作物双节给水研究

针对有压节水灌溉的高耗能,提出并试验了用无压负压给水器为作物即节水又节能的双节给水理念,针对间歇灌溉时土壤湿度忽高忽低提出连续适度给水理念,给水理念特点是利用植物水分生理水势特性,与土壤张力特性,利用给水器将水分以无压或负压形式与土壤和植物根系连接成负压水分运动系统,与有压节水灌溉对比节省了加压耗能,与灌溉理念差别是变间歇式灌溉为连续向作物供水,供水过程与作物需水过程平行,具有精准给水特点。简介了双节给水的理论基础、方式方法以及负压给水、超微压给水、毛细给水、寝润给水技术的试验研究数据。     

负压给水技术研究

针对目前我国水资源紧缺,灌溉效率低的现状,提出了新型的既节水又节能的负压给水技术。对负压给水技术的研究背景、系统组成、工作特性、产生过程以及系统的维持方法进行了详尽的介绍,以期为现代化灌溉发展提供新的思路。     

自适应地下滴灌灌水器的设计开发

针对最为节水、高效用水的地下滴灌技术,主要分析了目前地下灌水器产品的结构、使用特点和功能,并运用土一水系统中土壤水分理论知识,提出并设计了一种非电子控制的地下滴灌灌水器产品.该产品以土壤负压为控制动力,以土壤水分为控制条件,当灌水器附近土壤发生干湿变化时,土壤表现出不同大小的负压,并作用于灌水器内部的弹性膜囊,使之发生变形,从而改变灌水器内部流道的通断,使灌水器的出流状况始终与土壤含水量自动相适应,具有出流量自调节的功能.     

现代节水农业理念与技术探索

从人类农业生产方式发展历程出发,在分析论证灌溉农业与节水灌溉技术、旱作农业与旱作高效用水技术、节水农业与节水农业技术的基础上,提出了现代节水农业的理念,并对现代节水农业及技术进行了有益探索,初步提出了现代节水农业技术体系框架。提出所谓现代节水农业就是指在确保区域生态健康与环境安全的前提下,以维持植物生命健康实施精量给水与智能化配水,尽量减少植物生命过程和给水过程中的无效水量,提高农业综合用水效益的一种农业生产方式。支撑现代节水农业发展的技术称其为现代节水农业技术,现代节水农业技术体系应包括节水植物品种鉴选、植物生命健康需水过程调控、植物精量给水、土气界面聚墒抑蒸、气植界面水循环、异源水植物利用、区域智能化配水等7大技术,这7项技术基本上构成了现代节水农业技术体系框架。     

真空负压式小麦精量排种器的设计

本项目源于河北农业大学大学生创新创业训练项目,主要针对小麦精量播种技术及装备开展的研究;为了改变传统小麦条播作业模式,通过精量播种技术精确控制播种量和均匀性,实现在省种、节肥、节水的条件下保证小麦稳产、高产的目的,从而设计了一种一器多行负压式小麦精量排种器。     

日光温室负压自动灌溉下番茄蒸腾规律研究

针对农业生产中蔬菜栽培灌溉费水费时的现状,采用一种自制负压自动灌溉系统,将供水压力设定在负值,利用土壤自动吸水的特性,达到自动灌溉和节水的效果.在此系统灌溉下采用茎热平衡技术测定番茄植株的茎流规律,分析了茎流变化规律与环境因子之间的关系,同时分析了番茄植株不同部位茎流差异以及剪叶对番茄植株茎流的影响.结果表明,在设定灌溉系统负压为60 hPa下,温室土壤含水量基本控制在阴天20.19%、晴天18.75%左右;茎流数据表明番茄植株蒸腾与太阳辐射值呈显著正相关,适当遮阴降温可以减少植株蒸腾.实验也进一步证明了叶片是植株蒸腾的主要器官,植株底层叶片蒸腾速率相对较微弱.     

不同负压给水对小白菜生长及土壤水分的影响

为筛选出南方冬季蔬菜小白菜(brassica)主动式供水灌溉(负压灌溉)最适宜的土壤水分条件,采用盆栽试验,研究了南方地区2种典型蔬菜土壤—红菜园土和潮菜园土,3个不同负压给水(-5.0、-7.5、-10.0 k Pa)对土壤含水率、小白菜生长情况、耗水特性及其水分利用效率等的影响。结果表明,红菜园土种植冬季小白菜,最适宜的负压灌溉值为-10.0 k Pa,土壤质量含水率为18.7%,潮菜园土最适宜的负压灌溉值为-5.0 k Pa,土壤质量含水率为25.3%。     

基于管网平差的城市无负压给水管网事故预测

无负压给水管网是近些年迅速发展的城市重要基础设施之一,其供水不足和爆管事故的发生直接威胁城市给水安全.基于当地的GIS系统数据,应用Flowmaster软件针对无负压供水管网进行建模和稳态模拟,其管网平差结果表明,管网的低压区域与维修记录中供水不足区域一致,说明模型可靠,并可实现供水不足事故预测;同时应用该模型进行瞬态模拟和管网爆管事故预测分析,发现开泵水锤、变频水锤变化均比较大,分别为50%、26.4%,容易导致爆管事故的发生,进而威胁管道系统的安全.     

基于HYDRUS-2D的负压微润灌土壤水分运动模拟

为研究负压微润灌不同技术参数组合下的土壤水分运动过程,以土箱试验实测含水率为依据,构建并验证了基于HYDRUS-2D的负压微润灌土壤水分运动反演模型,并结合反演模型对负压微润灌多种组合情景的土壤湿润体模拟结果和典型设施作物根系分布特征及需水规律,探究适宜于不同设施作物的负压微润灌技术参数组合。结果表明：采用HYDRUS-2D反演模型能够较好地模拟负压微润灌不同供水水头条件下的土壤湿润体特征,土壤湿润距离（水平距离、垂直向上距离和垂直向下距离）、含水率及累积入渗量模拟值与实测结果之间的决定系数和NSE分别达到0.98和0.77以上。试验及模拟结果均表明,负压微润灌条件下供水水头与土壤含水率、累积入渗量及不同方向的湿润距离均呈负相关关系。此外,基于反演模型对负压微润灌不同湿润体的情景模拟结果和典型设施作物根系分布特征及需水规律,拟定了不同设施作物适宜的负压微润灌技术参数范围。本研究对农业生产中负压微润灌技术参数的选择及新型节水微润灌技术的推广具有指导意义。     

因地制宜发展高效节水灌溉为农村经济持续发展提供有力支撑

回顾了河北省高效节水灌溉发展的历史,分析了高效节水灌溉发展现状,总结了河北省适宜的节水灌溉技术,提出河北省发展节水灌溉的目标和布局,建议从资金、管理、激励机制等方面促进高效节水灌溉技术推广。     

干旱区农业水资源供需水预测分析及对策研究

针对西北干旱区农业水资源短缺的问题,以新疆洛浦县为例,从作物种植结构调整和灌溉面积变化、灌溉水利用系数提高及灌溉方式改变等方面进行节水分析,并对预测水平年农业供需水平衡进行了预测计算,预测结果表明：现有的灌排工程不能满足农业可持续发展要求;提高灌溉水利用系数势在必行;采用滴灌技术极大地减少了农业用水量,是解决农业供需水矛盾的有效措施。最后,根据预测结果,提出了解决农业水资源短缺、可持续发展的对策,为其他区域水资源的合理开发利用提供有益的参考。     

基于DP-PSO算法的灌区农业水资源优化配置

针对引水灌区,考虑灌溉用水总量约束和时段可供水量约束,以单一作物非充分灌溉下灌溉制度优化为第一层,区域多种作物种植结构及水量分配为第二层,分别采用动态规划和粒子群算法求解,建立了基于DP-PSO算法的灌区农业水资源优化配置模型。针对多重约束问题,提出了一种初始化粒子群的方法,并通过粒子速度的动态变化来保证每代粒子都满足约束,提高了算法的收敛速度和收敛精度。以赣抚平原灌区为对象,考虑降雨和水源可供水量不同步的特点,计算了3种降雨频率、多年可供水条件下的农业水资源优化配置方案。结果表明,基于DPPSO算法的农业水资源优化配置模型合理可靠,为引水灌区农业水资源优化提供了一种新的方法。     

Secondary water systems for landscape irrigation: issues and opportunities

Secondary or dual water systems are described as those providing pressurized raw water for landscape irrigation. Often, the native water supply that was historically used for agriculture irrigation can be successfully “repackaged” for landscape irrigation as urbanization occurs. There are numerous examples of secondary systems throughout the western United States, primarily in Utah, Idaho, Washington, and California. Some of these systems have been successfully implemented and continue to expand with new housing projects. Other systems can be shown to be problematic in various ways and might be implemented differently in hindsight. Successes and failures will be generally described to include both engineering and organizational issues. Case studies will be referenced based on personal visits and interviews with system managers.     

河南省主要农作物灌溉用水定额分析

针对河南省现状灌溉用水情况,在大量调研资料的基础上通过回归分析模型计算得出不同灌溉分区及全省平偏枯年份主要作物灌溉用水基准定额和调节系数,进而确定了不同灌溉条件下各作物的灌溉用水定额。结果为现阶段河南省农业灌溉实施"总量控制、定额管理"提供了决策指导。     

许昌地区冬小麦及夏玉米节水型灌溉模式研究

根据河南省许昌地区所进行的冬小麦及夏玉米4种灌溉供水模式(充分灌溉、限水灌溉、保产灌溉、雨养农业)田间对比试验成果,从单位面积总产出值与总投入值的比例以及单位灌水量的增产量两个方面,论述了当地在不同水源条件下,冬小麦与夏玉米适宜采用的灌溉供水模式,为农业高效率用水提供了理论与实践的依据。     

纵向岭谷区农业水管理调控措施

为实现纵向岭谷区农业水管理调控,宏观上以流域水资源综合规划为基础,从需求入手,采取强化节水措施,提高水的利用效率,抑制需水的不合理增长,到2030年农田有效灌溉程度达到32%,灌溉水利用系数提高到0.581,农业灌溉需水总量控制在89.8亿m3,需水年均增长率仅0.52%,以MKIE BASIN模型的配置结果显示,各规划水平年能达到水资源供需平衡;微观上应建立数字流域工程,提高对流域雨水工情的实时监测.推行农业高效节水灌溉制度,建立和完善包括实时灌溉预报、渠系动态配水、实时信息采集和预报修正、灌区空间信息管理等内容的流域单元农业灌溉用水及水资源的实时调度系统,利用水资源配置成果与短期实时调度相结合,实现流域单元的农业高效用水调控.     

黄河下游断流影响及东营引黄对策

东营市拥有丰富的土地资源,现有灌溉面积１４．２万ｈｍ＾２,随着工农业生产的发展,需求量越来越大;黄河水资源日益紧张,黄河断流的影响影响也越来越大,因此,针对东营引黄的实际,提出了如下引黄供水的对策;进行灌区老化工程技术改造;修建平原水库;充分利用灌溉间隙,引黄蓄灌源;加强经济调控,合理调整水价;节约用水;严格控制退水,充分利用退水。     

节水灌溉与水资源优化配置对农业种植结构影响研究

安徽省水资源紧缺,发展节水灌溉是缓解水资源供需矛盾,实现水资源优化配置,促进农业种植结构调整,实现农业可持续发展的根本措施.建立了相应的水资源优化配置数学模型,分析了节水灌溉和水资源优化配置对农业种植结构的影响,并给出实例分析,对安徽省8个节水灌溉分区分别提出了不同的农业种植模式.     

膜下滴灌水肥一体化研究进展

水资源短缺和肥料利用效率偏低是制约我国农业可持续发展的重要因素。膜下滴灌水肥一体化技术是将节水灌溉、按需施肥与覆膜农艺措施集成的高效灌水施肥技术,具有节水节肥、减蒸抑盐、提质增效和减少化肥投入等优点。综述了膜下滴灌水肥一体化技术对水肥利用效率、土壤水盐分布运移,氮磷钾养分在土壤?作物系统的吸收、转化、迁移规律和对土壤理化性质的影响,以及水肥耦合模型研究和滴灌水肥一体化发展历程,分析了膜下滴灌技术目前存在的问题并提出了对策建议。