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。     

基于WinSRFR 5.1的地面灌水技术不确定性研究

为了解决农田畦灌畦田规格不合理、灌溉效率低下、水资源浪费等问题.采用2次田间灌水试验和WinSRFR 5.1模型分析相结合的方法,模拟地面灌溉水流过程和灌水质量情况.第1年田间实测灌水结合WinSRFR 5.1模型率定土壤入渗参数(入渗系数K和入渗指数α);第2年田间实测灌水是对模型进行验证,根据WinSRFR 5.1模型模拟得到的灌水质量等值线图对参数进行不确定性分析.结果表明,灌水技术不确定性与灌水技术参数有很大关系,畦长和流量对灌水效率和灌水均匀度有很大的影响,灌水效率对畦长变化更加敏感,灌水均匀度对单宽流量变化的影响更为显著.根据灌水质量等值线图得到满足灌水质量要求的畦长和流量组合范围,即畦长30 m以内,单宽流量增加对灌水质量影响不大;畦长30～53 m,单宽流量为2.7～5.7 L/(s·m);畦长50～100 m,单宽流量≥3.34 L/(s·m);畦长100～150 m,单宽流量≥6 L/(s·m).     

河南轻质土壤畦灌水肥耦合技术参数试验研究

水肥耦合是当前我国农业灌溉施肥技术发展的趋势,近年来与高效节水灌溉技术结合发展迅速,然而,畦灌水肥耦合技术的研究相对落后,无法满足我国当前和近期相当长一段时期内的农业节水节肥发展需求。【目的】要探索地面灌溉水肥一体化节水节肥适宜参数。【方法】以河南轻质土壤为例,开展了畦灌水肥耦合试验研究,探索畦灌随水施肥模式下的节水节肥和灌水施肥质量控制的适宜参数。【结果】对于畦灌,50 m以内的畦长可获得较好的灌水质量,间隔灌溉方式灌水质量最好,从不冲不淤以及灌水质量综合考虑,入畦单宽流量宜小于1.98 L/(m·s),畦长小于35 m时,间隔加肥下,N和K的施肥均匀度均在80%以上,N和K的储肥率均在85%以上,连续加肥下,N和K的施肥均匀度分别在80%、45%以上,N和K的储肥率均在80%以上。【结论】从灌水施肥综合效果来看,轻质壤土畦灌的畦长不宜大于35 m,入畦单宽流量控制在1.98 L/(m·s)左右,施肥方式宜采取间隔加肥方式。     

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     

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。     

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...     

基于灌区尺度的畦田规格优化研究——以泾惠渠灌区为例

【目的】进一步提升灌区尺度畦田规格的标准化程度。【方法】选取陕西省泾惠渠灌区作为典型研究区域,采用遥感影像数字化处理技术和数值模拟相结合的技术路线,提出了灌区尺度田面坡度和不同土壤质地条件下土壤入渗特性参数等数据的获取方法;以Win SRFR软件模拟为基础,提出了泾惠渠灌区合理的畦田规格布置模式。【结果】(1)文中所提方法获取的田面坡度计算值与实测值具有较好的一致性,所有田块相对误差绝对值均值为16.8%;泾惠渠灌区田面坡度分布最多的区间为2‰~4‰,其与灌区整体地面坡降基本匹配,说明所提灌区尺度田面坡度获取方法具有一定的可靠性;(2)得到了泾惠渠灌区不同土壤质地条件下Kostiakov公式入渗参数值,其入渗系数和入渗指数的取值范围分别为0.916~1.675 cm/minα和0.490~0.553,与已有文献资料所给出的取值范围基本一致,可满足灌区尺度畦田规格优化研究的需要;(3)以畦灌综合灌水质量指标≥80%作为畦田规格优化的约束条件,通过改变不同畦灌灌水技术要素组合,提出了泾惠渠灌区不同土壤质地和田面坡度条件下合理的畦田规格布置模式。【结论】泾惠渠灌区塿土、黄墡土和新积土不同田面坡度条件下,合理的畦长分别为50~130、50~80和40~80m,畦宽分别为4~8、5~10和6~10 m,其中田面坡度越小,畦长取小值,畦宽取大值,反之亦然。     

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。     

畦灌灌水技术要素组合优化

以杨凌区进行的畦灌大田试验为基础,采用WinSRFR软件对各试验点的灌水质量进行了模拟,并分析了畦长、田面坡度、入畦单宽流量和改口成数对灌水效率Ea、灌水均匀度Ed和储水效率Es的影响;在此基础上,结合均匀试验设计与多元回归分析的方法,构建了包含灌水效率Ea、灌水均匀度Ed和储水效率Es在内的单目标优化模型,以入畦单宽流量和灌水时间为变量,采用遗传算法对模型进行求解,提出了试验点不同计划灌水深度条件下畦灌灌水技术要素的优化组合,结果表明其可获得高的灌水质量,达到常规畦灌节水的目的。     

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。     

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     

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。     

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.     

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.     

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。     

民勤绿洲灌区精细垄膜沟灌技术参数研究

针对地膜覆盖后原有沟灌技术参数不能适应现实要求,分析了不同技术参数设计条件下垄膜沟灌水流推进、入渗与消退、灌水均匀度等方面的指标。研究结果表明:适宜的垄膜沟灌技术参数设计可提高灌水均匀度、减小入沟流量、延长灌水沟长度。在实际应用中若垄沟坡度在1/500左右,适宜的灌水定额为375~525 m~3/hm~2、入沟流量为0.8~1.0 L/s,垄沟长度为60 m;垄沟坡度在1/1 000时,适宜的灌水定额为375~525 m~3/hm~2、入沟流量为0.8~1.0L/s,垄沟长度为60 m;若灌水定额大于525 m~3/hm~2,则入沟流量适当减小;若入沟流量小于0.6 L/s,在1/500~1/1 000坡度条件下,垄沟长度不宜大于40 m。研究成果可为垄膜沟灌技术的推广应用提供技术支撑。     

小畦灌节水效果试验研究

小畦灌是我国北方一些灌区从灌溉实践中摸索出来的一种新型地面灌水技术。在对冬小麦田间灌水试验资料分析的基础上，建立了灌水定额与畦坡、单井出水量和畦宽的关系,并对灌水均匀度与单宽流量和畦长进行了相关分析。结果表明：在适当控制畦宽和畦长的情况下，可以减少深层渗漏、降低灌水定额、提高灌水均匀度和田间水利用率，从而实现节水、节能的目的。     

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。     

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。     

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。