基于改进年内展布法的河道基本生态需水过程分析研究

为科学分析计算河流生态水文过程对径流的年内动态需求,以河南省淮河干流大坡岭站、息县站、淮滨站等3个水文断面为研究对象,基于各站1956~2016年天然月均流量数据,运用改进的年内展布法计算生态流量过程,并与原年内展布法、Q p法、近10年最枯月平均流量法、Tennant法及最小月均径流量年内过程进行综合对比分析。结果表明,淮河干流河南段从大坡岭站到息县站、淮滨站基本生态流量依次增大,各水文断面一般用水期基本生态需水量在多年年均径流量占比达10.5%~11.8%,鱼类产卵育幼期占比达24.9%~30.0%。改进的年内展布法分析结果不仅继承了原方法较好反映天然径流的年内丰枯变化规律,又可以削弱极端水文事件的影响,提高了河道基本生态需水要求的生态功能目标的满足程度,适用于分析计算季节性明显河道基本生态需水量。该计算成果客观合理,对于科学确定河道内生态需水过程具有借鉴意义。

干旱及复水对冬小麦叶片生理指标和光合特性的影响

为了探究干旱胁迫及复水条件下,冬小麦叶片生理指标和光合特性的变化规律,选用‘济麦22’为研究对象,在拔节期开始时以正常补水量的80%、50%、25%和0%4个水平条件进行一次性灌水,之后不再补水,进入开花期后统一复水,并以正常灌溉管理的冬小麦作为对照,测定不同时段各处理冬小麦叶片抗氧化酶的活性、丙二醛(MDA)的含量,以及叶片的光合参数。结果表明,干旱胁迫条件下,冬小麦叶片超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量明显升高,冬小麦光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、细胞间隙CO_(2)浓度(Ci)和叶片水分利用效率(WUE)呈下降的趋势,气孔限制值(Ls)呈升高的趋势,并且干旱胁迫程度越重,变化幅度越大,在达到特旱条件时,SOD值、CAT值较其他处理略有降低,Ci值略有升高,Ls值略有降低。复水后的冬小麦产生补偿效应,干旱胁迫较轻的处理各项指标均能恢复到正常水平,而干旱胁迫较重的处理未能恢复到正常水平。

半干旱风沙区玉米关键需水期叶气温差变化特征及影响因素

【目的】分析玉米关键需水期叶气温差的变化特征,明确半干旱风沙区影响玉米叶气温差的主要气候因子。【方法】以内蒙古赤峰市玉米种植区为研究对象,选取玉米关键需水期(7—9月)为研究时段,于田间开展分布式多点叶温连续测量试验,并分析玉米关键需水期内叶温及叶气温差指标的变化特征,利用相关性分析研究风速、空气湿度、降雨、土壤水分等气候因子对叶气温差的影响程度,并揭示关键气候影响因子。【结果】玉米关键需水期的叶温变化随玉米的生长和干旱时长的累积逐渐变得剧烈,日叶温差变大,叶气温差呈现整体上升趋势;风速的整体变化趋势逐渐减小;空气湿度与降雨的变化过程保持一致;土壤水分随着时间的推移整体下降。风速变化对玉米叶气温差的影响主要体现在晴天,二者呈负相关关系,其对玉米叶温的影响呈正相关关系;空气湿度与叶气温差和叶温均有较强相关性且不受天气状况影响。降雨会使叶气温差的变化波动变小且不规律,但会使叶气温差值变大。当玉米所在地块0~80 cm土层土壤水分贮藏量逐渐减少时,叶气温差逐渐变大。各气候因子对玉米关键需水期叶气温差的影响排序为风速>空气湿度>降雨>土壤水分。【结论】叶气温差在玉米关键需水期呈现波动式上升变化趋势,且受气候因子显著影响,风速与空气湿度是导致玉米叶气温差变化的主要气候驱动因子。

黑河流域不同生育期生态用水量变化分析

根据不同农作物、森林等植被的生物学特性，采用张掖和额济纳旗的气象资料，估算了3～10月各旬平均的作物生态需水量，分析了张掖人工绿洲近20a来主要农作物的种植面积和灌溉面积、作物以及下游天然绿洲的生态需水量的生育期变化。结果表明，绿洲产业结构调整的结果是，经济作物种植面积有所增加，粮食作物种植面积下降了26．6％。通过对黑河流域中游人工绿洲和下游天然绿洲逐旬生态需水量的估算发现，人工绿洲的主要粮食作物小麦、玉米与下游天然绿洲的生态需水量在生育期上不同步，小麦、玉米需水高峰分别在6月中旬和8月中旬，用水量分别为6．14mm／d和8．6mm／d；天然绿洲的需水高峰出现在8月下旬，为8mm／d。张掖人工绿洲的区域平均生态需水量高峰在6月中旬，为6．37mm／d，天然绿洲的需水高峰在8月下旬，区域最大需水量为6．06mm／d。对于整个流域，最大需水量高峰在6月中下旬，为6．03mm／d。中游人工绿洲与下游天然绿洲生态用水的时间差，为水资源的合理调配提供科学依据。

河道生态基流量的新年内展布计算法

为最大限度地满足河流的季节性生态水文需求,提出用于计算河道生态基流量的新年内展布计算法。该方法以河流天然径流数据为输入,在剔除各月径流量极值的基础上,以汛期、非汛期两时段量化"时段同期均值比",并结合多年平均月径流过程、最小月平均径流过程,计算河道生态基流量。太子河流域南甸站、本溪站的计算结果显示,新年内展布计算法得出的生态基流过程较其他方法在形态上与各月多年平均径流过程更为相似,其水量不仅符合河流对径流的季节性动态需求,而且有利于河流生态环境的可持续发展。

基于河道生态需水量计算方法的研究

文章对中位数法、年内展布法、7Q10法、逐月频率计算法、Tennant法等生态需水量常用计算方法,利用生态环境标准等级进行评价,并揭示了水生生物、污染物、降雨因素作用下河道状态的变化特征,以大凌河为例计算其生态需水量。研究表明:以同期多年平均流量的40%-60%、65%-75%计算河道枯水期(10月-次年4月)和丰水期(5-9月)生态需水量,具有较高的准确度与可靠性。研究成果对维持河流生态系统平衡、保护流域自然环境及计算生态需水量具有重大意义。

小麦、玉米控制灌溉技术研究

198 6～ 1998年 ,在山东省的 3个灌溉试验站 ,对冬小麦、秋玉米进行了控制灌溉试验 ,对农作物的多个生育阶段 ,按高产的要求 ,分别给予适时、适量的灌溉水 ,来控制作物不同生长期的根层土壤含水量 ,从而控制作物不同生长期根系对水分的吸收 ,培植农作物的“丰产群体结构”和与之相适应的“高产理想株型” ,适当降低无效的蒸腾量 ,使农作物能在高产的基础上再增产 .该项控制灌溉技术获得了明显的节水、增产效果 ,灌溉水的生产效率超过了 10kg/m3,产量超过了 8t/hm2 .

1960-2015年西南水稻干旱的空间分布和时间演变特征

分析西南地区水稻的干旱演变特征和空间分布规律对稳定西南地区粮食生产有重要意义。穂始分化期和开花期是水稻的需水关键期,该时期对水分最敏感,发生干旱对产量的影响最大。为分析水稻生育关键期及其他生育阶段的干旱特征,把水稻生育期划分为出苗穂始分化、穂始分化开花和开花成熟3个阶段,并采用相对湿润度指数,分析了西南地区水稻各生育阶段干旱的空间分布规律和年代际演变特征。分析结果表明:西南地区水稻出苗穂始分化阶段,干旱主要分布在云南大部、川南边缘和川北边缘地区,干旱高发区在云南中北部及蒙自等地,相对湿润度指数为-0.76~-0.25,频率为3年2遇以上。该阶段从20002009年到20102015年,干旱强度呈增强、干旱频率呈增加趋势,20102015年干旱强度达到近56年的最强。水稻需水关键期和开花成熟阶段的干旱主要发生在重庆、贵州大部、四川东北部及金沙江和元江河谷地区。其中,水稻需水关键期干旱强度、频率较开花成熟阶段的弱,高发区为重庆中南部及贵州东北部,频率为10年3遇至2年1遇。总体来看,20102015年干旱强度呈显著增强、干旱频率呈显著增加趋势,达到近56年来的最强强度和最高频率。在气候变化影响下,该生育阶段面临的干旱风险显著升高。水稻开花成熟阶段的干旱强度、频率介于前2个生育阶段的之间,20002009年到20102015年,重庆大部、四川东北部地区的干旱强度略有增强、频率略有增高,而贵州地区的干旱强度减弱、频率降低。

滴灌条件下土壤水分状况对月柿生长发育、产量和品质的影响

以滴灌方式进行供水,研究了不同土壤水分含率对月柿生长发育、产量和品质的影响,以探寻月柿关键需水期适宜的土壤含水率。通过智能化灌溉系统在月柿各关键需水期设置连续性的土壤含水率梯度,研究了不同水分状况下土壤养分状况、叶片营养特性、光合作用以及果实产量和品质等指标的动态变化。结果表明,在设定的土壤含水率范围内,随着土壤水分的增加,叶片和土壤氮、钾元素量先升高后降低;新梢长度、光合速率、果实半径、产量以及固溶物量、VC量、总糖量也都在达到峰值后出现不同程度的下降;而叶片、果实含水率以及蒸腾速率则持续增高。根据试验结果初步确定,月柿发芽期、开花期、果实膨大期的适宜土壤含水率分别为65%θF^66%θF、66%θF^67%θF、70%θF^72%θF。

拉林河流域的缺水问题与对策

给出拉林河流域水资源数量及其时空分布特征，进行水资源供需平衡分析，探讨了解决缺水问题的对策。

冬小麦水分生态生理的研究

本文研究了冬小麦不同生育期内水分的生态生理指标。冬小麦全生育期有三个吸水高峰期,分蘖盛期至越冬前出现第一峰值;拔节抽穗期出现第二峰值(强峰);开花灌浆期出现第三峰值。拔节、抽搐、开花灌浆期是冬小麦的需水临界期,在浇水与控水处理条件下,不同抗(耐)旱品种叶组织水势有明显的差异,控水组的叶水势明显地低于浇水处理组。在控水(干旱)状态下,植株体内脯氨酸浓度明显地高于浇水处理组。在水分胁迫状态下,叶片气孔导度呈现出偏低趋势。如果土壤水分得不到补充,浇水组的气孔导度值将与控水组的气孔导度相近。

灌溉对柑桔果实生长的影响

柑桔是我省四大果树之一，原产南方热带、亚热带地区，喜欢温暖潮湿气候，土壤有机质丰富，透气性良好，水分周年供应及时且均匀，积水又不太多的环境。但广东省年降雨量在时空上分配不均匀，严重影响柑桔生长。本文通过对暗柳橙的各个物候期生长特点及其对水分要求的观察分析，总结出柑桔果园每年主要要进行的四次灌水：催芽水、催梢水、保果水及采前水。使柑桔果国能进行科学灌溉，获得优质高产。

墨水河流域分阶段综合治理规划研究

"十三五"期间,墨水河流域作为青岛市重点流域之一,要求全面消除城市黑臭水体,水环境质量得到阶段性改善。为实现这一目标,通过墨水河流域现状调查,找出流域内污染问题,从流域综合治理角度,结合水质改善目标与动态流量下的自净能力模拟计算,提出改善墨水河水环境的治理技术方案,实现全面消除劣V类水体、恢复水环境基本功能。

西江干流敏感生态需水量研究

西江干流是珠江流域内最重要的鱼类产卵场分布区和鱼类洄游通道,其敏感生态需水可由控制断面的鱼类繁殖期适宜生态流量来确定。针对西江干流河道实际情况,选取迁江站和梧州站作为控制断面,依据西江鱼类产卵繁殖所需流速,采用生境模拟法估算西江干流迁江站、梧州站断面生态敏感期的适宜生态流量分别为1 722 m3/s、5 213 m3/s,敏感生态需水量分别为183亿m3、575亿m3,并利用Tennant法对计算结果进行了分析评价。该研究结果为西江干流的鱼类生境保护及水资源配置提供了技术依据。

黑河下游额济纳绿洲生态需水关键期及需水量

黑河流域中生态最为脆弱、植被退化最为严重而对全流域生态治理目标的实现极为关键的地区在下游额济纳绿洲。黑河分水方案主要控制年总量,由来水过程确定分水时机,采用"全线闭口、集中下泄"的分水方式,这容易导致分水与下游绿洲需水的时间错位。要实现黑河分水对下游天然绿洲的作用和意义,不仅要充分保证分水量,更要选择适宜的分水时间,如果分水错过了下游绿洲生态需水的关键期,将会直接影响绿洲植被的正常生长。要维持黑河下游额济纳绿洲健康、稳定和持续发展,确定生态需水的关键期是首当其冲的问题。本文通过对黑河下游额济纳绿洲地下水位时空动态变化过程、天然植被耗水过程和绿洲生态过程及水文过程的关系研究,确定了黑河下游额济纳绿洲生态需水的关键期。建议在生态关键期保障输送必需的水量,合理调节水库出水量与河道径流量,保障4月和8月关键期的需水量,其中4月至少要保证0.80亿m3的输水量,8月至少要保证1.08亿m3的输水量,确保下游绿洲植被的生理需水,同时考虑到前期缺水和随后的月份水量消耗,尽可能增加关键月的配水量。

河道基本生态需水的年内展布计算法

基于河流天然径流的变化特征和生态水文过程对径流的年内动态需求,提出了一种新的河道基本生态需水计算方法——生态需水年内展布计算法。该方法选取河流天然径流过程的特征变量来确定与量化同期均值比,并结合多年月均径流过程进行河道基本生态需水量的年内过程计算,弥补了传统水文学法以多年平均径流量的特定百分率或者天然径流量频率曲线上的特定保证率作为水文指标进行生态需水量计算的不足。以淮河干流的河道基本生态需水量年内过程计算为例,并同时与Tennant法、最小月均径流过程作对比。计算结果表明:在Tennant法的评价标准中所对应的河道状态与河道基本生态需水概念界定的生态功能目标相一致,并较好地体现了河流天然径流的年内丰枯变化过程,能够满足河流生态功能目标对径流的实际需求。本文方法计算结果较为合理,符合实际情况。