基于改进SWAT模型的灌溉-施肥-耕作对乌梁素海流域营养物负荷及作物产量的影响   总被引：1，自引：0，他引：1  

王维刚  史海滨  李仙岳  孙亚楠  张文聪  周慧 《湖泊科学》2022,34(5):1505-1523

不合理的灌溉、施肥和耕作是导致乌梁素海流域农业面源污染的主要根源,乌梁素海作为我国北方地区重要的生态安全屏障,多年来面临着湖泊水环境污染、水生态退化等问题,科学开展湖泊水环境综合治理首先要解决流域内农业面源污染问题. 研究通过修改土壤水平衡、溶质平衡、地下水平衡和作物生长等模块对SWAT 2012原始版本进行改进,并采用改进的SWAT模型构建了乌梁素海流域分布式水文模型,利用实测径流、硝态氮与总磷排放量、地下水埋深以及作物产量校正和验证模型. 基于现状情景,以玉米、葵花和小麦3种主要作物为研究对象,设置了削减灌水量、施肥量及调整耕作方式3种农田管理情景. 基于改进SWAT模型不同情景的模拟结果,计算分析各管理情景下的硝态氮与总磷负荷及对各作物产量的影响. 结果表明,改进SWAT模型具有良好的模拟效果. 不同作物削减5%夏灌水量增产最多达8.41%~10.32%,削减10%秋浇水量均明显减少硝态氮和总磷负荷. 不同作物营养物负荷均随着氮磷施肥削减比例的增大呈现逐渐降低的趋势,但下降曲线逐渐趋于平缓; 各作物产量随氮磷施肥削减比例的增加呈先增加后减少的趋势,其中玉米、小麦氮磷施肥削减比例达20%时产量开始下降,葵花氮磷施肥削减比例达25%时产量开始下降. 不同作物营养物负荷与小麦产量均随耕作方式混合深度与混合效率参数的增大逐渐减小,而玉米和葵花产量则随耕作参数增大逐渐增加. 综合分析,削减5%夏灌水量+削减20%氮磷施肥比例+模板犁耕作组合玉米产量增幅最大达36.5%;削减10%秋浇水量+削减25%氮磷施肥比例+模板犁耕作组合葵花硝态氮负荷降幅最大达42.1%;削减5%夏灌水量+削减20%氮磷施肥比例+免耕组合小麦产量增幅最大达29.1%;而削减5%秋浇水量+削减20%氮磷施肥比例+常规春耕组合小麦硝态氮负荷减少最大达27.2%,总磷负荷减少最大达18.5%. 本研究可为降低流域内面源污染、提高作物产量及减少乌梁素海营养物入湖负荷农业管理措施的实施提供理论依据.  相似文献   

河套灌区耕地-荒地-海子系统间不同类型水分运移转化          下载免费PDF全文

王国帅  史海滨  李仙岳  闫建文  郭珈玮  李正中 《水科学进展》2021,31(6):832-842

为了探明耕地-荒地-海子系统中不同类型水分的运移转化规律,在2018-2019年典型时期对系统内具有代表性的采样点进行水样采集,分析了不同时期内不同水体的δ¹⁸O变化特征,并利用二端元混合模型和土壤水动力学方法计算了不同类型水分转化贡献率。结果发现：①在灌溉期,82%的灌溉水储存于1 m土体中,18%的灌溉水通过渗漏补给了耕地地下水,渠系灌溉水通过地下侧向径流给耕地地下水贡献了76%。②灌溉水和降雨对耕地地下水平均贡献率为94%和6%;耕地地下水和降雨对荒地地下水的平均贡献率为71%和29%;荒地地下水和降雨对海子的平均贡献率为43%和57%。③渠系灌溉水通过侧向径流贡献给耕地地下水的水量基本全部迁移给了荒地地下水,地下水迁移转化是由渠系水侧向径流触发的。④灌后5 d,耕荒地交界土层0~40 cm存在饱和-非饱和侧向补给;灌后15 d和30 d,耕地和耕荒地交界处的地下水向根区40~60 cm、土层80 cm以及100 cm补给水分;灌后30 d,耕地中的灌溉水水分消失。⑤在非灌溉期,荒地地下水和海子耗水较多,应给海子补给水分。  相似文献   

陕西省中型灌区水资源平衡分析     

廉晓风  郑太林  熊安 《地下水》2023,(3):114-116

对灌区水资源平衡进行分析是实施灌区续建配套及节水改造规划的基础工作。为研究陕西省中型灌区水土平衡问题,以2018年作为现状年,综合陕西省中型灌区供用水相关基础数据,对中型灌区水资源需水量与供水量进行预测,并进行供需平衡分析,结果表明：灌区现状年需水量17.01亿m³,各类供水工程年可供水水量为26.18亿m³。灌区续建配套和节水改造规划措施相继实施后,预测规划年2025年和20235年需水量分别为18.18亿m³和20.14亿m³。2025年和2035年可供水量分别为21.19亿m³和24.76亿m³。以习近平“十六字”治水思路为指引,统筹规划陕西中型灌区改造后,至2035年,增加了灌溉有效面积,种植比例进行了优化,灌区的可供水量增加,灌溉水利用系数得到了提高,供水量能够满足规划年需水要求。  相似文献   

叶尔羌河流域灌区灌溉水利用系数测算分析     

米热古丽·麦麦提 《地下水》2023,(4):140-142

对叶尔羌河流域三个典型灌区1990-2020年灌溉水利用系数进行测算。经测算,近20 a以来叶尔羌河流域灌区灌溉水利用系数总体呈现递增变化,相比于90年代,2010年代灌区水利用系数提高15.8%。由于灌区季节来水不均衡使得叶尔羌灌区属于缺水灌溉,需要对区域内农业种植结构进行调整,加大区域节水力度,有效提高灌区灌溉水利用系数。  相似文献   

泾惠渠灌区供水安全风险综合评价     

崔晓亮  何亚歌 《地下水》2023,(4):122-126

为了对灌区整体农灌供水安全的形势进行定量评价,以陕西省直泾惠渠灌区各基层管理站的基础用水资料、地下水资料、实地调查资料及管理资料为基础,选择基于层次分析法的模糊综合评价法从地表水源供水安全风险、地下水源供水安全风险、渠系配套工程安全风险及管理经济安全风险这4个层面选择8个评价指标,对灌区各管理站的供水安全风险进行综合评价。评价结果表明：泾惠渠灌区有6个站点无论是在水源供给方面还是在配套工程和管理及经济方面都存在较高水平的安全风险,为供水安全的高风险区,主要分布在灌区上游及中下游紧邻渭河北岸的灌区最南部区域;灌区中东部的高陵站、楼底站供水的安全风险处于较高风险水平;西张站、陂西站和阎良站供水安全风险水平综合评价为中等;三渠站及下游的栎阳站、新市站及徐木站的供水安全评价则为低风险。评价结果对加强灌区供水模式调整及管理,实现良好供水效益具有重要参考价值。  相似文献   

辽宁省重点灌区的污染特征与环境风险研究   总被引：1，自引：1，他引：0       下载免费PDF全文

刘冰  甄宏 《气象与环境学报》2008,24(3):67-71

针对辽宁省污灌区污染现状,分析了沈抚和张士2个重点污灌区的环境风险。结果表明:长期污灌造成土壤、农作物和地下水的严重污染,沈抚灌区人群患病率明显高于对照区,且有逐年增高趋势,其中以肝肿大为主要疾病。张士灌区尿镉水平明显高于对照组,引起人群肾功能损伤。鉴于污灌区环境污染的复杂性与长期性,提出未来加快开展人体健康损害风险评估和区域健康风险研究重点。  相似文献   

吉林西部大安灌区土壤贮水能力空间变异特征及土壤水分有效性     

卞建民  刘彩虹  杨晓舟 《吉林大学学报(地球科学版)》2017,47(2)

为研究吉林西部土壤贮水能力的空间分布特征和水分有效性,以吉林西部大安灌区为研究对象,通过试验测定土壤贮水量及根系区土壤的水分特征曲线,并利用van Genuchten模型进行水分特征曲线拟合,结合经典统计和地统计分析方法分析土壤贮水量空间变异特征。结果表明:盐碱土和非盐碱土吸持贮水量、滞留贮水量和饱和贮水量的均值之间不存在显著性差异(P0.05),实际贮水量均值存在显著差异(P0.05);土壤实际贮水量呈现由西向东、由北向南逐渐升高的变化趋势,且南北方向的空间变异性均高于东西方向的空间变异性;轻度盐碱地、水田和旱田实际有效含水量分别占其最大有效含水量的78.94%、58.28%和56.62%,水分有效性较高,蔬菜地、高粱地、草甸土以及中度和重度盐碱土实际有效含水量占其最大有效含水量的20.83%27.13%,土壤水分有效性较小;水田、轻度和中度盐碱地的贮水和持水能力强,旱田和蔬菜地土壤贮水能力较强,持水能力中等,而重度盐碱地、高粱地、草甸土等土壤的持贮水能力较弱。研究结果对旱改水工程水资源管理和预防次生盐渍化有重要意义。  相似文献   

陕西省泾惠渠灌区土壤重金属地质累积指数评价   总被引：4，自引：0，他引：4  

易秀  谷晓静  侯燕卿  刘秀花  谢娟 《地球科学与环境学报》2010,32(3)

通过对陕西省泾惠渠灌区现场调查及土壤样品的采集,分析了灌区土壤中Hg、Cd、Cr、Pb、As、Cu、Zn等7种元素的含量,应用地质累积指数对灌区土壤进行了评价.结果表明:从区域分布看,阎良区、临潼区、高陵县所属采样点污染较严重;Hg污染最严重,地质累积指数为1.007～3.117,58%的采样点级别为3级,属中度污染到强污染,38%的采样点级别为2级.属中度污染;Zn污染程度次之,地质累积指数为-0.407～1.644,71%的采样点级别为1级,属无污染到中污染;Cd污染变异程度最大,地质累积指数为-2.705～3.312,70%的采样点级别.级,属无污染,但个别采样点达到了强污染;Cu的地质累积指数为-0.535～0.421,Pb为-1.119～-0.144,Cr为-1.005～-0.458,As为-0.562～0.077,除个别点外这些重金属污染级别皆为0级,属无污染.  相似文献   

绿洲灌区小麦水分生产率及其影响因素的灰色关联分析   总被引：6，自引：1，他引：5  

胡广录  赵文智  武俊霞 《中国沙漠》2010,30(2):369-375

以黑河流域的洪水河灌区为例,利用1995—2006年的灌溉用水量、农作物产量、气象等资料,分析计算了绿洲灌区的小麦水分生产率。结果表明,1995—2000年小麦水分生产率为0.983 kg\5m-3,节水改造项目实施后的2001—2006年为1.070 kg\5m-3,提高了8.9%。水分生产率是衡量农业生产水平和农业用水科学性与合理性的综合指标,其影响因素比较多。根据洪水河灌区小麦生长发育期的实际情况,选取了11个影响因素进行灰色关联分析,结果显示,≥10 ℃积温、农药费用、劳动力和管理费用、化肥施用量、水费依次是影响水分生产率的前5位主要因素。研究表明,在有限的水资源利用条件下,绿洲灌区小麦生产应加大生产资料、劳动力和管理费用等的投入力度,才能生产更多的粮食,以确保区域粮食供给安全。  相似文献   

塔里木灌区膜下滴灌的棉田土壤水盐分布特征   总被引：7，自引：3，他引：4  

赵成义  闫映宇  李菊艳  盛钰  伊力哈木·伊马木 《干旱区地理》2009,32(6)

通过膜下滴灌田间试验,研究了塔里木灌区棉田土壤盐分运移特征。结果表明:膜下滴灌的棉田土壤盐分呈Y状垂直分布,膜下土壤盐分含量小于膜间,膜间土壤盐分从表层到深层呈逐渐增减的趋势。随滴灌量增加,膜下土壤盐分峰值位置下移。滴灌量从2 618 m3/hm2增大到4 265m3/hm2,湿润峰位置从40 cm下移至100 cm,盐分峰值位置从30 cm下移至60 cm。滴灌结束后,膜下0~60 cm及0~100 cm土壤平均含盐量均减小。脱盐程度随滴灌量增大而增加,0~60 cm土层脱盐率从6.0%增加到34.8%;而膜间土壤呈积盐状态,积盐程度随滴灌量减小而增大。随滴灌年限增加,0~60 cm的土层平均含盐量逐年增加,从2005年到2007年,4 265、3 926、3 600、3 271m3/hm2灌溉定额下的土壤平均含盐量年均增加了0.4、0.6、1.1、1.1 g/kg。研究结果指出了塔里木灌区现行棉花膜下滴灌制度存在的积盐问题,成果对完善干旱区膜下滴灌灌溉制度具有一定得指导意义。  相似文献