水分消耗研究意义论文

答案提示：（1）总量丰富，人均占有量少。全国地表水资源总量为万亿米3，居全世界的第六位。耕地亩占有量不足世界3/4，人均占有量2300米3，不足世界1/4，列世界109位。 全国水分亏缺，2000年水赤字500亿立方米左右。 （2）地区分布不均，表现为南多北少，东多西少。（3）时间分配不均（4）水资源利用率低，浪费严重。每毫米降水生产率1kg，高产田，以色列2kg。灌溉方式以漫灌为主（5）水域污染严重。全国有监控的1200条河流中有850条受到污染。26个主要湖泊、水库中60%存在不同程度的富营养化。相应的节水、保护对策：

现今随着社会的不断发展，人们生活中饮水的质量安全问题也越来越重要，下面是我为大家精心推荐的关于水的科学论文，希望能够对您有所帮助。关于水的科学论文篇一 浅析水处理技术 摘 要现今随着社会的不断发展，人们生活中饮水的质量安全问题也越来越重要，从而对水处理技术也提出了更高的要求。本文根据对现今水处理技术的基本情况进行详细的分析，对主要的水处理技术进行深入的阐述，从水处理技术当中的重点内容和操作的难点进行全面的分析，力求在实际当中加强此项技术的运用，为城市以及农村地区的饮水安全问题作出微薄的贡献，也为人民的生活提供更高的保证。 关键词水处理;技术;应用 Abstract： Nowadays, with the continuous development of society, people living drinking water quality safety problem is becoming more and more important, thus the water treatment technology has put forward higher requirements. According to the current water treatment technology the basic situation in detail, the main water treatment technology are expounded from the water treatment technology, the key content and the operation difficulty to undertake comprehensive analysis, in order to strengthen the actual technique, as the city and rural area drinking water safety issues a modest contribution, also for people's life with higher guarantee. Key words: water treatment; technology; application 中图分类号：TU45 文献标识码： A 文章 编号：2095-2104(2012)01-0020-02 现在，在许多地方，由于常年开发与环境的污染破坏，导致水源被污染的程度比较的严重，对当地人民的饮水质量安全造成了较大的威胁。所以，为了保证饮用水的安全，根据国家颁布的生活饮用水的标准，需要对水源进行一系列技术上的处理，使其达到相关的要求和规范，减少水源中存在的高氟、苦咸、高砷以及微生物病害等问题，解决影响人民生和质量和身体健康的质量问题。本文根据对水处理技术进行多角度的详细分析和探讨，对其中存在的实际问题进行深入的剖析，力求这项技术可以在人们的日常生活当中得到更加广泛的运用，根据对技术特点和操作的详细分析，得出各种技术分别适用于哪些环境下，并且，针对实际使用和操作当中的情况，对采集到的数据进行详细的分析，对比得出不同的水处理技术当中的优缺点，帮助水处理技术在实际当中得到更好的应用，为人民的生活质量提供更加优质的保障，也为社会的发展做出积极的贡献。 一、主要水处理技术的分析 一般的来讲，在水处理的技术当中，比较常用的是离子交换技术、膜反渗透技术、电渗析技术、复合多介质过滤技术以及电絮凝技术，在这几项技术当中，根据实际的使用和操作情况来看，膜反渗透技术存在有运行成本较高的问题，在操作和使用过程当中，会造成成本的增加，不利于解决实际的问题。同时，电渗析技术也存在有同样的问题，虽然其在理论上面操作的成本不是非常的高，但是在实际工程当中不同的设备，造成的运行费用会比较的高。离子交换技术由于介质更换较为频繁的缘故，在实际的使用和操作当中会造成管理的复杂和应用上的不便，运行费用则是根据实际情况来确定，不同的介质来源和更换的频率都会造成其成本的不同。另外两种技术，电絮凝技术和复合多介质过滤技术，是现今的两种较新的技术，本文将对这两种技术进行细致的分析，其中，电絮凝技术集中了电化学技术上的一些优势，与此同时，此种技术还具有运行操作费用较低、管理较为简易的优点，而复合多介质过滤技术，克服了其他的离子交换技术上的一系列的缺点，在运行成本和操作使用上面进行了多方面的改进和提高。这两项技术是当今运用最为广泛的两种技术，不仅是因为其可以很好的控制使用的成本，更是因为其管理方面和操作方面的优势，符合现今水处理技术的选择原则。一般的来讲，水处理技术应当遵循几个方面的原则，首先，最为重要的一点就是一定要保证饮用水的安全，在进行相关的处理之后一定要达到相应的要求和规范;第二，技术需要安全可靠，需要成熟的技术，设备以及理论方面都较为全面;第三，运行费用要较低、管理要较为方便，不能选择会造成很大成本的技术和设备，同时也不能选择管理起来较为麻烦的技术，尤其是在一些较为贫困的地区，更是要对技术的成本进行严格的控制，要对技术的繁琐程度进行严格的把握;最后一点，投资需要尽量的节省，在满足了以上几点原则之后，需要对技术的投资进行一系列的节省，这一点对于维持经济发展和保证经济效益来讲，有着较为重大的意义和作用。根据以上的阐述，可以对现今的水处理技术现状有着一个较为详细的了解，下文就将对电絮凝技术和复合多介质过滤技术进行深入的剖析，通过采集数据的结果对两种技术进行多方面的对比，旨在加强水处理技术在实际当中的应用。 二、电絮凝技术原理和流程分析 电絮凝技术是一种电化学技术，它集中了电化学当中的一些优点，使用电能来对化学试剂进行有效的替代，在减少了经济成本的同时，还能较为有效的去处水源当中的重金属以及悬浮固体等等物质，对乳化有机物以及其他的污染物质都能进行科学合理的去除，是一项新兴的技术，在实际的使用和操作当中已经得到了不断的完善，效果也得到了多方面的认可。电絮凝技术真正起步于上个世纪末期，但是其理论在上个世纪的初期就已经逐步的建立起来，由于设备的不成熟和实践较少，所以一直都没有得到广泛的运用，一直到上个世纪的末期，才真正的在实际使用当中得到改进和提高。现今，这项技术已经有了较大的突破，在欧美等国，已是水处理当中使用的主要技术之一，在合理的控制了经济成本和设备的管理的同时，取得的效果也是比较的显著。下文将对其主要的技术和操作进行详细的分析。 电絮凝技术通过对多块钢板进行直流加电，从而在钢板之间产生电场，待处理的水流在进入到钢板之间的缝隙之后，正在进行通电的钢板会有一部分被消耗，进入到水源当中，与此同时，电场中的离子和非离子的污染物质，在受到了电场的作用之后，和电场中电离出来的产物进行相互的反应作用，电场中的消耗水也加入到反应中去，各种离子之间相互作用，以最为稳定的形式结合成一些固体颗粒，在水流中逐渐的沉淀出来，达到了净化水的目的，这就是电絮凝技术的主要工作原理。在电絮凝技术当中，水源由井池进入到均化池当中，均化池的作用是平衡水泵当中的水量，很好的控制其与电絮凝反应器当中的水流量之差，对反应的进行作严格的保障。然后，水流进入到反应器当中，一般的来讲，是两个反应器连接在一起，将水从均化池当中抽入至反应器，内部置有钢板，可以与水中电离出的离子进行反应，可以达到预处理的目的和效果。在反应器的底部，设置有一个倾斜的空腔，这个空腔的作用是将水流当中的较重的颗粒吸引进去，对水流中还存在的一些铁垢等污染物质，一并进行处理，这些物质由于质量较重，会逐步的沉入到空腔当中，不会随着水流一起前进。然后，水流会依次经过污泥储存设备、除沫池、沉淀池以及沙滤池等等，在其中进行进一步的污染物质处理，完成一系列的工艺流程，除去水中的颗粒、尘埃物质以及砂石等等，达到最佳的水处理效果。根据实际当中的使用和操作情况来看，电絮凝技术的效果比较良好，在合理的控制了成本和设备管理的情况下，达到了较好的使用效果。 三、复合多介质过滤技术原理和流程分析 复合多介质过滤处理技术，根据对水源进行一系列的物理处理，符合环保以及能耗低的要求，没有化学药剂的使用，在达到水源处理的要求和标准的同时，对成本也进行了较好的控制，整个处理的过程只需要使用较少的逆清洗水，所以，在实际的使用当中也得到了多方面的认可，技术也比较的成熟，应用较为广泛。在复合多介质过滤处理技术当中，由于一系列现代化全自动处理系统的运用，可以更加方便的对水源情况进行实时的监控，读读数和操作起来较为的便捷，可维护性较强，整个的工艺流程较为简易，同时，费用成本也较低，是一项现代化的技术。 在复合多介质过滤处理技术当中，水源首先进入到加压泵当中，加压泵根据流量以及压力的要求，将水泵入至水处理系统池当中，进行初步的处理，然后水流经过全自动的逆洗介质处理器当中，处理器可以很好的过滤水流中的泥沙以及沉淀物，然后，在过滤完毕之后，水流进入到逆洗的活性炭吸附器中，此过滤器根据椰壳活性炭的使用，对水流当中的异味进行有效的处理，还可以进一步的清除水中的氯化物，除去水中的臭味。然后，水流依次经过除砷装置、阻垢器、水紫外线消毒进口等等，对水中存在有的砷、铁、锰等介质进行一些列的处理，除去水中的水垢，对水流进行臭氧分解以及杀毒，进一步的除去水中的污染物质，达到最佳的水处理效果。上述过程即是复合多介质过滤处理技术的主要工艺流程。 四、数据分析和效果对比 根据某地区使用和操作的效果进行详细的分析，对比采集的数据可以发现，在使用了水处理技术之后，水中的有害物质明显的下降，对污染物质起到了很好的处理效果，同时，根据电絮凝技术和复合多介质过滤技术的数据对比，可以看出，两中技术都有各自的优势所在，先絮凝技术对比多介质过滤处理技术，其使用和操作方面较为成熟、成本较低，同时管理方面比较的方便，设备的使用寿命以及维护程度都比多介质过滤处理技术强，但是，电絮凝技术也有其自身的劣势所在，其一次性投资较高，对于较为贫困的地区，不是非常的适用。 五、结束语 综上所述，可以对现今主要的水处理技术有着一个比较详细的了解，通过对电絮凝技术和多介质过滤处理技术的详细阐述，可以对相关技术的工作原理和工艺流程有着较为详细的掌握，加强相关技术在实际中的使用和操作，加强水处理技术的效果，进一步的降低成本，加强管理，以最佳的方式对水源进行处理，为人民的生活提供最优质的保障。 参考文献 叶锐.浅析水处理技术和工艺流程【J】.水电原理技术， 王文涛.浅析水处理系统和技术的开发【M】.中国农村水电，2007(4) 王德.浅析水处理技术的选择以及设备的使用【M】.水利水电资讯，2006(5) 关于水的科学论文篇二 虚拟水与水安全 摘要：虚拟水是水资源领域的新概念，近年来，在与水相关的国际会议上成为讨论的热门话题。初步探讨了虚拟水和虚拟水贸易，认为虚拟水作为非真实意义上的水，是通过商品交易或服务来实现的，虚拟水贸易主要表现在粮食贸易上，和国家安全有着密切关系。虚拟水的提出，改变了原有的一些 思维方式 ，拓宽了水资源 研究 的领域，树立了水资源管理的新理念，最终提供了一条解决干旱地区缺水的新途径。 关键词：虚拟水 虚拟水贸易 水安全 一、虚拟水及其特征 虚拟水是由伦敦大学亚非研究院Tony Allan教授在20世纪90年代中期提出的新概念，是指生产商品和服务所需要的水资源数量。 目前 虚拟水是国际上与水资源相关领域专家和管理者谈论的热门话题，2003年3月18日在日本京都举行的第三届世界水论坛，对“虚拟水”进行了热烈讨论。 虚拟水的特征主要有三点：第一，非真实性。顾名思义，虚拟水不是真实意义上的水，而是虚构的水，是以“虚拟”的形式包含在产品中的“看不见”的水，因此虚拟水也被称为“嵌入水”和“外生水”。“嵌入水”指特定的产品以不同的形式包含有一定数量的水，如生产1kg粮食需要用1000L水来灌溉，1kg牛肉需要消耗万L水，这就是在产品背后看不见的虚拟水。“外生水”暗指进口虚拟水的国家或地区使用了非本国或本地区的水这一事实。第二， 社会 交易性。虚拟水是通过商品交易即贸易来实现的，没有商品交易或服务就不存在虚拟水，并且强调社会整体交易，非个体交易，商品交易或服务越多，虚拟水就越多。第三，便捷性。由于实体水贸易运输距离长远、成本高昂，这种贸易通常是不现实的，而虚拟水以“无形”的形式寄存在其他的商品中，相对于实体水资源而言，其便于运输的特点使贸易变成了一种可以缓解水资源短缺的有用工具。 二、虚拟水贸易及其作用 虚拟水贸易是指一个国家或地区(一般是缺水国家或地区)通过贸易的方式从另一个国家或地区(一般是水资源丰沛的国家或地区)购买水密集型农产品或高耗水 工业 产品，目的是获得水和粮食的安全，以确保国家安全。虚拟水贸易并非新生事物，它是商品交易的产物，是虚拟水存在的特征属性，其 历史 同粮食贸易一样悠久。同时，虚拟水数量也随贸易的增长一直在稳定地增长。 虚拟水贸易主要表现在农产品贸易上——尤其是粮食贸易。国家和地区之间的农产品贸易，从某种意义上来说，是以虚拟水的形式在进口或出口水资源。以往，人们在进行商品交易和服务时，没有意识到商品背后存在的虚拟水及其重要性。随着人口的增长，干旱半干旱国家或地区的水资源越来越匮乏，导致这些国家和地区出现了水危机，且水安全 问题 造成粮食安全并直接威胁到国家安全。因此，为了解决水安全问题，现在一些缺水国家已清楚认识到水资源压力问题和以农产品贸易形式存在的虚拟水之间的联系，并在有意识地进行这类进口贸易，如摩洛哥、约旦、以色列和埃及。 通过贸易建立起水资源丰沛地区粮食的供给与改善缺水地区水资源匮乏状况之间的联系，使得缺水国家或地区避免去寻找水源，而是进行大量的、虚拟水含量高的粮食贸易。因此，虚拟水贸易可以缓解进口国或地区自身的水资源压力，为这些国家和地区提供一种替代水资源供给的 经济 有效的途径。通过适当而公平的贸易协议进行虚拟水贸易，对于促进干旱国家或地区节水，提高全球或区域的粮食安全，改善生态环境都具有积极意义。无形的虚拟水贸易也可以使政府和水问题专家避免陷入无休止的水资源安全性的争论中。但是，虚拟水贸易也存在负面的 影响 ，可能出现忽视局部水平衡状况的趋势，对出口虚拟水的国家和地区，会因为这一贸易对其自身环境产生影响(如过度开发当地的水资源和其他 自然 资源)。对进口虚拟水的国家和地区，如果不能提供其他一些可选择的作物给农民 种植 或者提供其他的就业方式，虚拟水贸易会剥夺这些农民和他们家庭的生计。 因此，如果将虚拟水贸易作为一项政策，则需要研究虚拟水贸易对于当地自然、社会、经济、环境、 文化 以及 政治 方面的影响以及它们之间的相互作用，并应 分析 虚拟水对于地缘政治重要性的影响。 三、 水安全通常指有充足的水资源满足人类社会的物质需求、经济的 发展 和生态环境的维护。水安全主要包括供水安全、防洪安全和水质安全。水资源短缺、洪涝灾害、水质污染直接影响饮水安全、健康安全、粮食安全、经济安全、社会安全和生态安全等。与虚拟水相关的水安全主要是供水安全。 水安全问题的出现有三方面的原因：一是水资源的不可替代性，水资源是人类生存与社会发展不可或缺的基础资源，因此水资源被称为基础性自然资源;二是水资源供给的有限性，水资源是稀缺资源，人口增长是水资源稀缺的最原始驱动力，由于不能满足人们对水资源日益增长的需要，因此存在水资源数量和质量等安全供给问题;三是水资源系统的整体性，水资源系统内部存在内在联系、构成一个有机系统，如果水资源系统结构遭受破坏(例如水质污染)会导致水资源系统功能衰减甚至消亡，进而产生水安全问题。 自虚拟水概念提出以来，虚拟水 理论 已经在水资源短缺的国家和地区得到了一定的 应用 。约旦和以色列等一些干旱国家已经有意识地制定了规划政策以减少高水分产品的出口，特别是农作物的出口。实际上这些国家已将虚拟水视为非常重要的、增加的水资源，他们以虚拟水形式进口的水量已经远远超过了其出口的虚拟水量。据有关专家估算，中东地区每年靠粮食贸易购买的虚拟水数量相当于整个尼罗河的年径流量。因此，通过增加虚拟水，可以平衡区域水资源，缓解缺水国家和地区水资源短缺，保障当地水资源安全。 四、虚拟水与国家安全 水资源是基础性的 自然 资源和战略性的 经济 资源。全球性的人口、资源、环境和生态等危机的出现，导致人们的国家安全观念有了质的变化，水资源安全 问题 不仅仅是资源安全问题，已成为关系到国家经济、 社会 和 政治 的重大战略安全问题，直接关系到国家的安全，是 影响 国家安全的关键组成部分。如以色列及阿拉伯邻国的约旦河水之争，美国和加拿大的哥伦比亚河争端，印度与巴基斯坦的印度河争端以及跨越欧洲八国的多瑙河争端等水资源国际分配的水事矛盾，已是尖锐的国家安全问题。 粮食作为人类的生活必需品携带有大量的虚拟水，是当前世界贸易中数量最大的商品。由于粮食的生产离不开水，因此水安全问题还可以通过粮食安全影响到国家安全。干旱国家和地区可以通过出口高效益低耗水产品、进口本地没有足够水资源生产的粮食产品，以贸易的形式最终解决水资源短缺和粮食安全问题。对参与虚拟水贸易的国家或地区来说，通过贸易能增强这些国家和地区粮食安全的相互依赖性，减轻国家或地区之间因为水或粮食问题所引起的直接冲突，创造持久的合作关系，维护国家安全。 五、几点启示 1.虚拟水的理念改变了解决问题的思维方式 虚拟水的提出，突破了以往的传统观念和因袭思维方式，它要求水利工作者从原有的以水为中心的观念转变为在水之外寻找解决水资源分配和水资源管理的途径，运用“大水利”的系统理念和 方法 找寻与水问题相关的各种各样的影响因素。在水问题发生的范围之外找寻解决区域内部水问题的 措施 ，可以更好地协调人口、资源和生态环境之间的关系。 2.虚拟水 理论 拓宽了水资源 研究 的领域 传统的水资源，一般研究真实水资源的自身特征、运动 规律 及相关关系，对“看不见”的虚拟水毫无了解。虚拟水理论给水资源和水安全研究提供了创新领域，如传统水资源研究与粮食安全研究是分离的，虚拟水理论使两者有了切入点，给从事水资源学研究的人员提供更加广阔的研究空间。今后主要应加强虚拟水战略的区域政策体系研究，研究虚拟水与区域社会经济 发展 、产业结构战略性调整、粮食安全及生态环境安全等之间的关系，对构筑水资源安全战略体系具有重要意义。 3.虚拟水树立了新型的水资源管理理念 在国家层面，应以流域为单位进行水资源可持续利用管理，发挥流域系统在水资源管理方面的功能，使水资源管理由供求管理走向社会化管理。水资源管理应有三个层次，首先是要通过节水、生活习惯和方式的改变、产业结构和种植业结构的调整，充分利用当地水资源;其次，考虑区域社会经济的发展、水资源安全和生态环境安全，进行区域水资源分配;最后，构筑水资源安全战略体系，通过虚拟水贸易和虚拟水战略实现全球水资源化。 4.虚拟水提供了一条解决我国干旱区缺水的新途径 水资源是人类赖以生存的一种宝贵的稀缺资源。我国华北及西北干旱区水资源严重短缺，严重制约区域社会经济发展，导致区域生态环境严重恶化。建立水资源安全战略已经成为国家长治久安、经济社会可持续发展的必然选择和重要战略问题。实施虚拟水战略有利于国家制定西北地区水资源安全战略的保障措施及政策，有利于西北开发，对西北地区的生态环境安全和社会经济可持续发展具有重要的理论和现实意义。 参考 文献 ： 1 程国栋.虚拟水—— 中国 水资源安全战略的新思路.中国 科学 院院刊， 看了关于水的科学论文的人还看 1. 水利科技论文范文 2. 关于科技论文的范文 3. 科技小论文范文 4. 地下水浮力科学论文 5. 关于科学论文的作文

石河子大学毕业论文(设计)开题报告课题名称：学生姓名：学 号：学 院：专业、年级：指导教师：职 称：毕业论文(设计)起止时间：2009年 3月-2011年5月至6月一、 课题来源的项目名称及项目来源课题名称：课题来源：国家自然科学基金项目项目编号：二、 课题的立项依据（一）研究的意义水是农作物赖以生存和发展所必需的自然资源，作物根系是土壤水分的直接吸收利用者，当受到土壤水分胁迫时，作物根系[1]首先感到并迅速发出信号，使整个植株对水分胁迫做出反应，同时根系形态结构、化学成分等根系组成也发生相应变化，并影响作物地上部光合作用和产量形成。研究作物根系对认识和调控作物生长具有重要意义。根区水分是影响作物根系生长发育最重要的环境因子之一。当土壤水分发生变化时，作物根系最先感受并通过一定途径使地上部对水分变化做出相应的反应，同时根系在自身形态结构、吸收功能、生理活性以及化学成分的数量和质量也发生相应变化。因此，通过对作物根区水分对作物根系生理机制效应的研究，对调控作物生长具有重要意义。膜下滴灌技术由于其灌灌溉周期较短，土壤耕层内的含水量可始终保持在作物所需要的含水量适宜范围内，更有利于水分的吸收利用及作物生长发育。由于膜下滴灌为番茄生长提供了良好的水气热及养分环境，与传统灌溉方式相比，根区环境发生了巨大变化，这些变化必然影响番茄根系生长，进而影响地上部植株生长发育。然而，国内外在该领域的研究大多侧重于对滴灌技术本身[2,3, 10]的研究，有关加工番茄膜下滴灌节水高产的生理机理研究较少，基础研究薄弱限制了膜下滴灌技术节水增产潜力的发挥。探求以土壤水和作物关系为中心的农田水分管理，不仅对发挥番茄膜下滴灌节水高产的潜力具有重要指导及借鉴意义，而且从长远看为将来滴灌的应用及推广探索积累宝贵的理论及实践经验。（二）国内外研究现状及分析根系是固着植物并从土壤等基质中吸收和运输水分、养分等营养成分的器官，是土壤资源的直接利用者和产量的重要贡献者[4,5,10]。早在十八世纪初，德国的海尔斯(Halls,1724)[8]就开始了对植物根系的研究,在其后的100多年里，研究一直非常缓慢，开展的研究较少，直到上世纪世纪30年代，Weaver较系统地研究了10多种作物的根系生长过程，并指出“要科学地理解作物生产,就必须全面地认识作物根系发育、根群分布、不同生育时期根系吸收水分养分的活力以及不同环境下根系的变化”，由此根系的研究才日益受到重视；目前国际上已将根系研究作为进一步提高农作物生产力的一个极具潜力的基础性科研课题。作物根系对土壤水分的利用状况取决于不同土层中的根系分布、吸水速率及土壤有效含水量，其中根系分布与土壤水分的吸收和消耗有着密切关系，并在土壤水分利用中发挥着重要作用[5,6]。Weaver指出，作物的生产与根系的发育、根群分布、不同生育期的根群分布以及在各种环境条件下的根系变化有密切的关系，根系生长的好坏，直接决定着作物的产量。关于根系分布的研究、作物根系与根区水分的关系以及水分胁迫与作物产量的关系，已经引起了国内外学者广泛的关注[7]。尽管前人对棉花、小麦、水稻等作物的根系进行了广泛的研究，但不同供水条件下加工番茄根区水分变化，对根系结构的影响尚不清楚，根系结构的改变是如何影响到作物系统及产量形成的，基于此，本研究开展土壤含水量对番茄根区水分变化根系结构对植株地上部调控的研究，进一步揭示加工番茄高产高效的水分生理机理。三、拟采取的研究方案及可行性分析。（一）试验点概况2009年试验在石河子大学农学系试验站（44°18´N，86°03´E，海拔440m）进行，前茬为棉花地，土质为沙壤土，播前土壤有机质为，全氮、速效磷 mg/kg、速效钾205 mg/kg、碱解氮70mg/kg。60cm土层平均土壤容重为，田间持水量，地下水位左右。（二）水分处理设计水分处理从开花初期开始，设6个水分处理。不同处理随生育期推进各设三种土壤含水量（见表）。灌溉上限为相对田间持水量的95%。在试验实际实施过程中又难以根据严格控制灌水下限，故各处理均设有一个范围，如灌水临界范围定为45%-50%占相对田间持水量（SWR）百分比，各处理土层（0-60cm）含水量达到该阶段计划土壤湿润层的相对田间持水量的百分比时即开始灌溉，故每次灌量为225 m3•hm-2。水分处理如表1所示表：表1加工番茄水分试验处理滴灌方式 开花期～红果期SWR% 成熟期SWR%DI （1） 40-45 75-80DII （2） 55-60 75-80DIII （3) 70-75 60-65DI （4） 40-45 60-65DII （5） 55-60 60-65DIII （6) 70-75 60-65注： 开花期:整个番茄田中50%的番茄植株第一花序开花的日期；红果期：整个番茄田中50%的番茄植株前三个花序出现第一个成熟变红果实的日期；成熟期：从红果到最后采收所持续的时间。D为膜下0厘米滴灌，如果是正常滴灌，就把D去掉，就写Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ就可以了。（三）试验方法本试验中番茄栽培方式为覆膜人工穴状直播，膜宽90cm，实际采光面70cm，在膜下中央铺设一条滴灌带（毛管直径16mm，滴头间距300mm），膜上行距50 cm，膜间行距60cm，株距30cm。控制条件：控制灌水，用水表记录灌溉水量。水分传感器安装在靠近滴灌带5cm处监测根区土壤水分，探头埋深60cm。田间实际灌溉用水量用标定过的水表记录。滴灌地采用“干播湿出”方式播种，于2009年4月下旬播种，播种后立即滴水灌溉确保适墒出苗。为满足加工番茄整个生育期对养分的需求，于花果期追施尿素（360kg/hm2），硫酸钾复合肥（K2O 225kg/ hm2）。（四）试验品种供试材料为里格尔87－5（Lycopersicon Liger 87-5）。（五）技术路线（六）测试内容与方法1、土壤含水量的测定 土壤水分含量采用AQUA-TEL-TDR型 时域反射仪(TDR)土壤湿度传感器监测(Autamata Inc.,美国)，传感器埋深60cm，经烘干法矫正。2、根系取样方法（取两次，分别在花果期及成熟期）根系取样用双向切片法，每隔10cm取一次根样，按深度取样。取出的根样经水洗，过网筛，人工用镊子拣出死根和其它杂质，人工用摄子仔细定位排放到玻璃板上，供测量用。每处理分别取3个重复。3、根系特征指标的测定将冲洗干净的根段整齐排列在蓝色背景玻璃板上，用普通手持扫描仪在200dpi象素下黑白模式下扫描形成TIF图像文件供分析使用。使用DT－SCAN图像分析软件(英国Delta公司，版)对TIF图像文件进行分析，计算根系的长度、平均直径和根表面积等形态特征指标。4、数据处理及统计分析方法数据分析用Sigamaplot、DPS及EXCEL等软件，分别做出不同处理对根系性状各项指标影响的关系图；运用方差分析、相关分析等多种数学统计方法。四、课题的研究目标、研究内容,以及拟解决的关键问题。（一）研究目标对加工番茄膜下滴灌定量供水和不同生育期水分处理，采用膜下滴灌自动控制技术，应用时域反射仪(TDR)水分传感器对作物根区水分动态变化进行实时监测，设置0～60cm根层土壤含水量灌前指标，研究不同水分处理对膜下滴灌番茄根系结构的影响，进而分析根区水分变化对番茄地上部分各器官的生长发育的影响，揭示加工番茄高产的水分生理调节机制。（二）研究内容根据国内外研究现状，结合试验所具备条件，本论文主要研究内容是：根区水分变化对根系生长及分布特征的调节。（三）拟解决的关键问题明确根区水分变化对根系生长及分布特征的调节。五、工作条件现有条件试验地点选在石河子大学农学院实验站，水分及相关测定项需要的仪器主要有：1）美国AQUA-TEL-TDR型土壤湿度传感器；2）土壤墒情自动监测与滴灌自动控制系统；3)烘箱、冷藏箱、电子天平、荧光仪、LIC6400光合仪 、AP4气孔导度等；4)滴灌器材、水表、土钻、打孔器；5) 数码相机、扫描仪、水势仪。存在问题1)缺乏某些叶片生理指标的测定；2)理论知识掌握不够系统，对试验问题的分析能力需要进一步提高。解决途径1)针对预试验中出现的测定指标问题，提前预防，争取准确做好试验；2)继续查阅相关的文献资料，进一步加强学习掌握所需的知识，了解国内外在此方面的研究和进展情况，吸收学习经验和分析试验的方法。六、课题研究进度计划安排及预期研究结果。课题研究进度计划安排2008年3月～12月：试验方案确定，准备相关试验材料及设备等。2009年3月～8月：进行小区控制试验，完成各阶段的工作。2010年4月～12月：整理并分析试验数据。2011年1月～6月：按时撰写完本科毕业论文，进行答辩。预期研究结果明确根区水分变化对根系生长及分布特征的调节。七、主要参考文献[1]张爱良等.作物根系与水分的关系[j] Crop research,1992,(2):4~7[2]蔡焕杰等.荒漠气候区膜下滴灌棉花需水量和灌溉制度的试验研究.[J]26~29[3]徐飞鹏等.新疆膜下滴灌技术的应用与发展的思考.农业工程学报,2003,19(1): 25-27[4]程建峰等.作物根系研究法最新进展[j]江西农业学报,1999,11(4):55~58[5]王化岑,高产小麦根系形态与生长规律的研究[J].作物杂志.1997(5):32~35[6] 史文娟等.棉花调亏灌溉的生理基础研究. 干旱地区农业研究[J].2004,(9):1~5[7] 薛刚等.水分胁迫下钙螯全剂与CPZ抑制剂对棉花根和下胚轴两种ATPase活性的效应.植物生理学通讯,[J]1994, 30(6):417~425[8]吴凤芝等.大棚番茄不同连作年限对根系活力及其品质的影响.东北农业大学学报，1997，3（1）:33~38[9]Mingo D M, M A. Bacon1 and W J. Davies. Non-hydraulic regulation of fruit growth in tomato plants (Lycopersicon esculentum cv. Solairo) growing in dryingsoil. Journal of Experimental Botany, 2003,54(4):1205~1212[10].小麦根重分布模式的定量研究[J].国外农学-麦类作物,1994,(1):25~26指导教师审阅意见：&&&同学根据新疆 “红（加工番茄）、黑（石油）、白（棉花）”农业产业战略，紧扣课题“加工番茄膜下滴灌根层水分对根系发育调控的研究”查阅了大量文献，在此基础上研究加工番茄膜下滴灌定量供水和不同生育期水分处理对膜下滴灌番茄根系结构的影响，进而分析根区水分变化对番茄地上部分各器官的生长发育的影响，揭示加工番茄高产的水分生理调节机制。内容设计科学合理，布局协调。同时，已开展了预备试验，并收集到部分数据，有望按照计划完成。具备开题的基本条件，推荐参加开题。开题报告成绩：指导教师（签字） 年 月 日备注：

中国是一个干旱缺水严重的国家。淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6％，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2200立方米，仅为世界平均水平的1／4、美国的1／5，在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。 扣除难以利用的洪水泾流和散布在偏远地区的地下水资源后，中国现实可利用的淡水资源量则更少，仅为11000亿立方米左右，人均可利用水资源量约为900立方米，并且其分布极不均衡。到20世纪末，全国600多座城市中，已有400多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总量为60亿立方米。 据监测，目前全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染，且有逐年加重的趋势。日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，对中国正在实施的可持续发展战略带来了严重影响，而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康。 中国水资源现状 1、中国水资源流域划分 中国按河流水系划分成十大流域： Ⅰ黑龙江流域 Ⅱ辽河流域 Ⅲ海河流域 Ⅳ黄河流域 Ⅴ淮河流域 Ⅵ长江流域 Ⅶ珠江流域 Ⅷ东南诸河流域 Ⅸ海南诸河流域 Ⅹ内陆河流域。 2、中国水资源量评估 20世纪80年代初，在水利部的支持下，全国开展了第一次水资源评估工作，并根据1956-1979年的水文气象资料，对全国水资源量进行了评价，其成果见表5、表6。 （1）降水总量。1956-1979年间的平均年降水总量为万亿立方米,折合降水深为648mm，比全球陆地平均值低约20%。受气候和地形影响，降水的地区分布极不均匀，从东南沿海向西北内陆递减。台湾省多年平均年降水为2535mm，而塔里木盆地和柴达木盆地的多年平均年降水深则不足25mm。 （2）河川径流量。在我国，降水量中约有56%通过陆面蒸发返回空中，其余44%形成径流。全国河川径流量为万亿立方米，折合径流量深为284mm。其中地下水排泄量为6780亿立方米, 约占27%；冰川融水补给量为560亿立方米, 约占2%；从国境外流入的水量约为172亿立方米。 （3）土壤水通量。根据陆面蒸散发量和地下水排泄量估算，全国土壤水通量约为万亿立方米(约占降水总量的67%)，其中约有16%通过重力作用补给地下含水层，最后由河道排泄形成河川基流量，其余万亿立方米消耗于土壤和植被的蒸散发。 （4）地下水资源量。地下水资源量系指与降水、地表水有直接补排关系的地下水总补给量。根据水资源开发利用现状，全国多年平均地下水资源量约为8288亿立方米，其中有6762亿立方米分布于山丘区，1874亿立方米分布于平原区，山区与平原区的重复交换量约为348亿立方米。 （5）水资源总量。扣除地表水和地下水相互转化的重复量，我国水资源总量为万亿立方米；其比河川径流量多的1009亿立方米水量，是平原、山间河谷与盆地中降水和地表水补给地下水的部分水量。在不开采地下水的情况下，这部分水量以潜水蒸发的形式消耗，通过地下水开采，可以从蒸发中夺取部分水量加以利用。经过计算，平均年潜水蒸发量在北方平原地区为844亿立方米，在南方平原地区为119亿立方米。 中国水资源现状 中国的水贫穷到什么地步呢？联合国一项研究报告指出：全球现有12亿人面临中度到高度缺水的压力，80个国家水源不足，20亿人的饮水得不到保证。预计到2025年，形势将会进一步恶化，缺水人口将达到28亿～33亿。世界银行的官员预测，在未来的5年内“水将像石油一样在全世界运转”。 我国属于缺水国之列，人均淡水资源仅为世界人均量的1／4，居世界第109位。中国已被列入全世界人均水资源13个贫水国家之一。而且分布不均，大量淡水资源集中在南方，北方淡水资源只有南方水资源的1／4。据统计，全国600多个城市中有一半以上城市不同程度缺水，沿海城市也不例外，甚至更为严重。目前我国城市供水以地表水或地下水为主，或者两种水源混合使用，有些城市因地下水过度开采，造成地下水位下降，有的城市形成了几百平方公里的大漏斗，使海水倒灌数十公里。由于工业废水的肆意排放，导致80％以上的地表水、地下水被污染。 专家们警告：“20年后中国将找不到可饮用的水资源”。美国民间有影响的智囊机构———世界观察研究所发表的一份报告中称：“由于中国城市地区和工业地区对水需求量迅速增大，中国将长期陷入缺水状况。”中国的黄河在过去的10多年年年断流，其中1997年断流226天。流经中国一些人口稠密集地区的淮河去年也断流了90天。根据卫星拍摄的照片，数百个湖泊正在干涸，一些地方性的河流也在消失。目前全国600多座城市中，有300多座城市缺水，其中严重缺水的有108个。其中北京市的人均占有水量为全世界人均占有水量的1／13，连一些干旱的阿拉伯国家都不如。 但是广大老百姓能感受到我们如此的窘境吗？没有。 就生产用水来说，在宁夏的一些地方，每亩水稻一年大约需要浇2000多立方米水，一亩小麦得1200多立方米水。中国农村普遍的水资源利用率只有40％左右。在宁夏，每公斤大米耗水超过两吨。大水漫灌如果真的对庄稼有好处，倒也罢了，但事实上这种做法是引起土地盐碱化的最根本原因。 工业用水方面，我国炼钢等生产过程的单位耗水量比国外先进水平高几倍甚至几十倍。水的重复利用率不到发达国家的1／3。 如此缺水又如此挥霍，那么我们靠什么维持这种虚假的富有呢？ 以河北省为例，据《望》周刊的报道，这个人均水资源比以色列还少的地区，靠大量超采地下水，掩盖着极度缺水这一重要事实。全省累计超采地下水600亿立方米，其中深层地下水300亿立方已无法补充。再有15年，石家庄的地下水就能采完。现在，华北平原已拥有全世界面积最大的地下复合漏斗区，达四五万平方公里。西部的许多地区，因地下水超采严重，大片已成活多年的树木枯死。 专家说：我们是用惨重的代价维持苟安，虚假的绿色使我们依然悠然自得。内情与外观的反差使人不由想起《水浒》中常用的一句话———好个不知死的！ 以色列的自然条件比我国西部的许多地方更为恶劣，但以色列不但居家过日子极重节水———马桶上都有两个按钮，小便用小水、大便用大水。在生产中，享誉世界的节水农业不但使世界上最缺水国家之一的以色列成为世界农产品出口大国，同时，它出口节水农业技术与设备的收入更超过出口农产品的收入。我国近年来安排大量的西部省区领导人去以色列访问，但除了进口一些以色列的节水设备以外并无大的收益。据说主要原因在于我国水价过低，使节水技术和设备的使用无利可图。 我国目前城市自来水水价偏低，成本和水价偏离，政府实行亏损补贴。在农村，一吨水电力提灌价4至9分，自流灌溉价每吨4厘至6厘，300吨黄河水的价格顶不上一瓶矿泉水。低水价实际上鼓励了水资源的高消费。 水费涨价，刻不容缓，这是利国利民利后代的大事。另一方面，太有必要通过各种方式，给全国人民上一堂扎扎实实的节水课。

1.研究意义

土壤和水是自然环境和农业生产的两项基本资源，也是人类赖以生存的两大支柱，称之为土水体系。土壤和水作为一个系统，与外界环境不断地进行着水分和热量的交换，同时水分、溶质和热量在土水系统内进行着复杂的运动和迁移，因此这一体系属于动态开放体系。

水分是土壤的三相组成中最活跃的因素，水分的运动及变化是土壤中物质运动的主要形式，水分运动的同时伴有热量和溶质的传输。土壤中水分的运动主要包括入渗、迁移及其转化过程。土壤中的水流、含水率分布、溶质分布和热流、温度分布相互作用、相互影响，水热盐的耦合迁移决定了土壤的水热状况。一方面，土壤含水率的分布与变化，引起土壤热特性参数及溶质在空间和时间上的变化，从而影响土壤热流和温度分布；另一方面，温度及溶质的变化将引起水分物理化学性质的变化，从而导致土壤水分运动参数和基质势的变化而影响水分运动，同时温度梯度本身亦会引起水分运动。与土壤中水分运动紧密相关的另一个问题是土壤与大气之间的水、热交换。地气间的水热交换与土壤水热盐状况和近地表处大气边界层的状态有关。水分交换一般以蒸发和凝结的形式进行，同时在这一过程中伴随着巨大的相变潜热的吸收或释放，对土壤和大气之间的水量和热量平衡产生很大的影响。

季节性冻土是一种含冰晶的特殊土水体系。据研究，地球上中纬度大部分地区经受季节性冻融作用的影响。在我国，季节性冻土主要分布于北纬30°以北地区，面积为×106 km2，约占全国国土面积的54%（徐学祖等，1991），这些地区大多属于干旱、半干旱的水资源短缺地区。土壤的冻融作用过程伴随着相组成的变化，土壤中的固相是由矿物质和冰共同组成的，同时伴随着土壤物理、化学以及物理化学性状的变化。冻土含冰率的变化既相当于液态水的动态储量，又等价于热量的动态变化。冻融土壤的相变及其伴生现象使得本来就不稳定的土水体系变得更加复杂。冻土中的水分运动方式主要有液态水运动和气态水运动两种，但液态水运动是冻土中水分运动的主要方式。冻土中水分运动的驱动力仍为总土水势，它是压力、重力、温度、基质、溶质等分势之和。这些分势既可以单独作用，又可以耦合作用，所以冻土体系是一个多因素综合作用的复杂系统。

在土壤冻融过程中，由于受相变的影响，土壤中冰、水共存，水、热、盐分的迁移具有更强烈的耦合性。土壤冻结过程中，冻结区水分冻结成冰，使土壤水热状况发生变化，土水系统的动态平衡遭到破坏，水分在土水势梯度作用下不断从未冻区向冻结区迁移。其结果是冻结区冰的含量不断增加，未冻水中的盐分不断积累，并引起土体冻胀。随着气候的逐渐变暖，土壤从表层开始融化，而其下的冻结层阻碍上层融水下渗，致使上层土壤含水率增加，出现春涝、翻浆等现象。在冻融过程中，土壤的水、热、盐分状况发生了剧烈变化。

冻融土壤系统的水分运动作为自然界水循环的一个重要环节，在农业、水资源、环境及人类工程中占有极其重要的地位。这一课题的研究涉及到土壤、农业、水利、水文、气象及地质等多学科理论和相关知识，属于交叉复合型课题。对冻融土壤水分运动的深入研究，掌握其运动规律，不仅有助于促进非饱和带土壤水分入渗和迁移基础理论的发展，而且可为综合评价地表、地下水资源、有效利用土壤水资源、合理确定农田灌溉技术参数提供科学依据。因此，无论在理论上，还是在指导生产实践方面都具有重要意义。

2.冻融土壤水分运动研究在农业生产方面的应用

在农业生产中，土壤水是陆生植物水分的源泉，热量则是生物赖以生存繁衍的基础。土壤中许多物理的、化学的、生物的过程，需要在一定的水分、温度条件下进行。水分、热量条件是影响植物分带及作物产量的决定性因素。在土壤含盐量较高的地区，冻结期盐分随水分运动迁移至表层，融化期随着水分的蒸发，盐分便积累在表层，出现地表泛盐和作物因生理脱水而死亡等现象。同时，在我国北方的大中型灌区，绝大部分冬、春灌溉都是在地表及其附近有冻层的条件下进行的，冬、春灌溉后土壤水分的保持和运移、农田灌溉合理灌水技术参数的确定都与土壤水分运动密切相关。因此土壤水分运动规律的研究对于农业的可持续稳定发展至关重要。随着水资源的日益短缺，我国农业用水所面临的形势极为严峻，农业节水灌溉和高效用水已成为全社会所重视和关注的重大问题之一。

21世纪世界农业灌溉的发展趋势之一是灌溉方法仍然以地面灌溉为主，喷、微灌面积逐步扩大。到目前为止，我国95%以上的灌溉面积仍采用传统的地面灌水方法，而且可以预测，在今后很长一段时间内，地面灌水方法在我国农业灌溉中仍占绝对的主导地位。在中纬度地区，出于满足越冬作物水分需求、对水资源供需矛盾调节、污废水利用、灌水习惯和农事、劳动力安排等方面的考虑，冬小麦冬灌、秋地储水灌溉和播前灌溉以及盐碱地的冲洗灌溉等各种灌水，在早冬和早春进行的频度很高，且随着水资源供需矛盾的突出日益增高。如山西省汾河灌区（灌溉面积150万亩，占到全省灌溉面积的10%）的秋地储水灌溉、冬灌及早春灌溉以及汾河冬季污水的利用灌溉都是在地表冻结的条件下进行的。汾河灌区的冬灌一般开始于11月上旬，一直延续到12月中下旬，几乎全部冬灌都在夜冻昼融或地表已稳定冻结的土壤条件下进行。春灌一般开始于3月上旬，此时，地表耕作层土壤处于夜冻昼融的状态，耕作层之下的犁底层处于完全冻结状态，犁底层的完全解冻一般年份在3月下旬或4月上旬，因此大部分春灌也是在冻融条件下进行的。据统计，汾河灌区多年平均供水量亿m3，其中60%（亿m3）在冬、春季节实施灌溉。冻融期间土壤水分运动规律的研究在农业灌溉中的应用主要表现在以下两个方面。

（1）冻融期地面灌溉合理灌水技术参数的确定和灌水效果和灌溉质量的评价。在现行的地面灌溉技术中，灌水技术参数包括灌溉单宽流量、畦田规格、放水时间或封口成数等。这些灌水技术参数的合理确定和灌水质量的评价都以土壤水分入渗参数为依据。

（2）地面灌溉灌水技术参数优化技术。随着地面灌溉水流运动理论的成熟，计算机模拟技术和优化技术在地面灌溉水流运动模拟中的应用，地面灌溉灌水技术参数优化技术即将广泛应用于地面节水灌溉中。而地面灌溉灌水技术参数优化技术是以已知的土壤入渗参数为前提的。土壤入渗参数取值的正确与否决定着模拟灌水技术参数的正确与否。因此，冻融土壤入渗规律的研究对地面灌溉灌水技术参数优化技术的应用至关重要。

3.冻融土壤水分运动研究在水资源预测评价中的应用

在中纬度季节性冻土地区，河流有夏汛和春汛之分。春汛是由于冰川和积雪融化所致。融雪所产生的河川径流为融雪水量扣除土壤入渗后的部分水量，冻融土壤水分运动规律的研究成果可应用于融雪入渗量的计算中，为融雪径流量的计算提供参数和依据。

地球上的大气降水、地表水、土壤水、地下水等不同类型的水分处于不断的循环和转化之中。非饱和土壤水分将地表水和地下水联系起来，土壤水分入渗、迁移、腾发与转化是全球水循环的重要环节。土壤水分入渗、腾发、迁移与转化规律对于研究地下水资源的补给与消耗、地表水资源与地下水资源的合理开发利用具有很大意义，在“四水”转化关系研究中具有重要地位。地下水资源的评价与计算中，潜水蒸发、河渠补给和灌溉入渗补给是其补给及消耗项的主要组成部分。非冻融条件下上述各项资源量的计算依据研究较为深入，而冻融条件下有关参数的研究甚少。冻融土壤水分运动规律的研究可为越冬期潜水蒸发量、河渠入渗补给量和灌溉入渗补给量的计算提供依据，有助于合理评价地下水资源。

此外，与地表冻融有关的工程冻胀、盐胀、土壤中污染物迁移等问题的解决也依赖于冻融条件下土壤水分运动的研究。总之，冻融条件下土壤水分的迁移与转化是水文学、农田水利学、土壤物理学、农业气象学、水文地质学、冻土学等学科研究的重要领域。它的研究对于综合评价地表、地下水资源，有效地利用土壤水、热资源，合理确定农田灌溉技术参数，合理解决寒区和极地资源的开发、工程建设和环境保护的开展及土壤盐渍化防治等实际问题都具有重要意义。