枣树是一个耐旱的树种,但离不开适当的水分供应,只有在保障枣树对水分生理需求的条件下,在枣树一年中每个生命活动的每个生育环节保证水分供应,才有高产和优质可言。以盆栽2年生梨枣树为试材,探索了枣树萌芽展叶期生理过程中的水分需求变化规律。研究表明,4 月16日-30 日根系开始活动期间的需水量最小,主要为土壤蒸发,为 1.6 mm?d?1;随着温度升高和枣树的萌芽展叶,需水量逐渐增加, 5月3日到28日的展叶期需水量平均为 4.4 mm?d?1;土壤含水率越高越有利于幼树的生长,幼树萌芽展叶期土壤含水率在50%一65%田间持水率时就能维持幼树的正常生长。
为了解决关中西部4灌区内各行政区和各用水部门之间的用水矛盾,实现水资源的合理调度,有必要对其径流时序变化规律进行研究。本文采用不均匀系数、集中度与集中期对径流的年内分配进行了分析;采用F检验、Mann-Kendall秩次分析和Hurst指数及谱分析等方法对径流的变异点、趋势性和持续性、周期进行了分析。结果表明,各灌区来水量的年内分配极不均匀,多年平均不均匀系数在0.20~0.38、集中度在0.27~0.50、集中期主要集中在7月下旬到8月上旬,且1990-1991年以后集中期普遍提前;除石头河水库年径流的年际变化较小(CV=0.36,极值比为5.3),其他3个灌区年径流的年际变化均较大(CV=0.45~0.62,极值比为10.2~13.3);4灌区年径流的显著周期不协调,变异点均出现在1990-1991年,且均存在持续下降的趋势。
应用CI-110冠层仪对杂交棉兆丰1号在不同灌水量条件下冠层结构特征的差异性分析表明:灌水量对群体冠层指标平均叶簇倾斜角MFLA、群体散射辐射透过系数TCDP、直射辐射透过系数TCRP、消光系数K和叶分布LD等指标有较显著的影响,适宜灌溉条件下,兆丰1号的叶片平均叶簇倾角度小,群体散射辐射透过系数和群体直射辐射透过系数低,消光系数减少,对光的截获率高,产量高。提出了南疆杂交棉较理想的冠层结构指标。
叠片过滤器具有过滤效率高、使用寿命长和运行可靠等特点,尤其是能够实现立体过滤,对地表水的过滤器效果比网式过滤器更为优越。目前国产高品质叠片过滤器在市场上很少见,大多数叠片过滤器依赖于进口。针对这种情况,我们从2005年开始对叠片过滤器进行研发,通过对叠片过滤器的流道的结构、叠片材质、叠片模具以及叠片注塑成型工艺的反复研究试验,研发了具有自主知识产权的高品质叠片过滤器。本文将自主研发的叠片过滤器和进口叠片过滤器的过流量、抗堵塞性能以及耐压性能进行对比试验,试验结果表明,自主研发的叠片过滤器的上述技术指标均已达到国外同类产品的水平。另外,自主研发的产品造价也远远低于国外同类产品的价格,因此推广应用前景广阔。
为探寻黄土高原节水优质梨枣种植的最佳滴灌制度。以2009年陕北7~8年生矮化密植枣树所得枣果为试材,以不灌水处理的梨枣作为对照,测定三种滴灌制度处理对梨枣食用品质含理化性质,质构特性,风味物质(有机酸,酚类物质)的影响。结果:在实验设计的滴灌制度下, 灌水次数和灌水量对梨枣可滴定酸(TA),可溶性固形物(TSS),还原糖,总糖含量及糖酸比有显著性影响,并且对梨枣果肉的硬度和回复性也存在显著性的差异,梨枣中酒石酸及儿茶素,表儿茶素和芦丁等酚类物质的含量也受到滴灌制度的显著影响(P<0.05)。结论:滴灌制度对梨枣的食用品质有显著影响,但梨枣品质的提高并未随着灌水量和灌水次数的增多而线性提高,适时适量的滴灌处理,是节水优质梨枣的重要保证。
以滴灌为条件设置不同水肥处理,研究水氮耦合对红枣产量与品质的影响。结果表明:在设计水平范围内,增加土壤含水量会降低红枣果实的单果重和果形指数;水和氮的产量效应趋势均呈抛物线形,水的正效应和负效应都相对明显,而氮肥的正效应明显,负效应平缓;土壤水分和氮素含量过高会降低红枣果实还原糖与vc含量,蛋白质的含量却随着土壤中氮肥量的增加而增加;增加土壤水分和氮素含量可以提高红枣果实中矿质Fe、Zn、Cu、Ca和Mg的含量,Mn的含量却随着土壤中氮肥量的增加而减小。
为研究不同灌水定额对设施茄子叶片光合特性及产量的影响,在宁夏盐池进行小区栽培试验。结果表明:灌溉定额675、900mm的处理叶片净光合速率影响显著低于灌溉113mm的处理。随着灌水量的增加,叶片蒸腾速率、气孔导度、细胞间CO2浓度逐渐增加,Fo有着先减少后增加的趋势,Fm、Fv随着灌水定额的增加有先增加后减少的趋势。反映了水分亏缺和水分过量都会影响光化学效率、潜在活性、捕获激发能的效率、光和电子的传递。水分利用效率随着灌水量的增加而逐渐的减少,根据不同灌水处理下茄子的生理性状、经济效益和土壤水分的可持续利用原则,最佳的灌溉量为550mm~700mm。
渠系水利用系数是综合反映灌区渠系工程状况与管理水平的重要指标,是编制用水计划和进行水量平衡计算的主要技术参数。研究根据水资源分区,以辽宁太子河流域典型灌区-辽阳灌区为例,选定典型渠道,利用传统动水测算法根据渠道不同时期的输水流量和地下水位,确定监测时间和次数,计算出渠道水利用系数的平均值,然后依据灌区实际情况进行系数修正,最后得到全灌区渠系水利用系数为0.6045。
湖泊生态系统服务功能不仅是人类社会经济的基础资源,还维持了人类赖以生存与发展的生态环境条件。可将其划分为供给功能、支撑功能、调节功能和美学功能四大类,而这些功能发挥的程度与其水文特征、水质状况、水生态、空间物理结构和湖滨景观等影响因子密切相关。采用改进AHP(层次分析法),建立了自然满足一致性要求的判断矩阵,分析了各因子对湖泊生态系统服务功能影响的相对重要性,较好地实现了定性分析与定量分析的结合, 并以山东东昌湖为例验证了该方法的简便实用。分析结果可为湖泊生态系统的开发、管理和保护提供依据,促进湖泊资源的可持续利用和湖区经济的可持续发展。
通过对烤烟大田三种不同覆盖方式的覆盖效应比较表明:覆盖处理较对照明显促进了烤烟生长和产质量的形成,液膜覆盖提高了烤烟的根冠比(R/T),生长后期获得了较好的生长补偿效应,并在一定程度上提高了烤烟的产质量,覆盖效果与塑料地膜覆盖接近或等效。
通过田间试验,研究了在田面无水层条件下渠灌水稻拔节孕穗期、抽穗开花期及乳熟期等3个主要生育阶段腾发量对气象因子的响应及预测模型。相关分析及多元逐步回归分析表明,田间小气候因子中,气温、相对湿度及风速对中稻腾发的影响较大。误差分析结果也表明,对气温、相对湿度及风速等逐步回归建立的多元线性模型,最大测量误差分别为5.87%、2.40%和4.56%,拟合效果满意(P<0.01),研究成果为田面无水层条件下中稻需水量的实时预报和节水灌溉制度的制定提供了科学依据。
在年降水50~250mm,年蒸发量高达1500~2500mm,干旱指数大于7,极为干旱的新疆内陆灌区,农业灌溉水资源显得非常重要,同时,作为雨水资源的有效利用不可勿视。基于有效降水量的多种测验方法,采用某次降雨过程有效降雨利用系数测析和检验,并以点面结合方式,获得可以利用的降雨有效利用系数a经验参数,为灌区有效雨量利用量分析提供依据。
以湖北地区黄棕壤、水稻土、潮土为供试土壤,通过土壤在脱水干燥过程中容重增大和模拟不同容重级别土壤所引起的土壤水分状况变化,研究了土壤容重与体积含水量、土壤水分类型、土壤水分利用、土壤水分运动相伴变化的关系以及土壤容重与土壤水分检测的关系。试验结果表明,随着土壤容重增加,其饱和含水量、重力水含量、有效水含量减小,其凋萎含水量、无效水含量增加;其饱和导水率减小,非饱和导水率增加;同时土壤容重变化影响土壤水分运动参数的表述和土壤水分运动方程的应用以及土壤水分检测及其结果的应用。
分析了当前塑料排水板反滤层基本设计方法“保土性满足,透水性不足,容易淤堵”的局限性。根据土颗粒成拱结构的三维模拟试验得出极限保土理论,提出针对吹填工程,为满足迅速排水固结的需求,可选择接近极限保土情况的土工反滤层孔径。应用该理论解决了洞庭湖区吹填工程滤布孔径选择问题,通过梯度比试验对反滤系统的稳定性进行分析,验证了所选孔径的正确性和有效性。
利用1961~2001年关中中部地区3个气象站的月气象资料,分别用Penman-Monteith公式和Penman修正式计算3站的ETo,并对计算的结果进行了比较。结果表明,Penman-Monteith公式计算的ETo年值大于Penman修正式计算的ETo的年值,且两种方法逐年的计算结果比较稳定。绝对误差△ETo的变化为-138-44mm;相对误差变化为0.17%-13.90%。ETo多年月均值在全年各月变化较大,绝对误差ΔETo在4、5、6和7月大于0,其它月份都小于0;相对误差1、10、11和12月相对较大,而在其它月份相对较小。导致差异的原因在于两种公式采用了不同的辐射项和空气动力项计算公式和参数,其中春、夏两季空气动力学项的不同是引起结果差异的主要原因,而在秋、冬两季辐射项不同是引起结果差异的主要原因。两种公式计算的ET0具有显著的线性相关性。
宁夏干旱少雨,水资源短缺,而透水性大的砂土又广泛分布,故改善砂土的抗渗性有着很重要的节水意义。单掺膨润土对砂土防渗性的改善是有限的,且当水力梯度较大时,有可能发生管涌、潜蚀等形式的渗透破坏[1]。针对上述问题将膨润土与粘性土复合,以膨润土掺量、粘砂比、含水率为因素,设计正交试验方案试验研究了膨润土与粘土复合对砂土抗渗性的作用效应,揭示了作用机理,得出最优组合方案。试验表明:膨润土与粘性土复合能显著地降低砂土的渗透性,其效果明显优于膨润土单掺;各因素对砂土渗透性影响的主次顺序为膨润土掺量、含水率、粘砂比,最优组合方案为膨润土掺量6%,粘砂比30%,含水量6%;提出较优组合方案下,3m左右水深时建议的防渗层厚度为250mm。
为准确估算作物需水量,提高水分利用效率,本文采用RBF神经网络预测参考作物腾发量,由于参考作物蒸发蒸腾量的影响因子很多,且各影响因子间的相关性很大,运用主成分分析的原理,将影响参考作物蒸发蒸腾量的因子降低维数。本文以山西省某灌区的参考作物腾发量为例,运用DPS软件找出了三个综合因子来代表众多因子并作为RBF人工神经网络的输入,运用matlab7.0进行编程,对参考作物腾发量进行预测。结果发现其预测结果与用Penman—Monteith公式算得的值具有很高的一致性,与BP神经网络相比,RBF神经网络具有学习速度快等优点,将此方法用于参考作物腾发量的预测可以收到理想的效果。
针对当前设施农业灌溉中由于用水计量和水费征收困难而导致用水浪费的现象,通过将远程水表、阀门控制和无线射频卡技术集成在一起,设计了随机灌溉阀控一体IC卡预付费水表。通过刷卡和阀门控制解决了水费征收难和人工抄表工作量大的问题,通过系统在实际中的应用表明,该设备能够很好的解决以前由于各种原因拖欠水费等问题,而且成本低,功耗低,有利于促进设施农业高效节水。
新疆系干旱内陆纯灌溉农业灌区,地下潜水资源的有效利用对于作物生长需水要求和补给,以及减少地表水资源灌溉用量、缓解农业用供水压力都具有积极的影响。基于地下水利用系数、补给强度方法结合当地观测试验综合比较分析,给出灌区不同地下水埋深,作物可吸收利用地下水量参数,对干旱灌区地下水利用规划设计和应用管理具有一定指导意义。
进行了人水和谐度量化研究,对分析人水关系、实现人水和谐具有重要意义。研究主要是基于五元联系数和博弈辨识的结果进行评估计算的。该方法利用五元联系数确定待评系统与不同级别的评价标准之间的联系数,按照博弈辨识结果确定各单指标的权重,主要通过确定和谐度计算的指标体系及标准、构造集对、确定单指标联系分量、确定综合联系数、确定联系分量系数、确定评价结果等步骤开展。并以郑州市为例,对研究区分别采用SMI-P法与集对分析进行人水和谐度评估,采用博弈辨识结果确定权重。与现有研究成果进行对比,结果整体接近,但个别年份有较大差别。博弈辨识确定的权重对最终结果产生了较大影响,更符合实际。
为了解决社会主义新农村建设中生活污水污染问题,从农村生活污水及排放特点入手,提出实现生活污水有组织排放、形成生活径流污水,是避免村落环境受污染的前提,也是进行污水处理和实现污水资源化的基础。然后,依据农村生活污水的特点,因地制宜地提出了沼气池处理、分区处理、统一处理、接入管网等污水源头控制模式和沿程生态利用等农村径流生活污水控制模式。最后,针对建设和运行费用,分别提出了“谁污染、谁治理”和“谁受益、谁付费”的资金来源对策。
针对节水灌溉方案的优选问题,从集对分析理论出发,采用评价方案与最优方案、最劣方案和中间方案的欧氏距离来建立节水灌溉方案评价的联系度表达式,根据经验取值法和均匀取值法确定联系度表达式中的不确定系数i值,计算联系数,据此来评价节水灌溉方案的优劣。经实例应用表明,该方法思路清晰、计算简单,评价结果可靠,可以用做节水灌溉方案的优选评价。
利用黑龙江省1949年以来60年的干旱灾害和粮食生产数据,分析黑龙江省干旱灾害和粮食产量变化规律,分析了干旱灾害对粮食安全的影响,并探讨了提高灌溉面积对于干旱灾害导致减产的抑制作用。利用统计分析软件SPSS14.0对数据进行相关性分析,粮食减产量与受旱率、成灾率成显著正相关,粮食产量与实灌面积成显著正相关。分析结果表明:干旱灾害对黑龙江省粮食生产具有明显的制约作用,灌溉面积的扩大有效的减轻了干旱灾害对粮食产量和粮食安全的影响。
通过对各种节水灌溉技术的应用分析,提出膜下滴灌技术在新疆出现是一种必然结果。文中回顾了膜下滴灌技术的发展过程,并对滴灌技术的发展趋势进行了分析,减少投资,作物增产是滴灌技术迅速推广和持续发展的关键因素。