灌区灌溉制度自动化设计

以国内外常用的水量平衡法为基础,研究并掌握作物与水的关系及在不同生育过程中的作用,针对不同作物的需水特点及各生态类型区的供水条件,结合前人研究经验与农业灌溉设计人员的设计习惯,对制定灌溉制度的方法和所需参数进行研究。利用access建立数据库,通过Net Framework平台上的Visual Basic.NET编程语言进行程序化设计;通过更新、调用数据库,结合灌区蒸发、入渗等参数,利用程序按照不同生长期进行自动计算;将计算结果自动绘制整个生长期内的灌水图,简化运算过程,实现灌溉制度的自动化。     

新疆三工河流域灌区节水灌溉制度设计

本研究在分析影响作物灌溉制度诸因素的基础上，依据灌区初步试验资料和现行灌溉制度，结合作物需水量的计算结果，综合拟定了灌区灌溉制度，灌溉用水量大为减少；并为灌区作物结构优化设计提供了设计依据     

基于土壤条件的边缘绿洲典型灌区灌溉需水研究

【目的】土壤性状是影响作物灌溉水生产力（IWP）与灌溉需水的关键因子。以土壤性状与作物灌溉水生产力及灌溉需水的定量关系为依据、结合区域土壤性状的空间分布,估算绿洲典型灌区作物灌溉需水及空间分布,为灌区尺度的合理用水分配及节水潜力评估提供科学依据。【方法】选择黑河中游临泽边缘绿洲平川灌区,对118个农田土壤进行取样分析,确定土壤性状的空间分布;通过不同土壤质地和肥力水平的农田玉米灌溉试验,确定土壤性状与灌溉水生产力及灌溉需水量的关系、进而依据土壤条件估算灌区尺度的灌溉需水及空间分布。【结果】平川灌区农田0-20 cm耕层土壤砂粒含量为29.4%-91.9%,平均53.6%,土壤有机质含量范围为1.37-17.7 g•kg-1,平均10.9 g•kg-1;20-100 cm土层砂粒平均含量51.3%。土壤质地为壤沙土和沙土的面积占农田总面积的50%以上;有机质含量低于10.0 g•kg-1的面积占26%,土壤持水性能弱;土壤性状在空间分布上存在高度的变异性。玉米IWP平均为1.11 kg•m-3（沙土）-2.44 kg•m-3（壤土）,与0-20 cm土层黏粉粒含量（CS1,%）、20-100 cm土层黏粉粒含量（CS2,%）、0-20 cm土层有机质含量（OM,g•kg-1）呈极显著正相关。依据土壤性状与灌溉水生产力的关系,得出平川灌区玉米灌溉水生产力平均为（2.36±0.77）kg•m-3,变动范围为0.75-3.92 kg•m-3,IWP小于2.0 kg•m-3的面积为970 hm2,占总面积的18.5%。灌区玉米生育期平均灌溉需水量为558 mm,总灌溉需水量为28.4×106 m3。【结论】土壤条件决定作物的灌溉需水与灌溉水生产力,在灌溉尺度农业水管理方面,应依据不同土壤性状的斑块单元进行地表水与地下水的合理分配与配置,并重视有利于土壤结构改善和肥力提升的施肥、耕作、灌溉等农业技术的应用。     

首尾测算法在农业灌溉用水有效利用系数测算中的应用

[目的]对农十师北屯灌区农业田间灌溉水利用系数资料进行搜集、整理以及实地调研,了解目前灌区灌溉水利用系数测量中存在问题及原因,进行数据论证.[方法]采用首尾测算分析方法.[结果]经计算作物净灌水量为18 558.48 m3,作物灌溉用水有效系数为0.522,相对误差值为4.79;,在误差的允许范围内,计算值与实测值保持一致.[结论]农十师北屯灌区农业田间节水技术数据计算与首尾测算分析方法具有一致性,并与北屯灌区的灌溉规模、工程状况、管理水平和灌溉水利用率的基本情况相符,进一步验证了首尾测算分析方法的正确性、可靠性,作为今后灌区测定灌溉水利用系数的综合测定计算方法.     

灌区渠系实时多目标优化配水模型研究及应用

灌区灌溉计划存在难以满足作物实时需水、灌区用水效率低等问题,影响水资源的高效利用.选择黄河流域中游渠村灌区下的二级渠系为研究区域,采用实时灌溉预报模型计算作物实时需水,根据灌区渠系运行情况建立多目标模型,并用模拟退火算法求解.结果显示:采用本文提出的模型和方法确定的配水方案能满足渠道运行要求,配水时间减少1.2d,渠系...     

基于SWAT模型的青海引黄灌区耗水系数模拟

在系统分析和总结现有灌区耗水量及耗水系数研究成果的基础上,以青海典型灌区大峡灌区为例,基于灌区的不同作物生育过程需水、耗水机理和水平衡原理,利用SWAT(soil and water assessment tool)建立了灌区分布式水循环模型,从区域水循环机理出发,模拟降水和灌溉引水量在灌区的蒸散发和入渗等情况,并对灌区引水、耗水和排水进行了系统分析和精确计算。模拟结果表明,2013年引水量为4 976.0万m3,扣除无效引水后进入到田间地块的水量为2 985.6万m3,作物耗水量为2 130.6万m3,入渗水量为1 634.1万m3,平均耗水系数为0.517。研究成果为科学率定农业灌溉耗水系数、加强农业用水管理提供了依据。     

改进随机惯性权重粒子群算法在灌溉配水中的应用

灌溉配水是当前节水农业研究的焦点。本文在考虑工业、生活、环境供水量因素下,建立了以作物经济效益最优的灌溉优化配水模型,将改进随机惯性权重粒子群优化算法对模型进行优化求解,结合灌区实验数据进行仿真,得出改进算法能解决作物的优化灌溉问题。     

灌溉农业节水潜力计算分析—以2001-2003年中牟县杨桥灌区为例

河南属缺水省份,农业用水量约占总用水量的80％,其他行业用水缺口大。农业灌溉用水的利用率较低,尚有较大节水潜力。从杨桥灌区的作物需水量出发,综合考虑有效降水、地下水补给、输水损失、田间损失等因素,计算出该灌区灌溉农业整体需水量,与2001-2003年实际灌溉用水量相比得出了该灌区此3年平均理论节水潜力为1972.88万m^3。继而利用现实调节因子,得出了灌区2001-2003年农业实际平均节水潜力为1815.05万m^3。为灌区乃至河南水资源宏观调控利用及节水规划提供理论依据。     

绿洲灌区土壤盐分平衡分析及其调控

土壤次生盐碱化是威胁新疆绿洲灌区持续灌溉农业的关键因子.以水盐平衡原理为指导,以渭干河灌区多年实际监测数据为基础,深入分析了灌区不同尺度的土壤盐分分布特点与平衡措施,重点探讨了维持耕地根系层尺度上的盐分平衡的淋洗需水量的计算问题.针对水土资源开发水平的高低与土壤盐碱化的实际状况,提出了防控土壤次生盐碱化的不同对策：在塔里木河流域灌区,以加强渠道防渗和提高田间水利用率为主;对石河子地区,重点在于以冬灌方式实现作物根系层的盐分平衡.     

基于改进人工鱼群算法的灌区优化配水研究

【目的】建立以灌溉净效益最大为目标的优化配水模型,为灌区优化配水提供新思路。【方法】以西安市周户灌区为研究对象,立足于寻求作物种植面积-水量-产量-经济效益之间的最优关系,建立以灌溉净效益最大为目标的优化配水模型,并利用混沌人工鱼群算法进行求解。【结果】利用所建立的以灌溉净效益最大为目标的优化配水模型进行优化后,灌区总供水量为12 711.44万m3,较常规配水量增加了1 402.67万m3,其中地表供水较常规配水量增加了1 510.67万m3,地下水供水量有所减少;通过作物不同时段分配水量及种植面积的协调,灌区净效益增加了16.37%,粮经比为1∶1.21。【结论】以灌溉净效益最大为目标对灌区配水进行优化后,灌区配水过程更加均匀,同时灌区作物种植结构也得以优化和调整。     

高标准基本农田整理项目水资源平衡分析——以察汗乌苏河流域为例

以青海省都兰县察汗乌苏河流域高标准基本农田整理项目为例,结合研究区域水文调查、社会经济资料对研究区供水量与需水量进行综合分析及预测,探究水资源供水量能否完全满足耕种要求。按照当地种植习惯,根据该区域综合灌水定额以及作物生长特点和灌溉制度,结合节水灌溉措施,讨论了水资源平衡分析的要点和方法,计算得出该区域可供水量和项目实施后的农业灌溉需水量,为项目规划设计提供参考。     

安徽淮北平原农田灌溉的基本特征

根据淮北平原的自然条件、水资源及其分布特点 ,结合作物的需水规律 ,分析论证了该区农田灌溉的特点 ,并将其归纳为“补充性灌溉、小定额适时适量灌溉、以井灌为主体和节水灌溉是必由之路”4项基本特征 ,对于指导淮北平原和类似地区灌溉事业的发展具有一定参考价值。     

青海省香日德河谷灌区典型地块作物耗水试验与模拟研究

在对青海省香日德河谷灌区典型地块进行引退水监测试验的基础上,分别采用引排差和VSMB模型2种方法开展耗水系数计算。2种方法计算得到的灌区典型地块2014年耗水系数分别为0.908和0.938,差值仅为0.03。研究区内计算耗水系数时,VSMB模型的方法可以对引排差法进行较好的验证。研究可为灌区及黄河流域水资源合理利用和优化配置提供技术支撑。     

无压局部灌溉对番茄生长发育及品质的影响研究

为了探明水分对作物的品质的调控作用,在温室大棚种植番茄采用根区局部控水无压地下灌溉和沟灌的田间对比试验。对番茄根系、生长环境、叶片蒸腾速率、气孔导度和光合速率变化,以及对不同生育期内果实品质成分的变化进行了监测分析。结果表明,与沟灌相比,无压灌溉降低了番茄的蒸腾量、减小了气孔导度和光合速率,提高了水分利用率和水分生产率;并不降低作物产量,使番茄的维生素C提高45.79%、可溶性糖提高25.86%、总糖提高34.65%。研究表明,无压灌溉通过水分调控改变了作物生长环境,维持了根冠间协调平衡比例关系,改善物品质,具有以水调质功效。研究结果揭示了番茄生命需水信号与环境信息的内在关系,为农业节水理论深入研究提供了方向。     

宁夏引黄灌区畦种膜上灌水下水肥耦合对玉米生长发育和产量的影响

[目的]针对宁夏引黄灌区灌溉水资源日益缺乏与作物需水矛盾的问题,研究玉米节水灌溉最佳灌水定额与最佳肥料种类配比。[方法]采用畦种膜上灌溉,肥料用常规肥、玉米配方肥和玉米专用肥,灌溉定额为600、750、900m^3／hm^2,研究不同处理对玉米生物性状及产量的影响。[结果]施用配方肥条件下,玉米株高、叶面积、干物质和产量均高于施用专用肥和常规肥,且差异显著;灌水量为900m^3／hm^2时玉米的生物性状及产量均高于600、750m^3／hm^2灌水量处理,但灌水定额间无显著差异。[结论]玉米畦种膜上节水灌溉最佳肥水组合为玉米配方肥＋600m^/hm^3灌水量,该结果可为宁夏灌区玉米节水生产提供合理灌溉与施肥依据。     

A simulation model assisted study on water and nitrogen dynamics and their effects on crop performance in the wheat-maize system: (II) model calibration, evaluation and simulated experimentation

The test on the model with data collected from two years’ field experiments revealed an ability to satisfactorily simulate crop parameters such as LAI, biomass accumulation and partitioning, yield, and variables influencing crop growth and development as nitrogen uptake by crops and partitioning in different organs, and dynamics of soil water and nitrogen including infiltration and leaching. With the model, crop yield, water use efficiency (WUE), nitrogen use efficiency (NYE) and water-nitrogen leaching at specific soil layers under various water and nitrogen management practices were simulated to provide data used as references for designing sustainable nitrogen and water management practices. The outputs of the simulated experiment with various treatments of irrigation and nitrogen application indicated that crop yield was closely related to water and nitrogen application, crop water use was positively related to irrigation amount, and nitrogen fertilization could improve the crop water use and WUE within certain limits. This is a valuable evidence to be considered in water-saving farming. Nitrogen uptake had a positive relation to nitrogen application, while irrigation to some extent improved its uptake by crops and hence increased NYE. Additionally, irrigation and fertilization had great effects on nitrogen leaching. Thus, in order to improve WUE and NYE, the model showed how nitrogen application and irrigation should be well coordinated.     

南方气候区冬菠菜需水量分析

[目的]研究南方气候区冬菠菜需水量。[方法]设计3种灌水下限指标处理,分别为田间持水量的90％（处理1）、80％（处理2）和70％（处理3）,每个处理设置2个重复,研究不同灌水指标下冬菠菜的需水量。分析了冬季菠菜的需水量ET;采用改进的彭曼公式计算参考作物腾发量E％,进而求出作物系数Kc;利用水面蒸发量玩计算需水系数d;并用ISD法对需水量、产量、作物系数、需水系数和叶面积作多重比较分析。[结果]各处理的需水量无显著性差异,降雨对需水量的影响很大;处理1的产量和叶面积显著大于处理2、3,处理2、3之间无显著差异。[结论]为节约菠菜灌溉用水和合理利用水资源提供科学依据。     

平移喷灌机变量灌溉决策支持系统研究

依据农田内土壤含水量的差异性,有针对性地进行变量灌溉,既可节约用水又可提高经济效益。该变量灌溉决策支持系统由不同采样点实测量土壤含水量,利用土壤水分预报模型,可预测田块实时的土壤含水量,然后与作物的轻旱指标、重旱指标比较可决定是否灌溉。灌溉量可以根据耗水—产量模型,通过经济效益分析来决定,进而可生成冬小麦的灌溉处方图,用以指挥喷灌机的运行。系统利用GIS组件MapObjects在VC 平台上开发,可以实现地块信息的查询、数据存储、管理和分析等功能。