晋中市水资源影响因子分析及节水对策研究

根据晋中市水文局提供的11个县1956~2005年的水资源总量、径流量资料及各县气象局提供的同系列降水量、气温等气候资料,分析了全市的水资源现状与影响水资源的气候因子,发现降水与水资源的变化规律一致,均呈波动式减少趋势,降水减少10%,水资源总量减少23.8%,水资源总量距平百分率倾向率为-1.25,地表径流量距平百分率倾向率为-1.76,地表径流量下降速度较水资源总量快。     

黄土塬区麦田水资源特征研究

利用当地农业气象观测资料研究了陇东塬区麦田晚秋土壤贮水与收墒期水资源关系、春季降水与春旱的关系、春旱特征,并利用世界粮农组织(FAO)公布的模式,计算了该区域冬小麦不同生长阶段需水量,分析了该区域冬小麦不同生长阶段水资源丰歉度、可生长季水资源构成和农业生产对策。分析显示:陇东塬区冬小麦冬前生长期水资源过剩,返青后生长期水资源短缺,短缺最严重的时段是成穗期,即4月中旬到5月中旬,水资源总量只占需水量的67%,80%保证率为31%,是影响冬小麦产量的关键时期。春、夏、秋三个可生长季节中,春季麦田水资源以早春土壤贮水为主,夏季以自然降水为主,秋季初秋土壤贮水和自然降水占水资源总量的比例接近。植株生长期水资源、成穗期水资源和全生育期耗水量和冬小麦产量相关程度较高,幼苗期和籽粒形成期水资源对产量的影响相对较小。农业生产上要根据不同时期水资源构成特征科学决策种植模式,并采取工程措施或生产措施有效降低越冬期土壤水分损耗、麦田冬前旺长水肥损耗、晚秋和早春秋白地水分无效损耗,提高水分利用率。     

陇东塬区周年水资源分布及对农业生产的影响

通过分析黄土高原典型残塬"董志塬"麦田周年水资源、不同季节水资源、冬小麦返青后生长期水资源构成,揭示了陇东黄土高原塬区麦田不同时段水资源潜力。结果表明多数年份早春土壤有效贮水量占生长季水资源总量20%以上,最高可达到38%。春季麦田水资源64%来源于早春土壤水库贮水,秋季麦田水资源52%来源于初秋土壤水库贮水,由于麦田春季消耗了大量土壤水库贮水,夏季麦田水资源只有22%来源于春末土壤水库贮水。冬小麦返青后生长期水资源一半来源于早春土壤贮水,一半来源于返青后生长期降水量。鉴于冬小麦既可以利用上年收墒期降水,又可以利用当年生长期降水,对周年水资源利用率较高,针对陇东塬区两年三熟的种植方式,建议采用冬小麦+小秋作物的种植模式,既可以变两年三熟为一年两熟,又可以提高土地利用率,有效利用光、热、水资源,增加单位面积产出。     

中国西北及中亚干旱区绿洲降水年内分配特点与现代节水农业

通过比较分析研究区域多年月平均降水量数据,得出中国西北与中亚干旱区绿洲的降水特点差异较大,中亚地区年均降水量313.2mm,6—9月降水24.3mm,降水系数平均8.07%,水热配合强不同期,冬春季相反;河西走廊等年均降水量110.6mm,6—9月降水79.8mm,降水系数平均72.14%,水热配合强同期,冬春季相反;新疆处于之间。另外,研究区域"山地-绿洲-荒漠系统"各子系统降水量差异很大,但同一季节的降水系数却很近似。上述特点深刻影响着各地的水资源利用决策及农业生产。对于新疆南疆地区而言,更需要根据当地水资源特点选用现代科学技术、加大投入,兴建绿洲农业现代节水型水利工程,结合农业节水技术体系,从"内涵"节水入手提高水资源利用率,增加灌溉面积,提高人均耕地,发展农业生产,实现大范围的科技扶贫,将有利于社会发展、稳定。     

北京市开发建设项目雨洪集蓄利用模式探讨

加强开发建设项目雨洪集蓄利用设施建设,有效利用天然降水,缓解区域性洪水,是目前全球气候环境恶化、水资源日益紧缺背景下保护水资源行之有效的手段之一。对北京市水资源现状、国内外雨洪集蓄利用概况和北京市开发建设项目雨洪集蓄利用现状进行了分析,总结出了适宜北京市开发建设项目的雨洪集蓄利用模式。     

科尔沁沙地奈曼地区降水变化特征分析

降水的分布特征和趋势分析对于研究区域水分动态和水资源合理评价具有重要的生态学意义。以奈曼旗气象局49a的降水数据分析了该区域降水的变化趋势与特征,结果表明:奈曼地区49a来平均降水量为351.7mm,春季降水呈现逐年增加的趋势,而夏季、秋季和冬季降水逐年减少,夏季降水最多,为年平均降水的68.6%;年降水中以7月的降水量最多,占年降水总量的30.4%;降水量介于300～350mm的年份最多,占28.6%,小于多年平均降水量的年份占63.3%。年降水300mm以上的概率为67.4%,而大于多年平均降水量的概率仅为38.8%;降水年际变率较大,变异系数为25.1%,总体趋势是降水逐年减少,有趋于更干旱化的特点。     

稻田水资源利用效用的灌排模式响应

为全面揭示稻田水资源利用效用,在观测浅水勤灌(FI)、浅湿灌溉(WI)、控制灌溉(CI)和蓄水控灌(RI)处理试验小区田间水量平衡的基础上,建立了灌溉水、降水消耗通量区分方法及其利用效用评价指标体系,分析了水资源利用效用的灌排模式响应。结果表明:田间灌溉水和降水消耗量、有效利用率及水分生产力均受灌排模式的影响;2017-2018年各处理水资源消耗量为695.9~999.1 mm,其中CI处理水资源消耗量最低,并且消耗结构更加合理。CI处理的灌溉水生产力(IWP,5.392 kg/m³)、降水生产力(PWP,1.539 kg/m³)以及水资源生产力(WRP,1.364 kg/m³)综合表现出其水资源产出能力最强;灌溉效率(IE)、降水利用率(PE)及广义水利用系数(GE)的平均值分别为0.472,0.406,0.693,且处理间[JP]的差异小于产出能力指标。基于灌溉水、降水消耗通量区分的水资源利用效用评价指标体系可以真实而全面地衡量农业生产中水资源表现,特别是在降水频繁的生育季。研究结果可为农业用水效率评价和稻田灌排模式制定提供理论基础。     

气候变化对挠力河流域水文情势驱动影响的分析

为了达到挠力河流域以及整个三江平原水资源综合利用、管理和农业可持续发展的目的,基于1961—2013年挠力河流域宝清与菜咀子站气象、水文监测资料,采用统计相关和趋势分析、Mann-Kendall突变检测等方法,分析研究了流域中游区段降水、气温及径流变化特征,特别是突变前后特征变化。结果表明:近53年气温呈明显的升温趋势,而降水和径流呈稍降趋势,基本变化不大。文中揭示出挠力河流域气温和降水突变时间基本发生在1987年。从1987年后开始由低温多雨时段转为高温少雨时段。近53年宝清降水与径流相关系数为0.85,尤其突变前时段相关系数高达0.96,在降水距平百分率10%和10%的年份对应径流多和少正确率达0.93;突变后略有下降,表明降水多少几乎完全驱动了挠力河中上游径流大小的变化,并分析了温度变化是加速或减弱降水对径流的驱动影响。另外还分析了宝清降水对挠力河中下游径流的驱动作用,表现在突变前降水对径流的驱动作用不大,而主要是依靠下垫面蓄水和水利工程对径流变化起着重要的驱动作用,突变后宝清的降水对下游的驱动作用在增加。     

基于评估模型的陕西省水资源气候影响分析

利用陕西省1961—2009年96个观测站的年降水、气温资料以及1997—2006年水利部公布的水资源资料,基于线性拟合、水资源丰枯评价指标、变差系数及产水模数等方法和指标,对陕西省近50 a来的水资源状况进行了气候影响分析。结果表明,基于降水、气温的水资源评估模型能够对陕西省水资源状况进行评估,且评估效果好于只考虑降水的评估模型。近50 a来陕西省气候趋于暖干,年平均气温自20世纪90年代升高,1996年前后发生突变;年降水自20世纪80年代中后期减少,1988年前后发生突变。受气温升高,降水减少影响,近50 a来陕西省水资源量呈减少趋势,1991年前后发生突变,水资源量显著减少。20世纪90年代之前,陕西省水资源量正常偏多,之后水资源正常偏枯,且年际变化显著,年水资源量不稳定。陕西省属于旱年缺水类型,天然供水量的减少增加了水资源利用率,水资源供需压力增大。     

气候变化对华北粮食主产区水资源的影响及适应对策

气候变化已成为目前全球最为重要的环境问题之一,气候变化将通过加速水文循环进而对区域水资源产生重要影响。采用统计分析和数学模拟方法,分析了气候变化对中国华北粮食主产区水资源的可能影响。结果表明:过去50年黄河中下游地区和海河流域河川径流呈现显著性减少趋势,淮河流域及黄河上游河川径流为非显著性变化;其中,1980年以来海河流域实测径流量较前期减少超过50%。未来30~50年华北粮食主产区气温将持续上升,降水的不确定性更大,总体呈现弱增加趋势。受气温升高和降水变化影响,未来几十年水资源总体以略微偏少为主,但存在区域性增多的可能;在RCPP2.6、RCP4.5和RCP8.5排放情景下,区域水资源较基准期(1961—1990)分别变化-1.3%、1.0%和-2.3%。在空间分布上,黄河中游水资源可能略有增多,但淮河和海河流域水资源很可能进一步减少,华北粮食主产区水资源供需矛盾可能会因气候变化而更为突出。加强节水型社会建设、水利工程建设以及充分利用非传统水源是该地区未来适应气候变化的核心工作。