渭河(陕西段)河道自净需水量研究

建立了河段自净最小需水量计算模型。为了使研究区段内的水质达标,该区段内的自净需水量应该是从区段内所有河段最小需水量中取其最大量。应用该方法分达标排污和现状排污对渭河(陕西段)河道自净需水量做了计算。结果分析表明:渭河河道自净需水量随年径流流量变化不大,自净缺水严重,主要出现在非汛期,达标排污较于现状排污,自净需水量大幅度下降,自净缺水主要出现在1,2,12三个月。

黄河自净需水量研究

通过建立黄河自净需水量模型,分别对黄河花园口以上河段以及利津断面的自净需水量进行计算。计算结果表明,在现状入黄城镇点源超标排放、入黄支流污染严重的情况下,实现黄河水质目标所需的稀释水量较大,黄河现状水资源无法满足要求。在入黄城镇点源达标排放、入黄支流实现入黄水功能区水质目标的前提下,黄河自净需水量随季节在年内变化不大,枯水低温期所需自净需水量稍高,其中90%保证率最枯月平均流量能够基本满足黄河自净需水量,但青铜峡、石嘴山、潼关等污染严重河段所需自净需水量仍然较大,对应最枯月平均流量保证率介于8.5%～87%之间。

塔里木河河道自净需水量

在一维水质模型基础上,根据河道断面流速与流量的关系,建立了计算河道自净需水量的试算模型,分析了塔里木河各河段的水质控制目标.根据不同历史时期监测的塔里木河西大桥、阿拉尔、新渠满水文站、新和和沙雅干排的水质资料,计算了塔里木河河道新渠满水文站断面的自净需水量.结果表明:新渠满水文断面年自净需水量6.39×10~8 m^3,3,4,11,12月自净缺水0.97×10~8 m^3.

辉发河干流中下游河道自净需水量研究

松花湖是吉林省的重要水源地,随着经济的发展,松花湖的水质正逐年下降.辉发河是松花湖的一个主要污染源,探讨其自净需水量,可有效保护松花湖水资源.以点污染源为例计算了辉发河干流中下游河道自净需水量,结果表明:辉发河河道自净需水量严重缺乏,自净缺水量主要集中在非汛期,但同一河段相同年份各月的自净需水量差别不大,且自净需水量随年径流量变化不大.

黄河自净需水量计算模型系统开发与应用

为了保障黄河功能性不断流和供水水质安全,利用VB和Access软件开发了黄河自净需水量计算模型系统。该系统采用三层C/S结构模式,其核心层为系统应用层,由数据采集与更新、方案制定、模型计算、结果查询和系统管理等5个子系统组成,能够在黄河特定河段、特定排污口及支流空间分布条件下,根据不同的上游来水背景浓度及河流纳污状况,优化计算出河流接纳合理污染物所对应的、河流必须蓄存的、满足相应水质目标要求的最小水量及水量过程。系统界面友好,操作方便,具有很强的实用性和参考价值。

渭河宝鸡段自净需水量估算

确定自净需水量对污染问题突出的渭河尤为重要。基于林家村水文站长序列水文和水质数据,采用最枯月平均流量法和水质模型法估算渭河宝鸡段自净需水量,结果表明:渭河宝鸡段自净需水量为5.17亿m^3;在满足农耕灌溉等用水前提下,最枯月平均流量法难以满足河流自净需水量,部分年份实测径流量不能满足自净需水量的需求,多年平均最缺水是6月份。

辽河干流生态需水量计算及生态环境评价研究

本文将辽河干流作为主要研究区域,根据河流功能性用水需求将生态需水量划分为维持河流生态系统运转的基本生态需水量、保障河道水流通畅的输沙需水量、满足河流纳污能力的稀释自净需水量及水面蒸发需水量,并计算辽河干流各水文站75%保证率下的生态环境需水量。研究结果表明,各水文站的实测径流量均可基本满足河道内生态需水量,且有剩余水量可向外供水。该研究对生态环境修复及维持生态系统稳定具有一定的参考价值。

2021—2050年河南省夏玉米净灌溉需水量对气候变化的响应

基于河南省17个气象站点观测资料和25个CMIP5模式预估数据,采用BCC/RCG-WG 3.0天气发生器构建区域气候变化情景,集合评估了RCP4.5情景下2021—2050年夏玉米净灌溉需水量较1961—2000年的变化及其空间分布。结果表明:全生育期内气温升高1.8℃,降水增加3.6%,引起作物需水量和有效降水量分别增加5.1%和1.5%,净灌溉需水量增加5.6%。受气温升高和降水减少的双重影响,播种-拔节期净灌溉需水量增幅较大,达到21.3%;拔节-乳熟期尽管有效降水量增加3.0%,但这并不足以抵消气温升高引起的作物需水量增加5.1%的影响,净灌溉需水量仍然增加3.4%;乳熟-成熟期,由于有效降水量增加8.2%,超过了作物需水量增加7.4%的影响,净灌溉需水量减少1.4%。豫西三门峡、孟津和豫西南栾川、西峡等4站在各生育期内净灌溉需水量均有不同程度的增加。

石羊河流域小麦净灌溉需水量全局敏感性分析

为了研究小麦净灌溉需水量对气象要素的敏感性,采用Penman-Monteith公式结合单作物系数法计算了石羊河流域小麦的净灌溉需水量;基于泰勒展开式推导了小麦净灌溉需水量对6个关键气象要素的全局敏感性公式,并结合敏感性分析结果对敏感度空间分布规律进行了对比分析。结果表明,小麦净灌溉需水量对有效降雨最敏感,其次为水汽压、太阳辐射、风速,对最高气温和最低气温敏感性最小。在空间分布上,受气候和地形条件的影响,流域内各区域小麦净灌溉需水量对气象要素的敏感性存在差异,除风速外上游气象要素的敏感性均大于中下游,上游对有效降雨的敏感性大于对ET0的敏感性,下游则相反。

华北小麦-玉米轮作净灌溉需水量变化趋势——以大兴区为例

【目的】开展不同时间序列华北小麦-玉米轮作净灌溉需水量变化趋势研究,为未来农业用水规划提供决策参考。【方法】采用Mann-Kendall非参数检验法分析了近60 a(1961―2017年)与近30 a(1988―2017年)小麦-玉米轮作的作物需水量、有效降水量、净灌溉需水量的变化趋势。【结果】不同时间序列小麦-玉米轮作的作物需水量、有效降水量及净灌溉需水量的变化趋势存在较大差异,1961―2017年小麦-玉米轮作作物需水量与有效降水量整体呈显著增加趋势,变化倾向率分别为5.3、7.8 mm/10 a;而净灌溉需水量呈不显著减少趋势,变化倾向率为-2.5 mm/10 a。1988―2017年小麦-玉米轮作作物需水量整体呈显著增加趋势,变化倾向率为11.0 mm/10 a;有效降水量整体呈显著减少趋势,变化倾向率为-7.3 mm/10 a;净灌溉需水量整体呈显著增加趋势,变化倾向率为18.3 mm/10 a。【结论】1961―2017年小麦-玉米轮作的净灌溉需水量减少,主要是平均风速与日照时间减少所致;而1988―2017年小麦-玉米轮作净灌溉需水量增加,主要是气温升高与相对湿度减少所致,且序列越短其变化趋势越显著。因而在进行灌溉用水规划时,合理选择序列长度尤为重要。

中国主要作物灌溉需水量空间分布特征

作物需水量和灌溉需水量的时空分布是科学地制定不同地区灌溉用水定额的依据。该文基于全国范围200多个气象站近30a逐日的气象资料和不同地区作物生育阶段的调查统计资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith方法和作物系数法,计算了30种作物的需水量和净灌溉需水量,并用各地灌溉试验站的实测资料进行了检验。利用GIS的空间分析功能,采用反距离加权插值法得到主要作物多年平均作物需水量与净灌溉需水量的等值线图。选择种植面积最广的小麦、玉米、棉花和水稻4种作物,分析其作物需水量与净灌溉需水量的空间分布特征,得到不同地区主要作物的灌溉需求指数。研究表明:中国东北区、长江中下游区、华南区、川渝区和云贵区平均灌溉需求指数小于0.5,作物对灌溉的需求比较低;华北区、蒙宁区和晋陕甘区旱作物30%～50%的需水靠灌溉补充,水稻55%～80%的需水依靠灌溉;新疆地区主要作物的灌溉需求指数均在0.7以上,农业的发展完全依赖于灌溉。

基于灌溉需求指数的滇中地区烤烟需水量时空变化分析

基于云南省滇中地区4个国家气象站点逐日气象资料和烤烟不同生育期作物系数,根据FAO 56推荐的Penman-Monteith公式和单作物系数法,计算了滇中地区近58 a(1956—2013年)参考作物蒸发蒸腾量、烤烟净灌溉需水量及净灌溉需求指数,分析了滇中地区烤烟生育期净灌溉需水变异特征;利用GIS普通克里金法,对滇中地区烤烟需水量、净灌溉需水量和净灌溉需求指数进行空间分布分析;采用通径分析法研究灌溉需求指数变化成因。研究结果表明,滇中地区烤烟净灌溉需求指数随生育期变化逐渐减少,即伸根期、旺长期、成熟期;其中,净灌溉需求指数大于零的年数占54%,表明烤烟区在平水年条件下需人工灌溉补给;影响净灌溉需水量最主要的气象因子为降水量。

三义寨引黄灌区主要作物需水量计算及趋势分析

针对三义寨引黄灌区主要作物需水量、有效降水量和净灌溉需水量的计算问题,采用参考作物法构建模型,采用联合国粮农组织推荐的彭曼-蒙特斯(Penman-Monteith)公式的修正公式进行计算。以惠北水利科学试验站观测数据为基础,得出冬小麦全生育期(10月中旬至第二年5月下旬)的作物需水量2000—2019年年际变化范围为395.494~796.776 mm,均值为579.425 mm,有效降水量均值为160.090 mm,净灌溉需水量均值为453.291 mm,灌溉需求指数均值为0.773,对灌溉的依赖程度较高;夏玉米全生育期(6月中旬至9月中旬)的作物需水量在1999—2019年年际变化范围为187.581~716.762 mm,均值为359.310 mm,有效降水量均值为295.776 mm,净灌溉需水量均值为149.768 mm,灌溉需求指数均值为0.371,对灌溉的依赖程度较低;棉花全生育期(4月上旬至10月下旬)的作物需水量1999—2019年年际变化范围为366.985~1 049.358 mm,均值为580.561 mm,有效降水量均值为433.519 mm,净灌溉需水量均值为266.470 mm,灌溉需求指数均值为0.421,对灌溉的依赖程度为中等。将3种作物需水量按生育期叠加,灌区净灌溉需水量最大的月份为3月,原因是冬小麦在拔节抽穗期对水量需求较大。4月、5月冬小麦处于关键的灌浆成熟期,棉花处于苗期和成长期,因此净灌溉需水量在各月中分别位于第3、2位。3种作物的生育期需水量、净灌溉需水量均为增加趋势,有效降水量均呈减少趋势,夏玉米和棉花的净灌溉需水量增加倾向率较大,主要原因是夏玉米和棉花的生育期与降水量较大的7—8月重合,因此受到降水量和气候的影响较显著。

河道内生态环境需水量探析

文中在综合国内外有关河流系统生态环境需水研究的基础上,以桑干河为例,探讨了河道内生态环境需水量的内涵及组成,并从生态基流、自净需水量及输沙需水量三个方面对河道内生态环境需水量进行了研究。

2000—2015年三江平原主要作物需水量特征及影响因素分析

全生育期内作物需水量的研究是农业水资源有效利用和进行合理灌溉的重要依据。基于三江平原22个气象站点2000-2015年逐日气象观测资料及中国区域地面气象要素数据集,利用国际粮农组织(FAO)Penman-Monteith模型和分段单值平均作物系数法,分别对三江平原水稻、玉米和大豆的作物需水量进行计算,分析作物需水量年际变化特征,采用通径分析法研究作物需水量的变化成因。结果表明:(1)三江平原16 a来年均参考作物蒸散量为537.4 mm,日均为3.5 mm,呈波动减少趋势。(2)生长季内,水稻在分蘖期需水量最大,为177.1 mm,玉米在七叶期需水量最大,为99.7 mm,大豆在结荚期需水量最大,为96.1 mm;水稻、玉米和大豆的净灌溉需水量分别为195.4 mm、130.8 mm和72.2 mm,对灌溉的依赖程度水稻>玉米>大豆。(3)由通径分析结果可知,三江平原作物需水量的主要影响因素为净辐射、气温和日照时数。

基于河道断面自净需水要求的自净补水研究

根据汾河干流污染较为严重的现状和污染物类型,以一维水质数学模型和水量平衡原理为基础,建立了河流自净需水量的计算模型,据此计算出满足地面水环境质量目标的自净需水量,并根据年径流量的大小,进一步确定河道断面的自净补水量。结果表明,选取COD和NH3-N作为控制因子,计算的二坝和义棠断面自净需水量分别为2.97×10~8、5.53×10~8m^3,义棠断面自净需水量较大;自净补水主要发生在平水年和枯水年,丰水年的自净需水量基本满足要求,自净补水主要发生在一年的非汛期中;所得结果为汾河干流生态恢复和汾河水库的生态调度研究提供一定的理论基础。

宝鸡峡灌区灌溉供需水量分析

本文以渭河流域宝鸡峡灌区为研究对象,分析了灌区的实际引水量、作物需水规律和灌溉用水过程,将灌区各灌季实际灌溉引水量与灌溉用水量进行对比分析,对灌区水量调度工作提出建议。

基于作物需水的灌溉用水量核算方法及应用

用水量核算方法是最严格水资源管理制度实施的一项技术支撑。以山东济宁市梁山县为研究区,采用FAO(国际粮农组织)推荐的Penman-Monteith公式,计算了该县3种主要农作物的逐日作物需水量及净灌溉需水量。研究中考虑到研究区的作物种植面积、灌溉水利用系数等因素提出理论需水量和折算系数的概念,通过推求理论需水量与实际用水量的折算系数,对2011年和2012年梁山县灌溉用水量统计数据进行核算,核算的相对误差分别为0.08%和-1.52%,核算结果较好。

变化环境下泾惠渠灌区净灌溉需水的响应

灌溉需水是科学制定灌溉计划和水资源规划的依据,气候变化和种植结构等变化环境是灌区灌溉需水变化的驱动因素。基于泾惠渠灌区4个气象站近30年逐日气象资料和作物种植面积资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith方法和作物系数法,计算灌区主要作物需水量、净灌溉定额及灌区净灌溉需水量,分析气候变化和种植结构调整对灌区净灌溉需水量的影响,采用多元线性回归法研究灌溉需水量变化的主要因子。结果表明:气候变化使灌区降雨呈减少趋势,ET0呈增加趋势,导致主要作物净灌溉定额呈增加趋势;种植结构的调整,减少了粮食作物和棉花的种植面积,增加了其他经济作物的种植面积,使灌区净灌溉需水量呈减少趋势;在总种植面积下降、种植结构调整和气候变化的综合作用下,灌区净灌溉需水量呈小幅度的增加趋势;影响净灌溉需水量变化的主要因子是ET0和种植面积;除1996和2003年湿润年份外,各年净灌溉需水量比实际灌溉水量大,灌区存在缺水。未来应进一步调整种植结构,以适应气候变化,缓解灌区水资源供需矛盾。

多目标协控下伊洛河自净需水流量研究

建立基于河道边界条件水动力学与水质相耦合模型,结合伊洛河生态系统特点及功能性需水组成,以河流水功能区水质目标作为协控因子,进一步考虑伊洛河河口黄河鲤繁殖期对水质的要求进行自净需水流量计算。结果表明,伊洛河在现状排污与控制排污条件下,黑石关断面达到水功能区水质目标Ⅳ类的自净需水流量分别为14.00 m^3/s和8.00 m^3/s;满足4—6月基本维持鱼类正常繁育水质要求的自净需水流量为13.62 m^3/s,维持鱼类良好繁育状态下水质要求的自净需水流量为35.80 m^3/s。