国家自然科学基金(51179050)
- 作品数：12 被引量：176H指数：8
- 相关作者：张展羽王策朱文渊吴东冯宝平更多>>
- 相关机构：河海大学山东省水利科学研究院江苏省水利厅更多>>
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- 相关领域：农业科学水利工程经济管理更多>>
- 基于SWAT模型的小流域非点源氮磷迁移规律研究被引量：38
- 2013年
- 非点源污染是影响农业水土环境的重要因素。在GIS平台的支持下,运用SWAT模型,以长江下游岔河小流域为研究对象,分析了氮磷流失时空分布规律,并模拟不同灌溉方式下非点源氮磷流失变化。结果表明:率定后的模型适用于小流域非点源污染的模拟;降雨量与径流及有机氮磷流失具有明显的相关关系,汛期(6-9月)的径流量占全年径流量的56.40%,有机氮磷流失量分别占到64.89%和59.70%;在空间尺度上,有机氮与有机磷负荷空间分布相似,呈现出随地表径流向岔河主河道逐渐汇聚的分布特征,大豆和水稻田是非点源污染的主要贡献地区;通过情景模拟发现,不同灌溉方式对小流域氮磷流失影响显著,对水稻田实行优化灌溉,采取浅灌高蓄的控制方法,可以有效改善小流域农业水土环境。
- 张展羽司涵孔莉莉
- 关键词：灌溉SWAT氮磷流失优化灌溉
- 土壤干缩裂缝网络几何特征被引量：12
- 2014年
- 通过室内试验研究了土壤干缩裂缝发育规律,采用数字图像处理技术与AutoCAD测量功能,分析了不同含水率下土壤裂缝网络几何形态特征.结果表明:土壤含水率达到43%时出现裂缝,裂缝骨架长度、周长和面积分别在含水率达到23%、23%、7%时趋于稳定,裂缝平均宽度的发育经历了波动增长、线性增长和稳定3个阶段,并在含水率达到7%时保持不变;裂缝条数与节点数之比随含水率降低而减小,并最终保持在1.67,此结果与收缩块区分散度和裂缝交叉角度分布规律共同表明,裂缝网络形态呈方形正交网络分布趋势,且处于方型网络与"T"型正交网络之间;裂缝平均弯曲度随含水率减小,由1.06减小至1.02并保持恒定,揭示了裂缝整体弯曲程度与不同时期裂缝弯曲的变化规律.
- 张展羽王策朱成立朱文渊吴春辉
- 关键词：土壤裂缝网络土壤测试
- 农业小流域“田-沟”系统氮素时空变化分析被引量：6
- 2013年
- 为研究农业小流域尺度上氮素的时空变化趋势,以夏作期内位于南京市溧水县白马镇的典型农业小流域为研究对象,通过野外监测和室内化验分析相结合,探讨了小流域内土壤氮素含量的时空变化,并分析了排水沟道中氮素质量浓度的时空分布特征.结果表明:夏作期小流域内土壤3种形态氮素质量分数时间上存在一定差异性,土壤全氮质量分数呈先增大后减小趋势,土壤硝态氮、铵态氮质量分数均呈总体减小趋势,降幅分别为37.1%,60.9%;小流域土壤全氮质量分数空间上分布趋势为中部较高,四周较低,南部相对于北部质量分数较大.夏作期排水沟道中总氮、硝态氮、铵态氮平均质量浓度依次为3.54,0.81,0.59 mg/L;在排水沟道的迁移过程中,3种形态氮素质量浓度均是沟道出口处大于沟道入口处.
- 张展羽陈晶晶张文祥司涵
- 关键词：氮素小流域土壤
- 基于主成分-时间序列模型的地下水位预测被引量：30
- 2017年
- 地下水位预测是区域水资源管理的重要依据。针对地下水位在时间序列上表现出高度的随机性和滞后性,建立了基于主成分分析与多变量时间序列CAR(Controlled Auto-Regressive)模型耦合的地下水位预报模型,将该模型应用于济南市陡沟灌区地下水位预测,结果显示,模型模拟值与实测值的决定系数R^2和Nash-Suttcliffe系数Ens均达到0.90以上;以2011年为基准年,当降水量减少10%~20%,蒸发量和生活用水量增加10%~20%,调入27.39万~137.0万m^3地表水用于农业灌溉时,到2030年灌区地下水位将维持在30.99~31.29 m,较基准年上升0.12~0.42 m。在区域水资源紧缺的背景下,适当引入地表水灌溉,减少地下水的开采,灌区地下水位将逐步回升,对于灌区的可持续发展和区域水资源的合理利用具有重要意义。
- 张展羽梁振华冯宝平黄继文吴东
- 关键词：地下水位主成分分析多变量时间序列
- 基于两阶段优化配置模型的济南泉域补给区灌溉水源置换研究被引量：5
- 2017年
- 目前全球地下水能保持持续平衡的地区日趋减少,不合理农业灌溉成为很多地区地下水系统恶化的主要因素之一。济南市历城区地下水用于农业灌溉是当地地下水位下降的重要因素,对于济南泉域、白泉泉域喷涌有直接影响。针对研究区农业用水特点和水生态文明建设水源置换的要求,建立两阶段优化配置模型,将灌溉用水配置分为2个阶段,阶段一,以生态、节水和经济效益为目标,引入单位脉冲响应系数约束地下水利用量,实现区域地下水与地表水的合理配置;阶段二,以作物最大产量为目标,进行作物生育阶段水量配置和种植结构调整。结果表明,采取两阶段优化算法与用水结构调整后,可以有效减少地下水利用量,2011—2014年平均地表水与地下水用水结构由原来的3∶7调整为5.2∶4.8,较好地实现地下水源置换目标,同时地下水位计算值较实际年分别增加0.31、1.12、1.55和3.38 m,对保证泉域持续喷涌具有重要作用。
- 冯宝平吴东张展羽梁振华黄继文
- 关键词：地下水位
- 土壤干缩裂缝几何特征对入渗的影响被引量：12
- 2015年
- 通过碘-淀粉染色示踪试验,结合数字图像处理技术,分析了裂缝宽度、深度及表面裂缝面积率3个裂缝表征参数对土壤水分入渗的影响。研究结果表明：大裂缝即实际宽度大于1.25 cm的裂缝,其入渗深度超过45 cm,能够促进土壤水分入渗,为水分运移提供明显的优先通道,随着大裂缝宽度的增加,入渗深度在45～65 cm范围内变化,没有明显的规律,小裂缝对入渗的作用不明显。裂缝深度较小时,土壤水分可看作一维半无限均匀运动,而深度较大的裂缝对入渗的影响显著,土壤水分运移表现出明显的优先流特征。表面裂缝面积率与湿润的土体体积具有良好的正相关关系（r=0.95）,建立了一元回归模型,并提出以表面裂缝面积率作为裂缝对入渗影响程度的表征指标,面积率越大,裂缝对入渗的作用越明显。
- 张展羽陈于孔莉莉王策李文杰
- 关键词：土壤入渗裂缝
- 根系及盐分含量对农田土壤干缩裂缝发育规律的影响被引量：20
- 2014年
- 为研究不同根系含量和盐分含量土壤表面干缩裂缝的发育规律,该文提出了一套基于数字图像处理的裂缝几何参数提取方法,分析裂缝形态随含水率的变化规律。结果表明:随着含水率的降低,不同根系含量条件下裂缝面积密度和长度密度的差异显著(P<0.05),裂缝发育稳定时根系含量越大,面积密度越小,长度密度越大。盐分质量分数为2.0%的土壤试样在整个干燥过程中裂缝面积密度明显比其他低盐分含量的试样高。当含水率<27%时,盐分含量对土壤裂缝面积密度的影响差异明显,不同盐分含量的土壤裂缝面积密度和长度密度均差异显著(P<0.05),说明盐分含量越大,稳定时土壤裂缝面积密度越大,长度密度越小。该成果对指导开裂土壤的农田灌溉具有重要的实践意义。
- 张展羽朱文渊朱磊王策盛丽婷陈于
- 关键词：土壤干缩裂缝
- 基于压力-状态-响应的熵权-物元水生态文明评价模型被引量：30
- 2017年
- 为了对区域水生态文明水平进行评价,针对目前水生态文明评价存在的问题,探讨水生态文明的内涵和评价方法。运用压力-状态-响应模型(press-state-response,PSR)提出由3类要素20种指标所组成的水生态文明评价指标体系;利用客观的熵权法求指标权重,减少了人为主观性对评价结果的干扰;利用物元分析方法有效解决了评价指标的模糊性和不相容性等问题,通过构造水生态文明的经典物元和节域物元,分析各个指标对应评价等级的关联度,构建了基于PSR的熵权-物元水生态文明综合评判模型。以济南市南部郊区为例进行研究,求得2010、2013、2015年水生态文明评价结果并对指标进行灵敏度分析,结果表明济南郊区水生态文明水平总体在逐渐提升,但水生态系统的压力没有明显减小,减少氨氮和化学需氧量污染物的排放是提升当地水生态文明水平的关键措施。该文模型能够揭示水生态文明现实状态和存在的问题,评价方法可供类似区域开展水生态文明评价参考。
- 刘畅冯宝平冯宝平张展羽黄继文
- 关键词：熵权物元分析
- 干湿循环过程中壤质黏土干缩裂缝的开闭规律被引量：25
- 2015年
- 为研究干湿循环过程中农田土壤干缩裂缝的开闭规律,在室内试验的基础上,结合数字图像处理技术对壤质黏土干湿循环过程中土壤干缩裂缝网络几何形态特征进行了定量分析。结果表明：干燥过程中土壤含水率随试验时间的变化经历3个阶段。增湿过程中,含水率达到45%时裂缝完全闭合;裂缝面积率、长度密度、面积周长比与连通性指数分别在含水率增加到30%、32%、30%、35%时开始迅速减小。裂缝开裂与闭合是2个不可逆的过程。土壤水分在田间持水率和凋萎系数时裂缝几何参数统计表明,大多数裂缝面积在0~30 mm2之间,长度在0~40 mm之间。从田间持水率干燥到凋萎系数的过程中,裂缝面积与长度的频数分布均显著变化,从凋萎系数增湿到田间持水率的过程中,频数分布几乎没有变化。土壤含水率为凋萎系数时,干燥过程与增湿过程面积、长度的频数分布差异较小,而为田间持水率时差异明显。该成果有助于土壤干缩裂缝开闭机理及裂缝优先流的研究,为基于裂缝网络的精量灌溉制度的制定提供理论基础。
- 李文杰张展羽王策朱文渊陈于
- 关键词：土壤裂缝含水率干湿循环
- 多重干湿循环下的土壤裂缝网络几何与分形特征被引量：3
- 2017年
- 通过室内试验研究了多次干湿循环下土壤干缩裂缝开闭规律,采用数字图像处理技术与Matlab测量功能,分析了不同含水率下土壤裂缝网络几何与分形特征,旨在研究干湿循环过程中裂缝形态特征、其网络复杂性及自相似性变化规律。结果表明,在干湿循环作用下,裂缝稳定时的土壤裂缝面积率和平均宽度逐渐减小,干湿循环对裂缝的作用效果随着循环次数的增加而减弱;稳定状态下的裂缝骨架长度几乎不受影响,且在裂缝发育过程中其长度较面积率、平均宽度提前到达稳定状态,表明裂缝发育后期主要以宽度增长为主;裂缝网络连通性增强,于第3次干湿循环后趋于稳定。首次干燥过程中裂缝网络分形特征曲线比受干湿循环作用后平滑,土壤经历干湿循环后,形成裂缝骨架网络时所对应的含水率提前,而稳定状态下的裂缝网络分形维数随着干湿循环次数增加呈递减的趋势。
- 刘阳张展羽范世敏王策
- 关键词：干湿循环裂缝网络
