河西走廊农田灌溉面积阈值分析

明晰区域农业水资源可承载灌溉面积能力,约束农业用水和控制农田灌溉面积扩张是解决河西走廊地区水资源可持续利用问题的战略选择。利用水量平衡原理和逐步回归模型,以当地水资源量、水资源利用情况、灌溉水有效利用系数等资料为基础,计算出河西走廊在不同发展情景下的水资源可开发利用量和可承载灌溉面积阈值。结果表明:(1)在经济优先发展情景下,河西走廊地区可开发利用水资源总量为48.22×10^(8)m^(3),可承载灌溉面积阈值为58.92×10^(4)~67.16×10^(4)hm^(2)。(2)在生态优先发展情景下,可开发利用水资源总量为34.44×10^(8)m^(3),可承载灌溉面积阈值为37.90×10^(4)~43.20×10^(4)hm^(2)。(3)在经济兼顾生态发展情景下,可开发利用水资源总量为41.33×10^(8)m^(3),可承载灌溉面积阈值为48.41×10^(4)~55.18×104hm^(2)。(4)微灌面积占比与灌溉水有效利用系数呈显著正相关关系。研究结果可为河西走廊地区确定合理灌溉面积、优化水土规划和配水制度提供依据。

降雨条件下风速对迎风坡坡面细沟侵蚀特征的影响

[目的]为明确风力作用下迎风坡坡面细沟侵蚀特征。[方法]采用人工模拟风驱雨试验,研究在不同风速条件(0,3,5,7 m/s)下迎风坡坡面水沙过程变化规律及细沟形态特征。[结果]与无风坡面相比,迎风坡面产流时间和跌坎出现时间分别增加20.59%~47.06%和33.10%~137.78%,坡面平均流速减小12.86%~22.53%;产流率和产沙率随风速的增加而显著减少(p<0.05),不同风速条件下,迎风坡面产流率变化趋势相近,随着降雨进行产流率逐渐增加,一段时间后保持稳定,不同风速下的阶段性无明显差异。产沙率随降雨历时的延长整体呈先迅速增加后缓慢下降并趋于稳定趋势,产沙率发生变化的节点与跌坎出现时间基本一致。细沟宽度、深度及其波动程度随着风速的增加而减小;细沟宽度、深度及其波动程度随着风速增加而减小;细沟宽深比和细沟倾斜度分别为1.40~1.69和13.47°~14.76°,均随着风速的增加而增大;不同风速条件下,细沟体积、细沟割裂度和细沟密度分别为4.39×10^(3)~10.27×10^(3)cm^(3),0.024~0.042,2.03~2.92 m/m^(2),三者均随风速的增加而减小。[结论]细沟体积、细沟密度和割裂度与坡面侵蚀量均呈极显著正相关关系,是表征迎风坡坡面细沟形态的优选指标。

模拟降雨条件下肥料类型对坡面磷素流失的影响

[目的]明确有机肥和无机肥的磷素流失机理,探讨施用有机肥能否减少磷素流失,为防控面源污染提供科学依据。[方法]以鸡粪作为有机肥,五氧化二磷作为无机肥,进行人工模拟降雨试验,分析了不同肥料类型下坡面磷素流失的规律。[结果]90 mm/h降雨强度处理下坡面产流率和产沙率较60 mm/h降雨强度处理分别高47.40%,64.48%,降雨强度对坡面产流率和产沙率影响显著(p<0.05),肥料类型对产流产沙率无显著影响(p>0.05)。随着降雨强度增大,径流中的正磷酸盐及可溶性总磷浓度均呈现下降趋势,无机肥处理下分别下降30.43%和26.35%,有机肥处理下为13.56%和33.08%;随着降雨强度增大,无机肥处理下泥沙有效磷浓度、颗粒态总磷浓度分别降低27.78%,19.47%,而在有机肥处理下则分别增加128.11%,36.28%。降雨强度增加会使坡面磷素流失量增加,溶解态总磷、径流正磷酸盐、颗粒态总磷、泥沙有效磷流失量平均增加11.81%,27.82%,68.45%,144.64%。施用有机肥可以减少坡面的磷素流失,相比施用无机肥,溶解态总磷、径流正磷酸盐、颗粒态总磷、泥沙有效磷平均减少了68.11%,85.51%,54.47%,80.69%。[结论]使用有机肥替代无机肥能够减少磷素流失,建议有施用条件的地区选择有机肥,且保证一定施用深度。

不同肥料类型及用量对坡面氮素流失的影响

为研究施用不同肥料类型(尿素、鸡粪)及用量(349.6,174.8 kg/hm^(2))下坡面氮素流失规律,采用人工模拟降雨试验方法,探究二者氮素流失差异的原因,并阐述肥料用量对氮素流失量的影响。结果表明:施肥后坡面氮素流失以泥沙全氮流失为主,占比可达78.16%~93.46%;径流硝态氮浓度高于铵态氮浓度,且径流总氮流失以硝态氮流失为主要形式,流失量占径流总氮流失量的38.53%~48.62%。肥料类型对坡面泥沙全氮浓度影响不明显,施用鸡粪处理泥沙硝态氮浓度和铵态氮浓度较高。等氮施用鸡粪可以减少坡面径流总氮、硝态氮和铵态氮流失浓度,分别减少68.64%~74.23%,70.09%~72.54%,27.90%~39.45%。等氮鸡粪替代尿素可以减少坡面氮素流失总量的11.07%~15.81%,减少径流总氮形式流失量70.55%~73.36%。坡面施氮量增加,氮素流失浓度增加,氮素流失总量也随之增加,可增加6.00%~11.00%。全量鸡粪替代半量尿素可减少坡面氮素流失总量,其效果较半量鸡粪处理下降10.40%。农业施用氮肥时,应合理选择施用量,并少量多次施用。尽量选择有机肥替代传统氮肥,以减少地表径流氮素浓度。做好水土保持工作,以降低水土流失携带大量的氮素对环境所造成的威胁。