干旱区水面覆盖苯板的防蒸发效果及对水体的影响

为探明覆盖遮挡物对水体的影响,以改进后的多个20m2蒸发池作为研究对象,开展试验研究和理论分析,研究苯板的防蒸发效果和对水体的影响。研究表明:蒸发消减率随苯板覆盖率增加而增大,蒸发越强烈的月份(6-8月)蒸发消减率越高,其中8月的蒸发消减率为:26. 07~99. 83%;水体月蒸发量变化规律类似于"开口向下的抛物线",7月出现极大值210. 91(无覆盖);水面100%覆盖苯板时,水体矿化度和浊度相比无覆盖时明显降低,分别降低25. 99%和69. 17%。     

抑制干旱区平原水库蒸发试验及蒸发模型研究

干旱区平原水库蒸发强烈,采用物理覆盖技术来抑制平原水库的无效蒸发,可节约更多的水资源。采用20m2蒸发池的蒸发试验与抑制水面蒸发试验,评价苯板覆盖抑制水面蒸发的效率,同时进行苯板覆盖技术的示范研究。结果显示,苯板覆盖以后水面的平均抑制率可达51.25%,合理的苯板连接和固定方式可以有效地消减平原水库的无效蒸发。以能量平衡原理为理论基础,综合彭曼法分别建立了适合干旱区平原水库不同时期覆盖水面的抑制蒸发计算模型。最后通过随机选取的测站月气象资料对抑制水面蒸发计算模型进行了验证。计算结果表明模型误差较小,抑制水面蒸发计算模型在月时间尺度上较为精确。     

不同灌水量对温室甜瓜生长和生理特性的影响

以"一品天下208" 甜瓜为试验品种,在日光温室内进行了灌溉试验,采用20蒸发皿的日水面蒸发量为灌溉水量控制指标,设置了不同蒸发量系数(K_p=0.45;0.6;0.75;0.9)的供水处理,探求不同灌溉水量对温室甜瓜生理指标、形态指标和光合生理指标的影响.结果表明:温室内外温度的变化趋势基本相似,温室内的温度能够满足甜瓜的正常生长.不同处理的灌溉水量比值始终为T1:T2:T3:T4=0.45:0.6:0.75:0.9;从甜瓜的株高、茎粗、总生物量、根冠比等指标综合分析,采用T2(K_p=0.6)处理均优于其它水分处理,且根冠比也处于一个较高的水平;叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量均以T2处理最高;各处理的细胞液浓度的变化呈单峰曲线,不同处理的叶片细胞液浓度表现为T1>T2>T3>T4处理.结果表明:采用T2处理的灌溉模式有利于甜瓜在获得较高产量的前提下降低灌溉用水量.     

长期咸水滴灌对灰漠土理化性质及棉花生长的影响

为揭示长期咸水滴灌对灰漠土物理化学特性及棉花生长的影响,研究了咸水灌溉11 a后土壤盐分、容重、水力特性、棉花耐盐生理特征及产量。试验设置3个灌溉水盐度水平:0.35 dS·m~(-1)(淡水)、4.61 dS·m~(-1)(微咸水)和8.04 dS·m~(-1)(咸水)。研究表明:与淡水灌溉相比,微咸水和咸水灌溉显著增加土壤容重、盐分、pH值和土壤含水量,显著降低土壤孔隙度、全氮和有机质含量;土壤饱和导水率在微咸水和咸水灌溉处理下分别较淡水处理降低45%和60%,体积含水率随着灌溉水盐度的增加而增大;与淡水灌溉相比,微咸水和咸水灌溉显著降低棉花叶面积、叶水势、气孔导度、叶绿素含量和干鲜质量比,其中叶水势分别较淡水处理下降43.34%和63.46%;微咸水和咸水灌溉显著增加棉花叶片相对电导率和丙二醛含量,同时SOD、POD和CAT活性也显著增加,脯氨酸含量分别较淡水灌溉增加69.52%和212%;棉花总生物量在微咸水和咸水灌溉处理下分别较淡水灌溉处理降低14.15%和32.88%;籽棉产量分别较淡水灌溉降低12.6%和25.7%。综上所述,长期的微咸水和咸水灌溉显著增加土壤盐分含量、降低土壤养分含量,土壤水分的可利用性也显著下降,导致棉花生物量和产量降低。     

灌水量对包气带水分运移与滞留影响过程研究

包气带水是支持植被生长的关键因子,也是联系地表水与地下水、以及补给地下水的重要水源,为了解地表灌溉量和历时对包气带水分运移和滞留过程的影响,在陕西省泾惠渠试验站开展了夏玉米和冬小麦畦灌试验,应用实测数据和Hydrus-1D模型模拟包气带0~6 m土壤水分运移滞留过程,并对其水分平衡进行定量分析计算,结果表明:不同的灌水量、进水流量和灌溉历时会引起明显土壤水分运移滞留变化。夏玉米模拟期采用大流量、快速灌溉,剖面底部的渗漏量大,占地表总入水量的24.88%;冬小麦模拟期灌溉流量小、历时长,底部渗漏量小,占地表灌溉量的2.29%;夏玉米试验期内蒸发蒸腾量大于冬小麦,分别占地表总入水量的32.32%和27.33%,棵间蒸发量占蒸发蒸腾量的比例分别为18.15%和16.92%;夏玉米与冬小麦试验期内包气带土壤水分滞留比例分别为42.8%和70.38%,灌溉进水流量和历时是控制包气带水分滞留和进入地下水的关键因素。     

南疆水面蒸发量研究

南疆位于新疆南部,降水稀少、蒸发强烈,水面蒸发是河川径流水量损失的主要组成部分。农业是经济的主要支柱和优势产业,而南疆的农业是灌溉农业,渠系众多,水面蒸发量损失较大,合理地预测水面蒸发量是有效利用水资源和促进农业发展的基础。利用南疆近30年来的气象资料,分析了南疆的月平均气温、湿度、水汽压等与月水面蒸发量的关系,结果表明气温和月水面蒸发量相关性均较好,可建立用气温资料预测水面蒸发量的模型。通过随机选取的测站月气温资料对模型进行了验证,计算结果表明模型误差小,模型有实用价值。     

缺水条件下非充分灌溉制度预报系统的研制

以Jensen作物水分生产函数模型为基础,运用动态规划方法,建立了非充分灌溉条件下冬小麦、棉花、夏玉米的优化灌溉制度预报系统;并编制了可视化的程序界面,只要输入相关参数(土壤田间持水率、初始含水率、土壤容重、可供水量、不同阶段潜在作物蒸发蒸腾量,各阶段不同水平年的有效降雨量值和作物不同阶段的计划湿润层深度),就可得出适合于不同地区的优化灌溉制度,操作简单,具有实用性。以山西晋中和临汾地区为例验证,系统计算显示上述3种作物比传统灌溉分别节水为9%,7%和3%;在供水量不足的情况下,系统可指导如何在时间上分配水量以使减产最小,且可得知在这种灌溉方式下的具体减产量。     

不同覆盖方式和灌水量对设施延后栽培葡萄生长特性和产量品质的影响

试验研究了不同灌水量和覆盖方式对葡萄新梢生长期新梢生长特性、膨大期果实粒径大小变化、成熟期品质、产量和水分利用效率的影响,旨在确定延后葡萄栽培最理想的处理模式。研究结果表明:对于同一种覆盖处理,在两种不同的灌水水平下葡萄植株新梢生长特性、果实大小重量和可溶性固形物含量、Vc含量都没有显著性差异(P0.05);不同覆盖方式下,适度调亏灌溉下葡萄的可溶性固形物含量和Vc含量均比标准灌水的高,其中适度调亏灌溉下的秸秆地膜覆盖处理的可溶性固形物含量和Vc含量分别达到18.03%和0.20 mg·g-1;在同一灌水梯度下,覆盖相比不覆盖处理均能不同程度改善植株新梢生长特性、果实大小重量、可溶性固形物含量和Vc含量,且地膜秸秆双重覆盖处理的效果最好,标准灌水下的秸秆地膜覆盖处理各品种指标均最大,其可溶性固形物含量和Vc含量分别达到18.33%和0.22 mg·g-1;不同水分处理均能增加葡萄产量,提高水分利用效率,且适度调亏灌溉的葡萄产量和水分利用率最高,分别达到36 381.1 kg·hm~(-2)和6.29 kg·m-3。由此可知,适度亏水处理的秸秆地膜覆盖处理时,葡萄新梢生长速度、果实大小重量、葡萄品质和产量及水分利用效率均达到最高水平,该结论可以在今后设施栽培葡萄节水、优质灌溉制度中推广应用。     

精准农业种植中棉田膜下自动控制滴灌系统的应用

通过计算机控制系统,利用各种传感器,自动采集、监测农田土壤水分、土壤温度、大气温度、大气相对湿度、田间水分蒸发量、土壤全盐含量等农田环境参数,根据这些参数结合数学模型可预报出棉田需灌时间和需灌水量,利用计算机系统所显示的棉田土壤温度、湿度变化情况,为自动化灌溉系统提供控制信息,传递控制信号,并结合棉花各个生长期的需水规律实施自动滴灌,为棉花生长提供科学合理的灌溉方案,同时在利用精准灌溉设施的基础上配套实施精准施肥,充分发挥现有的节水设备作用,优化调度,提高效益,更加节水节能,降低灌溉成本,提高灌溉质量,使灌溉更加科学、方便,提高棉田科学管理水平,改善棉花品质,增加棉花产量。     

禁牧对祁连山冰沟流域高山草甸土有机碳及理化性质和酶活性的影响

在青海省祁连山冰沟流域的高山草甸土上,选择放牧与禁牧2个样品采集区,研究了禁牧对祁连山冰沟流域高山草甸土有机碳及理化性质和酶活性的影响。结果表明:高山草甸土遭到放牧牲畜连续3年的啃食和践踏后,植被覆盖度明显降低,归还到土壤中的生物量和枯落物积累量减少,0~20 cm土层有机质含量、有机碳密度、总孔隙度、团聚体、田间持水量、氮磷钾和酶活性降低,容重、CaCO_3和可溶性盐增加,但20 cm以下土层这些性质变化不大。放牧与禁牧比较,0~20 cm土层土壤容重、可溶性盐和CaCO_3分别增加14.15%、6.35%和1.27%;有机碳含量、有机碳密度、总孔隙度、团聚体和田间持水量分别降低29.76%、22.82%、9.45%、6.49%和7.69%;全氮、全磷、全钾、脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶分别降低25.97%、15.56%、12.17%、33.77%、26.11%、42.00%、29.31%。放牧对有机碳、容重、孔隙度、田间持水量、可溶性盐、氮磷钾和酶活性影响深度为20 cm,对团聚体影响深度为40 cm。     

对常用潜水蒸发经验模型中E0值的探讨

为提高潜水蒸发计算精度，利用潜水蒸发强度、埋深为零时的土面蒸发强度和水面蒸发强度的实测资料对阿维里扬诺夫公式、叶水庭公式和雷志栋公式中E₀值的选取进行了探讨，同时对比分析了E₀分别为水面蒸发强度和埋深为零时土面蒸发强度两种情况下的潜水蒸发强度。结果表明，针对新疆地区粘壤土类型，对于上述三种公式，若用埋深为零的土面蒸发强度代替水面蒸发强度，计算结果会产生误差，精度偏低，应选用E₀为水面蒸发强度进行计算，获得了η与地下水埋深的指数函数关系。该研究为潜水蒸发经验模型中E₀值的选取提供参考，同时为求解雷志栋公式中参数η提供一种新方法。     

Comparing phreatic evaporation at zero water table depth with water surface evaporation

Salt-affected soils are mostly found in irrigated areas within arid and semi-arid regions where the groundwater table is shallow. Soils of this type have become an increasingly severe problem because they threaten both the environment and the sustainable development of irrigated agriculture. A tool to estimate phreatic evaporation is therefore urgently required to minimize the salinization potential of salt-affected areas. In this context, phreatic evaporation at zero water table depth (E₀) is a key parameter for establishing a model for calculating phreatic evaporation. The aim of this study was to explore the law of phreatic evaporation and to develop structurally rational empirical models for calculating phreatic evaporation, based on E₀ data of six types of soil (i.e., gravel, fine sand, sandy loam, light loam, medium loam, and heavy loam) observed using the non-weighing lysimeter and water surface evaporation (E₆₀₁) data observed using a E601 evaporator of same evaporation area with a lysimeter-tube at the groundwater balance station of the Weigan River Management Office in Xinjiang Uygur Autonomous Region, China, during the non-freezing period (April to October) between 1990 and 1994. The relationship between E₀ and E₆₀₁ was analyzed, the relationship between the ratio of E₀ to E₆₀₁ and the mechanical compositions of different soils was presented, and the factors influencing E₀ were discussed. The results of this study reveal that E₀ is not equal to E₆₀₁. In fact, only values of the former for fine sand are close to those of the latter. Data also show that E₀ values are related to soil texture as well as to potential atmospheric evaporation, the ratio of E₀ to E₆₀₁ and the silt-clay particle content (grain diameter less than 0.02 mm) is negatively exponentially correlated, and that soil thermal capacity plays a key role in phreatic evaporation at E₀. The results of this analysis therefore imply that the treatment of zero phreatic depth is an essential requirement when constructing groundwater balance stations to study the law of phreatic evaporation.     

呼伦湖水面蒸发量计算及变化特征分析

针对呼伦湖区小型蒸发器水面蒸发量折算系数难以确定及观测资料系统性较差的问题,选择penman公式及其简化式计算水面蒸发量,并对结果进行比较验证。两种方法的精度均较高,且简化式计算量小,不易出错。经过统计相关分析,将新巴尔虎右旗、新巴尔虎左旗、满洲里的计算蒸发量的平均值作为呼伦湖水面蒸发量。在此基础上,通过敏感性分析,确定水面蒸发的主控因子。结果表明:不同时间、地点,气象因子的敏感性不同,但相同的是,5、10月风速决定蒸发的大小,9月则为相对湿度,其他月份为最高温度和日照时数。借助累积距平值分析1960～2008年湖面蒸发量及各气象因子年均值的变化,发现1982年后湖面蒸发的降低的原因是气候条件发生了变化,即温度、日照时数、风速降低,相对湿度增加。     

秸秆覆盖条件下滨海盐渍土蒸发对近地层微气候变化影响的模拟研究

为明确秸秆覆盖后微气候对盐渍土水盐运动的调控机理,通过室内土柱试验,模拟研究了盐渍土蒸发过程(0～17 717 min)中不同秸秆覆盖量(0、0.3、0.6、0.9 kg·m~(-2)和1.2 kg·m~(-2),分别以CK、A、B、C和D表示)对近地层微气象因素(地表土壤温度、空气温度、相对湿度)、湍流热通量、蒸发强度及水盐运动的影响。结果表明,秸秆覆盖可有效提高近地层土壤温度和近地层空气温度,A、B、C和D处理的地表土壤温度比CK分别增加了21.9%、27.4%、27.2%和33.5%,地表上方15 cm处空气温度比CK分别增加了1.02%、0.59%、0.95%和1.54%;无外热源补给条件下,A、B、C和D处理的湍流交换系数比CK分别低了73.3%、62.8%、29.9%和51.7%,湍流热通量分别增加了80.2%、70.6%、52.8%和69.6%,潜热通量分别低了84.9%、79.4%、57.6%和69.8%,差异显著;秸秆覆盖对土壤蒸发强度的抑制作用主要在蒸发前期(0～10 000 min),且A、B、C和D处理的蒸发强度比CK处理分别降低了12.4%、52.5%、26.7%和60.3%(p0.05),随着秸秆覆盖量的增加表层0～1 cm土层土壤电导率呈降低趋势,表明秸秆覆盖在一定程度上可以抑制土壤盐分向地表积聚。     

秸秆覆盖对盐渍化土壤水盐动态的影响

研究了不同秸秆覆盖量下盐渍化土壤蒸发量、不同生育期各土层的含水率及含盐量的动态变化规律.结果表明:秸秆覆盖后,盐渍化土壤蒸发量比对照低,随着秸秆覆盖量的增加,蒸发量逐渐减少,当秸秆覆盖量为0.75 kg/m2(C2)时,日蒸发量减少幅度平缓,趋于稳定.与对照相比,秸秆覆盖量为1.05 kg/m2(C1),0.75 kg...     

玉米施水播种增加灌水下渗的松土方法和试验

研究了下插式土壤松耕方法,分析了其工作原理、理想的刀具结构和合适的松土距离为50～70 mm,并用这种方法松土后进行了施水试验。结果表明：灌水入渗深度比未耕地或旋耕地对应值平均增加20 mm以上,且土壤湿润区整体下移约13 mm,灌水水平方向和垂直方向入渗深度的比值由1.3降低到0.8,而且,土壤紧实度和含水率均满足玉米施水播种的需要。这种方法有效增加了玉米施水播种灌溉水的下渗深度,减少了水分蒸发。     

不同灌水方式下温室青椒的耗水规律

通过盆栽试验,研究了膜下滴灌、无膜滴灌和漫灌条件下温室青椒耗水规律。结果表明．不同条件下青椒生育期总耗水量、生育阶段耗水量及生育期内蒸腾蒸发比有明显差异。三种条件下生育期内日平均耗水量分别为1．78mm．2．64mm．3．09mm．总耗水量分别为162mm．240mm,281mm。无膜滴灌和漫灌条件下蒸腾量与蒸发量之比分别为1．53：1．0．92：1。通过对温室青椒耗水量与水面蒸发量进行回归分析．得出不同条件下以水面蒸发量为参数的青椒耗水模型,其中无膜滴灌情况下相关性最好．相关系数为0．834。     

天山北坡平原区水面蒸发的实验研究

本文以新疆地勘局昌吉地下水均衡试验场２０ｍ６３水面蒸发池水面蒸发量及常规气象观测资料为基础,应用灰色关联分析方法分析了各气象要素对水面蒸发量的影响程度,给出了Ｅ６０１蒸发四和Φ２０蒸发器水面蒸发折算系数,建立了计算水面蒸发量的经验公式。     

Effects of mixed-based biochar on water infiltration and evaporation in aeolian sand soil

Aeolian sandy soil in mining areas exhibits intense evaporation and poor water retention capacity. This study was designed to find a suitable biochar application method to improve soil water infiltration and minimize soil water evaporation for aeolian sand soil. Using the indoor soil column method, we studied the effects of three application patterns (A (0-20 cm was a mixed sample of mixed-based biochar and soil), B (0-10 cm was a mixed sample of mixed-based biochar and soil and 10-20 cm was soil), and C (0-10 cm was soil and 10-20 cm was a mixed sample of mixed-based biochar and soil)), four application amounts (0% (control, CK), 1%, 2%, and 4% of mixed-based biochar in dry soil), and two particle sizes (0.05-0.25 mm (S1) and <0.05 mm (S2)) of mixed-based biochar on water infiltration and evaporation of aeolian sandy soil. We separately used five infiltration models (the Philip, Kostiakov, Horton, USDA-NRCS (United States Department of Agriculture-Natural Resources Conservation Service), and Kostiakov-Lewis models) to fit cumulative infiltration and time. Compared with CK, the application of mixed-based biochar significantly reduced cumulative soil water infiltration. Under application patterns A, B, and C, the higher the application amount and the finer the particle size were, the lower the migration speed of the wetting front. With the same application amount, cumulative soil water infiltration under application pattern A was the lowest. Taking infiltration for 10 min as an example, the reductions of cumulative soil water infiltration under the treatments of A2%_(S2), A4%_(S1), A4%_(S2), A1%_(S1), C2%_(S1), and B1%_(S1) were higher than 30%, which met the requirements of loess soil hydraulic parameters suitable for plant growth. The five infiltration models well fitted the effects of the treatments of application pattern C and S1 particle size (R²>0.980), but the R² values of the Horton model exceeded 0.990 for all treatments (except for the treatment B2%_(S2)). Compared with CK, all other treatments reduced cumulative soil water infiltration, except for B4%_(S2). With the same application amount, cumulative soil water evaporation difference between application patterns A and B was small. Treatments of application pattern C and S1 particle size caused a larger reduction in cumulative soil water evaporation. The reductions in cumulative soil water evaporation under the treatments of C4%_(S1), C4%_(S2), C2%_(S1), and C2%_(S2) were over 15.00%. Therefore, applying 2% of mixed-based biochar with S1 particle size to the underlying layer (10-20 cm) could improve soil water infiltration while minimizing soil water evaporation. Moreover, application pattern was the main factor affecting soil water infiltration and evaporation. Further, there were interactions among the three influencing factors in the infiltration process (application amount×particle size with the most important interaction), while there were no interactions among them in the evaporation process. The results of this study could contribute to the rational application of mixed-based biochar in aeolian sandy soil and the resource utilization of urban and agricultural wastes in mining areas.     

塔里木盆地水面蒸发量的实验研究

本文根据阿克苏水平衡站 1 999年至 2 0 0 2年非冻结期 ( 4月至 1 0月 ) 2 0 m2蒸发池水面蒸发量及常规气象观测资料 ,探讨了水面蒸发量与气象要素的关系 ,并用灰色关联度分析法分析了各气象要素对水面蒸发的影响程度 ,建立了计算水面蒸发量的经验公式 ,结果表明( 1 )气象要素对 2 0 m2蒸发池旬平均水面蒸发量的影响程度从大到小的排列顺序为饱和水汽压差、气温、风速、水面温度、相对湿度差、气压、空气饱和差、实际水汽压 ;( 2 ) 2 0 m2蒸发池旬平均水面蒸发量与饱和水汽压差、空气湿度饱和差、气温、水面温度、风速、水汽压成正比关系 ;而与气压、相对湿度成反比关系 ;( 3)所有回归方程都达到极显著水平 ,可供塔里木盆地缺测资料地区选用。