鲁西北平原大中型灌区标准化管理研究

大中型灌区标准化管理在当前农村水利和农业生产领域扮演着重要角色。位于鲁西北平原的韩家灌区长期以来存在管理体制不完善、日常维护管理不到位、工程监测及巡护资料不规范、档案及资产管理缺乏等一系列问题,无法满足现代化农业生产的需求。本文针对灌区的实际情况,进行了标准化管理建设和改革。经过努力,韩家灌区的标准化管理工作成功通过验收,成为山东省首批实现标准化建设的大中型灌区。在此基础上,对大中型灌区标准化管理经验进行了深入总结,涵盖了组织管理、安全管理、工程管理、农业节水与供水管理、信息化管理和经济管理方面。以期为鲁西北平原大中型灌区标准化管理提供经验和工程参考。

基于灰色模型的鲁西北平原水资源供需平衡分析

水资源是影响鲁西北平原经济发展的重要因素,分析水资源供需平衡状况,预测未来需水量,对促进水资源的合理开发利用及人与自然和谐发展具有重要意义。基于陵城区近12年的用水量数据,采用灰色GM(1,1)模型预测方法,从2022年水资源可支撑的经济规模和人口数量的宏观指标角度描述需水量,对模型结果进行检验,并对2023~2030年供需水状态进行预测分析,并对模型结果进行了检验。结果表明,2022现状年的宏观需水量计算结果与模型相对误差δ=0.008,灰度模型预测结果准确。供水保证率为50%时,2022现状年缺水量为4090万m^(3),占总水量的16.74%;2030规划年缺水量为1811万m^(3),占总水量的6.28%。2030年水资源供需仍未达到平衡状态,但水资源平衡指数I_D逐年上升,水资源短缺状态逐步缓解。在现有经济与技术条件下,2030规划年水资源负载指数为Ⅲ级,水资源承载潜力不足,水资源开发利用方式单一,仍是社会经济发展的瓶颈。本研究为鲁西北平原水资源合理规划与开发利用提供参考。

鲁西北平原农村土地流转现状及问题与对策——基于聊城市29个村庄的调查

农业技术的改进对劳动力需求的减少和城市化、工业化对农村劳动力的吸收,使得农村土地流转成为发展趋势。以聊城市29个村庄为研究对象,采用问卷、访谈等研究方法,对以农业生产为主的鲁西北平原农村土地流转现状进行了调查,从制度环境、农民意愿等层面分析了影响农村土地流转的因素。为健全农村土地流转机制,保障农民合法权益,从完善土地流转配套制度、确立农民主体地位、强化政府服务职能等角度提出建议。

鲁西北平原地下水补给空间演化规律

采用改进后的INFIL3.0模型计算鲁西北平原的地下水补给,分析灌溉和城市化因素影响下,地下水补给量的空间演化规律。计算结果表明:2001-2009年,鲁西北平原地下水补给量为105 mm,补给系数为0.13,计算结果得到了验证。鲁西北平原地下水补给时空变异性较大。在时间上,地下水补给年际变化较大,呈增加趋势,年内有2个峰值,分别在4月和10月。在空间上,地下水补给由西北向东南增大,空间分布差异受灌溉影响显著。地下水补给量的空间演化结果显示,鲁西北平原存在一定的节水空间,城市化扩张会导致补给量减少,弱透水面面积增加10%,补给量减少10mm。模型计算结果可为区域地下水资源评价提供技术支持。

鲁西北平原地下水开采与地面沉降的相关性

针对鲁西北平原地面沉降灾害防治问题,在分析详细水文地质工程地质资料的基础上,系统研究了该区深层地下水降落漏斗的现状特征及地面沉降时空演化规律,确定了临界开采地下水位,并深入研究了地面沉降-地下水相关性以及地面沉降滞后于地下水位变化的规律。结果表明,地下水开采量与地下水位呈高度负相关关系,地下水位和地面标高呈高度正相关关系,地面沉降量直接受控于地下水超量开采量,德州、滨州、广饶沉降中心沉降速率存在加速向减缓的过渡阶段。通过分析给出了其临界地下水位分析值,确定了地下300~500 m深处地层沉降对于地下水位变化的滞后性约为3个月。

鲁西北平原地下水高氟与高碘成因分析

地下水作为鲁西北平原的主要水源,查明高氟、高碘地下水的成因和联系十分必要,可为当地的饮用水安全及解决地方病的研究提供借鉴。目前中国对鲁西北地区浅层高氟地下水的研究较多,但对深层高氟地下水的成因、高氟地下水和高碘地下水的联系有待加强。本文旨在揭示鲁西北平原地下水中氟与碘的空间分布特征,推测高氟地下水的形成机制,查清碘在地下水系统中富集的关键水文地球化学过程,探讨地下水中高氟与高碘的关系。采集浅层(0~55m)、中层(55~225m)、深层(>225m)地下水样品326件,并对18个水化学参数进行层次聚类分析,将地下水样品划分为高氟地下水、高碘地下水和高氟高碘地下水。再结合常规水化学指标和沉积物组分特征进行相关性分析,探讨高氟、高碘地下水的成因及联系。结果表明:高氟地下水与高碘地下水通常伴生出现,且高氟地下水和高碘地下水分布区水化学环境类似,高氟地下水主要集中在地面以下0~40m、50~110m以及225~305m深度内,其最大值(13.71mg/L)出现在地面以下110m深度处;高碘地下水主要集中在地面以下0~10m、55~65m以及225~285m深度内,其最大值(4.601mg/L)出现在234m深度处。含氟矿物萤石(CaF2)的溶解、强烈的蒸发浓缩作用、离子交换可能是高氟地下水的主要形成机制;地下水中的碘主要来自鲁西北平原沉积物中海洋生物和有机质,地下水受强烈的蒸发作用,水走盐留,水中碘浓度不断增加,沉积物淋溶以及氨氮和硫化物的还原溶解可能是导致地下水高碘的主要过程,弱碱性的水环境、还原条件和有机质的存在都是高碘水形成的重要因素。研究区强烈的蒸发浓缩作用、弱碱性的还原条件同时促进了氟和碘的富集。

鲁西北平原地热热源机制的气体同位素约束

利用地热系统中气体的组分、丰度及同位素组成,可以识别地热流体的来源,追溯其热源形成机制。鲁西北平原地热资源自1998年以来大规模开发利用,但对其热源形成机制的认识尚不明确。本文利用溶解性气体组分和同位素特征对鲁西北平原热源成生条件进行了研究。溶解气成分结果表明,地热气体组分均以N2为主,主要为大气降水入渗成因,在相对封闭的地质环境中深循环,混合一定量的地壳深部或地幔来源的气体。利用^(3)He/^(4)He比值,定量计算出研究区壳幔热源配分比为0.90~1.57,热源主要为地壳岩石放射性生热与来自上地幔沿深大断裂的对流热。其中,砂岩热储受构造活动影响较小,地幔热流占45%左右。而岩溶热储受构造控热明显:处于深大断裂或济南岩体与灰岩接触带附近的岩溶热储地幔热流占比相对较大,达48.77%~52.75%,显示除了正常的大地热流传导产热,沿深大断裂、岩体与灰岩接触带存在来自上地幔的对流聚热;处于齐广断裂与济南岩体中间的稳定地块地幔热流相对较小,仅占38.87%~40.97%,指示构造相对稳定区获得深部热流较少。

鲁西北平原冬小麦不同生育阶段农田小气候特征

利用2019年1月至2022年6月鲁西北平原冬小麦主产区农田小气候自动观测站(简称农田站)和齐河县国家气象观测站(简称齐河站)观测资料,分析冬小麦不同生育阶段农田小气候特征,对比研究两站的差异。结果表明:冬小麦不同生育阶段农田各层气温、太阳总辐射和光合有效辐射、风速、5~20 cm地温日变化均呈单峰分布,相对湿度变化趋势与气温相反。白天麦田中温度随离地面高度增加而降低,夜间温度则随离地面高度增加而增加。相对湿度在不同生育阶段均是30 cm层最高,最大值出现在生长后期的夜间时段和生长中期的白天时段。各层地温生长后期最高,土壤深度越深,日变化越小。农田站日平均气温、日平均地温均低于齐河站,日平均相对湿度均高于齐河站。总辐射和光合有效辐射均在生长后期最强。各层风速在冬小麦生长初期变化趋势一致,60 cm风速在冬小麦生长中后期受生长发育影响最大。生长中后期不同天气状况下,不同层次的农田气温、相对湿度、5~10 cm地温均有明显的日变化,晴天最明显,多云次之,阴天变化平缓。

鲁西北平原地热资源储量评价

鲁西北平原赋存丰富的地热资源,中低温地热资源已被广泛用于供暖及生活洗浴,取得良好的经济效益和环境效益。但是,鲁西北平原地热资源埋藏深,补给极其微弱,再生能力差。为了科学地开发利用区内地热资源,根据构造单元的边界将其划分为6个地热田,并对其4个热储层(组)分别统计,查明鲁西北平原地热资源静储量及可采量,得出区内地热水静储量及可采量。

黄河冲积平原(鲁西北)浅层岩土体综合热导率研究--以临清市为例

现场热响应试验测试是获取换热深度内岩土体综合热导率最直接的方法,能够快速、直观的体现岩土体换热能力。通过分析研究临清市钻探获取的地质、水文地质参数,结合热响应试验成果资料,分析在一定条件下岩土体综合热导率与初始地温、含水层厚度、渗流速度、地下水位埋深等相互关系,发现综合热导率与初始地温、含水层厚度、渗流速度正相关,与地下水位埋深反相关。在黄河冲积平原(鲁西北)地埋管地源热泵系统开发利用应选择初始地温较高、含水层厚度大(古河道带)、地下水位埋深浅、地下水径流条件好的区域。

鲁西北平原冬小麦田臭氧浓度变化特征及对产量的潜在影响和机理分析

近地层高浓度臭氧(O3)对农作物生长和产量形成有明显的影响。利用在中国科学院禹城综合试验站(山东省)冬小麦(Triticum aestivum)农田生态系统上观测的O3浓度及微气象资料,分析了鲁西北平原冬小麦农田生态系统O3浓度的日变化和季节变化规律,在此基础上初步分析了O3浓度与CO2通量(Fc)的关系,并用欧洲和美国科学家在实验室得到的O3浓度-冬小麦产量关系模型估算了O3对冬小麦产量的潜在影响。结果表明:O3浓度存在明显的日变化规律,日最小值和最大值分别出现在7:00和16:00左右。整个观测期间(2011年3-5月)平均O3浓度为(30.4±20.1)nL·L-1(平均值±标准误差);30min平均浓度的最大值为93.1nL·L-1。在冬小麦春季生长季节,O3浓度日平均值呈现逐步增加的趋势,O3浓度日均增加约为0.17nL·L-1·d-1;白天7h和12h平均浓度(M7和M12)分别为45.7和43.1nL·L-1;O3浓度超过40nL·L-1的3个月累积值(AOT40)为9.8μL·L-1·h;超过60nL·L-1的O3浓度累积值(SUM06)为12.6μL·L-1·h;经过权重修正的O3污染指标W126为10.1μL·L-1·h。在高浓度O3(>60nL·L-1)情况下,CO2通量与O3浓度呈现负相关关系,鲁西北平原O3对冬小麦光合作用影响的阈值取60nL·L-1比较合适,该值高于欧洲国家普遍采用的40nL·L-1。基于以上结果,初步估算得出:在目前的O3浓度水平下,鲁西北平原近地层O3可能会使冬小麦产量减少5.2%-8.8%。