认为在对灌区进行节水改造设计时,需采用科学的方法确定灌溉水利用系数,渠系水利用系数为0.7左右,田间水利用系数为0.95左右,而灌溉水利用系数为0.65。     

水资源利用效率评价方法及发展方向探讨

水资源作为一种自然资源,是人类赖以生存的基础,尤其我国水资源紧缺问题尤为严重。从水资源利用效率评价涵义入手,对水资源利用效率用层次分析法、模糊综合评价法、灰色聚类评价法、投影寻踪法四种评价方法进行全面分析,提出通过加大理论和实践方法检验力度、构建行业专项评价机制、进行水资源利用效率评价和将可持续发展指标融入水资源利用效率评价、提升评价科学性和合理性等方法,构建水资源利用效率评价方法未来发展方向,为我国实现水资源可持续利用奠定良好的基础。     

甘肃省黑河干流细土平原区灌溉水入渗运移的初步研究

西北干旱地带农业区的灌溉水入渗是地下水补给的重要途径.在甘肃省黑河干流细土平原区,利用中子仪和负压计观测了灌溉水入渗时包气带的含水率和土水势的变化,初步分析了灌溉水入渗运移规律,确定了灌溉水入渗补给系数随地下水埋深的变化,为本区进行地下水资源评价奠定了基础.     

固井冲洗液室内模拟评价方法研究

针对现有固井冲洗液评价方法对于油基钻井液冲洗情况评价存在不足的问题,运用环空壁面与改进装置内筒壁面处剪切速率相等的原理,研究出了一种适用于油基和水基钻井液条件的固井冲洗液室内评价新方法。室内模拟实验分析表明,该方法能更好地反映冲洗液的冲洗效率,并能模拟评价冲洗效率对固井第一或第二界面处胶结的影响情况。该方法操作方便,适用于油基和水基钻井液固井条件。     

淮河流域洪汝河段浅层地下水质量评价方法浅析

依据2008年度淮河流域洪汝段(河南省域)536组浅层地下水水质化验资料,选取49个评价指标,分别采用内梅罗指数法和模糊数学法进行地下水质量评价,对两种方法的评价结果进行对比浅析,阐述二者的适用条件。结果表明:模糊数学法更好地揭示了水质等级划分上的模糊性,能均衡反映各指标的综合影响,评价结果更符合实际情况,更适用于评价指标较多的水质评价。     

不同地质条件下各种类型气源岩气态烃产率的求取

气源岩的气态烃产率是评价气源岩生气潜力的重要指标,也是盆地资源评价中的重要参数. 但在不同的地质条件下,同一种气源岩气态烃产率不同.需要有一种新方法求取气源岩的产气率.采用实验与数值模拟相结合的新方法,求取了不同类型气源岩在不同地质条件下的气态烃产率,为我国天然气资源评价提供了重要的地质参数.     

灌溉用水效率尺度效应研究评述

在阐述灌溉用水效率尺度效应内涵及其产生原因的基础上,对研究现状进行了评述,并提出了今后的研究方向。灌溉用水效率尺度效应主要由灌区土壤、作物、气候、灌溉工程、灌溉水量等多种因素的空间变异性和回归水利用导致;现有灌溉用水效率指标应该拓宽供水效益内涵,同时在经济条件约束下来考虑回归水的再利用;现有各类指标随尺度变化规律并不固定,主要原因是尺度效应并非由单一因素决定;现有尺度效应转换研究都是单独针对空间变异或回归水重复利用而进行,缺少对两者的综合,更缺乏成熟的尺度转换公式。今后需要在完善评价指标体系的基础上,重点对尺度转换理论进行攻关,同时还应兼顾水循环伴生过程的尺度效应研究。     

灌溉用水反弹效应研究综述

推行节水灌溉技术的节水效果可能被产出增长带来的新增用水抵消,甚至出现用水有增无减的现象,表现为灌溉用水的反弹效应。目前有关灌溉技术节水效果的研究已有丰富成果,但关于灌溉用水反弹效应的研究还缺乏系统梳理。从灌溉用水反弹效应概念内涵、灌溉用水特性与节水的尺度效应、灌溉用水反弹机制以及反弹程度4个角度综述相关文献。灌溉过程中的水量转化、水分消耗及用水效率评价非常复杂,对灌溉用水反弹的研究还需进一步深入。未来研究的重点领域包括:①灌溉用水反弹的定义,如区分水文反弹和经济反弹,区分用水反弹和耗水反弹,区分一般反弹效应和回火效应（大于100%的反弹）;②灌溉用水反弹的作用机理和控制路径;③设计合理的方法实证计算反弹效应。     

考虑回归水重复利用的灌区用水评价指标

为了正确评价灌区用水效率及用水效益,构建了考虑回归水重复利用的灌区用水效率及效益指标。利用地表水-地下水耦合模型、SWAP模型和线性模型对柳园口灌区的水量和作物产量进行了分布式模拟,在此基础上,对柳园口灌区不同用水模式以及田间不同节水灌溉模式下的灌区用水效率及效益指标进行了计算,分析不同节水措施对灌区用水效率及效益指标的影响规律。结果表明,井渠结合调控模式和田间节水灌溉模式对柳园口灌区不同区域用水效率及效益的影响效果不同,但均能提高灌区总体的用水效率及效益。     

我国农田灌溉的水环境问题

针对我国水资源匮乏,水资源浪费严重以及水体污染持续恶化三大问题,指出了农田灌溉用水中缺水、滥用、污染等导致农业水土资源与生态环境急剧恶化的若干问题,解决的重要途径是推行各种行之有效的节水灌溉技术、污水资源化利用以及水资源养用相结合等措施。     

单位水量粮食生产能力分析

单位水量粮食生产能力是综合反映灌溉用水水平和粮食生产状况的重要指标.通过对各省(市、区)粮食生产能力的计算,结合各地自然地理条件及水资源开发利用状况的分析,认为我国粮食生产发展的潜力,主要在于提高粮食单产水平,提高灌溉水的利用效益,在水土资源较丰富的地区应适当发展灌溉面积.     

水稻灌区节水灌溉的尺度效应

探讨了节水灌溉尺度问题,指出产生节水灌溉尺度现象的原因是由于灌溉过程中回归水的重复利用.结合漳河灌区的实际,讨论了水稻种植区在不同尺度下的水平衡要素及其在节水尺度效应中的作用;说明随尺度的增大,水平衡过程变得复杂化,节水尺度效应现象也更突出.利用漳河灌区田间试验数据和灌区长系列的历史资料,分别从田间、中等、灌溉干渠和灌区共四个尺度,定量地分析了水稻节水灌溉对水分生产率以及水分利用率的影响.结果表明,节水灌溉技术的采用不仅可以提高田间尺度的灌溉水分生产率,也促进了漳河灌区灌溉水分生产率的整体上升.     

塘坝工程在江淮丘陵区旱灾防治中的作用

以江淮丘陵区的水资源状况、地形地貌及土壤特征、水利工程现状、种植结构和灌溉技术水平等主要影响因素为基础,具体分析了该区域干旱发生的原因。阐述了塘坝在灌区系统中对水库防洪灌溉的补充作用,以及在非灌区对拦蓄地表径流的重要意义。根据江淮丘陵区内的水利工程特别是塘坝运行现状,提出合理规划塘坝建设、加大塘坝扩挖整治力度和加强用水管理以增加可用水量,并依靠节水灌溉技术和调整种植结构措施以减少灌溉用水,从而改善江淮丘陵易旱区缺水状况。     

精量灌溉决策定量指标研究现状与进展

按照土壤 植物 大气连续体(SPAC)理论,灌溉决策的指标可分为三类:土壤水分、作物水分生理状况和气象因素。对这三方面的研究现状与进展作了详细的阐述。在土壤水分监测技术方面,时域反射仪(TDR)技术、微波技术、近红外辐射等的应用,使监测更加准确和便利;用于灌溉决策的作物水分生理信息监测包括:细胞液浓度、叶/水势、茎果微变化、生理电阻电容、声发射等,从目前国际上研究情况来看,叶冠层温度和茎流变化是指示作物水分状况较好的指标;在估算大气蒸发力方面,以参考作物蒸散量为指标,估计作物参考蒸散量的方法以联合国粮农组织(FAO)最新推荐的Penman-Monteith方法较为精细。并对目前灌溉决策指标的综合运用情况进行了总结。讨论了作为精准农业重要组成部分的"精量控制灌溉"今后的发展方向,建议以通过对作物、土壤、气象复合系统的分析和判断,指导灌溉的适时和适量。     

The Effectiveness of Centre-Pivot Irrigation from Dolomitic Ground Water in the Northwest Province,South Africa

Because South Africa is situated in a semi-dry region, the limited water resources are placed under increasing pressure by consumers from different sectors. Irrigation consumes more than half of the available water resources in South Africa. In the Northwest Province large volumes of water are found in dolomitic aquifers. Since 1970 irrigation from these aquifers has resulted in an exponential growth in the withdrawal of groundwater. The purpose of this study is to evaluate the effectiveness of groundwater utilization with centre-pivot irrigation in the Northwest Province, as well as to identify the most important variables that influence this effectiveness. Factor Analysis and Multiple Regression Analysis were used to establish a model with which the probable effectiveness of groundwater utilization on a specific farm can be predicted. The results show that four variables have a significant effect on the net profit margin from centre-pivot irrigation in the study area, namely: • Knowledge regarding the water capacity of the soil • Adjusting irrigation according to precipitation • The use of a yield target for fertiliser application, and • Soil characteristics The above parameters were used to develop a model with which farmers in the study area can be ranked according to the effectiveness of their water usage for centre-pivot irrigation. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.