基于Meta-分析的畦灌灌水质量的影响因素研究

针对目前畦灌灌水质量影响因素的研究大多数集中于某一特定地区和单一因素的现状,在总结分析现有发表研究成果的基础上,采用meta分析方法,对不同土壤质地条件下的畦田规格、田面坡度及单宽流量对灌水质量的影响进行了分析,获得畦灌相关因素对灌溉质量影响的定量关系。研究发现:综合分析各影响因素,粉土及粉黏土条件下,灌水效率均随畦长的增加而减小,而砂壤土条件下,灌水效率随畦长增加而增加。粉土条件下,畦长较畦宽对灌水效率及灌水均匀度影响显著。砂壤土条件下,唯有畦长对灌水效率影响显著。而粉黏土条件下,坡度是影响灌溉效率和灌溉均匀度最显著的因素。     

干旱区夏玉米畦灌灌水技术参数试验研究

为了合理优化河西干旱区夏玉米畦灌灌水技术参数,通过对畦灌不同畦长、畦宽、单宽流量及田面坡度等要素组合下进行灌水试验,分析了其灌水质量评价指标。结果表明,处理4(畦长50 m、畦宽2.5 m、单宽流量3.5 L/(s·m)及田面坡度1.3‰)灌水均匀度为0.87,储水率为0.92,灌溉水利用效率为0.95,除灌水均匀度外其余2指标均较好。结合处理1(畦长30 m、畦宽1.5 m、单宽流量6.5 L/(s·m)及田面坡度1.5‰)、处理2(畦长30 m、畦宽2.5 m、单宽流量3.5 L/(s·m)及田面坡度1.3‰)的评价结果,说明当畦田长度控制在30~50 m范围内,入畦流量为3.5 L/(s·m)、畦宽为2.5 m、田面坡度为1.3‰时,各种灌水质量评价指标均较高。     

不同畦面结构下地面灌溉效果的对比分析

为研究畦面结构变化对地面灌溉效果的影响，在4种不同畦面结构的大田灌溉试验基础上，用WinSRFR3.1模型对平作畦灌、细沟灌、畦作浅沟灌和微垄沟灌的田面土壤特性参数和灌水效果进行估算和模拟，比较了不同灌溉方式由于畦面结构改变引起的田面土壤特性和灌水效果差异，并提出不同畦面结构的适宜畦田规格。研究认为，不同畦面结构的田面糙率系数和土壤入渗特性差异明显，微垄沟灌糙率系数最大而平作畦灌糙率系数最小，平作畦灌入渗速率最快而畦作浅沟灌入渗速率最慢；对长畦田来说，畦作浅沟灌灌水效果最好，微垄沟灌次之，平作畦灌最差；在     

尊村引黄灌区果树畦田规格优化

【目的】提高引黄灌区的灌水效果,探究灌区适宜的畦田规格。【方法】在尊村引黄灌区开展畦灌试验,研究了引黄畦灌田间水流推进与消退规律,结合田间实测数据,采用数值模拟的方法分析了灌水结果,优化了灌区的畦田规格。【结果】尊村引黄灌区内的超长畦田的灌水效率并不能完全满足节水灌溉要求,同时也存在多灌或少灌以及田间管理困难问题。Win SRFR软件模拟结果表明,对于超长畦田,畦田越长,越难满足节水灌溉要求。【结论】结合引黄灌区的实际情况,在不改变土地权属现状的条件下,通过软件模拟得出了针对尊村引黄灌区果树畦灌超长畦田的优化设计规格,即畦田宽度为2 m时,长度范围为280~340 m;畦田宽度3 m,畦田长度240~270 m;畦田宽度4 m,畦田长度170~240 m;畦田宽度5 m,畦田长度130~170 m;畦田宽度6 m,畦田长度110~140 m。     

关中西部畦灌优化灌水技术要素组合的初步研究

在杨凌区砂壤土、中壤土的冬小麦和果树地,进行了畦田规格和灌水技术要素对水流推进和消退过程、灌水效率与灌水均匀度影响的田间试验,利用地面灌溉水流运动数学模型对畦灌条件下的最佳灌水技术要素组合进行了模拟和分析。结果表明,零惯量模型可以很好的模拟畦灌灌水过程中水流运动规律;畦田规格和灌水技术要素对灌水效率和灌水均匀度具有明显影响,对所研究的砂壤土冬小麦地在1‰、3‰田面坡度条件下,单宽流量以7L/(s·m)为宜,最大畦长应分别以40m、90m;对中壤土果树地1‰、3‰、5‰坡度条件下的畦长和单宽流量组合为分别以50m和6.0L/(s·m)、90m和6.0L/(s·m)、90m和5.0L/(s·m)左右为宜。同时为达到较高的灌水效率和灌水均匀度,畦田坡度不宜过大。     

泾惠渠灌区不同灌水时期畦灌灌水效果分析

土壤入渗特性及田面糙率系数随着耕作、灌水、农作物生长等作用呈现周期性变化规律,以泾惠渠灌区夏玉米-冬小麦轮作试验为基础,分析了不同灌季条件下土壤入渗模型参数值以及田面综合糙率系数的时间变异程度,并利用WinSRFR4.1软件对灌水过程及灌水效果的影响进行了模拟分析。结果表明,在一个轮作周期内,土壤入渗参数值以及田面糙率系数均呈现中等变异程度,这种时间变异性对灌水过程及灌水质量均影响显著,在优化灌水技术参数时,应充分考虑这种时间变异性。     

基于SISM模型和畦灌技术的冬小麦最小灌水定额研究

为确定满足畦灌技术约束下的冬小麦最小灌水定额,采用地面灌溉水流运动模拟模型SISM,结合华北地区畦灌现状,考虑畦田长度、坡度、田面标准差、微地形空间分布差异及入畦单宽流量等要素,设计53.088种畦灌技术要素组合,以地面灌溉水流覆盖整个田块和最小灌水深度Zmin>0为控制条件,对不同技术要素组合下的灌水过程进行模拟,分析畦灌技术要素和灌水性能指标值的对应关系,结合畦灌数值模拟试验结果,提出3种代表性畦田长度（50、100、150 m）下田面标准差、坡度、入畦单宽流量等畦灌要素的建议范围。在不考虑畦田布置优化方案的条件下,3种代表性畦长畦灌最小灌水定额不宜低于84、117、148 mm;在地面灌溉技术及畦田布置方案优化的条件下,3种代表性畦长畦灌最小灌水定额不宜低于71、75、79 mm。     

河西典型灌区沟畦灌节水模式试验研究

针对河西典型灌区土壤性质和灌区种植结构管理现状,利用大田试验与理论相结合的方法对目前的灌溉方法进行评价,提出适合河西典型灌区沟畦灌节水模式。分析表明种植前田面平整度参数田面代表点高程标准偏差Sd取2.5~3.0cm时,表述灌水质量和灌溉效益的各指标处于最优。结合大田实际灌水试验和室内优化分析研究表明,河西典型灌区土壤透水性中等,灌区现状田面坡度处于1/500~1/200的条件下,沟灌沟长适宜长度为50~90m,入沟流量为1.2~1.5L/s,畦灌畦长宜取值40~70m,入畦单宽流量4~6L/s。通过将得到的理论结论与灌区实际相结合,表明成果具有较强的操作性和应用性。     

泾惠渠灌区畦长对夏玉米耗水特性和产量影响

泾惠渠灌区中畦田规格参差不齐,灌区由于畦田过长而造成的灌溉水量浪费屡见不鲜,不仅没有形成高产而且极大的造成了水资源的浪费。通过大田与小区试验相结合,以当地农民习惯的灌溉方式为对照,设置3个灌溉畦长处理(80、120、240 m),每个处理设置3次重复,改水为80%。研究了灌溉畦长对夏玉米在生育期内的耗水特性和产量的影响,土壤水分分布与产量及其构成因素的关系等问题,选择出兼顾节水高产可行的最优畦长。研究结果表明:在生育期灌水后,80和120 m处理畦长内畦首、畦中和畦尾的土壤相对含水率较为均匀无显著差异,240 m处理畦长畦首、畦中和畦尾的土壤相对含水率产生显著性差异;80和120 m处理夏玉米在畦首、畦中和畦尾灌水均匀度较为平均且无显著差异,240 m畦长处理差异较为显著,且80 m畦长处理产量分布最为平均、平均水分利用效率最高产量为1.021 839万kg/hm2,水分利用效率为25.12 kg/(hm2·mm)。综合夏玉米产量及其分布、水分利用效率等因素,在泾惠渠灌区80 m的灌溉畦长是兼顾节水高产的最适宜畦长,该结论以期为泾惠渠灌区大田作物高产节水提供一定理论依据。     

基于WinSRFR软件的河套灌区水平畦田规格的优化

为了提升河套灌区的土地资源与灌水质量,以大田水平畦灌试验水流推进与消退实测数据为基础,采用数值模拟和分析方法,对河套灌区现状畦田规格进行优化设计.通过WinSRFR软件系统设计功能,基于田间各灌水要素,采用水量平衡法计算灌水质量指标并采用零惯量模拟率定.模拟出不同畦田规格组合的灌水质量指标等值线图,确定了满足灌水要求并具有较高灌水质量的灌溉系统的优化范围,考虑土地权属与畦田规格现状,提出了典型田块设计方案.方案1:合并田-毛渠-田,畦长为102 m、畦宽为65~95 m,畦田面积为6 670 ~10 005 m².方案2:合并田-毛渠-田-路-田,畦长为154 m、畦宽为65~110 m,畦田面积为10 005 ~16 675 m².     

自动调控畦灌系统中调控要素对水流运动过程的影响

自动调控畦灌是提高灌水质量、减少劳动力需求的重要措施。为探究自动调控畦灌系统如何合理选取调控要素,通过畦灌观测试验获取畦田自然参数,结合WinSRFR模型模拟畦灌过程,分析自动调控畦灌系统中停水距离、停水时间和入畦流量对水流运动过程和土壤水分入渗分布的影响规律。结果表明,停水距离和停水时间在田面水流推进过程、消退过程、土壤水分入渗分布以及灌水质量等方面的调节效果相似。对于100 m畦长的典型试验畦田,七成改水、七五改水、八成改水、八五改水、九成改水的调控效果分别对应灌水量70、80、90、100、110 mm。停水时机对畦田后段的水流推进、消退过程影响较大,而对畦田前段的水流推进、消退过程影响较小,不同改水成数或灌水量并不能显著改变畦田前段的土壤水分入渗分布。调控流量较停水距离和停水时间可以更有效地调控畦田前段的灌水效率和灌水均匀度。因此在优先考虑经济性的自动调控畦灌系统中推荐调控灌水量,而在追求精准调控的自动调控畦灌系统中推荐调控流量。     

引黄灌区畦田灌水技术试验研究

在华北引黄灌区内,大田作物的主要灌溉方式依然是畦灌。由于畦田规格过长过宽,导致灌溉水浪费严重,灌水效率低下。在平原县张庄管道灌溉示范区进行畦田灌溉试验,研究了黄河下游引黄灌区不同灌水技术参数组合对灌水质量的影响。利用地面灌溉水流运动的计算机模拟软件WinSRFR4.1,对不同规格畦田的灌水过程进行模拟,得出畦田灌溉的田间灌水效率和灌水均匀度,研究不同灌水技术参数组合对灌水质量的影响。综合考虑管道灌溉出水口规格与当地耕作农具尺寸等因素,模拟了多种畦长、畦宽、坡度和单宽流量下灌溉方案的灌水效果,结果表明,畦宽1.5m,畦长50~60m,坡度为0.3%畦田灌溉技术改进方案的灌水效率和灌水均匀度均提高到80%以上,灌水性能较优,建议在黄河下游引黄灌区内推广使用。     

畦田灌溉灌水技术参数优化研究

针对山西部分果园灌水定额偏大的问题,在山西省夹马口灌区果园,根据该地畦田规格、地形条件和实际灌水情况,利用地面灌溉水流运动模拟技术和地面灌溉灌水技术参数优化模型,对灌区三种土壤表面形态即强入渗、较强入渗、中等入渗情况下的地面灌溉的畦田长度和单宽流量等灌水技术参数进行了优化,获得三种土壤入渗类型畦灌优化的灌水技术参数,为方便用户使用提供参考依据。     

考虑初始含水率沿程不均匀分布的畦灌技术要素调控

畦田土壤初始含水率是影响灌水质量的重要因素之一,由降雨产流导致的畦田土壤含水率沿程不均匀分布是华北平原农田常见的现象。为探究土壤初始含水率空间变异性对畦灌水流运动以及灌水质量的影响,本文开展一维土柱入渗试验与二维土槽灌溉试验,结合WinSRFR地面灌溉模拟模型,优化求解初始含水率沿程不均匀条件下的畦灌技术要素。结果表明：畦田土壤初始含水率沿程增幅越大,畦灌田面水流推进速度越快,田面水流消退速度越慢;相较于初始含水率均匀分布,畦田土壤初始含水率沿程不均匀分布条件下,灌水效率和灌水均匀度有所下降,储水效率无明显变化;当畦田土壤初始含水率沿程增加时,灌水效率和储水效率受畦田长度、入畦单宽流量及改水成数的影响,而灌后土壤水分均匀度仅受畦田长度和单宽流量的影响;当畦田土壤初始含水率沿程由0.189 0 m³/m³均匀增大至0.464 3 m³/m³时,畦田长度L为85 m、改水成数G为6、单宽流量q为7.0 L/(m·s)时可取得最优灌水质量。本研究结果可为降雨产流带来的畦田土壤初始含水率不均匀条件下的灌水技...     

河套灌区畦灌灌水方案优化与敏感性分析

针对河套灌区宽畦田、大畦块导致的灌水效率低的问题,为探求变化环境下适宜的畦灌技术参数,在河套灌区沈乌灌域典型试验基础上,采用不同灌溉设计方案对典型砂土较大田块（长×宽为80m×25m）灌水质量进行评价,并在WinSRFR模型模拟基础上分析不同参数对最佳方案灌水质量指标的敏感性变化情况。结果表明：砂土畦田规格（80m×25m）较大时农田灌水效果较差,在中等流量（入畦流量Q=20L/s、单宽流量q=0.80L/(m·s)）水平下,减少尾部25%的田间面积（改水成数从1.0降低至0.75）可节省40%的灌水时间,并可减少16%的灌溉水在水流推进过程中的渗漏损失。采用田块规格+灌水时间设计方案后灌水效果较典型田块得到显著改善,垂直分割田块（80m×12.5m）在较大流量水平（Q为26~30L/s、q为2.08~2.40L/(m·s)）下灌水效率从67%~80%提升至97%~99%,灌水均匀度从0.59~0.79提高至0.84~0.95,储水效率从1.17降低至0.76,并且可以节省当前灌水时间的20%以上,中等流量（Q=20L/s、q=1.60L/(m·s)）下在获得更优灌水质量的同时可以节省40%的灌水时间,节水效果显著。不同参数对灌水质量评价指标具有相同的变化规律,计划需水水深对灌水质量影响明显,极小单宽流量情况下灌水质量受田面坡度、畦田长度影响较小。建议灌区采用的砂土畦田规格为80m×12.5m,并且可根据实际不同来水流量选择所需的最佳单宽流量和灌水时间组合。     

河套灌区畦灌灌水质量评价与优化

针对河套灌区农田规格不合理问题,为探求变化环境下适宜的畦灌灌水技术要素,在不同畦田宽度下进行田间灌水试验,采用模型模拟与回归分析方法,分析了畦灌水流运动状态及灌水质量变化情况。结果表明:畦田宽度为18～23 m时灌水质量不佳,灌水效率、灌水均匀度仅分别为59. 78%～77. 40%和84. 61%～87. 02%,尽管此时储水效率为100%,但其灌水效果仍然较差;畦田宽度缩小到10～15 m时,灌水效率为70. 20%～87. 00%,灌水均匀度为86. 77%～90. 80%,灌水质量最好;当缩小畦田宽度到5 m时,灌水质量反而降低。在此基础上,结合田间实测资料,通过模型模拟、均匀试验设计以及多元回归分析相结合的方法,构建了包含灌水效率、灌水均匀度以及储水效率的单目标优化模型(Single objective optimization model),将单宽流量和灌水时间作为决策变量,采用冒泡排序法(Bubble sort method)对模型进行求解,得到畦灌适宜的单宽流量和灌水时间组合,根据示范区实际入田流量,初步确定最优畦田宽度为10. 7～14. 2 m。研究结果为灌区节水改造设计、水资源高效利用和农业可持续发展提供了理论依据。     

春小麦水平畦灌技术试验研究

有关研究表明，水平畦灌技术可使灌水效率提高20～30%，作物增产15%以上。与传统畦灌相比，其特点是畦块面积和入畦流量较大，水流推进速度快，能在短时间内很快覆盖整个田面，灌水均匀度高，有利于灌溉节水和提高作物产量。有鉴于此，我们在武威市黄羊灌区开展了春小麦水平畦灌技术试验研究，对灌水质量、节水效果以及作物产量等进行了分析评价。结果表明，采用适当的土地平整措施对现有畦田加以改造，应用水平畦灌技术，可取得良好的节水、增产和增收效果。     

确定畦沟灌水技术要素的简易图解法

一、简述旱作物由大水漫灌改为畦灌、沟灌,能在一定程度上减轻水量损失和避免地下水位急剧上升,是我国灌区当前仍需继续推广采用的灌水方法。但对于畦灌、沟灌若没有相应的技术要求,仍会产生不良的作用。正确执行畦、沟灌水技术除了要求耕地有适当的地面平整度以外,要选择适宜的沟畦规格、入畦沟流量以及灌水时间,这三个灌水技术要素与土壤入渗性能、地面坡度、地面种植情况(糙率)、灌水定额以及对地块要求的     

关中地区畦田改造对灌水质量的影响

针对田间资料较难明确其改造方案是否合理的问题,文中利用Win SRFR模型对试验结果进行预测,并与实测结果进行对比,明确Win SRFR模型在研究区域的适用性;进而采用单一变量法原则,运用Win SRFR模型设定不同畦长、不同畦宽的畦田规格,模拟不同畦田规格对水流推进和消退运动、土壤含水量分布情况以及灌水效率、灌水均匀度的影响.研究结果表明:在研究区域内,畦宽一定,畦长递增时,水流推进过程时间不变,消退过程时间增大,距离畦首相同位置处土壤水分累积入渗量增大,影响明显.畦长一定,畦宽递增时,单宽流量变小,水流推进过程时间增长,消退过程时间变短;距离畦首相同位置处水分累积入渗量先有减小趋势,在总畦长约3/4处后有明显增大趋势.当畦长在60~80 m,畦宽为5~7 m时可获得最优的灌水质量指标参数,所确定的灌水流量为40 L/s,畦田最佳单宽流量值为5.7~8.0 L/(m·s).结果可为灌区制定合理的灌溉,提高水资源利用效率提供科学依据.     

泾惠渠灌区秸秆还田条件下夏玉米节水灌溉制度试验

泾惠渠灌区主要粮食作物已经实现了秸秆还田,但秸秆还田条件下作物的节水灌溉制度却还是空白。在泾惠渠试验站通过2年的大田和小区试验相结合,通过分析不同灌水处理下对夏玉米植株生理指标、水分利用效率和产量的影响,确定了不同降雨年型秸秆还田条件下夏玉米适宜的灌溉制度。研究结果表明:在一定灌溉定额内,灌水期不同对夏玉米农艺性状和产量影响显著,压茬灌和拔节灌有利于生长发育,拔节灌和抽雄灌是影响产量的重要灌水时期。秸秆还田方式可以显著提高产量和水分利用效率,并促进作物农艺性状生长。2013年降雨年型条件下最优的灌溉制度是压茬灌+拔节灌+抽雄灌3水组合,灌溉定额3 000m3/hm2;2014年的降雨年型条件下,适宜的灌溉制度是拔节灌+抽雄灌2水组合,灌溉定额1 800m3/hm2。研究成果为泾惠渠灌区合理配置水量和推广秸秆还田条件下夏玉米节水灌溉制度具有一定的指导意义。