水稻灌区开源节流的两个重要途径

我省水稻灌区水源不足,因而也限制了水稻面积的发展。故开源节流,提高水的生产效率(指每立米灌溉水获得的产量)是灌溉管理中的一项极为重要的措施。几年来,我省的灌溉试验及实践表明,间歇灌溉及利用回归水灌溉,是水稻灌区开源节流,提高产量的重要途径。现分述如下。     

基于2型模糊集的多目标农业-生态水土资源优化配置

针对西北干旱区灌区生态环境脆弱、水资源短缺、复杂不确定性等问题,以石羊河流域红崖山灌区为例,耦合2型模糊集、模糊可信度约束规划和多目标规划等理论方法,构建了基于2型模糊集的多目标农业-生态水土资源优化配置模型。模型以灌溉水损失最小、生态植被灌溉水满意度最大、生态植被灌溉水费用最小和主要粮食作物经济效益最大为目标,对红崖山灌区10个决策单元的地表水、地下水和粮食作物种植面积进行优化配置。求解模型得到不同可信度水平和不确定性程度下的水土资源优化配置方案。结果表明：耦合2型模糊集的模型能够提供丰富的配置方案,水量对可信度水平的敏感性高于不确定性程度,作物种植结构对可信度水平不敏感。以不确定性程度参数为0.5、可信度水平为0.7时为例,生态植被均通过地表水灌溉,作物通过地表水、地下水联合灌溉,玉米的产量和经济效益均大于小麦。相比前人研究,本研究考虑生态植被灌溉需求,优化结果更加真实合理。本研究可为决策者提供较为符合灌区实际的配置方案,为西北干旱区灌区现代化建设提供科学指导。     

春小麦-夏玉米套种模式下田间灌水有效性评估

春小麦-夏玉米套种是河套地区主要的粮食作物种植模式，且研究区处于浅地下水位地区，地下水与作物根层土壤水交换频繁。针对这种河套灌区典型种植模式以及浅地下水的独特情况，基于SPAC系统，应用水动力学理论定量分析计算作物生长季大气水、灌溉水、土壤水、地下水和作物水的相互转化关系，确定“5水”之间的相互转化的动态过程和量化关系。由于河套灌区独特情况，传统的土层静态切割法不符合实际，故应用水量平衡方法时田间灌溉水的有效性进行评价，从而有助于灌溉过程中的分析与管理决策。     

基于地下水数值模拟的宝山农场引江灌溉模式研究

【目的】确定宝山农场合理的农业引江灌溉模式,为区域水资源优化配置提供科学依据。【方法】针对松花江流域引江灌溉产生的地表水和地下水的综合开发利用问题,利用三江平原水文地质资料和宝山农场地下水水位长系列实测资料对MODFLOW-2000模型进行了参数识别、验证及模型敏感性分析,并模拟分析了4种情景对宝山农场地下水水位的影响。【结果】构建的地下水模拟模型能够反映灌区井群地下水位的实际变化过程。敏感性分析表明,长序列地下水变化过程及地下水位分布情况受初始地下水位影响很小;说明当研究区域内利用地下水灌溉及部分地区(沿江10km)采用引江水灌溉模式时,地下水资源基本上可以维持供采平衡,在保证地下水合理开采的前提下不会发生内涝;而研究区域内均采用引江灌溉模式则会使地下水位-抬高导致内涝,内涝情况随着与河道距离的增加而愈发严重。【结论】引江水灌溉时,需加强对地下水位的观测,当地下水位过高时,应减少引江灌溉用水,适当增加地下水抽取量进行灌溉,以保障研究区地下水和地表水的高效利用。     

关于黄河流域农业节水问题

１　渠系配套提高水的利用率１９９８年７月随中科院地学部考察黄河断流问题,考察了４个灌区。山东打渔张灌区的渠系水的有效利用率为０．５,田间水利用率０．５,灌溉水利用率０．２５;河南人民胜利渠灌区年引黄河水６亿ｍ３,灌溉４００００ｈｍ２,灌溉水利用率０．４;陕西泾惠渠灌区９００００ｈｍ２,年引泾河水４亿ｍ３,灌区内有机井１．３万眼,实行井渠双灌,灌溉水的利用率为０．５０５;宁夏青铜陕灌区灌溉水的利用率０．２１。还有些配套程度差的灌区,水的利用率更低。引黄灌区多在５０～７０年代修建的。许多工程只建了渠…     

淮北农灌区"四水"转化模型的建立与应用

"四水"是指大气水、地表水、土壤水和地下水,农灌区"四水"转化的定量关系是制定农业灌溉计划和调控田间土壤水及地下水的基础.根据淮北平原各项实验参数指标建立了农灌区"四水"转化模型,提出该模型在农田径流预报、土壤水消退及地下水位模拟等方面的应用,并提出该模型的作用和推广前景.     

非充分灌溉下作物优化灌溉制度仿真

以非充分灌溉理论为基础，建立了灌区单一作物优化灌溉制度的动态规划模型。建模时考虑了灌区的降水、地表水、土壤水及地下水等多种水资源联合使用问题，在模型中体现了地表水的使用优先于地下水的事实。将模型应用于华北某灌区，并对不同的初始条件进行了仿真，利用逐次渐近法求得了多种灌溉方案，计算结果对估计作物的水分生产函数、建立灌区水资源优化配置的大系统协调分解模型具有重要意义。     

泾惠渠灌区地下水化学特征及其对不同水源灌溉的响应

为研究泾惠渠灌区地下水水质状况及其对不同水源灌溉的响应,对桥底镇地下水进行系统采样,分析了泾惠渠灌区地下水基本特征、地下水化学成分形成原因和不同灌溉水源区地下水的暂时性变化规律。结果表明,泾惠渠灌区桥底镇浅层地下水以Na+Mg—HCO_3+SO_4+Cl类型为主,地下水环境为碱性咸水,影响TDS的主要离子排序为SO_4~(2-)Cl~-Ca~(2+)Mg~(2+);蒸发浓缩作用、阳离子交换作用和溶解沉淀作用是影响地下水化学成分形成的重要因素;井灌区地下水中各离子质量浓度均比渠灌区高,Ca~(2+)在2种类型区域的量有显著差异且年变异系数最大;引起Ca~(2+)和Na~+暂时性变化的因素是灌溉和降雨。灌区灌溉应在保证水量的情况下优先选择渠水灌溉,降雨集中期和灌溉期要加强灌区地下水水质的管理工作。     

湖北省节水农业发展的研究

(接2002年第二期) 3实施一批重点科研项目 节水灌溉是一个复杂的技术体系，按照水资源利用的过程和环节，节水灌溉技术包括以下几部分内容：一是水资源开发与优化利用技术，如雨水集流技术，劣质水利用技术、灌溉回归水利用技术、井渠结合——地表水与地下水互补技术、储水灌溉技术等；二是输配水节水技术，如管道输水技术、渠道防渗技术等；三是田间节水技术，如喷灌、滴灌、微喷灌等技术，先进的地面灌水技术，注水灌抗旱保苗技术；四是灌区水的优化调配、量测和自动监控技术，如土壤墒情监测与灌水预报技术，灌区水系量测及优化调配技术等；五是农业耕作栽培节水技术，如耕作保墒、覆盖保墒、调整种植结构、优选抗旱作物品种等农业……     

浅析马家塘灌区土壤盐渍化综合治

马家塘灌区是一个挟持在低山丘陵之间的洼地，灌区的地表水、地下水因其水量小、矿化度高、水质差，埋藏较深，而均不能用于农田灌溉，具有土壤盐渍化的内在因素。目前灌区引用黄河水为灌溉用水，开发不当将会导致土壤次生盐化。根据灌区的实际情况，对可能产生的原因及如何防范土壤盐渍化进行了分析。     

宁夏引黄灌区暗管排水工程外包料应用效果分析

在对宁夏引黄灌区暗管排水工程建设中外包料应用效果实地调查基础上,系统分析了灌区不同形式外包料透水、淤堵情况,结合室内透水试验,对暗管排水外包料透水性与防淤堵的效果进行综合评价,提出适合灌区特定自然条件的暗管排水适宜的透水、保土、防淤堵的外包料形式。为灌区暗管排水工程建设提供技术依据。     

Environmental quality of Lower Little Bow River and riparian zone along an unfenced reach with off-stream watering

The goal of beneficial management practices (BMPs) such as off-stream watering without fencing is to direct cattle away from rivers, improve the environmental quality of the riparian zone, and prevent or reduce river pollution. We conducted a four year (2005-2008) study on an unfenced 1.3 km reach of the Lower Little Bow (LLB) River in southern Alberta, Canada where three off-stream watering systems were installed 290 to ≥730 m from the river in August, 2005. Our hypothesis was that off-stream watering would reduce cattle activity at the river, improve riparian health, prevent river pollution by cattle, and improve the soil, vegetative, and rainfall simulation runoff variables at a cattle access site near the river. Off-stream watering did not significantly (p > 0.10) reduce the median number of cattle on the river bank, in the river, or drinking from the river one year later. However, there was a reduction of 20% (p = 0.15) for median number of cattle on the river bank and a 72% reduction (p = 0.20) for cattle in the river. The BMP moderately improved the riparian health score from 60% (2005) to 65% (2007). Our spatial analysis (upstream-downstream) of base-flow during the post-BMP period (2006-2008) suggested that off-stream watering prevented river pollution by cattle for the majority of water quality variables measured. Canopy cover at the cattle access site near the river was significantly (p ≤ 0.10) increased by 26-53% one and two years after the BMP. Two years after the BMP was implemented, total basal area, biomass, and mulch were significantly increased by 37-106%, while bare soil and NO₃-N in surface soil were decreased by 38-89%, respectively. In contrast, other vegetative and soil properties were not significantly improved. Concentrations of the majority of N and P fractions in rainfall simulation runoff were not significantly reduced, and may be related to the high precipitation in the pre-BMP year of 2005. We accept the hypothesis that off-stream watering improved riparian health, prevented river pollution by cattle, and improved certain vegetative (canopy cover, total basal area, mulch, bare soil) and soil properties (soil NO₃-N) near the river. However, we reject the hypothesis that off-stream watering improved other vegetation (live basal area) and soil properties (bulk density, NH₄-N, total N and C), or improved rainfall simulation runoff quality near the river. Although we cannot statistically prove that the positive benefits of off-stream watering on certain environmental variables was due to reduced cattle activity, the non-significant reductions in cattle activity suggested this may be a possibility.     

农田覆盖条件下的灌水施肥新技术

农田覆盖是减少作物棵间无效蒸发损耗的有效措施，但秸秆覆盖下灌水易造成雍塞阻水，地膜覆盖下灌水不易入渗，同时农田覆盖同分期施肥亦有矛盾。通过在河南省古固寨节水试区的探索、研究，使得覆盖条件下的灌水、施肥问题得到了较好的解决。     

黄河下游水情变化特征与引黄灌溉的可持续发展

自 2 0世纪 70年代以来 ,黄河下游年径流量逐渐减少 ,年最大流量亦在减少 ,1 990～ 1 995年本区引黄水量达到 1 0 7.8亿 m3 ,实灌面积达到 2 2 2 .3万 hm2 。1 995～ 1 999年全区用水量为 1 3 0 .5亿 m3 ,其中 ,流域内占3 1 .7% ,流域外占 68.3 %。本区河南段以引黄渠系自流灌溉为主 ,井灌为辅 ;山东段则是渠系自流、河网调蓄提灌和机井提灌相结合的综合引黄模式。本区作物灌溉定额 ,小麦为 2 66～ 3 3 5 mm,玉米为 1 1 5～ 1 3 9mm,大豆为 1 75～ 2 0 3 mm,棉花为 1 96～ 2 49mm,水稻为 699～ 75 4mm。引黄灌溉的发展潜力为 1 1 5 .8亿 m3 ,冬春占3 3 .4% ,夏秋占 66.6%。通过发展工程节水 (将综合节水率提高 7.6% )、实施适水种植 (将小麦播种面积下调1 0 .1 % ) ,则可节水 1 4.8%。     

土地利用方式变化对水循环过程响应机制研究

以挠力河流域为研究区,利用1990年和2013年土地利用类型,结合基于格子玻尔兹曼方法(LBM)的TOPMODEL模型定量评价了土地利用方式变化对水循环时空变化过程的影响。结果表明:基于LBM法的TOPMODEL模型可以很好模拟挠力河流域降雨径流水循环过程,对研究区具有较高的适用性;研究区林地、草地和建设用地面积变化不大,对于土地结构变化贡献比较小,而未利用地和旱田部分转为水田对土地结构变化贡献大;由于种植水田,导致5月到10月间的流域总蒸散发量增加、根系区缺水量减少、非饱和带缺水量减少、地表水量减少、地下水量增加;蒸散发增幅达8.9%,根系区缺水量降幅达10.5%,地表水量减少达43%;水田对水文情势影响的差异主要体现在水稻生育期的差异上,分蘖期对蒸散发量、根系区缺水量和非饱和带缺水量影响较大;水田灌溉对水循环过程的影响按变化幅度从大到小的顺序为非饱和带缺水量、根系缺水量、蒸散发量、入根系区水量、出根系区水量和地下径流量,其中入根系区水量差值和出根系区水量差值接近。     

几种地下滴灌(渗灌)灌水器性能的室内外试验研究

选择有代表性的 3种国产多孔渗水管和一种地面滴灌管进行室内外试验检测 ,比较各类灌水器的防堵性能、出流均匀性和压力流量关系等工作性能。结果表明 ,多孔管的上述测试指标均不理想 ,而具有压力补偿性能的滴灌管经无纺布外包处理地埋后 ,既具备防止负压堵塞的能力又可在田间 1m管距布设条件下获得良好的灌水均匀性。为此 ,研制一种既能抗负压堵塞、又具备较好压力补偿性能的地下滴灌灌水器是十分必要的。     

恢复塔里木河下游绿色走廊的措施

塔里木河干流及源流流域灌溉面积不断扩大；引水灌溉方法落后；超量引水；源流流入干流的水量大量减少，造成塔里木河下游河道部分干涸，致使沿河绿色植被不断减少，弃耕地逐年增加。利用膜上灌和渠道薄膜防渗等方法所节省的水，可缓解下游用水要求，且投资少，见效快。     

New water consumption pattern of rice under water-saving irrigation

Since 1982 tests of rice irrigation technique of controlled soil moisture content have been carried out at the Mairendian Testing Station of Hohai University and Jining Water Conservancy Bureau. The results prove that the water consumption (including ecological and physiological consumption) and output of rice vary considerably according to the different irrigation techniques used. In this paper, the water-saving effects are explained in terms of correlation between the varieties of ecological environment of rice growing and physiological indices such as soil moisture, soil air, soil temperature, leaf area index and stoma aperture etc., and rice root growth and a formation of an ideal colony. This irrigation technique makes watering quota most economical and efficient. The water consumption is reduced by 41% and only 46.8% of water are required for flooding irrigation. Rice yield increases by 15%. Not only are interplant evaporation and field seepage greatly reduced but also transpiration is greatly reduced under controlled irrigation. New water consumption pattern of rice growing is thus formed.     

大型水稻灌区高产节水灌溉优化配水模型研究

根据江苏省北部地区水资源供需矛盾突出的现状,以大型水稻灌区为研究对象,研究水资源的优化分配问题,从水稻水分生产函数和作物需水模型入手,建立了外引河湖水、内提回归水两种水源供水条件下的水稻全生育期适时调度优化配水数学模型。以灌区典型年供水资料,对优化配水模型进行了复核验证。所建立的模型,与灌区实际用水条件基本相符,为水稻灌区用水管理提供了一条新路。     

反坡梯田在土地整理项目中的应用

根据松花江上游山丘区的地形及气候特征,在芝阳村土地整理项目中采用了反坡式梯田。反坡式梯田的修建既解决土壤的冲蚀问题，又可以因地制宜有效利用水资源，防治农业非点源污染。从而改善项目区的生态环境和防治旱涝灾害发生,对松花江上游水质的改善具有一定的实际意义。