西北地區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水與水資源持續(xù)利用

前言

西北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)水土工程研究所是1992年經(jīng)農(nóng)業(yè)部正式批準(zhǔn)成立的。它的前身可以追溯到1941年原西北農(nóng)學(xué)院設(shè)立的農(nóng)田水利研究部。該研究部是中國近代較早進(jìn)行農(nóng)田水利科學(xué)研究和培養(yǎng)研究生的機(jī)構(gòu)。農(nóng)田水利研究部成立后即著手進(jìn)行渾水灌溉、泥沙問題等方面的理論與實驗研究，其成果主要有《黃土及黃水之認(rèn)識》、《黃河治本探討》、《黃土區(qū)域之潛水問題》、《流水挾運(yùn)泥沙之通式》等，并于當(dāng)年11月開始招收研究生，至新中國成立時共招收研究生20名。1949年后，由于學(xué)校面臨院系調(diào)整、教學(xué)改革等重大問題，無暇顧及研究部的工作，其活動自行中止。但原有人員對農(nóng)田水利科學(xué)的研究工作仍在繼續(xù)進(jìn)行，并取得了大量研究成果。1979年以后，在熊運(yùn)章、朱鳳書教授的積極努力下，重新進(jìn)行研究室的恢復(fù)工作，1981年開始建設(shè)灌溉試驗站。1982年經(jīng)學(xué)校批準(zhǔn)成立了農(nóng)業(yè)水資源與灌溉研究室。同年，以該研究室為基礎(chǔ)，申報并獲準(zhǔn)成立了中國第一個農(nóng)田灌溉專業(yè)（即現(xiàn)在的農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)）碩士點，1986年該專業(yè)點經(jīng)國務(wù)院學(xué)位委員會批準(zhǔn)獲博士授予權(quán)。1992年，在原研究室的基礎(chǔ)上經(jīng)農(nóng)業(yè)部(1992)農(nóng)（教）函字第50號文件批準(zhǔn)正式成立該研究所。1993年，以該研究所為基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)水土工程學(xué)科被批準(zhǔn)為農(nóng)業(yè)部部級重點學(xué)科。1996年經(jīng)評審批準(zhǔn)成立了農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)水土工程重點開放實驗室。

內(nèi)容概要

發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)作為緩解中國水資源供需矛盾的一項根本性措施，受到了社會各界的廣泛重視。本書共分九章，包括總論，農(nóng)業(yè)節(jié)水機(jī)理，作物需水量與節(jié)水型灌溉制度，土壤與作物水分監(jiān)測與預(yù)報技術(shù)，農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)，輸水系統(tǒng)節(jié)水技術(shù)，灌區(qū)水量流量調(diào)配技術(shù)，黃土高原雨水、渾水資源高效利用技術(shù)，西北地區(qū)地面水地下水資源持續(xù)高效利用技術(shù)等。    本書內(nèi)容系統(tǒng)完整，資料豐富，理論聯(lián)系實際，突出西北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)水土工程研究所的研究成果，可供農(nóng)田水利、土壤物理、農(nóng)業(yè)氣象、植物水分生理、農(nóng)田生態(tài)、農(nóng)業(yè)水文與水資源、農(nóng)業(yè)水土工程、節(jié)水農(nóng)業(yè)、水環(huán)境、水土保持等方面的科技人員閱讀，也可作為有關(guān)專業(yè)研究生和大學(xué)本科生的教學(xué)參考書。

書籍目錄

前言第一章 總論  第一節(jié) 西北地區(qū)水資源供需狀況及對發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)的要求    一、節(jié)水農(nóng)業(yè)在中國國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展中的地位    二、西北地區(qū)水資源供需狀況與發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)的緊迫性    三、西北地區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)的幾種用水類型及其農(nóng)業(yè)節(jié)水的途徑  第二節(jié) 西北地區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)研究的現(xiàn)狀與前景    一、西北地區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水研究的現(xiàn)狀與存在的問題    二、西北地區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)研究的前景  第三節(jié) 西北地區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展的宏觀決策研究    一、西北地區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)分析    二、節(jié)水農(nóng)業(yè)分區(qū)及不同類型區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展模式研究  第四節(jié) 西北地區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展與水資源持續(xù)利用方略    一、西北地區(qū)發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)的對策    二、西北地區(qū)農(nóng)業(yè)水資源持續(xù)利用方略  參考文獻(xiàn)第二章 農(nóng)業(yè)節(jié)水機(jī)理  第一節(jié) 農(nóng)業(yè)節(jié)水的生物學(xué)基礎(chǔ)研究    一、水分虧缺對作物生長和產(chǎn)量的影響機(jī)制    二、作物不同生育階段對水分虧缺的允許程度    三、作物水分利用效率的潛力及其提高途徑    四、節(jié)水農(nóng)業(yè)中作物水分管理基本理論問題  第二節(jié) 作物根系吸水過程與SPAC中水分轉(zhuǎn)化效率    一、作物根系生長與根系密度分布    二、作物根系吸水模式的研究    三、SPAC中的水分轉(zhuǎn)化效率與提高途徑  第三節(jié) 控制性分根交替灌溉對作物水分利用的影響及其節(jié)水效應(yīng)    一、控制性分根交替灌溉新技術(shù)的概念及其理論依據(jù)    二、控制性分根交替灌溉對作物水分利用影響的試驗研究    三、控制性分根交替灌溉方法的田間運(yùn)行及其節(jié)水效應(yīng)  第四節(jié) 作物調(diào)虧灌溉機(jī)理研究    一、作物調(diào)虧灌溉研究狀況與展望    二、模擬調(diào)虧灌溉對玉米根系生長及水分利用效率的影響    三、不同虧水處理對玉米水分利用效率的影響及最佳調(diào)虧灌溉方案分析  參考文獻(xiàn)第三章 作物需水量與節(jié)水型灌溉制度  第一節(jié) 作物需水量的計算與預(yù)報方法    一、作物需水量的計算方法    二、缺水條件下作物蒸發(fā)蒸騰量的計算    三、作物蒸騰量的計算方法    四、作物葉面蒸騰與棵間蒸發(fā)分?jǐn)傁禂?shù)的計算方法    五、作物需水量的預(yù)報  第二節(jié) 作物水分生產(chǎn)函數(shù)及有限水量最優(yōu)分配方法的研究    一、作物水分生產(chǎn)函數(shù)    二、缺水條件下有限灌溉水量在作物生育期內(nèi)的最優(yōu)分配方法  第三節(jié) 西北地區(qū)主要農(nóng)作物節(jié)水型灌溉制度的研究    一、主要作物凈灌溉需水量的分析計算方法研究    二、不同類型區(qū)主要作物節(jié)水高產(chǎn)型灌溉制度的確定    三、灌溉水源不足時的非充分灌溉制度  參考文獻(xiàn)第四章 土壤與作物水分監(jiān)測及預(yù)報技術(shù)  第一節(jié) 土壤水分動態(tài)監(jiān)測技術(shù)的改進(jìn)研究    一、土壤水分電磁測量的理論與潛力分析    二、介電式土壤水分測定方法的研究    三、時域反射儀土壤水分測定方法的研究與改進(jìn)    四、γ射線法測定土壤水分動態(tài)的研究    五、區(qū)域土壤水分的監(jiān)測  第二節(jié) 土壤墑情預(yù)報技術(shù)的研究    一、經(jīng)驗公式法    二、水量平衡法    三、土壤水動力學(xué)方法    四、土壤含水率預(yù)報的隨機(jī)方法    五、區(qū)域土壤水分的預(yù)報技術(shù)  第三節(jié) 作物水分診斷方法與預(yù)報    一、作物水分虧缺定量診斷方法    二、用作物冠層溫度診斷作物水分狀況  參考文獻(xiàn)第五章 農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)  第一節(jié) 農(nóng)田灌水質(zhì)量指標(biāo)分析與評估的研究    一、對農(nóng)田灌水方法與灌水技術(shù)的基本要求    二、評估農(nóng)田灌水方法與灌水技術(shù)的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)    三、評估農(nóng)田灌水方法與灌水技術(shù)的質(zhì)量指標(biāo)  第二節(jié) 常規(guī)畦灌法的改進(jìn)    一、畦灌條件下土壤入滲特性應(yīng)用參數(shù)的計算    二、推算畦灌灌水技術(shù)要素的水量平衡法    三、灌區(qū)田間灌水技術(shù)測驗與分析    四、長畦分段灌溉法  第三節(jié) 塊灌法與階式水平畦灌法灌水技術(shù)的研究    一、塊灌與水平畦灌的概念及研究概況    二、塊灌法灌水技術(shù)研究    三、水平畦灌法與階式水平畦灌法    四、土壤氣阻機(jī)理及其對土壤人滲影響的研究    五、側(cè)堰式田間配水技術(shù)的研究  第四節(jié) 自壓噴灌與微灌技術(shù)的研究    一、陜西省長安縣王莊自壓噴灌工程    二、自壓噴灌系統(tǒng)中管道水力學(xué)實驗    三、自壓噴灌規(guī)劃設(shè)計中的若干問題    四、固定式自壓噴灌系統(tǒng)水力自動化    五、微灌系統(tǒng)中變孔徑多孔管道的壓力分區(qū)設(shè)計法  參考文獻(xiàn)第六章 輸水系統(tǒng)節(jié)水技術(shù)  第一節(jié) 低壓管道輸水灌溉技術(shù)研究    一、管灌技術(shù)特點及發(fā)展概況    二、管灌系統(tǒng)管材的試驗研究    三、渠灌區(qū)低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)設(shè)計方法研究    四、低壓管灌系統(tǒng)量水裝置的試驗研究  第二節(jié) 渠道防滲技術(shù)的研究與應(yīng)用    一、渠道防滲的材料與技術(shù)    二、渠道防滲襯砌的優(yōu)化設(shè)計    三、防治襯砌渠道凍脹破壞的技術(shù)  第三節(jié) 渠道量水新技術(shù)的研究    一、灌溉渠道量水方法與量水建筑物的選擇    二、U形渠道平底拋物線形無喉段量水槽的研究與應(yīng)用    三、閘前短管式量水分水閘    四、大比降渠道量水的研究與應(yīng)用    五、多功能量水儀表的研究與應(yīng)用  參考文獻(xiàn)第七章 灌區(qū)水量流量調(diào)配技術(shù)  第一節(jié) 灌區(qū)計劃用水管理系統(tǒng)的研究    一、灌區(qū)計劃用水管理系統(tǒng)的基本功能    二、灌區(qū)計劃用水管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)    三、灌區(qū)計劃用水管理系統(tǒng)（GQJHYS）使用說明  第二節(jié) 斗渠系配水技術(shù)的研究    一、斗渠系配水的0—1規(guī)劃模型    二、模型求解方法    三、出水口優(yōu)化組合及閘門調(diào)節(jié)計劃  第三節(jié) 灌區(qū)動態(tài)配水模型及其應(yīng)用的研究    一、某次灌水全灌區(qū)凈灌溉增產(chǎn)值最大目標(biāo)模型    二、某次灌水整個灌溉管理部門的水費(fèi)收入最高目標(biāo)模型    三、兩種模型的比較與結(jié)論  第四節(jié) 灌溉渠系流量與水量實時調(diào)控技術(shù)    一、渠系運(yùn)行與系統(tǒng)控制特征    二、系統(tǒng)控制建模與模塊編制    三、模型應(yīng)用  第五節(jié) 灌區(qū)節(jié)水灌溉決策支持系統(tǒng)的研究    一、決策支持系統(tǒng)（Decision Support System，簡稱DSS）概述    二、節(jié)水灌溉決策支持系統(tǒng)  參考文獻(xiàn)第八章 黃土高原雨水渾水資源高效利用技術(shù)  第一節(jié) 雨水集蓄技術(shù)及其利用模式的研究    一、雨水利用發(fā)展與研究概況    二、降雨模式的研究    三、集水技術(shù)    四、蓄水技術(shù)    五、雨水徑流集蓄利用系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)蓄模式  第二節(jié) 黃土區(qū)坡地降水人滲產(chǎn)流規(guī)律及土壤水調(diào)蓄技術(shù)研究    一、黃土區(qū)小流域降雨人滲分布規(guī)律的研究    二、黃土區(qū)天然降雨條件下坡地水量轉(zhuǎn)化的動力學(xué)模式及其應(yīng)用    三、利用成腔爆破技術(shù)調(diào)蓄土壤水分的研究  第三節(jié) 西北地區(qū)高含沙渾水綜合利用技術(shù)研究    一、高含沙渾水利用概況與高含沙洪水水文特征    二、高含沙渾水的物理力學(xué)性質(zhì)研究    三、明渠高含沙層紊流態(tài)及阻力規(guī)律研究    四、高含沙水流的沖淤挾沙規(guī)律與明渠輸送  參考文獻(xiàn)第九章 西北地區(qū)地面水地下水資源持續(xù)高效利用技術(shù)  第一節(jié) 水文干旱與枯水徑流預(yù)測及水資源評價理論與方法的研究    一、水文干旱預(yù)測方法研究    二、河流枯水徑流預(yù)報方法研究    三、水資源評價理論與方法研究  第二節(jié) 西北地區(qū)地下水資源持續(xù)高效利用技術(shù)的研究    一、灌區(qū)地下水水位動態(tài)機(jī)理及其調(diào)控模型    二、新型井管的研制與應(yīng)用    三、新型井管成井技術(shù)研究    四、輻射井技術(shù)    五、黃土臺塬灌區(qū)地下水持續(xù)利用的理論與技術(shù)  第三節(jié) 用太陽能淡化苦咸水的研究    一、試驗研究方法    二、不同棚型蒸凝水量的分析比較    三、影響蒸凝水量的主要因素    四、提高蒸凝水量和水質(zhì)的措施  第四節(jié) 西北旱區(qū)灌溉水庫優(yōu)化調(diào)度模型與應(yīng)用（以武威南營水庫為例）    一、水庫及灌區(qū)概況    二、數(shù)學(xué)模型建立與模型參數(shù)確定    三、模型優(yōu)化成果與應(yīng)用  第五節(jié) 區(qū)域水資源持續(xù)利用優(yōu)化決策研究（以民勤湖區(qū)為例）    一、湖區(qū)存在的主要問題及其解決途徑    二、湖區(qū)水資源分配及農(nóng)林牧生產(chǎn)結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型的建立    三、模型的求解    四、最優(yōu)策略的確定參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

水資源緊缺已是一個全球性的問題。中國水資源總量2.8萬億m3，居世界第六位。但按現(xiàn)有人口計算，人均年占有水資源量2 200m3，不足世界人均水平的1/4，居世界109位，屬13個貧水國之一。耕地每公頃平均水量為28 050m3，也僅為世界平均水平的4/5。而且，中國水資源的地區(qū)分布很不均衡，81%的水資源集中分布在長江流域及以南地區(qū)；長江以北地區(qū)人口占全國的45.3%，耕地占全國的64.1%，而水資源量卻僅占全國的19%，人均占有量為517m3，相當(dāng)于全國人均量的1/5和世界人均量的1/20。因此，中國北方地區(qū)的水資源問題更為突出。聯(lián)合國糧農(nóng)組織近年也特別指出中國北方、印度南方和墨西哥部分地區(qū)缺水的嚴(yán)重性。由于缺水，全國有7000萬人和6 000萬頭牲畜飲水困難。600多個城市中有300多個城市處于缺水狀態(tài)，其中嚴(yán)重缺水城市110多個。缺水還導(dǎo)致過量引用地表水和超采地下水，致使旱季常發(fā)生河流干涸斷流、地下水位大幅度下降，產(chǎn)生嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題。80年代以來，全球氣候變暖趨勢明顯，中國北方干旱加劇。在中國自然災(zāi)害中，旱災(zāi)對農(nóng)業(yè)產(chǎn)量影響最大，進(jìn)入90年代以來，每年受旱面積0.27億hrn2左右，比50年代增加1.5倍以上，成災(zāi)面積增加3倍。1994年，全國受旱面積0.3億hrnz，成災(zāi)面積0.173億hm2，減產(chǎn)糧食260億kg。今后，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市的發(fā)展，水的供需矛盾將進(jìn)一步加劇。除了開源以外，而節(jié)約用水則應(yīng)是解決當(dāng)前水資源緊缺的首要途徑。

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《西北地區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水與水資源持續(xù)利用》為中國農(nóng)業(yè)出版社出版。

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