甘肃河西内陆区水安全战略与节水型生态农业的发展

河西内陆区是甘肃省水资源严重匮乏地区 ,经济发展直接受到水的制约 ,同时引起严重的生态环境恶化。虽然近 2 0年来这个地区局部绿洲面积有所增加 ,但从整体来看 ,生态环境的恶化速率正在加快。从分析该地区存在水资源不安全的因素入手 ,提出在极其有限的水资源条件下必须处理好生态建设和经济发展的用水比例 ,合理配置区域水资源 ,搞好工程节水、农艺节水和技术节水 ,调整农业产业结构 ,大力发展生态型节水农业 ,在河西内陆区内兼顾经济、环境和生态功能 。

生物多样性对生态系统功能及其稳定性的影响

生物多样性导致生态系统功能优化学说、组分有机体功能特点决定生态系统功能观点及一些中间观点的提出使生态学界对生物多样性与生态系统功能之间关系的研究结果各异,但关键种的丧失会严重损害生态系统功能是肯定的。对结构多样性的生态系统来说,关键种能稳定生态系统功能,并在一定程度上缓冲波动带来的压力。生物多样性与生态系统稳定性间关系的研究亦未形成共识,一般看法是生物多样性降低会导致生态系统稳定性下降。但也有与之不同的看法,认为多样性与稳定性间无任何关系。对局部多样性、区域多样性及全球范围内生物多样性改变及其相应保护措施的研究比较后认为,应为不同物种提供适合其繁殖条件的局部试验地块,用个体小的物种来控制区域生物多样性及通过各种自然试验方法增加不同范围内的生物多样性。

田间管闸自动控制灌溉系统的研制与实践

田间管闸自动控制灌溉系统是利用管道入口处水量传感器的精准信号,通过工业控制电路的累加、运算、判读比较、时序发生等过程实现对田间管闸出水口的自动控制.为满足不同灌溉技术要求,运行模式可自由设定为单次灌溉模式、波涌灌溉模式或周期轮灌控制模式.实践证明在不同的控制模式下系统均具有较高的水量控制精确度和较为完善的自动控制过程.该系统设计思路新颖,电路简单,操作简便,运行维护费用低,扩容简单.

灌溉对甘肃中部黄土台塬区地面塌陷及生态环境影响研究

甘肃中部黄土台塬地面塌陷实质上是由水利灌溉引起的新的生态环境问题。文章在深入调查、勘测和试验研究的基础上，综合分析了地面塌陷变形的成因机制，认为黄土台塬地面塌陷变形除了黄土母质理化性质和人类活动等因素外，主要是不合理灌溉引起的。过量大水漫灌使大量渗入的水体将土壤中起固结作用的盐分和粘粒矿物淋溶殆尽，使原始结构破坏，进而崩解、湿陷。随下渗水量的增加，犁底层及以下隔水层孔洞进一步发展为洞穴和陷缝，大面积塌陷变形随之出现，同时也成为台塬滑坡的诱导因素。研究为黄土台塬灌区突出的水利环境问题治理和生态重建方案提供了基础依据。

坝基封闭防渗抽排系统的设计参数探讨

对于长期在较高下游水位条件下工作的混凝土重力坝,坝基设置封闭防渗抽排系统可有效降低坝底扬压力,提高坝体稳定性,并节省坝体混凝土方量。本文较为系统地探讨了封闭防渗抽排系统的概念,分析了影响防渗排水几何参数的主要因素,确定了有关设计原则,给出了相应计算方法和算例验证,并对当前规范所给方法进行了讨论。

保护性农业的研究现状、进展与展望(英文)

保护性农业是相对较新的一个概念,它强调了农业的可持续发展。保护性农业的三个重要要素包括少耕或免耕、永久地面覆盖和轮作。从生态学的角度,保护性农业对土壤生态系统的有益效应包括改善土壤系统的化学、物理及生物特性。然而,目前保护性农业在全世界的推广应用范围还很有限,特别是在发展中国家更是如此。在发展中国家,农民主要把秸秆用于煮饭和取暖的燃料,同时还用作家畜饲草。因此,我们面临的主要问题是研究和解决把秸秆用于土壤保护和提高土壤肥力与其它用途的矛盾。本文较系统地评述了世界保护性农业的研究现状、主要进展及展望。还讨论了实行保护性农业中存在的问题及注意事项。

砂田集雨补灌对西瓜产量和土壤水分的影响

砂田在干旱半干旱地区是传统保水保墒的耕作方式,至今已有300多年的历史。对传统的砂田配合现代集雨滴灌技术种植西瓜,供试品种是西农8号,试验处理为集雨滴灌砂田(DSF),传统砂田(CSF),不覆砂的传统土田(CEF)。通过甘肃景泰十里砂河村的田间试验表明,产量比传统砂田提高近3倍。产量提高最主要的因素是在西瓜水分受到胁迫的几个关键需水期,及时实施了集雨补灌技术。从田间水分变化分析了集雨补灌砂田的增产机理。

干旱环境条件下春小麦适度调亏灌溉的产量效应

在干旱环境条件下,春小麦调亏灌溉不仅具有显著的增产效应(16.6%～25.0%),其节水效果亦很显著(14.0%～22.9%).无论是小麦籽粒产量,收获指数,还是水分利用效率,调亏灌溉处理与充分供水对照间均存在显著差异,但调亏处理间差异不显著.此外,回归分析发现,试验条件下调亏灌溉春小麦产量与收获指数线性相关,而水分利用效率与收获指数、产量间则呈二次抛物线关系.

粘结滑移问题的界面应力元模型

基于不连续介质变形体的界面应力元法,通过在不同介质界面处设置粘结滑移元件,以界面两侧块体元材料的本构特性反映界面点对的正应力和法向相对位移之间的关系,以两种材料结合面的粘结滑移特性表征界面点对的剪应力和切向相对位移之间的关系,建立了粘结滑移问题的新的界面应力元数值计算模型,并编制了相应的计算机程序.数值算例表明,计算模型可较好地仿真复合材料界面的粘结滑移现象,能很好地揭示复合材料结构的工作性态.

调亏灌溉对干旱环境下春小麦产量与水分利用效率的影响

试验研究调亏灌溉对干旱环境下春小麦产量与水分利用效率的影响结果表明，干旱环境下调亏灌溉春小麦拔节～孕穗后土壤水势低于未进行水分调亏的对照，且全生育期比对照多利用土壤水分14．3～66．5mm。调亏处理小麦产量、穗粒数、水分利用效率与充分供水对照间差异显著，并未因土壤水分亏缺而降低，甚至有较大幅度提高。试验条件下春小麦调亏的适宜土壤水分亏缺水平为营养生长期（拔节）重度水分亏缺（45％～50％田间持水量）．其他生育期（孕穗、抽穗、灌浆期／生理成熟前）充分供水（65％～70％田间持水量），而最佳调亏灌溉定额为330～350mm。干旱环境下调亏灌溉春小麦产量和水分利用效率与全生育期耗水量间均呈二次抛物线关系。

集雨限量补灌条件下带田玉米土壤水分时空动态研究

对旱地小麦/玉米带田集雨限量补灌条件下玉米带0～90cm土层土壤水分时空动态及其生长发育进行了分析,认为玉米全生育期不同土层土壤含水量变化较为一致,基本上呈以小喇叭口期为峰值的"单峰"曲线。并建立了0～30、30～60、60～90及0～90cm土层土壤含水量随时间变化的数学模型,以此来预测试验条件下套作玉米带土壤水分随时间变化的动态。

集雨补灌条件下旱塬小麦玉米带田节水灌溉试验研究

对旱塬地区小麦套作玉米带田集雨限量补灌条件下带田产量、水分利用效率、叶日积(LAD)及作物复合群体生长率(CGR)进行了分析研究,认为该区发展小麦玉米带田限量补灌(35mm)的最佳生育时期为小麦抽穗期和玉米抽雄开花期,有条件时灌2水以小麦抽穗期、玉米抽雄开花期和小麦扬花期、玉米吐丝期为宜。这与各处理0～90cm土层水分利用效率的大小表现一致。带田复合群体总LAD、平均CGR灌水与不灌水处理间差别不明显,说明LAD、CGR并非单一水分因素所致,水分条件的改善对此二者的作用仅为其中一个方面,今后的栽培管理中也应重视其它方面如增施有机肥等。

留茬覆盖储水灌溉对豌豆出苗及水分利用效率的影响

在河西内陆河流域,覆盖免耕(NTS)、秸秆还田(CTS)和常规耕作(CTB)结合不同储水定额对豌豆所作的研究表明:在作物休闲期,覆盖免耕可以有效的增加土壤的蓄水和保墒能力,较常规耕作和秸秆还田的蒸发率分别降低8·18%和7·33%;土壤蒸发率随储水定额的增加呈现增大趋势,说明增大储水定额将增大无效蒸发,浪费宝贵的水资源。但覆盖免耕和秸秆还田也会导致土壤的热传导性能降低,对太阳的反射强度增加,使春播时地温偏低,出苗困难,苗密度较常规耕作分别降低25·88万株·hm-2和18·87万株·hm-2。对水分利用效率(WUE)的研究表明,在出苗密度降低的情况下,3种耕作方式之间的水分利用效率差异并不显著,说明在作物生长中后期,覆盖免耕和秸秆还田的经济产量增加潜力大于常规耕作。在储水定额>1350m3·hm-2时,水分利用效率将显著降低。

考虑渗流特性的岩体结构面分形特性研究

裂隙的连通性和密度是影响岩体渗流特性的重要因素。从岩体渗流研究的需要出发,对计算机模拟的岩体裂隙网络,应用分形几何理论,提出考虑裂隙连通性和密度影响的岩体结构面信息维数的计算方法,建立信息维数与岩体渗透系数的关系,进而可以用信息维数和岩体结构面几何参数来直接推求各向异性裂隙岩体的渗透系数张量。工程算例表明:(1)考虑渗流应力耦合作用时,用容量维数计算的渗透系数比用信息维数计算的值高出2倍多,说明用容量维数计算岩体渗透系数会夸大裂隙岩体的渗透能力;(2)信息维数能较好地反映裂隙密度对渗流的影响。信息维数越大,表明岩体内连通裂隙数量越多,因而岩体的渗透性就更大一些。

岩体离散裂隙网络渗流应力耦合分析

裂隙渗流具有沿裂隙网络做定向移动的特点,用非连续介质方法分析裂隙岩体渗流应力耦合更符合工程实际.本文以人工模拟的随机裂隙网络为对象,应用离散裂隙网络模型和节理单元模型,以裂隙开度变化为纽带,同时考虑渗透静水压力和动水压力的影响,研究水位变化条件下裂隙岩体渗流应力耦合特性.算例表明,考虑耦合作用时,岩体内部结点水头、结点应力和岩体渗流量会发生相应改变.岩体中水头大的裂隙段,耦合作用更加明显.在高坝工程岩体渗流分析和岩体稳定评价计算中,应当考虑渗流应力的耦合作用.

GIS支持下水质模型模拟的实现研究

通过对水质模型与ＧＩＳ技术下ＤＳＳ模块的数据结构及两者间数据的传输分析，应用动态分段技术，实现了水质模型模拟与ＧＩＳ技术的结合。为完成国家省级环境信息管理系统提供了科学依据，为水质模型模拟的发展提供了一条新途径。

干旱环境下春小麦最优调亏灌溉制度确定

以河西绿洲灌区春小麦调亏灌溉2年的平均产量、水分利用效率、供水效率和2年后的土壤养分综合指标4个单项参评因子为参数建立单因子评判矩阵。对干旱环境下春小麦调亏灌溉制度进行了综合评价。结果表明。调亏灌溉处理的综合评价指标以HFF处理最高，其次为MFM处理。而以LLL处理最低，但所有调亏灌溉处理综合评价指标均显著高于高水分处理FFF。因此，无论是从作物生产力、水资源利用效率还是水资源和土壤养分的可持续利用方面来说，HFF处理调亏灌溉模式均因其最高的作物生产力和水分利用效率、较高的供水效率（为最大值的96．3％）及较高的土壤养分综合指标（为最大值的97．7％）而具有最高的综合评价指标，成为试区推荐的春小麦全生育期最优调亏灌溉模式，即春小麦孕穗和抽穗期及灌浆-生理成熟期均高水分处理（65％～70％田持）而拔节期重度水分调亏（45％～50％田持）。其灌溉定额为440mm左右（包括晚秋季储水灌100mm）。

集雨限量补灌对小麦土壤水分及生长发育的影响

对旱地小麦/玉米带田集雨限量补灌条件下小麦带0～90cm土层土壤水分时空动态及其生长发育进行了分析,建立了0～30cm、30～60cm、60～90cm及0～90cm土层土壤含水量随时间变化的数学模型,并就旱地发展小麦/玉米带田提出了建议。

调亏灌溉对春小麦土壤水分动态的影响研究

对干旱环境条件下调亏灌溉春小麦0～20，20-40，40-80，80～120cm土层土壤水分动态进行了分析研究，并建立了0～120cm土层土壤含水量随时间变化的数学模型，以此来预测调亏灌溉春小麦土壤水分随时间变化的动态。

河西内陆河流域生态环境综合治理研究

河西内陆河流域由于自然因素和人为因素造成的生态环境脆弱和恶化使土地荒漠化有进一步加剧的趋势,探讨了该区生态环境综合治理的必要性和治理思路,并针对其成因提出了相应的对策:一是生物措施与工程措施相结合;二是“带、片、网”三位一体;三是生态与经济相结合;四是沙产业开发;五是沙化草场治理和节水抗旱等。