分析了大型灌区现状和存在问题，剖析了现代农业与社会经济发展对灌区发展的需求。展望了灌区未来发展趋势，提出在灌区规划设计方法、灌区灌溉面积阈值与节水潜力分析方法、新材料新技术新工艺、灌区信息采集与监控技术、灌区智慧管理系统研发等方面创新突破，驱动灌区未来发展。

建设生态灌区，是解决我国灌区目前普遍存在的农村水环境恶化加剧、水资源短缺、水体污染严重、江河湖泊、水库营养化趋势严重，农产品污染加剧，污染物超标严重等一系列问题的必然选择。但是如何将传统灌区通过升级改造为现代化的生态灌区，尚无可资借鉴的典范。要建设好现代化的生态灌区，就必须到具有良好生态理念的规划设计、完善的现代化硬件建设、科学先进的管护系统、大量资金的支持以及建立突发事件应对机制。

结合我国灌区现状和经济社会发展需求，对现代灌区的特征与建设重点进行了分析。认为，现代灌区应通过5大体系建设，实现灌区健全的防灾减灾能力、有效的灌排保障、完善的管理与服务、高效的水分生产率和优美的灌区生态与环境等特征。同时认为，由于有灌区续建配套与节水改造的前期工作基础及现代科学技术的支撑，现代灌区建设的内容将更加全面系统、服务经济社会需求能力将进一步提升、新的科学技术应用更为广泛。同时，现代灌区建设标准的确定应与当地经济社会条件相适应，建设过程中应因地制宜、突出特色。

分析了我国农灌区发展的现状和主要问题，研判了现代化灌区发展面临的新形势和新要求，提出了适应现代农业发展的现代化灌区发展的总体思路、主要任务，根据我国地域特点提出了不同类型区的灌区发展对策，以及有关政策建议。

生态渠道是节水生态型灌区建设的主要内容，而生态护坡是生态渠道的关键构成，对其建设效果开展现场监测和定量评价具有重要的意义。从功能性、安全性、生物性和景观性四个方面提出了灌溉渠道生态护坡建设效果的评价指标体系，并以江苏省周桥灌区空心砖护坡建设模式为例，开展了两次现场监测和分析评价。研究结果表明，周桥灌区渠道生态护坡建设满足灌溉输水能力与稳定性要求，渠道生物多样性较好，景观观赏性较高，具有应用推广价值，但其在景观时序性以及物种搭配等方面仍存在可改善的空间，由此提出了包括边坡植物搭配方式等改进建议。

确定合理的渠井结合比以保证地下水采补平衡，是发展井渠结合灌溉、保证灌区节水和可持续发展的重点和难点。根据井渠结合区的地下水可开采量与井渠结合井灌区的灌溉用水量之间的平衡关系，建立地下水补给均衡模型。该模型考虑各级渠道输水、田间灌溉和降雨入渗对地下水的补给，地下水开采量则根据井灌区灌溉用水量确定，建立地下水补给与地下水开采量之间的均衡方程，通过求解该均衡方程，得到井渠结合区渠井结合比的合理范围在2.5~3.5之间。同时，本文通过局部敏感性分析方法，分析了该模型涉及参数中对渠井结合比影响程度较大的5个参数，敏感性从大到小依次为：地下水可开采系数、土地利用系数、渠道输水补给地下水系数、田间灌溉补给地下水系数、降雨补给地下水系数。本文进一步根据渠井结合比，计算了灌区实施井渠结合灌溉的节水潜力，结果表明，井渠结合全部实施后，灌区的节水潜力在3.4~4.6亿m3左右，节水效果显著。

针对调水量与调水时机不确定的问题，建立基于供水系统全局风险最小化的多水库联合模拟优化调度模型，采用并行多种群混合进化的粒子群算法（PMSE-PSO）全局优化确定满足各水库供水要求的水库群调水规则和供水规则，并优化确定调水水库的最大调水规模，最后根据优化规则及调水规模进行水库调度计算，进而求出各计算时段调水量以及各水库区用水户供水量。本模型从缺水区域风险最优化的角度，优化确定水库供水限制线、调水控制线和调水水库的最大调水规模，模拟各时段实际调水量和不同用水户供水优先次序的供水量，实现了多水库联合调度的技术突破，为水库调度决策部门提供了一个新的调度思路。通过高关-短港水库灌区的实例应用，证明了该模型的科学性和有效性。

为了便于黑龙江省灌溉试验站网统一管理，掌握试验数据的时效性，开发了黑龙江省农田环境参数采集综合管理信息系统，将传感技术，微电子、计算机技术，通讯技术等集成，通过网络对各试验站农田环境参数进行远程监控，将所采得的数据录入数据库，，便于及时了解各试验站基本情况、实时数据，查询历史数据等。本文详细介绍了黑龙江省农田环境参数采集综合管理信息系统设计及服务功能。本系统的开发为研究全省的水稻、玉米及其它旱地作物需水规律，提供了很好的管理平台。

通过借鉴一些国际组织关于灌区（灌溉）现代化和我国关于水利现代化以及农村水利现代化的概念，给出了农田水利现代化的定义和内涵；结合现代化农田水利所应具备的民生、节水、生态、数字以及和谐农田水利五大特征，同时借鉴联合国粮农组织、世界银行以及国际灌溉排水委员会有关灌溉现代化评价指标的界定，遵循客观性、综合性和可操作性的原则，构建了我国农田水利现代化综合评价指标体系。参照《全国节水灌溉区划》，并根据各区域的自然地理特征及降水条件，最终将我国评价区域划分为东北区、海河和黄河中下游区、黄河上中游和内陆河区、淮河和长江中下游区、东南沿海地区和西南区六大评价区域，并给出六大评价区域和典型灌区农田水利现代化评价指标值。

为探索根区通气增氧对杂交水稻根系生长和根际微生物的影响规律，以杂交水稻深优9586为研究对象，采用模拟微区实验，通过对杂交水稻根系活力与根系生长特征、根际土壤微生物种群数量及纤维分解强度的研究。结果表明：相比常规对照CK处理，在不同生育期根区通气增氧处理促进根系生长，提高根系活力。根区通气增氧处理的杂交水稻根总长、根总体积、根总表面积、平均根系直径、根干重和根尖数等特征指标都明显优于CK处理，且表征根系活力的氯化三苯基四氮唑（TTC）还原强度随着增氧频率的降低而减低：A1＞A2＞A3＞CK。根区通气增氧处理增加了根际土壤细菌、真菌和放线菌等微生物的数量，除了抽穗期的真菌数和成熟期的细菌外，以上三种微生物种群数量均多于CK处理。在成熟期通气增氧处理的根际土壤微生物纤维分解强度均显著高于CK处理，且纤维分解强度随频率的降低先降低后升高。

为了揭示北疆季节性冻融期不同地表覆盖对土壤温度时空变异的影响，采用测坑试验方法，分析裸地对照和秸秆覆盖、活性炭覆盖、地膜覆盖三种不同地表覆盖下冻融期土壤温度变化规律，结果表明：气温对10cm土层温度影响较大，随土壤深度增加，气温的影响力呈递减趋势；在季节性冻融期，地膜覆盖、活性炭覆盖和秸秆覆盖相比裸地均有增温效应，但是秸秆覆盖和活性炭覆盖的增温效应大于地膜覆盖，且10 - 40cm土层土壤温度变幅远小于地膜覆盖和裸地，对调节耕作层土壤温度具有良好效果。研究结果对调节季节性冻土土壤温度变化，指导春播具有重要意义。

对于较大地下水埋深的地区较大，改进暗管排水技术是否可以起到除涝作用值得讨论。基于室内土柱试验，考虑地下水埋深、反滤体宽度以及土体介质三个因素，分析了非饱和土体、地表持续积水一定时间后，改进暗排的排水性能。结果表明：细砂土介质中，地下水埋深很大时，常规暗排的排水能力有很大局限性，而改进暗排的排水能力仍然显著；地下水埋深为暗管埋深2倍时，改进暗排自由出流排水流量为相同条件下常规暗排排水流量的2.5~3.5倍，为土体介质完全饱和条件下常规暗排排水流量的2倍；相同地下水埋深条件下，改进暗排在细砂土介质中的排水效果好于粗砂土介质，反滤体宽度对单位时间暗管排出水量和下渗补给地下水水量的比值有很大影响。本文研究成果可为在地下水埋深较大地区推广应用高效的暗排工程技术提供技术支撑。

针对外源性有机碳影响下土壤氮素各转化过程的定量计算问题，基于土壤氮素迁移转化数值模型NPTTM，考虑外源性有机碳在土壤中的不同分布类型，及其对反硝化过程的影响函数，采用含有机碳的二级处理再生水灌溉试验对该改进模型进行验证，结果表明，改进后的模型能很好地拟合试验过程土壤水氮动态变化过程。同时，为了探究有机碳分布对氮素迁移转化过程的影响，本文采用该验证模型进行有机碳随深度分配数值实验，计算结果表明不同的有机碳分布对土壤铵态氮的影响较小，但对硝态氮的影响较大。土壤中较高的有机碳汇集会造成铵态氮浓度的增加，而有机碳浓度增大会增强反硝化作用进而减小硝态氮浓度。

自然界中的土壤垂向普遍呈层状分布。土壤的层状结构对水分入渗以及污染物运移具有较大影响。为了解多层土壤层序排列对水分运动的影响，本文通过土槽试验对不同层序排列下层状土入渗率、指流发育状况进行了研究。结果表明，具有相同厚度、相同土质的土壤土层排序不同，可导致累积入渗量和入渗率不同，而且指流的形成和发育也出现不同。

间作种植是一种古老的种植方式，它相对于单作物种植具有诸多优势，尤其在水资源短缺的地区受到人们的高度关注。相对于单作物种植，间作能减少肥料施用量，有效降低碳排放，从而缓解农业环境危机。它还具有产量优势，还对作物生长和果实品质有益。针对河套灌区的盐渍化及水资源短缺的特点，更应该提倡间作种植方式。

为了研究半湿润易旱区土壤水分时空变化特征，在陕西关中盆地的三原县选择试验点，对地面以下0~500cm土层水分进行原位、定点长期自动监测。根据土壤水分变化状况从垂直剖面上将土壤划分为活跃层(0~20cm)、次活跃层(20~50cm)、过渡层(50~200cm)、相对稳定层(200~500cm)。其中，活跃层、次活跃层土壤分受到气象因素的影响较大，12月及1月~3月中旬处于相对稳定期、3月下旬~5月中旬处于缓慢下降期、5月下旬~9月下旬处于增失交替期、10月初~11月末处于持续下降期；过渡层土壤水分受到气象因素的影响较小，12月~3月末处于先减小后增大的变化趋势，4月初~8月中旬有一定的波动，8月下旬~11月末缓慢下降。相对稳定层土壤水分受到气象因素的影响微弱，主要受到土壤温度的影响，表现出振幅较小的正弦曲线趋势的变化特征。

我国盐渍化土壤面积大，范围广，且由于不合理灌溉等原因，次生盐碱化问题日益突出。为了能够及时、精准、动态地监测盐渍土农田含水率的变化，以内蒙古河套灌区农田为研究对象，应用高光谱分析技术，采用偏最小二乘回归方法( PLSR) 分析土壤反射光谱特征值与水分、盐分含量间的关系，建立盐渍化农田含水率高光谱预测模型，并对模型的稳定性和预测能力进行检验。结果表明: 利用非盐渍土建立偏最小二乘模型能够有效预测低含盐量（含盐量小<0.4%）土壤的含水率。水分预测模型中土壤盐分含量小于等于0.4%时，R2大于0. 8，RMSE小于4%，预测精度较好；土壤盐分含量大于等于0.5 % 时，预测值R2不足0.7，预测精度较差。结果表明土壤中盐分含量较大时，对含水率预测模型的估算精度均会产生影响。

准确估算农田蒸散量，对于促进节水型农业和旱地农业的发展、科学管理有限的水资源、评估环境变化对农业生态系统的影响等具有重要意义。利用河套灌区解放闸灌域农田连续观测的玉米、向日葵的冠层温度和田间气象要素等数据，采集并计算出Seguin和Itier简化模型中日蒸散量ETd、日净辐射Rnd和冠气温差（Ts-Ta），并对模型中参数a、b进行了回归和拟合，检验其在当地的适用性。结果表明，该简化模型可以用于估算玉米和向日葵的日蒸散量，以每日13:00时数据拟合效果最优，决定系数R2分别为0.690和0.864；日蒸散量估算模型中玉米田块参数a和b分别为-0.859和-0.116，向日葵田块参数a和b分别为0.548和-0.343。研究结果可为大面积遥感反演区域农田耗水提供参考依据。

针对灌溉水资源供需矛盾突出且用水效率低等特点，寻求能够保证灌溉水资源可持续利用的安全阈值并基于此进行高效配水具有重要意义。文章首先采用模糊识别模型计算灌溉水资源与社会经济生态协调发展的协调度，并以此协调度作为状态变量，结合通过因子分析法获得的控制变量拟合尖点突变模型，通过突变判别式确定灌溉水资源安全阈值。在此基础上，以灌溉水生产力最大为目标函数构建灌溉水资源优化配置模型。以黑河中游甘州区、临泽县、高台县为例，得到三区（县）的灌溉用水安全阈值下限分别为4.88亿m3，3.02亿m3和2.69亿m3，灌溉水生产力为1.58kg/m3。得到的结果可为研究区域和类似地区提供一定技术参考。

为揭示不同氮肥处理对节水灌溉水稻生长特征及产量的响应机理，本试验设计常规灌溉A和控制灌溉B、C 3种灌溉模式，以及常规尿素肥、生物炭与尿素肥混合、控释肥3种氮肥管理模式，采用盆栽试验，分析了不同水氮管理条件下水稻的茎蘖、株高、叶面积指数、叶绿素含量、产量以及灌溉水分生产率的变化规律。结果表明，生物炭与尿素混合施肥模式和控释肥施肥模式水稻生长特征较为相似，但也有一定区别,生物炭与尿素混合施肥模式促进水稻地上部分的生长，提高了水稻有效分蘖率，水稻的产量和灌溉水分生产率分别较常规施肥模式提高了11.15%和7.26%，控释肥一定程度促进水稻地上部分的生长，提高水稻产量，但水稻的有效分蘖率和灌溉水分生产率较常规肥管理低。与灌溉模式A相比，灌溉模式B水稻地上部分生长受到轻微抑制，水稻产量略有降低，但灌水量显著降低(P<0.05),水稻灌溉水分生产率得到大幅度提高，平均提高0.70 kg/m3；灌溉模式C水稻灌水量大幅度降低，灌溉水分生产率也最高，但水稻生长受到抑制较为明显，水稻减产幅度较高。综上所述，灌溉模式B和生物炭与尿素肥混施为本次试验最合理的水氮管理方式。

为了揭示不同土壤水分条件对节水灌溉稻田水碳通量日变化的影响，采用涡度相关系统对2013年节水灌溉稻田水碳通量进行了连续监测，分析了不同土壤水分条件下节水灌溉稻田水汽与CO2通量的日变化特征。结果表明：各月典型晴日不同土壤水分条件下节水灌溉稻田水汽通量日变化趋势相似，均呈倒“U”型曲线。生育前期不同土壤水分条件下稻田水汽通量差异较生育后期大，生育前期复水后水汽通量峰值约是复水前的1.25倍。不同土壤水分条件下稻田CO2通量日变化趋势也相似，呈“U”型变化。生育前期复水后稻田CO2通量值较复水前大，水稻生长中后期影响较小。对不同土壤水分条件下稻田水碳通量的分析对节水灌溉制度下农田水碳环境效应及田间小气候研究都有重要的现实意义。

以黑河中游为研究对象，考虑农业灌溉系统的不确定性，建立了区间两阶段模糊可信性约束规划模型，用于区域农业水资源优化配置。该模型以经济效益最大为目标函数，引入模糊变量、概率分布和区间数来表示多重不确定性。通过设置不同的可信性置信水平，模型可解决带有违背约束的模糊风险问题。模型的结果可为黑河中游地区农业水资源优化管理和作物种植结构优化提供帮助。

针对现有入畦流量反演方法精度不高的问题，利用冬小麦春灌试验的地表水流推进消退数据和控制点灌溉前后土壤含水率数据，提出了2种基于水量平衡原理的反演入畦流量的方法：利用土壤含水率计算入畦流量的方法和基于入渗模型计算入畦流量的方法。从反演精度、田间试验工作量两个方面与传统入畦流量反演方法进行了优劣性比较。结果表明，基于入渗模型的反演方法精度较高且田间工作量较小，最适宜在实际入畦流量调查中应用。

基于水稻控制灌溉制度和水量平衡原理，考虑水稻移栽日期和生育期受温度变化的影响，研究了1961-2010年灌溉需水量变化规律，同时基于CMIP5 三种气候模式下的四种气候情景（RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5）评估了未来气候变化对水稻控制灌溉生育期以及灌溉需水量的影响。结果表明：过去50年，气温的显著升高导致了移栽日期的显著提前和生育期长度的显著缩短，降水量的显著增加导致灌溉需水量在需水量小幅上升的基础上显著下降；在未来气候条件下，水稻移栽日期大幅提前11-36天，生育期长度缩短4-26天。水稻需水量在BCC-CSM1.1(m)和HadGEM2-ES两种模式下均大于基准期均值，而在GFDL-ESM2M模式下呈现出一定的下降趋势，水稻灌溉需水量变化特征与需水量相似，但变化幅度更大。

针对南方多水源型灌区实际，从灌溉水有效利用系数的定义出发，提出了确定其灌溉水有效利用系数的思路和方法，实例应用结果表明：该方法可行。

为探明节水灌溉对稻田节肢动物多样性影响，采用群落生态学研究方法，比较了淹灌和间歇灌溉2种不同灌溉模式下稻田节肢动物群落多样性。结果表明：间歇灌溉增加了水稻各生育期节肢动物群落科数和种数，有效提高了天敌类群种类数和数量，全生育期种类数平均增加24.4%，数量平均增加26.2%，在拔节孕穗期种类数和数量增加率均达到最高，种类数高于淹灌125.0%，数量高于淹灌50.0%。间歇灌溉有效提高了稻田节肢动物天敌群落多样性，降低害虫群落多样性，害虫、天敌类群DMG、H′、S和E在间歇灌溉下受环境波动影响小，各多样性指数的消长基本一致，整体天敌与害虫群落分布具有稳定性。节水灌溉有助于实现对稻田害虫的生态控制。

采用“灌区首尾测算法”的相关概念和计算原理, 研究干旱灌区灌溉水利用系数，测算出新疆生产建设兵团第十三师的灌溉水利用系数。结果表明该方法的测算成果比较符合第十三师的实际, 全师综合灌溉水利用系数为0.569，“灌区首尾测算法”在第十三师的具体运用, 为该师今后进行经常性灌溉用水效率评价提供了很好的思路，同时也为干旱灌区农业高效用水提供了技术依据。

以滇中嵩明和大理两地水稻为例，于2015年开展了嵩明水稻间歇灌溉与淹水灌溉、大理水稻淹水灌溉下的需水规律及水分生产率试验研究。结果表明，滇中有比较突出的春旱现象，水稻日均蒸发蒸腾量在分蘖期最大，分蘖期以后持续减少，这与内地蒸发蒸腾峰值出现在拔节孕穗或抽穗开花期存在差异。大理水稻作物系数比嵩明要大，主要是品种原因，两地气象因素影响也较大。温度、风速和相对湿度三种气象要素都对作物系数变化产生较大影响，温度是主导气象因素。与淹灌相比，嵩明水稻间歇灌溉节水23.4%。间歇灌溉的节水能力主要来自于提高降雨利用率，减少渗漏量，并在一定程度上降低蒸发蒸腾量。大理水稻亩产比嵩明高出较多，相应的水分生产率也比嵩明高。

以吴川试验站1991—2002年芒果需水量试验和节水灌溉试验资料为基础，分析了芒果需水量、需水变化规律、需水系数、水分生产率、生长期雨水利用率及灌溉制度各项指标，研究提出芒果需水量估算模型及适宜土壤水分灌溉调控技术，为农业灌溉高效用水提供了技术支持。

水资源高效利用是现代化灌区建设重要目标。从衡量灌溉水资源有效利用程度和真实粮食产出能力出发，计算了1998-2010年中国各省区的灌溉效率（IE）和水分生产率（WP）指标，并分析二者空间分布格局。结果显示：IE与WP的全国值分别约为0.452和1.108 kg/m3，区域间差异程度前者小于后者，且均有随时间增大趋势；二者均呈显著的空间聚集现象，指标值高的省区位于黄淮海平原及其周边省区，低值则分散于西北、西南、东南及东北地区在；IE与WP在描述灌溉水资源利用效率空间相对大小上相互不可替代，但可以融合得到同时涵盖二者功能的灌溉用水效率（IWE）指标。IWE可以衡量灌溉水资源综合利用效率并作为区域灌溉发展方向的依据。根据省区IWE与耕地灌溉率现状对不同地区灌溉、粮食生产及水资源管理政策进行了初步探讨。

新疆进行膜下滴灌以来虽然极大地提高了农作物的产量，给农民带来巨大经济效益，但同时也导致农田污染，为此发展可降解地膜迫在眉睫。为了解可降解地膜覆盖的田间应用效应，通过完全生物可降解地膜、普通地膜覆盖及裸地栽培棉花对比试验，研究完全生物降解地膜对土壤温度和水分的影响。结果表明，可降解地膜覆盖能够明显提高地下0?15cm的土壤温度，提高地下0?50cm的土壤水分。完全生物降解地膜覆盖对土壤的保水增墒作用与普通地膜相似，以可降解地膜取代普通地膜应用于棉花膜下滴灌是可行的。

蓄水调洪能力是稻田重要的生态功能之一，充分发挥稻田滞涝功能，对于节水灌溉、除涝减灾具有重要的意义。本文基于稻田水平衡模型，计算了1960年~2015年常规灌溉、浅湿灌溉、浅湿调控灌溉模式下的各水平衡要素，探讨不同频率年及气象要素变化对灌溉量、蓄雨量等要素的影响，分析不同节水模式的优势。研究结果表明，稻田能有效蓄存雨水减缓涝灾，雨水利用率在42%~98.7%，随降雨量增大灌溉需水量减小、稻田蓄雨量增大和雨水利用率减小的规律明显；不同灌溉技术中，浅湿调控灌溉技术具有较好的节水、蓄雨效果，并给出相应的灌排调控规则，实际应用建议采用浅湿灌溉达到既节水又防洪的效果，该研究为稻田蓄雨减灾、灌溉管理提供理论依据。

以昆明城市现有防洪工程为依托，按照充分发挥流域整体调蓄功能的理念，基于洪水预报信息和下游河道水位的实时反馈信息，针对不同洪水量级和区间组合，采用水力学模型对洪水进行了调节计算分析。在此基础上，提出了松华坝水库、牛栏江—滇池补水工程、盘龙江及滇池的联合防洪调度的运行原则，制定了有效的联合调度方案。同时，对调度运行中的风险防范问题提供了相关参考建议。

京津冀地区地处海河流域，其干旱及水资源短缺状况对农业用水十分不利。基于京津冀地区24个气象站点1950-2013年逐月降水、气温数据，应用标准化降水蒸散指数(SPEI)定量描述京津冀地区的干湿状况，利用反距离加权平均法（IDW）进行空间插值，分析京津冀地区旱涝的空间分布特征。根据研究区历年农业用水数据，分析了京津冀地区农业用水变化特征及旱涝事件对农业用水的影响，并提出了相应的对策与建议。

在海南国际旅游岛建设上升为国家战略和当前海绵城市发展理念的背景下，为构建“水、绿、城、文”相互交融的先行试验区，保障城市防洪排涝安全，实现水系、水环境与城市空间的融合，先行试验区防洪规划思路以海绵城市理念为指导，积极践行先行先试的探索使命，提出试验区在海绵城市建设中的实施对策、实施路径、实施保障及试点建议，将为2020年海南省率先建成全国生态文明建设示范区发挥重要的示范作用。

湖泊防洪设计水位是湖泊保护、工程规划和水资源高效利用的重要依据，但气候变化对湖泊防洪设计水位变化的影响并没有得到足够的重视。为研究不同气候变化情景对湖泊防洪设计水位的影响，根据大气环流模式CCSM3的结果，利用随机天气发生器LARS-WG对基准期气候数据进行分析并生成2011-2040年三十年逐日气象资料。同时结合暴雨管理模型（SWMM）计算了南方平原湖泊联合调蓄情景下的设计洪水位，并对闸门和泵站的流量过程进行了模拟计算。计算结果表明，基准期和SRESA1B、SRESA2和SRESB1三种排放情景下的设计暴雨值存在显著差异，由此导致了设计洪水位存在显著差异；在湖泊联合调蓄情景下，小南海、庆寿寺湖和马淹湖等三个湖泊的设计洪水位变化特征不一致，其中，小南海湖泊变化较为显著，而庆寿寺湖则不明显。为进一步分析设计洪水位的影响因素，对结果进行多因子误差分析。分析结果表明，地点、重现期两个因素对设计洪水位的影响非常显著，情景模式的影响也比较大，但比前两者略弱；地点、重现期、情景模式三个因素两两组合造成的影响不显著。根据对未来设计洪水位和闸门、泵站流量的动态分析，建议做好进一步的湖泊防洪规划工作。

为比较不同干旱指标的适用性，利用漳河灌区1973-2009年气象站逐月降水、蒸发资料，计算月、季尺度标准化降水指数（SPI）和月尺度标准降水蒸散指数（SPEI）。采用三阈值法，识别干旱过程，统计干旱历时和干旱烈度，采用适线法确定二者边缘分布,并利用GH Copula函数构造其联合分布，计算各干旱事件的重现期。通过与实际干旱资料进行比较，评价了各指标在漳河灌区干旱分析中的适用性，并采用适用性最好的干旱指标评价灌区干旱特征。结果表明：1）在漳河灌区干旱分析中，月尺度SPI的适用性最好，所识别的干旱场次准确度高，干旱特征值合理；2）漳河灌区干旱总体季节性特征不突出。严重干旱四年一遇，且多发生在用水高峰期的夏秋季，易导致用水保证率降低，严重威胁粮食安全；3）通过月尺度SPI识别出的干旱过程较实际形成的干旱过程历时长，干旱出现时间提前。

高氯酸盐是一种新型的持久性水污染物，在世界各地的地下水中普遍存在。以活性炭纤维（ACF）作为载体，考察几种不同的季铵盐表面活性剂作为改性剂负载的吸附效果。通过吸附性能的比较，发现十六烷基三甲基氯化铵（CTAC）作为改性剂用于吸附高氯酸根离子具有优异的效果。相对于未改性的活性炭纤维，改性后的吸附剂对高氯酸根离子的吸附能力有了很大提升。通过考察各实验条件的影响，确定了吸附剂的最佳制备条件和改性后材料的吸附性能。

以芥菜与苋菜间作修复土壤镉锌复合重金属污染为例，创新设计水肥一体隔沟灌溉模式，设置肥水溶液浓度水平(N1、N2、N3、N4、N5)，以及隔沟固定灌溉(C1)、隔沟交替灌溉(C2)和常规灌溉（C3）模式对比，探索植物修复特性的隔沟水肥调控机制。结果表明：（1）单因子影响下，相比C3模式下植物修复特性，C2模式下地上部生物量略有下降而根部生物量差异不显著，植物重金属含量则显著提升，重金属富集系数中仅芥菜地上部略有降低，植物重金属转移系数下降幅度在9.3%以内。C1模式下生物量，重金属富集系数及转移系数均显著下降。肥液浓度影响下芥菜地上部、根部及苋菜地上部、根部等生物量的敏感度逐渐下降，芥菜重金属含量受肥液浓度影响明显大于苋菜，重金属转移系数则无显著影响；（2）组合处理下C2、C3与肥液浓度互作对芥菜重金属含量，芥菜与苋菜的生物量、重金属富集系数及转移系数影响均趋于一致，较高肥液浓度下各指标均显著提升，而各指标在C1与肥液浓度互作下效应不显著，综合植物修复特性及水肥利用结果对比得出C2N4组合处理最理想。

再生水的利用可以有效缓解我国北方水资源紧缺。分析了不同灌溉水水质对冬小麦籽粒产量和有机污染物含量的影响。主要结果和结论：不同灌溉水质灌溉条件下冬小麦籽粒产量为6.1~6.9 t/hm2，各灌溉水质处理间产量无显著差异。冬小麦籽粒酚类含量为0.42~0.52 mg/kg，多环芳烃（PAHs）含量为0.156~0.286 mg/kg，酞酸酯（PAEs）含量为2.56~4.05 mg/kg，多氯联苯（PCBs）含量为0.387~0.677 μg/kg，药品和个人护理用品（PPCPs）含量为4.82~6.54 μg/kg，雌激素为0.0~5.57 μg/kg，有机农药含量为0.0~0.043 mg/kg（检出率为11%），各灌溉水质处理间冬小麦籽粒有机污染物含量无显著差异。冬小麦籽粒酚类、多环芳烃、酞酸酯以及药品和个人护理用品主要组分分别为总壬基酚和双酚A、苯并（g,h,i）苝和菲为主、邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）和邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、醋磺胺甲恶唑和布洛芬为主，多氯联苯仅能检测出四氯联苯，雌激素仅能检测出雌酮（E1）。

通过对2000-2014年西安市绿地面积、化肥施用量、比例结构、施用强度和氮、磷肥流失量的分析计算，得出：（1）随着西安市绿地面积的逐年递增，化肥施用总量也逐年增加，年均递增率达18.60%。且化肥品种单一，氮、磷、钾的结构比例不合理，存在着严重的偏施氮肥，而轻施磷肥和钾肥现象。（2）西安市绿地化肥年均施用强度达662.73kg/hm2，是发达国家污染控制上限的2.95倍和世界平均水平的6.32倍，已成为西安市又一重要的面源污染源。（3）西安市氮、磷肥年均流失总量达564.06 t/a，其中氮、磷肥流失量分别为483.85 t/a和80.22 t/a；地面径流和地下淋溶流失量分别为528.37 t/a和35.69 t/a，表明氮肥对面源污染的贡献远大于磷肥；化肥流失对地表水体的污染远大于对地下水的污染。

过量施肥、打药以及农田废弃物处理不当等造成的农田面源污染已成为水体恶化的重要成因。农田施肥、打药、秸秆处理、以及养殖废弃物处理现状调查分析对于摸清农田面源污染成因、制定合理的肥料养分及农药管理制度、提高资源使用效率和减轻农业面源污染的危害具有重要指导意义。本文以我国南方6省（区）27个以水稻为主要作物的灌区为背景，调查收集灌区2013年施肥、打药、秸秆、养殖废料等废弃物处理的基础数据，对数据资料进行基础处理后，采用克里金插值方法绘制相关指标的空间分布等值线图，分析了其空间变异规律。结果表明：（1）南方典型水稻灌区单位面积平均施氮量227.50 kg/hm2，施磷量107 kg/hm2，施钾量135.10kg/hm2；氮磷钾的空间分布特征相似，单位面积施氮量较高的区域其施磷量、施钾量一般也较高。（2）农药使用量的空间变异较大，其中广西低毒、中毒、高毒农药使用量同时处于高值区，分别达到2.83 kg/hm2、1.20 kg/hm2、0.60 kg/hm2。（3）秸秆处理主要以焚烧、还田为主，平均情况下焚烧率37.64%、还田率45.55%、其他处理率16.81%。广西东部秸秆采用其他处理比例较高（占比50%~70%），其他区域秸秆处理主要以焚烧、还田为主，其他处理所占比例不超过20%。（4）废弃物处理方面，平均情况下，养殖粪便各处理方式所占比例为：直接农业利用36.24%，生产沼气或有机肥12.03%，其他处理20.69%,无处理30.94%；养殖污水各处理方式所占比例为直接农业利用57.69%，其他处理10.93%，无处理31.38%。养殖粪便直接农业利用的空间分布与养殖污水直接利用的空间分布大体相同，整体呈现湖北、湖南、广西高，江西、江苏、浙江低的分布特征，对粪便采取直接农业利用的区域在处理农业污水时也更倾向采取直接农业利用的处理方式。

由于某化工厂铬渣的堆放，导致天津市北辰区土壤和地下水系统中铬含量超标。通过野外勘测获取研究区域的土壤特性、水动力参数；通过室内试验，获取了污染物铬的吸附分配系数；根据土地利用状况将研究区域划分为污染源区、生活区和农田区三个子区域；运用Hydrus-1D对三个子区域分别建立污染物铬在浅层土壤（0-200cm）中运移规律的数值模拟模型；并对未来30年污染物铬的运移进行分析预测。结果表明，铬在土壤垂直剖面上分布无明显规律；根据GB15618-2008土壤环境质量标准，在预测期3-5年之后，研究区域浅层土壤剖面中污染物铬含量均低于土壤无机物污染的二级标准，可认为处于无污染状态。

采用欧拉—拉格朗日多相流模型对双吸式离心泵内的水流和泥沙颗粒运动进行了模拟，运用离散相冲击模型对叶片及轮毂的磨损情况进行了预测,分析了变速调节对离心泵泥沙磨损的影响。结果表明：设计工况下，叶轮磨损严重的位置主要集中在叶片头部以及轮毂面上靠近叶片吸力面的区域，叶片吸力面磨损强度大于压力面，数值模拟结果与现场观测结果相吻合；提高水泵转速后，叶轮流道中的相对流速分布变均匀，叶片和轮毂面的磨损明显改善，高强度磨损面积减小，磨损区域变分散。

在长距离有压管道输水系统中，为了避免事故停泵水锤威胁输水系统的安全，有必要对有压管道中的水锤进行准确的模拟。根据水锤基本理论，基于特征线法对实际长距离输水工程发生事故停泵后的水力过渡过程进行计算分析，讨论了泵出口阀关闭程序，沿线设置的空气阀和调压塔等措施对水锤防护效果的影响，最后提出相应的优化建议。

采用欧拉—拉格朗日多相流模型，对双吸式离心泵抽送含沙水流的工况进行模拟，研究壁面粗糙度对泵水力性能以及叶片磨损状况的影响。结果表明：随着壁面粗糙度的增大，水泵的扬程、效率下降。增大叶片的粗糙度会显著影响叶轮内的流场，使叶片的磨损状况发生改变，压力面叶片的磨损强度降低，磨损严重的区域变小；吸力面叶片磨损加重，在叶片进口处磨损较强的区域增大；叶片压力面及吸力面受到轻度磨损的面积都增加。