锡林河流域主要作物水分生产率及尺度效应分析
２
０１４年８月灌溉排水学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｒａｉｎａｇ
ｅ 第３
３卷第４／５期 文章编号：１６７２－３３１７（２０１４）０４／０５－００８１－
０５锡林河流域主要作物水分生产率及尺度效应分析
＊
郑和祥１，李和平１，程满金２，白巴特尔１，佟长福１，王军１，牛海３
（１．中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京１０
００４４；２．内蒙古自治区水利水电科学研究院，呼和浩特０１
００２０；３．鄂尔多斯市工业与城市供水办公室，内蒙古东胜０１
７０００）摘 要：从不同角度揭示水分生产率的影响因素及尺度效应，以锡林河流域为研究对象，分别从田间小尺度和区域中尺度，分析了该流域主要作物水分生产率的变化。结果表明，灌水方式显著影响作物水分生产率，时针式喷灌条件下作物水分生产率比卷盘式喷灌和低压管道灌溉偏高１０％以上；小尺度作物水分生产率能较全面的反映某点作物对灌水、降雨和土壤水的利用效率，而灌溉水分生产率可有效地把灌溉管理用水与农业生产相结合，实现灌溉用水的高效性；灌溉水分生产率是作物水分生产率的１．２～１．６倍，说明灌溉对该地区农业生产具有重要意义；区域中尺度水分生产率可较好的反映宏观区域上的水分利用状况，比农田小尺度作物水分生产率偏低约２％～１０％。关 键 词：作物水分生产率；灌溉水分生产率；尺度效应；青贮玉米；土豆
中图分类号：Ｓ２７４．３ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．１３５２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｇｇｐ
ｓ．２０１４．０４／０５．０１８郑和祥，李和平，程满金，等．锡林河流域主要作物水分生产率及尺度效应分析［Ｊ］．灌溉排水学报，２０１４，３３（４／５）：８１－
８５． 水分生产率（Ｗａｔｅｒ Ｕｓｅ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
，简写为ＷＵＥ）反映的是消耗单位水量所生产的作物产量。根据分析问题角度、范围及着眼点的不同，水分生产率可分为广义的水分生产率（区域尺度）和狭义的水分生产率（田间小尺度，包括作物水分生产率和灌溉水分生产率）
。国内外对水分生产率计算方法和尺度问题进行了一系列研究，提出了水分生产率可作为灌溉水利用效率的主要评价指标之一［２］
；评述了灌溉用水效率尺度效应［
１］；分析了中国灌溉水粮食生产率及其时空变异［３］
；研究了喷灌条件下玉米地土壤水分动态与水分利用效率的变化规律［４］；讨论了水分生产率的概念、计算方法和影响因素等［５］
；分析了现有灌溉水利用效率评价指标的不足及其适用条件［
６］；分析了中美主要农作物灌溉水分生产率差异的原因［７］
。已有关于水分生产率的研究主要集中在田间小尺度或国家与地区间水分生产率的对比分析，而在更具实际应用意义的中尺度范围水分生产率研究鲜见。由于农田小尺度水分生产率与区域中尺度水分生产率在计算方法、参数测定手段等方面均有较大不同，再加上空间变异性，使得小尺度水分生产率不能完全反映宏观区域尺度上的水分利用状况。为此，在前人研究的基础上，以监测和调查数据为基础，分别从田间小尺度和区域中尺度研究锡林河流域主要作物－青贮玉米和土豆水分生产率的变化。
１ 材料与方法
１．１ 研究区概况
锡林河流域位于内蒙古自治区中部，面积约为１．１万ｋｍ
２
。属于温带半干旱大陆性气候，干燥少雨，季节变化显著；年平均气温０℃左右，全年≥１０℃的积温１ ７５０℃，年平均日照时数２
７５０ｈ，年平均无霜期１
８＊收稿日期：２０１４－０３－
１８基金项目：水利部公益性行业科研专项（２０１００１０３９）；水利部科技推广计划项目（ＴＧ
１２０２；ＴＧ１４０１）；内蒙古自治区新增“四个千万亩”节水灌溉工程科技支撑项目（２０１２１０３６
）作者简介：郑和祥（１９８０－），男，山东菏泽人。工程师，博士，主要从事节水灌溉理论与技术研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｅｎｇｈｅｘｉａｎｇ
．２９＠１６３．ｃｏｍ通讯作者：李和平（１９６３－），男，内蒙古呼和浩特人。教授，博士生导师，主要从事水资源与节水灌溉技术研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｍｋｓｌｈｐ
＠１６３．ｃｏｍ
１０５ｄ；年平均降水量２８９ｍｍ，年平均蒸发量１ ９０４ｍｍ；年平均风速３．４ｍ／ｓ，最大冻土深度２．９ｍ；地下水埋深多在３．０ｍ以上；约７０％的区域０～５０ｃｍ土层以砂壤土为主，５０～６０ｃｍ土层土壤为白浆土；主要种植作物为青贮玉米和土豆。
对锡林河流域主要节水灌溉基地进行监测和调查，包括大型农牧场、农牧民合作社、牧户节水灌溉基地等，共设监测区８处。其中大型农牧场设监测区４处，分别为锡林浩特市沃原奶牛场、毛登牧场小孤山科技园、毛登牧场鑫泰公司和白音锡勒牧场桃林塔拉分场宏源雪川节水灌溉基地；农牧民合作社设监测区２处，分别为白音锡勒牧场合众种植牧民专业合作社和阿尔善宝拉格镇巴彦淖尔合作社节水灌溉基地；牧户设监测区２处，分别为阿尔善宝拉格镇巴彦淖尔牧户（旭日嘎）和宝力根苏木牧户（哈那乌拉）。各监测区灌水方式、种植结构见表１。
表１ 研究区灌水方式和种植结构
编号监测区灌水方式
种植面积／ｈｍ２
青贮玉米土豆合计
ＸＬ１沃原奶牛场节水灌溉基地时针式喷灌３６０．０ ４８０．０ ８４０．０
ＸＬ２毛登牧场小孤山科技园时针式喷灌１２９．３ ２３０．７ ３６０．０
ＸＬ３毛登牧场鑫泰公司节水灌溉基地时针式喷灌１１３．３ １５３．３ ２６６．７
ＸＬ４白音锡勒牧场宏源雪川节水基地时针式喷灌４６６．７ ３８６．７ ８５３．３
ＸＬ５白音锡勒牧场合众牧民合作社时针式喷灌７３．３ ２１３．３ ２８６．７
ＸＬ６阿尔善宝拉格镇巴彦淖尔合作社时针式喷灌５３．３ ０ ５３．３
ＸＬ７阿尔善宝拉格镇旭日嘎牧户低压管道８．０ ０ ８．０
ＸＬ８宝力根苏木哈那乌拉牧户半固定喷灌１０．０ ０ １０．０
１．２ 监测内容
记录各研究区的灌水量、灌水时间、灌水次数和灌溉定额；每次灌水和降雨前后测定土壤含水率，每个研究区设４～１５个监测点，测定土壤层次为０～１０、１０～２０、２０～３０、３０～４０、４０～６０和６０～１００ｃｍ；采用张力计测定各监测点土壤水运动；采用农田气象站测定该研究区的降水、气温、风速和太阳辐射等基础气象数据；测定各研究区的作物总产量和各监测点的产量；测定各研究区的地下水位。
１．３ 计算方法
根据一般灌溉水管理单元划分习惯，将１０～１０２ ｍ区域视为田间小尺度，１０２～１０３ ｍ视为中等尺度，１０３～１０８ ｍ视为大尺度。
１）农田小尺度作物水分生产率指作物消耗单位水量的产出，其值等于作物产量与作物净耗水量之比，其计算公式［５，８］为：
ＷＵＥｃ＝
Ｙｃ
Ｍｃ＋Ｐｃ＋Ｓｃ－Ｄｃ－ΔＷｃ
（１）
式中：ＷＵＥｃ为农田小尺度作物水分生产率（ｋｇ／ｍ３）；Ｙｃ为单位面积作物产量（ｋｇ／ｈｍ２）；Ｍｃ为作物全生育期灌水量（ｍ３／ｈｍ２）；Ｐｃ为作物全生育期有效降雨量（ｍ３／ｈｍ２）；Ｓｃ为作物生育期计划湿润层补给水量（ｍ３／ｈｍ２）；Ｄ
ｃ
为作物生育期计划湿润层渗漏水量（ｍ３／ｈｍ２）；ΔＷｃ为作物生育期始末计划湿润层储水变化量（ｍ３／ｈｍ２）。
２）农田小尺度灌溉水分生产率指单位灌溉水量所能生产作物的产量，其计算公式［７－８］为：
ＷＵＥｉ＝Ｙｃ
Ｍｃ
（２）
式中：ＷＵＥｉ为农田小尺度灌溉水分生产率（ｋｇ／ｍ３）；其他符号意义同前。
３）区域中尺度水分生产率计算公式［７－８］为：
ＷＵＥａ＝
Ｙａ
Ｍａ＋Ｐａ＋Ｓａ－Ｄａ－ΔＷａ
（３）
式中：ＷＵＥａ为区域尺度水分生产率（ｋｇ／ｍ３）；Ｙａ为区域内作物总产量（万ｋｇ）；Ｍａ为区域内作物总灌水量（万ｍ３）；Ｐ
ａ
为区域内总降雨量（万ｍ３）；Ｓａ为区域内地下水补给量（万ｍ３）；Ｄａ为区域内流出水量（万ｍ３）；ΔＷａ为区域内储水变化量（万ｍ３）。
２
８
２ 结果与分析
２．１ 农田小尺度水分生产率
研究对象为青贮玉米和土豆，其中青贮玉米以整个地上部分作为收获对象，其干物质产量按照鲜干比４∶１进行折算；土豆以籽实质量为最终收获物的产量。根据８个研究区的种植结构和规模，通过监测灌水情况、土壤含水率、产量和气象数据，计算青贮玉米和土豆的产量、灌水量、有效降雨量和计划湿润层土壤的储水变化量等；然后计算各测点数据的平均值，并列于表２。由于各研究区５０～６０ｃｍ土层土壤为白浆土，其成土母质是第四纪河湖沉积物，质地粘重，透水性很差，该土层植物根系极少，因此作物各生育期计划湿润层的补给水量和渗漏量可不考虑。采用式（１）和式（２）分别计算作物水分生产率和灌溉水分生产率，结果见表２。
表２ 不同区域农田小尺度水分生产率
作物指标ＸＬ１ＸＬ２ＸＬ３ＸＬ４ＸＬ５ＸＬ６ＸＬ７ＸＬ８
青贮玉米
Ｙｃ／（ｋｇ·ｈｍ－２）１６８７５ １５３７５ １５０００ １３１２５ １４２５０ １６８７５ ５６２５ １５０００Ｍｃ／（ｍ３·ｈｍ－２）４５００ ３３７５ ３７５０ ４０５０ ３７５０ ４５００ ９００ ４９５０Ｐｃ／（ｍ３·ｈｍ－２）２０８０ １８６３ １８６３ １６９５ １６９５ １８７７ １８７７ １８９１ΔＷｃ／（ｍ３·ｈｍ－２）３６４ ５３ ３５５ ３３６ ４１０ ７７－８５－１３ＷＵＥｃ／（ｋｇ·ｍ－３）２．７１ ２．９６ ２．８５ ２．４３ ２．８３ ２．６８ １．９７ ２．１９ＷＵＥｉ／（ｋｇ·ｍ－３）３．７５ ４．５６ ４．００ ３．２４ ３．８０ ３．７５ ２．９４ ３．０３
土豆
Ｙｃ／（ｋｇ·ｈｍ－２）４２０００ ４０５００ ３４５００ ４３５００ ３９０００Ｍｃ／（ｍ３·ｈｍ－２）５４００ ４５００ ４５００ ５８５０ ４８７５Ｐｃ／（ｍ３·ｈｍ－２）２１２２ ２０７０ ２０７０ １８４９ １８４９ΔＷｃ／（ｍ３·ｈｍ－２）２８８ ４２ ２８１ ２６６ ３２５ＷＵＥｃ／（ｋｇ·ｍ－３）５．８０ ６．２０ ５．４８ ５．８５ ６．０９ＷＵＥｉ／（ｋｇ·ｍ－３）７．７８ ９．００ ７．６７ ７．４４ ８．００
从表２可以看出，①对于青贮玉米，ＸＬ１～ＸＬ６（均为时针式喷灌区）的作物水分生产率均在２．４～３．０ｋｇ／ｍ３；其中ＸＬ４的作物水分生产率最低，为２．４３ｋｇ／ｍ３；而在水利专业技术人员的指导下，严格执行了科学的灌溉管理制度，ＸＬ２的作物水分生产率最高，达到２．９６ｋｇ／ｍ３，比ＸＬ４高２２．１９％。ＸＬ７为独立牧户经营，采用低压管道灌水方式，其作物水分生产率为１．９７ｋｇ／ｍ３，比时针式喷灌区低约２０％～４０％；同为独立牧户经营的ＸＬ８，采用卷盘式喷灌的灌水方式，其作物水分生产率为２．１９ｋｇ／ｍ３，比ＸＬ７高１１．３６％，但比时针式喷灌区低约１０％～３０％。②对于土豆，ＸＬ１～ＸＬ５（均为时针式喷灌区）的作物水分生产率均在５．４～６．２ｋｇ／ｍ３，约是青贮玉米水分生产率的２倍。ＸＬ２的作物水分生产率最高，为６．２０ｋｇ／ｍ３；而ＸＬ３的作物水分生产率最低，为５．４８ｋｇ／ｍ３。
可见，灌水方式显著影响作物水分生产率，时针式喷灌条件下作物水分生产率比卷盘式喷灌和低压管道灌溉偏高１０．０％以上；相同灌水方式条件下，通过科学的灌溉管理，可大幅度提高作物水分生产率，小尺度作物水分生产率能较全面的的反映某点作物对灌水、降雨和土壤水的利用效率；土豆作物水分生产率较高，约为青贮玉米作物水分生产率的２倍。
对于青贮玉米，ＸＬ１～ＸＬ６（均为时针式喷灌区）的灌溉水分生产率为３．２～４．６ｋｇ／ｍ３，是对应青贮玉米作物水分生产率的１．３～１．６倍；而对于土豆，ＸＬ１～ＸＬ５（均为时针式喷灌区）的灌溉水分生产率为７．４～９．０ｋｇ／ｍ３，是对应土豆作物水分生产率的１．２～１．５倍。其中ＸＬ２的青贮玉米和土豆的灌溉水分生产率均最高，分别为４．５６和９．００ｋｇ／ｍ３，表明该区域农业生产水平和灌溉管理水平较高；而ＸＬ４的青贮玉米和土豆的灌溉水分生产率均最低，分别为３．２４和７．４４ｋｇ／ｍ３；表明该区域农业生产和灌溉管理水平有待提高；而卷盘式喷灌和低压管道灌溉条件下青贮玉米的灌溉水分生产率均比时针式喷灌偏低。
可见，各区域灌溉水分生产率和作物水分生产率相对大小表现出明显的一致性，灌溉水分生产率是作物水分生产率的１．２～１．６倍，灌溉对该地区农业生产具有重要意义；灌溉水分生产率可有效地把灌溉管理用水与农业生产相结合，实现灌溉用水的高效性，防止片面追求产量而大幅增加灌溉用水量的问题。
２．２ 水分生产率空间分布结果分析
分别以ＸＬ１和ＸＬ２为例，分析青贮玉米水分生产率的空间分布，结果见表３。
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表３ 区域不同测点水分生产率统计特征值
区域测点数／个指标最大值最小值平均值极差标准差
ＸＬ１ １０ＷＵＥｃ／（ｋｇ·ｍ－３）３．１４ ２．１８ ２．７１ ０．９６ ０．３１７ＷＵＥｉ／（ｋｇ·ｍ－３）４．３１ ２．９８ ３．７５ １．３３ ０．４２９
ＸＬ２ ８ＷＵＥｃ／（ｋｇ·ｍ－３）３．１６ ２．６７ ２．９６ ０．４９ ０．１４４ＷＵＥｉ／（ｋｇ·ｍ－３）４．８５ ４．２９ ４．５６ ０．５６ ０．１９３
从表３可以看出，ＸＬ１青贮玉米作物水分生产率和灌溉水分生产率的极差分别达到０．９６ｋｇ／ｍ３和１．３３ｋｇ／ｍ３，为其平均值的３５．３７％和３５．４７％，而其标准差也较大，分别为０．３１７ｋｇ／ｍ３和０．４２９ｋｇ／ｍ３；作物水分生产率和灌溉水分生产率均波动显著，其空间分布不均匀，反映了沃原奶牛场节水灌溉基地种植水平和灌溉管理水平不高，这与其作物水分生产率和灌溉水分生产率的平均值处于６个时针式喷灌区的中间水平相一致。而ＸＬ２青贮玉米作物水分生产率和灌溉水分生产率的极差分别为０．４９ｋｇ／ｍ３和０．５６ｋｇ／ｍ３，为其平均值的１６．５４％和１２．２８％，标准差分别为０．１４４ｋｇ／ｍ３和０．１９３ｋｇ／ｍ３；说明其空间分布相对较均匀，比ＸＬ１青贮玉米种植区明显较好，与其作物水分生产率和灌溉水分生产率的平均值处于６个时针式喷灌区的较高水平相一致。
可见，作物水分生产率和灌溉水分生产率的空间分布均匀程度是反映区域种植和灌溉管理水平的重要指标，其空间分布较均匀，则对应的水分生产率较高；空间差异性较大，则对应的水分生产率较低。
２．３ 区域中尺度水分生产率计算结果分析
根据８个研究区灌水情况、土壤含水率、产量和气象数据的监测和调查，分析计算各研究区作物的总产量、总灌水量、总降雨量和区域内总储水变化量等指标，结果见表４；各研究区作物的总产量为青贮玉米按其干物质产量以鲜干比４∶１进行折算和土豆以籽实质量为最终收获物产量的总和；各区域内总储水变化量采用前述研究区内各测点储水变化量的加权平均值进行测算；根据研究区白浆土的土壤特性和每次降雨量较少、降雨强度较低的情况，各区域内的地下水补给量和流出水量可不考虑。
采用式（３）计算中尺度条件下各研究区的水分生产率，并与农田小尺度条件下水分生产率平均ＷＵＥｃ（按青贮玉米和土豆种植面积进行加权）进行对比，结果见表４。
表４ 不同区域中尺度水分生产率
指标ＸＬ１ＸＬ２ＸＬ３ＸＬ４ＸＬ５ＸＬ６ＸＬ７ＸＬ８Ｙａ／万ｋｇ ２６２３．５ １１３３．１ ６９９．０ ２２９４．５ ９３６．５ ９０．０ ４．５ １５．０Ｍａ／万ｍ３ ４２１．２ １４７．５ １１１．５ ４１５．２ １３１．５ ２４．０ ０．７ ５．０Ｐａ／万ｍ３ ２０６．２ ８３．８ ６１．７ １７５．７ ６０．５ １１．７ １．８ ２．２ΔＷａ／万ｍ３ ２６．９ １．６ ８．３ ２６．０ ９．９ ０．４－０．１ ０．０ＷＵＥａ４．３７ ４．９３ ４．２４ ４．０６ ５．１４ ２．５５ １．７７ ２．０９加权平均ＷＵＥｃ４．４８ ５．０４ ４．３７ ３．９８ ５．２６ ２．６８ １．９７ ２．１９
从表４可以看出，８个研究区中有７个区域中尺度上的ＷＵＥａ比农田小尺度下加权平均ＷＵＥｃ低，降低幅度约２％～１０％；仅有ＸＬ４的ＷＵＥａ比农田小尺度下加权平均ＷＵＥｃ高２．１％，这可能是因为该研究区种植水平参差不齐、灌水较为混乱、产量也不均匀，对各测点水分生产率计算参数影响较大。计算区域中尺度水分生产率时，考虑了总降雨量和不同作物的总产量，而农田小尺度作物水分生产率则是采用有效降雨量和测点上对应作物的单位面积产量，从而造成了区域中尺度水分生产率ＷＵＥａ与农田小尺度加权平均ＷＵＥｃ的差异。因此，农田小尺度作物水分生产率不能完全反映整个区域尺度上的水分利用状况，由于计算方法和参数选取上的不同，一般情况下区域中尺度上的ＷＵＥａ比农田小尺度上加权平均ＷＵＥｃ偏低。
锡林河流域时针式喷灌条件下，青贮玉米和土豆联合种植区（ＸＬ１～ＸＬ５）ＷＵＥａ为４．０％～５．２％，该水分生产率范围基本能反映该地区的水分利用率水平。
可见，一般情况下，区域中尺度上ＷＵＥａ比农田小尺度上加权平均ＷＵＥｃ偏低约２％～１０％，区域尺度ＷＵＥａ可较好反映该地区的水分利用状况；锡林河流域时针式喷灌条件下，青贮玉米和土豆联合种植区ＷＵＥａ较高，高４．０％～５．２％。
３ 结 论
１）灌水方式显著影响作物水分生产率，时针式喷灌条件下作物水分生产率比卷盘式喷灌和低压管道灌４
８
溉偏高１０．０％以上；小尺度作物水分生产率能较全面的的反映某点作物对灌水、降雨和土壤水的利用效率，通过科学的灌溉管理可大幅度提高作物水分生产率；土豆水分生产率较高，约为青贮玉米作物水分生产率的２倍。
２）各区域灌溉水分生产率和作物水分生产率相对大小表现出明显的一致性；各区域灌溉水分生产率是作物水分生产率的１．２～１．６倍，说明灌溉对该地区农业生产具有重要意义；灌溉水分生产率可有效地把灌溉管理用水与农业生产相结合，实现灌溉用水的高效性，防止片面追求产量而大幅增加灌溉用水量的问题。
３）农田小尺度作物水分生产率和灌溉水分生产率的空间分布均匀程度是反映区域种植和灌溉管理水平的重要指标，其空间分布较均匀，则对应的水分生产率较高；空间差异性较大，则对应的水分生产率较低。
４）一般情况下，区域中尺度水分生产率比农田小尺度作物水分生产率偏低约２％～１０％；中尺度水分生产率指标可较好地反映宏观区域上的水分利用状况。
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（１．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｃｙｃｌｅ ｉｎ Ｒｉｖｅｒ Ｂａｓｉｎ，
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２．Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｉｎ Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ，Ｈｕｈｈｏｔ ０１００２０，Ｃｈｉｎａ；
３．Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ａｎｄ Ｃｉｔｙ Ｗａｔｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｏｆｆｉｃｅ ｏｆ Ｅｒｄｏｓ，Ｄｏｎｇｓｈｅｎｇ ０１７０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｃｒｏｐ ｗａｔｅｒ ｕｓｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓ ｏｆ ｓｉｌａｇｅ ｍａｉｚｅ ａｎｄ ｐｏｔａｔｏ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｉｎ Ｘｉｌｉｎ ＲｉｖｅｒＢａｓｉｎ ｆｒｏｍ ｓｍａｌｌ ｓｃａｌｅ ａｎｄ ｍｅｄｉｕｍ ｓｃａｌｅ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅｖｅａｌ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｓｃａｌｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｗａｔｅｒｕｓｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｆｒｏｍ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｓｐｅｃｔｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｃｒｏｐｗａｔｅｒ ｕｓｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ａｎｄ ｃｒｏｐ ｗａｔｅｒ ｕｓｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｗａｓ ｔｅｎ ｐｅｒｃｅｎｔ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｗｉｎｄｉｎｇ ｓｐｒｉｎｋｌｅｒ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄ ｌｏｗ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｐｉｐｅ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ．Ｃｒｏｐ ｗａｔｅｒ ｕｓｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｉｎ ｓｍａｌｌ ｓｃａｌｅ ｃｏｕｌｄ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ ｒｅｆｌｅｃｔ ｕｓｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓ ｏｆ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ，ｒａｉｎｆａｌｌ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ｉｎ ｃｅｒｔａｉｎ ａｒｅａ ｗｈｉｌｅ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ｗａｔｅｒ ｕｓｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｃｏｕｌｄ ｅｆ－ｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｍａｎａｇｅ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ｗａｔｅｒ ｆｏｒ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ｗａｔｅｒ．Ｉｒｒｉｇａ－ｔｉｏｎ ｗａｔｅｒ ｕｓｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｗａｓ １．２～１．６ｔｉｍｅｓ ｏｆ ｃｒｏｐ ｗａｔｅｒ ｕｓｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｗｈｉｃｈ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｗａｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆｏｒ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ａｒｅａ．Ｗａｔｅｒ ｕｓｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｉｎ ｍｅｄｉｕｍ ｓｃａｌｅ ｃｏｕｌｄ ｗｅｌｌ ｒｅ－ｆｌｅｃｔ ｔｈｅ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｕｓｅ ｉｎ ｔｈｅ ｍａｃｒｏ ｒｅｇｉｏｎ ａｎｄ ｉｔ ｗａｓ ２％～１０％ｌｏｗｅｒ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｓｍａｌｌ ｓｃａｌｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｒｏｐ ｗａｔｅｒ ｕｓｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ；ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ｗａｔｅｒ ｕｓｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ；ｓｃａｌｅ ｅｆｆｅｃｔ；ｓｉｌａｇｅ ｍａｉｚｅ；ｐｏｔａｔｏ
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参考文献 - 用于合并
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全要素生产率的概念界定和内涵
1.全要素生产率的概念界定和内涵（金融发展对中国全要素生产率增长的影响：作用机制 与实证分析，周杰琦） 目前学界对于全要素生产率概念的界定仍未达成共识，全要素生产率是个内涵和外延模 糊的概念（郑玉歆，1999）。全要素生产率概念的界定对于本文后续理论分析以及实证研究都尤为重要。荷兰学者Tibergen（1942）将时间因素引入到柯布一道格拉斯生产函数中，开创性提出全要素生产率的概念。全要素生产率引起学界的广泛关注最早起源于Solow（1957）开创性的研究工作，其目前已成为分析经济增长源泉以及评价经济增长质量的重要指标。按照Solow 经济增长理论，全要素生产率是指，各种生产投入要素(如资本、劳动投入、 能源、自然资源等)贡献之外的、由技术进步、技术效率、管理创新、社会经济制度等因素所导致的产出增加。在此意义上，全要素生产率也称为Solow 剩余。全要素生产率变动被解释为生产函数的整体移动，而要素投入变化则指要素投入沿着生产函数本身的移动。在新古典经济增长理论中，全要素生产率被解释是外生的技术进步，因此，技术进步独立于经济体的其他任何变量而产生。有的学者认为，Solow 剩余“测量了我们在经济增长源泉中无法全部解释和分析的因素”，它不仅包含：依赖创新推动的技术进步、通过模仿学习获得的技术进步以及技术效率提升，还包含了一系列未知的复杂因素，如数据测量误差、模型变量遗漏、模型设定偏误、经济周期波动的干扰等。然而，Jorgerson 和Griliches(1967)却认为，Solow剩余不过是投入要素不恰当测量所造成的结果，如果投入要素被正确测量，Solow 剩余则不复存在。由上可见，即便从索洛剩余的角度来界定全要素生产率，学术界对全要素生产率的内涵和外延也未能形成一致的认识。这种局面容易导致有关全要素生产率的研究出现混乱，甚至妨碍该研究领域的深入向前发展。 以中国情况为例，目前，由于概念定义、数据处理以及研究方法的不同，国内外研究对 中国全要素生产率平均增长率的测算结果存在较大分歧，比如，Young(2003)测算的结果为1.4%，Chow (2002) 测算的结果为2.68%，郭庆旺等(2005)测算的结果为0.891%。不过，绝大多数研究都认为，全要素生产率增长率对经济增长的贡献率相对较低，表明中国经济是典型的粗放型增长，因此，提高全要素生产率对经济增长的贡献率是中国未来经济发展的一个重要战略选择。为了使本文后续对全要素生产率的估计结果与其它研究更具可比性、允许采用多种方法估测全要素生产率、以及后面的实证结果能够得到清楚的解释，在本文研究中，笔者对全要素生产率的概念及其内涵做出更为全面而广泛的解释。笔者分析的全要素生产率是指：刨除了资本、劳动、土地、能源、原材料等要素投入的贡献和作用之外，其它所有可以促进经济增长的因素的有机综合体。本文所指的全要素生产率不仅包括Solow 经济增长理论假定的非体现的、能提高生产效率的技术进步（如创新的管理和组织方法、研究开发投入、创新活动、政策法律等），还包含了与资本质量提高、劳动者素质改进紧密联系的体现式的技术进步（如投资先进的现代化设备、教育进步所引起的劳动者素质提高）。按照体现型技术的理论，技术进步可以体现在要素投入质量上的改进。就资本投入而言，体现型的技术进步意味着，资本设备在设计、质量和功效方面的改善。对劳动投入而言，体现型的技术进步意味着，劳动者教育水平的提高及知识技能的改进。此外，随机因素和数据测量误差也包括在全要素生产率当中。 从全要素生产率增长来源的类别来看，全要素生产率的变动可以进一步分解为技术进步变化率、技术效率变动率、资源配置效率、规模效率变化等等。技术进步变化率不能完全表示全要素生产率的变动，从经济学意义来看，技术进步主要是指新的知识和技能、新生产工艺、新采用的设备或改进的旧设备、研究开发以及新组织管理框架等在经济生产活动中得到广泛应用，进而引起人们劳动生产率、经济活动水平的提高。技术效率变动率也不能完全代表全要素生产率的变动。技术效率刻画了生产中现有技术的使用状况，Farrell(1957)首先提出了技术效率的估测方法，Farrell(1957)的技术效率是指在给出一定要素投入下，某企业的实际
纳米尺寸效应
纳米尺寸效应 纳米是长度单位，原称毫微米，就是10^-9米（10亿分之一米）。纳米科学与技术，有时简称为纳米技术，是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。纳米效应就是指纳米材料具有传统材料所不具备的奇异或反常的物理、化学特性，如原本导电的铜到某一纳米级界限就不导电，原来绝缘的二氧化硅、晶体等，在某一纳米级界限时开始导电。这是由于纳米材料具有颗粒尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子所占比例大等特点，以及其特有的三大效应：表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。 表面效应 球形颗粒的表面积与直径的平方成正比，其体积与直径的立方成正比，故其比表面积（表面积／体积）与直径成反比。随着颗粒直径变小，比表面积将会显著增大，说明表面原子所占的百分数将会显著地增加。对直径大于0.1微米的颗粒表面效应可忽略不计，当尺寸小于0.1微米时，其表面原子百分数激剧增长，甚至1克超微颗粒表面积的总和可高达100平方米，这时的表面效应将不容忽略。 超微颗粒的表面与大块物体的表面是十分不同的，若用高倍率电子显微镜对金超微颗粒（直径为2*10^-3微米）进行电视摄像，实时观察发现这些颗粒没有固定的形态，随着时间的变化会自动形成各种形状（如立方八面体，十面体，二十面体多李晶等），它既不同于一般固体，又不同于液体，是一种准固体。在电子显微镜的电子束照射下，表面原子仿佛进入了“沸腾”状态，尺寸大于10纳米后才看不到这种颗粒结构的不稳定性，这时微颗粒具有稳定的结构状态。超微颗粒的表面具有很高的活性，在空气中金属颗粒会迅速氧化而燃烧。如要防止自燃，可采用表面包覆或有意识地控制氧化速率，使其缓慢氧化生成一层极薄而致密的氧化层，确保表面稳定化。利用表面活性，金属超微颗粒可望成为新一代的高效催化剂和贮气材料以及低熔点材料。 小尺寸效应 随着颗粒尺寸的量变，在一定条件下会引起颗粒性质的质变。由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。对超微颗粒而言，尺寸变小，同时其比表面积亦显著增加，从而产生如下一系列新奇的性质。 （1）特殊的光学性质当黄金被细分到小于光波波长的尺寸时，即失去了原有的富贵光泽而呈黑色。事实上，所有的金属在超微颗粒状态都呈现为黑色。尺寸越小，颜色愈黑，银白色的铂（白金）变成铂黑，金属铬变成铬黑。由此可见，金属超微颗粒对光的反射率很低，通常可低于l％，大约几微米的厚度就能完全消光。利用这个特性可以作为高效率的光热、光电等转换材料，可以高效率地将太阳能转变为热能、电能。此外又有可能应用于红外敏感元件、红外隐身技术等。 （2）特殊的热学性质固态物质在其形态为大尺寸时，其熔点是固定的，超细微化后却发现其熔点将显著降低，当颗粒小于10纳米量级时尤为显著。例如，金的常规熔点为1064C℃，当颗粒尺寸减小到10纳米尺寸时，则降低27℃，2纳米尺寸时的熔点仅为327℃左右；银的常规熔点为670℃，而超微银颗粒的熔点可低于100℃。因此，超细银粉制成的导电浆料可以进行低温烧结，此时元件的基片不必采用耐高温的陶瓷材料，甚至可用塑料。采用超细银粉浆料，可使膜厚均匀，覆盖面积大，既省料又具高质量。日本川崎制铁公司采用0．1～
静电微泵致动特性及其尺寸效应分析
静电微泵致动特性及其尺寸效应分析1 刘迎伟1，刘凯1，韩光平1，2 1．西安理工大学机械与精密仪器工程学院，西安（710048） 2．郑州航空工业管理学院，郑州（450052） E-mail：kliu@https://www.wendangku.net/doc/7411110066.html, 摘要：分析静电吸合现象，给出吸合电压的计算公式，以圆形泵膜为例，研究吸合电压的尺寸效应及泵膜几何尺寸对吸合电压的影响，得到静电间隙与泵膜厚度对吸合电压呈现正尺寸效应，其中吸合电压对静电间隙的灵敏度较大；泵膜半径则呈现负尺寸效应。这为静电致动器的精确控制与设计提供依据。 关键词：静电微泵；静电吸合；尺寸效应；等效电路 静电致动微泵工作过程式是一个静电场和机械结构相耦合的过程，通过静电场的变化引起微泵结构的响应[1]。因此，微泵的结构特征与静电致动特性是影响微泵工作的两个最主要的因素。本文研究静电致动特性及其尺寸效应。 1．振膜式静电微泵的结构及其工作原理 静电力作为MEMS的主要驱动力，由于其响应时间短，可靠性极好，能耗很低，制作也相对简单，被广泛地用于许多微型器件上。静电致动只有做到电极间间隙足够小，且所加电压比较高时才能产生足够大的致动力，这样必须防止两电极的接触。而且致动力的非线性性质给精确控制增加了一定难度。应用较为成功的一类静电致动器就是静电致动式微泵。其基本结构主要由三部分组成：致动单元，微型单向阀单元和泵室。致动单元包括：固定电极（上电极对），绝缘层，泵膜片（下电极对）。微型单向阀单元包括上阀体和下阀体或扩散口和喷嘴。结构如图1和图2所式。 静电致动器原理很简单，由一个薄膜作为可动电极和一个固定电极组成，在两个电极间施加交变电压，利用两个电极之间的电荷吸引作用，使薄膜产生周期性变形，使腔体内的压力交替变化，从而驱动流体流动。静电产生的压力与电极施加的电压的平方成正比，与电极间的距离的平方成反比。静电驱动方式一般通过调节驱动电压大小来间接控制机构的运动。压力的提高受到致动器的位移量(行程)的限制。 图1 有阀静电微泵 1本课题得到了教育部高等学校博士学科点专项科研基金（项目编号：20060700002）的资助。
水分生产率计算方法及其应用
水分生产率计算方法及其应用 远华金河思菊道明明忠 摘要水分生产率反映水量的投入产出效率，是节水灌溉与高效农业发展的重要指标之一。本文讨论了水分生产率的概念、计算方法、影响因素，指出了水分生产率在我国应用中应注意的问题。 关键词水分生产率作物水分生产率灌溉水分生产率 水分生产率 近年来，国外越来越多地采用“水分生产率”来衡量水资源利用状况或灌区的用水管理水平。但由于问题不同，出发点不同，采用的分析计算方法不同，结论也不同，甚至还会产生一些误解。所以，我们有必要把水分生产率的概念、计算方法、影响因素和用途搞清楚。 一、水分生产率概念 1.水分生产率
水分生产率指单位水资源量在一定的作物品种和耕作栽培条件下所获得的产量或产值，单位为kg/m3或元/m3。它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。狭义的水分生产率还有作物水分生产率和灌溉水分生产率。作物水分生产率指作物消耗单位水量的产出，其值等于作物产量（一般指经济产量）与作物净耗水量或蒸发蒸腾量之比值。灌溉水分生产率指单位灌溉水量所能生产的农产品的数量。 2.水量平衡描述 水量平衡是指一定时段测算区域上各项收支水量相等。 （1）入流量：指流入计算区域的所有水量，包括降水、灌溉水、地表水和地下水流入量，其值为毛入流量。净入流量为毛入流量加上计算区域地下水、土壤水等储水量变化量，如果在某一计算期，计算区域储水量减少，则净入流量大于毛入流量，反之，则净入流量小于毛入流量。 （2）可利用水量：在净入流量中，扣除下游计划用水量，均为本区域可利用水量。由于总有部分水量不可利用或调配，区域消耗水量只占可利用水量的一定比例。
纳米材料的小尺寸效应
纳米材料的小尺寸效应 吴顺康四川大学生命科学学院 2016 级生命科学拔尖班 小尺寸现象产生的原因： 纳米粒子的特性当粒子的尺寸进入纳米量级时，微粒内包含的原子数仅为 100?10000 个，其中有 50 ％左右为界原子，纳米微粒的微小尺寸和高比例的表面原子数导致了它的量子尺寸效应和其他一些特殊的物理性质。 小尺寸效应导致的性质（以及部分应用） 由于纳米微粒的尺寸比可见光的波长还小，光在纳米材料中传播的周期性被破坏，其光学性质就会呈现与普通材料不同的情形。例如，金属由于光反射显现各种颜色，而金属纳米微粒都呈黑色，说明它们对光的均匀吸收性、吸收峰的位置和峰的半高宽都与粒子半径的倒数有关。⑵利用这一性质，可以通过控制颗粒尺寸制造出具有一定频宽的微波吸收纳米材 料，可用于磁波屏蔽、隐形飞机等。⑴此外，金属超微颗粒的光反射率极低，可低于1%, 大约几毫米就可以完全消光。可以利用此特性，高效持续的将太阳能转化为热能和电能。 在物质超细微化之后，纳米材料的熔点显著降低，犹在颗粒直径为 10 纳米时较为明显，例如金（Au）常规熔点在1064度；然而在颗粒尺寸减少到 2纳米时仅为327度；由此，超细银粉制成的导电浆料可以进行低温烧结，此时的基片可以仅仅使用塑胶而不是高温陶瓷。使用超细银粉，可以使膜厚均匀，覆盖面积大，省料而质量高。 纳米小尺寸效应的应用： 纳米材料作为功能材料与产业技术的结合，具有很多潜在的应用价值。小尺寸超微颗粒的磁性与大尺寸材料显著不同，在颗粒尺寸下降到 0.02 微米以下之后，其矫顽力可增加 1000 倍，若进一步
减小尺寸，其矫顽力反而可以降到0，呈现出超顺磁性。利用超顺磁性颗粒的
(赵国藩)尺寸效应
混凝土作为一种脆性工程材料表现出了明显的尺寸效应(size Effect)。准确地说，它的混凝土尺寸效应现象表现在两个方面：一是试件尺寸对确定参数的影响，二是在进行数值模拟时，数值计算得到的结果显著的依赖于有限元网格尺寸大小。例如混凝土梁的弯曲强度随梁高度的增加而降低。L’Herrnite的研究则表明，由三点弯曲梁测得的混凝土平均抗拉强度随试件体积的增加而降低。Kadlecek等指出，由三点弯曲梁和四点弯曲梁试验、计算所得的混凝土平均抗拉强度与直接拉伸试件所得混凝土抗拉强度值有显著差别。Bazant等对混凝土缺口梁的试验研究表明，名义抗拉强度和抗剪强度对试件尺寸有明显的依赖性。上述研究实质上表明：1.由弹性分析或极限分析反映的水泥基复合材料的抗拉强度是试件体积和结构内部应力场的函数。这种试件尺寸效应与结构内部原始缺陷有一定的关系。也就是说材料内部的原始缺陷数量是材料体积的函数，原始缺陷在结构中的拓朴分布必定与施加于这些微缺陷的应力场有关。文献[17]的研究指出：这种试件尺寸效应可以用初始损伤发展的概率方法来分析。2.由混凝土缺口试件测得的混凝土断裂韧度有明显的尺寸效应，试件的破坏往往是断裂过程区中微裂缝发展的结果。断裂过程区的大小往往与材料中骨料粒径大小有直接关系，对于混凝土I型断裂而言，断裂过程区的宽度是最大骨料粒径D max的3倍，而其长度约是D max的5至6倍。然而断裂过程区的体积并不随结构的尺寸变化。因而对尺寸较小的试件来说，在断裂过程区和结构的其余部分之间进行的应力和能量重分布是非常重要的。而对于大试件来说，由于断裂过程区的大小与试件尺寸相比可忽略不计，其损伤可视为集中在裂缝尖端的一个相对小的区域。这种试件尺寸效应与结构破坏前的损伤发展有关而与材料中原始缺陷无关。上述两个方面实则指出了两种类型的试件尺寸效应现象，一种与结构的原始缺陷的数量和分布有关，一种与结构在应力作用下的损伤发展有关。对于有缺口试件而言，预制切口可视为结构内部的最大原始缺陷。 对混凝土这种典型的非均质材料来说，对其力学行为的模拟往往有两种方法：一种是视混凝土为均质材料，采用连续介质力学方法。定义局部应变和应力，利用一种适当的方法来分析当材料受荷时，应力和应变的变化。另一种是不再认为混凝土为均质材料，而认为其组份是随机分布，运用概率的方法来研究混凝土的力学行为，这就是通常所说的随机方法(Stochastic Approach)。已有许多学者运用这种随机方法建立了许多混凝土分析模型。
(完整)量子尺寸效应
(完整)量子尺寸效应 编辑整理： 尊敬的读者朋友们： 这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)量子尺寸效应）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。 本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为(完整)量子尺寸效应的全部内容。
1.1.1量子尺寸效应 所谓的量子尺寸效应是指粒子尺寸下降到某一值时，金属费米能级附近的电子能级 由准连续变为离散的现象，纳米半导体粒子存在不连续的最高被占据的分子轨道和最低未 被占据的分子轨道能级,能隙变宽，由此导致纳米微粒的光、电、磁、热、催化和超导性等 特性与宏观性存在着显著的差异。如金属纳米材料的电阻随着尺寸下降而增大，电阻温度 系数下降甚至变成负值；相反，原是绝缘体的氧化物达到纳米级时,电阻反而下降；10～ 25nm的铁磁金属微粒矫顽力比同种宏观材料大1000倍，而当颗粒尺寸小于10nm时矫顽力 变为零，表现为超顺磁性。 1。1。2小尺寸效应 当超细微粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等 物理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏;非晶态纳米微粒的颗粒表面 层附近原子密度减小，导致声、光、电、滋、热、力学等特性呈现新的小尺寸效应.例如： 光吸收显著增加，吸收峰的等离子共振频移，磁有序态向磁无序态转变，超导相向正常相 的转变,声子谱发生改变等,这种现象称为小尺寸效应。 1。1.3表面与界面效应 纳米材料的另一个重要特性是表面与界面效应.由于表面原子与内部原子所处的环境 不同，当粒子直径比原子直径大时（如大于0。01时)，表面原子可以忽略，但当粒子直径 逐渐接近原子直径时，表面原子的数目及作用就不能忽略，而且这时粒子的比表面积、表 面能和表面结合能都发生很大变化.人们把由此引起的种种特殊效应统称表面效应[8,9］。 随着粒径的减小，比表面迅速增大.当粒径为5nm时，表面原子数比例达到约50%以上，当 粒径为2nm时，表面原子数达到80%,原子几乎全部集中到纳米粒子的表面.庞大的表面原 子的存在导致键态严重失配，表面出现非化学平衡、非整数配位的化学键,产生许多活性中心，从而导致纳米微粒的化学活性大大增强，主要表现在：(1）熔点降低.就熔点来说，纳 米颗粒中由于每一粒子组成原子少，表面原子处于不安定状态，使其表面晶格震动的振幅 较大,所以具有较高的表面能量，造成超微粒子特有的热性质，也就是造成熔点下降，同时 纳米粉末将比传统粉末容易在较低温度烧结，而成为良好的烧结促进材料。如金的常规熔 点是1064℃当颗粒尺寸减小到10nm时，降低了270℃,当金纳米粒子尺寸为2 nm时，熔点 仅为327℃;银的常规熔点为961℃，而超微银颗粒的熔点可低于100℃等。（2)比热增大。粒径越小，比热越大.（3)化学活性增加，有利于催化反应等。 1.1。4宏观量子隧道效应 微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。近年来,人们发现一些宏观量，如超微 粒的磁化强度和量子相干器件中的磁通量等也具有隧道效应，称为宏观量子隧道效应，利 用它可以解释纳米镍粒子在低温下继续保持超顺磁性的现象。宏观量子隧道效应的研究对 基础研究及实用都具有重要的意义,它确立了现存微电子器件进一步微型化的极限，是未来 微电子器件的基础. 上述的小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应及量子隧道效应都是纳米微粒与 纳米固体的基本特性。它使纳米微粒和纳米固体呈现许多奇异的物理、化学性质，出现一 些“反常现象”。例如金属纳米材料的电阻随尺寸下降而增大，电阻温度系数下降甚至变 成负值；相反,原是绝缘体的氧化物达到纳米级时，电阻反而下降;10nm-25nm的铁磁金属
复合材料中的尺寸效应
复合材料中的尺寸效应 复合材料本身就是一种广义的结构，这种结构的破坏问题与结构的尺寸效应有 着必然的联系，复合材料中很多都属于准脆性材料，因此尺寸效应显得尤其重要， 从尺度律和尺寸效应角度研究强度问题是个重要的观点，比如一个长细杠件它的稳定性能一定较差，这也是一种较常见的尺寸效应问题。强度随机性引起的尺寸效应，能量释放的尺寸效应和微裂纹和断裂的分形特性产生的尺寸效应都对复合材料结构的强度的影响有着重要意义。 目前,固体力学中有三种有关尺寸效应的基本理论 : (1)随机强度统计理论 ; (2)长裂纹引起的应力重新分布和断裂能量释放理论 (3)裂纹分形理论,它可分为两大类 : (a) 裂纹表面的侵入式分形特性理论(即表面粗糙度的分形属性) (b) 间隙分形特性理论(代表着微裂纹的分形分布)
这些基本理论概括表现为材料的四种尺寸效应： (l)边界层效应:它是由材料的非均匀性和泊松效应造成的.前者可以混凝土之类的材料为例,由于各种骨料不能穿透表面而使表面层具有不同的成分;而泊松效应指的是,在试样内部可能存在平面应变的状态,它们发生在与试件表面平行的平面上 ,但不是发生在试样的表面，而是发生在试件的中心部位 . (2)表面与裂纹边缘连接处存在三维应力的奇异性: 这也是由于泊松效应引起的.这就造成了断裂扩展区域靠近表面的那一部分的力学行为不同于试样内部 的力学行为 . (3)由扩散现象引起的时间相关的尺寸效应, 所谓扩散可以是多孔介质中热的输运或湿气和化学物质的输运，这一点已在收缩和干燥蠕变现象的尺寸效应中显示出来,原因是半干燥期依赖于尺寸，以及这种尺寸效应对收缩致裂的影响。 (4)材料本构关系的时间相关性 ,特别是材料应变软化的粘性特征
内蒙古典型草原土壤微生物生物量研究_1
农业环境科学学报２００７，２６（４）：１４４４－１４４８ ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｇｒｏ－ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅ 摘要：在内蒙古锡林河流域和皇甫川流域的典型草原，分别以放牧退化梯度和不同植物群落两系列的土壤样品作为研究对象，测 定了土壤微生物生物量碳、氮，分析了其与放牧强度和地上植物群落的关系，以及土壤微生物生物量在内蒙古草原的生态分布变化。结果表明，内蒙古草原土壤微生物量碳、氮含量与土壤有机碳、全氮含量具有很好的相关性，可以作为评价草原土壤肥力的生物指标。过度放牧会导致土壤微生物生物量降低。不同地上植物群落维持的土壤微生物量不同。内蒙古草原沿东西走向土壤微生物量总体呈下降趋势。 关键词：典型草原；放牧；植物群落；土壤微生物量中图分类号：Ｓ１５４．３６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－２０４３（２００７）０４－１４４４－０５ 收稿日期：２００６－０９－２５ 基金项目：国家自然科学基金重点项目（９０１０２０１１）；内蒙古自然科学 基金（２００５０８０１０６０４） 作者简介：谷雪景（１９８１—），女，硕士研究生。 Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｕｘｕｅｊｉｎｇ＠１６３．ｃｏｍ 通讯作者：赵吉Ｅ－ｍａｉｌ：ｎｄｚｊ＠ｉｍｕ．ｅｄｕ．ｃｎ 土壤微生物调节土壤中的物质循环和能量流动，是土壤有机质的活性部分，其生物质量被称为土壤微生物量［２］，可作为评价土壤肥力性状的生物学指标［４］。 微生物既可作为养分的“库”也可作为养分的“源”［２］。 土壤微生物量虽然只占土壤有机质库的很小部分，但 却是控制生态系统中碳、氮和其他养分流的关键，微生 物量库的任何变化将会影响养分的循环和有效性［９、１４］ 。 另外，微生物量对环境变化敏感，能够较早地指示生态 系统功能的变化［１２、１３］。 放牧影响土壤微生物量及土壤中碳、氮的含量和分布，有的学者提出２０世纪５０年代以来锡林河流域过度放牧成为土壤有机质损失的重要因素，０￣２０ｃｍ土体有机质损失平均１２．４％左右，分析的时间跨度为 ４０年［４］。也有学者提出以土壤表层有机质含量作为衡 量放牧造成的草地退化程度的量化指标［１６］。本文研究 内蒙古典型草原土壤微生物生物量研究 谷雪景１，２，赵 吉２，王 娟３ （１．中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所，森林生态环境重点实验室，北京１０００９１；２．内蒙古大学生命科学学院，内蒙古呼和浩特０１００２１；３．中国石油大学（北京）资源与信息学院，北京１０２２４９） ＳｏｉｌＭｉｃｒｏｂｉａｌＢｉｏｍａｓｓｏｆＴｙｐｉｃａｌＧｒａｓｓｌａｎｄｉｎＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａ ＧＵＸｕｅ－ｊｉｎｇ１，２，ＺＨＡＯＪｉ２，ＷＡＮＧＪｕａｎ３ （１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＦｏｒｅｓｔＥｃｏｌｏｇｙ，ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ＣＡＦ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９１，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅ，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＵ－ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｏｈｈｏｔ０１００２１，Ｃｈｉｎａ；３．ＦａｃｕｌｔｙｏｆＮａｔｕｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２２４９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎＸｉｌｉｎｒｉｖｅｒｂａｓｉｎＬｅｙｍｕｅｃｈｉｎｅｎｓｉｓｓｔｅｐｐｅａｎｄＨｕａｎｇｆｕｃｈｕａｎｂａｓｉｎｔｙｐｉｃａｌｓｔｅｐｐｅｉｎＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａ，ｔｗｏｓｅｒｉｅｓｏｆｓｏｉｌｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅｃｏｌｌｅｃｔｅｄｆｒｏｍｆｉｅｌｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｒａｚｉｎｇｉｎｔｅｎｓｉｔｙａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｌａｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｙ．Ｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓｃａｒｂｏｎａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｗｅｒｅｄｅ－ｔｅｒｍｉｎｅｄ，ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｇｒａｚｉｎｇｉｎｔｅｎｓｉｔｙａｎｄｔｈｅｐｌａｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｙｏｎｔｈｅｇｒｏｕｎｄｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓｉｎｔｈｅＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａｎｇｒａｓｓｌａｎｄｗａｓａｌｓｏｓｔｕｄｉｅｄ． Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｂｉｏｍａｓｓｃａｒｂｏｎａｎｄｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓｎｉｔｒｏｇｅｎｈａｄｓｔｒｏｎｇｐｏｓｉｔｉｖｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎａｎｄｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎｉｎｓｔｅｐｐｅ．Ｓｏｔｈｅｙｃｏｕｌｄｂｅｕｓｅｄａｓｏｎｅｏｆｂｉｏ－ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｏｆｓｏｉｌｆｅｒｔｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓｃａｒｂｏｎａｎｄｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｃａｒ－ｂｏｎｗａｓ０．９０７，ｗｈｉｌｅｔｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｂｅｔｗｅｅｎｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓｃａｒｂｏｎａｎｄｓｏｉｌｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎｗａｓ０．９４２．Ｅｘｃｅｓｓｉｖｅｇｒａｚｉｎｇｒｅ－ｓｕｌｔｅｄｉｎｔｈｅｄｅｃｒｅａｓｅｏｆｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ．ＳｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓｖａｒｉｅｄｗｉｔｈｐｌａｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓａｎｄｓｈｏｗｅｄａｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｔｅｎｄｅｎｃｙｆｒｏｍｅａｓｔｔｏｗｅｓｔｉｎｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｇｒａｓｓｌａｎｄｏｆＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔｅｐｐｅ；ｇｒａｚｅ；ｐｌａｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｙ；ｓｏｉｌｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｍａｓｓ
量子尺寸效应
1.1.1量子尺寸效应 所谓的量子尺寸效应是指粒子尺寸下降到某一值时，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散的现象，纳米半导体粒子存在不连续的最高被占据的分子轨道 和最低未被占据的分子轨道能级，能隙变宽，由此导致纳米微粒的光、电、磁、热、 催化和超导性等特性与宏观性存在着显著的差异。如金属纳米材料的电阻随着尺寸下 降而增大，电阻温度系数下降甚至变成负值；相反，原是绝缘体的氧化物达到纳米级时，电阻反而下降；10～25nm的铁磁金属微粒矫顽力比同种宏观材料大1000倍，而当颗粒尺寸小于10nm时矫顽力变为零，表现为超顺磁性。 1.1.2小尺寸效应 当超细微粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏；非晶态纳米微粒 的颗粒表面层附近原子密度减小，导致声、光、电、滋、热、力学等特性呈现新的小 尺寸效应。例如：光吸收显著增加，吸收峰的等离子共振频移，磁有序态向磁无序态 转变，超导相向正常相的转变，声子谱发生改变等，这种现象称为小尺寸效应。 1.1.3表面与界面效应 纳米材料的另一个重要特性是表面与界面效应。由于表面原子与内部原子所处的环境不同，当粒子直径比原子直径大时(如大于0.01时)，表面原子可以忽略，但当 粒子直径逐渐接近原子直径时，表面原子的数目及作用就不能忽略，而且这时粒子的 比表面积、表面能和表面结合能都发生很大变化。人们把由此引起的种种特殊效应统 称表面效应[8,9]。随着粒径的减小，比表面迅速增大。当粒径为5nm时，表面原子数比例达到约50%以上，当粒径为2nm时，表面原子数达到80%，原子几乎全部集中 到纳米粒子的表面。庞大的表面原子的存在导致键态严重失配，表面出现非化学平衡、非整数配位的化学键，产生许多活性中心，从而导致纳米微粒的化学活性大大增强， 主要表现在：（1）熔点降低。就熔点来说，纳米颗粒中由于每一粒子组成原子少，表面原子处于不安定状态，使其表面晶格震动的振幅较大，所以具有较高的表面能量， 造成超微粒子特有的热性质，也就是造成熔点下降，同时纳米粉末将比传统粉末容易 在较低温度烧结，而成为良好的烧结促进材料。如金的常规熔点是1064℃当颗粒尺寸减小到10nm时，降低了270℃，当金纳米粒子尺寸为2 nm时，熔点仅为327℃；银的常规熔点为961℃，而超微银颗粒的熔点可低于100℃等。（2）比热增大。粒径越小，比热越大。（3）化学活性增加，有利于催化反应等。 1.1.4宏观量子隧道效应 微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。近年来，人们发现一些宏观量，如超微粒的磁化强度和量子相干器件中的磁通量等也具有隧道效应，称为宏观量子隧
微电子机械系统尺寸效应的泛函分析
微电子机械系统尺寸效应的泛函分析 韩光平1,2,刘凯1,褚金奎2 (1.西安理工大学,陕西西安 710048;2.郑州航空工业管理学院,河南郑州 450052) 摘要:尺寸效应涉及微电子机械系统研究领域的各个方面,在分析归纳微器件或系统中尺寸对其特性影响的基础上,提出从纯尺寸因素和非尺寸因素综合考虑尺寸效应,建立了一个尺寸效应的基本数学模型,并从尺寸泛函的绝对值、相对值和对尺寸的灵敏度三个方面对该数学模型进行泛函分析,总结出一些尺寸效应的发生规律。 关键词:微电子机械系统(M EM S);尺寸效应;泛函分析;灵敏度;微器件 中图分类号:T H112 文献标识码:A 文章编号:1001-2354(2004)02-0017-03 微电子机械系统(M EM S)技术基于微电子和微机械的有机集成,涉及微电子学、微机械学、微材料学、微摩擦学、微电磁学、微光学、微动力学、微流体力学、微热力学、自动控制、物理、化学及生物医学等多个学科的研究领域[1],集约了各学科前沿领域研究的新技术、新成果,和纳米科学技术(N ST)一起被列为21世纪关键技术之首。自20世纪60年代问世以来,M EM S逐步成为人们在微观领域认识和改造客观物质世界的一种高新技术和重要手段,将人类带入信息时代。由于其应用的广泛性和迫切性,国内外投入到该研究领域的人力、物力日益增加,考虑到实用性,人们更加关注可以即时应用的各种微器件的研究开发,特别是经过近十年的迅猛发展,国内外在硅微细加工、光刻、L IGA和准L IGA技术、高能束刻蚀技术、牺牲层技术、外延技术、准分子激光微细加工技术等各种微制造工艺方面取得了显著的成就,设计制造出多种微传感器、微执行器等微器件,如M EM S力传感器、微加速度传感器、微显示器芯片、微惯性传感器、微机械血液测试仪[2]、微阀、微泵、微齿轮及微马达等。但是,各种微器件有机结合成真正意义上的M EM S,还有相当的难度,如何建立M EM S等效机构的失效模型这一问题尚未得到有效解决[3]。究其原因,人们对微观条件下M EM S器件的运动规律、物理特性和受载之下的力学行为缺乏充分的认识,没有形成基于一定理论基础之上的M EM S设计理论方法[4],只能靠传统方法进行试探性研究。目前,M EM S基础理论研究远远不能满足人们的需要,成为整个微电子机械系统进一步发展的 瓶颈 ,因此,对M EM S设计中的基础理论进行系统性研究已刻不容缓。 1 研究尺寸效应的意义 随着纳米材料、微器件、微结构和微系统的深入发展及其应用,与微尺度效应有关的理论和技术成为当前的研究热点,推动着微尺度理论的形成和发展[5]。微电子机械系统不仅是指以微小尺寸和工作空间为特征,更重要的是,微器件中的物理量和机械量等在微观状态下呈现出大大异于传统机械的特有规律,因此,M EM S具有自身独特的理论基础。对于M EM S 的基础理论范畴,大量的专著和论文报道均有详尽的描述,其中有把M EM S涉及到的各学科作为基础理论研究范畴,这种观点使得M EM S基础理论研究内容全面,但没有突出其重点;有的研究人员挑选出应用更为广泛的部分学科,如文献[4]把微机构学、微构件材料力学和微摩擦学作为现阶段M EM S基础研究的主要内容,这种观点重点突出,没有包括应有的其它学科的理论基础。无论如何划分,M EM S理论基础的研究领域都包含有一个共同的特征 微 ,这说明尺度因素才是微电子机械系统设计中最为重要的主导因素。以尺寸效应作为M EM S 理论基础的主要研究内容,既可以突出研究重点 构件的微型化,又给出了M EM S所涉及各学科之间的联系,即微型化的构件产生的效应使其具有自身独特的性能,导致在各学科领域产生新的问题。 在微观领域中,微器件的显著特征就是呈现出尺寸效应和表面效应,而表面效应也是由于尺寸的减小引起表面作用的增强。当物体的尺寸改变时,与尺寸相关的各种物理量、机械量发生相应的变化,从而产生尺寸效应。尺寸效应及其引起的变化(如表面缺陷数、晶格层错、介质不连续及量子效应等)导致了微观领域的许多物理现象与宏观领域相比较有显著差异,甚至相悖,从而出现新的研究领域,对经典理论提出挑战。因此,研究M EM S的基础理论,必须研究尺寸效应。已有关于尺寸效应的研究仅仅局限于某一个具体量,如弹性模量、拉伸强度、失效强度及形状记忆合金的回复力[6]等,而且数据是在不同的工艺条件和测试环境下获得的,缺乏通用性和权威性。在此对具有普遍性意义的尺寸效应,建立了基本的数学模型,对纯尺寸因素进行了泛函分析,并综合考虑尺寸效应引发的非尺寸因素变化。 2 尺寸效应的基本数学模型 2.1 尺寸泛函 在尺寸效应中,特征尺寸L是基本参量,尺寸的变化首先 第21卷第2期2004年2月 机 械 设 计 JOU RNA L OF MA CHIN E DESIGN V ol.21 No.2 Feb. 2004 收稿日期:2003-04-07;修订日期:2003-08-26 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50135040) 作者简介:韩光平(1971-),男,河南郑州人,西安理工大学博士生,郑州航空工业管理学院讲师,主要研究方向:微电子机械系统(M EM S)微尺度及系统仿真。
大直径桩考虑尺寸效应系数的原因
大直径桩考虑尺寸效应系数的原因 近日,提出一个问题：“桩基规范在计算大直径桩承载力时需考虑桩侧阻力尺寸效应系数(＜1的系数),但计算嵌岩桩时没有区分大直径桩,没有考虑桩侧阻力尺寸效应系数,是否 有点儿前后不对应呢？” 为了解释这个问题,我们先了解下规范是如何规定的,《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008对于大直径桩单桩极 限承载力标准值是这样规定的： 5.3.6根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系,确定大直径桩单桩极限承载力标准值时,可按下式计算： ——桩侧第i层土极限侧阻力标准值,如无当地式中q sik 经验值时,可按本规范表5.3.5-1取值,对于扩底桩变截面以上2d长度范围不计侧阻力； ——桩径为800mm的极限端阻力标准值,对于干作业q pk 挖孔（清底干净）可采用深层载荷板试验确定；当不能进行 深层载荷板试验时,可按表5.3.6-1取值； 、——大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数,按表 5.3.6-2取
值. 而对于嵌岩桩却没有尺寸效应系数： 5.3.9桩端置于完整、较完整基岩的嵌岩桩单桩竖向极限承载力,由桩周土总极限侧阻力和嵌岩段总极限阻力组成.当根据岩石单轴抗压强度确定单桩竖向极限承载力标准值时,可按下列公式计算： 式中Q sk 、Q rk ——分别为土的总极限侧阻力、嵌岩段总 极限阻力； q sik ——桩周第i层土的极限侧阻力,无当地经验时,可根据成桩工艺按本规范表5.3.5-1取值； f rk ——岩石饱和单轴抗压强度标准值,黏土岩取天然湿度单轴抗压强度标准值； ——嵌岩段侧阻和端阻综合系数,与嵌岩深径比h r /d、岩石软硬程度和成桩工艺有关,可按表5.3.9采用；表中数值
灌溉渠道设计规范
UDC GB 中华人民共和国国家标准 P GB ××××—×× 灌区规划导则 Guidelines for Irrigation Areas Programming (征求意见稿) ××××—××—×× 发布××××—××—×× 实施 中人民共和国水利部 联合发布 中人民共和国建设部 UDC GB 中华人民共和国国家标准 P GB ××××—×× 水利灌区规划规范 Specifications for irrigation areas Programming of water resources (征求意见稿) ××××—××—×× 发布××××—××—×× 实施 中人民共和国水利部 联合发布 中人民共和国建设部 中华人民共和国国家标准 水利灌区规划规范 GB ××××—×× 条文说明 1 总则 1.0.1 为加强灌区规划工作,提高灌区规划水平,促进灌区水土资源合理开发与持 续利用,特制定本导则. 1.0.2 本导则适用于新建大型灌区规划和已建大型灌区续建配套与节水改造规划. 1.0.3 灌区规划应认真贯彻执行国家现行有关方针,政策,加强调查研究,在实现水资源可持续利用的前提下,进行多方案比选论证,确定灌区建设最佳方案.
1.0.4 编制灌区规划,应遵循以下原则: 1 与流域或区域水土资源开发利用规划及当地国民经济和社会发展规划相协 调. 2 以节水增效为中心,以提高灌溉水的利用效率和效益,提高水分生产率为目 标,依靠科技进步,加强灌区水资源的优化配置研究,实现灌区水资源的可持续利用和灌区的可持续发展. 3 适应现代农业发展的需要,注重采用新技术,新材料,新工艺. 4 注重防治水土流失,保护和改善灌区生态环境. 5 灌区的管理体制与水价的形成机制应有利于灌区良性运行和可持续发展. 6 重视灌区信息化系统建设,提高灌区管理现代化水平. 1.0.5 灌区规划应在分析现状水平年的基础上,分别研究近期和远期两个水平年, 以近期为重点,近,远期相结合. 1.0.6 灌区规划应根据灌区实际,按照《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288) 制 定科学合理的灌区灌溉与排水标准. 1.0.7 灌区规划除应符合本导则外,尚应符合国家现行的有关标准的规定. 2 基本资料 2.0.1 灌区规划应认真调查搜集灌区内地形地貌,水文气象,工程地质与水文地质, 土壤,资源,水利工程现状,自然灾害和社会经济等方面的资料. 2.0.2 灌区规划调查搜集的资料应包括以下内容: 1 灌区地形,地貌,河流水系,自然概况等资料; 2 降水,蒸发,气温,气压,风力,风向,日照,霜期,冰冻期,冻土深度等 气象,水文特征值资料,河沟,水库,承泄区的水位,流量,泥沙,水质等实测资 料; 3 灌区地形图; 4 区域地质图及地震动参数区划图,水文地质图等; 5 土壤类型,质地,分布状况,土壤理化性质,土壤水分特性等土壤普查资料, 盐碱地改良试验资料等; 6 灌区内城乡供水,灌溉,排水,防洪等工程设施的现状及运用情况; 7 土壤侵蚀类型,侵蚀强度,水土流失成因及危害,水土流失规律及发展趋势, 水土保持及环境现状等; 8 灌区土地资源状况,开发利用现状及土地利用规划,水库,塘坝蓄水利用, 河(湖)水利用,地下水与泉水利用,灌溉回归水利用,城市生活与工业污废水利用,现状各业供用水量,用水效率及存在的问题,规划供用水情况等; 9 灌区历年发生的洪,涝,旱,盐,碱,渍,风灾害情况,受灾范围,成灾面 积,受灾原因,减产情况,经济损失,对当地群众生产生活造成的影响等; 10 天然建筑材料的调查等; 11 灌区内的行政区划,人口,农业人口,农业劳动力,土地面积,耕地面积, 种植结构,耕作制度,农业单产,总产,林牧渔业生产,工农业发展布局,交通运