The feasibility of using variable rate water application under a central pivot irrigation system

The purpose of this paper was to assess the feasibility and significance of applying spatially variable irrigation under a central pivot system at the Federal German Agricultural Research Center, Braunschweig, Germany. The assessment was based on soil moisture holding capacity, soil depth variation and root development. Soil texture analysis was carried out by sampling on a 60 meter grid. The German Agro-Meteorological Model was applied to simulate the water balance in the crop-soil-atmosphere system for the growing season 2003/4. The research findings are presented in terms of six scenarios: 20, 30, 40 mm water application depths per irrigation under both variable rate application and uniform application. The comparison revealed that the loss of water was higher for the uniform application scenarios than that for the variable rate application (VRA) scenarios for the applications of 20 and 30 mm. The VRA scenario of 20 mm water application was found out to be the best option for water conservation.     

Irrigated land retirement

Land retirement is ceasing irrigation withthe goal of reducing load, in general, ofdissolved constituents and, in particular,of trace elements, present in subsurfacedrainage generated from irrigated lands. Retirement is achieved through a process ofgoal setting, strategy development anddetermining effects, developing landselection criteria, implementation, andmonitoring. In this study, effects of landretirement are evaluated using hydrologic,soil and economic models as well as resultsfrom a field demonstration study. From themodeling and field monitoring, a process isdeveloped to meet the goals of a landretirement program in the San JoaquinValley of California.Potential negative effects listed for landretirement included loss of agriculturalproductivity, perhaps permanently, and lossof revenue to surrounding communities. Uncertainties included those associatedwith reuse of retired lands as wildlifehabitat, with retired-land maintenanceincluding dust control, with potentialpreservation of retired lands in reservefor future re-introduction to irrigated ordry-land agriculture, and withinstitutional changes concerning repaymentof federal and state water contracts. Benefits would accrue from economic returnto the landowner from the sale of property,the sale or lease of irrigation watersupply, the reduced cost of handlingdrainage, and allocation of freed-up waterto beneficial uses, and the reduced risk ofselenium exposure to fish and wildlife.A recommended sequential approach to selectand manage retired land is to identifyprimary objectives; formulate and implementarea-specific land retirement scenarios;measure biologic, hydrologic, soils andeconomic consequences in the short term andthe long term and manage and monitorretired lands based on dynamic biologic,hydrologic and soil conditions.     

井灌水稻区渠道增温效果与其影响因素关系试验研究

通过田间试验 ,探求了三江平原井灌水稻区渠道内井水增温与其几个影响因素的函数关系 ,建立了经验模型 ,可供灌溉管理者及有关人士参考。     

越冬期地面灌溉技术研究

基于越冬期大田土壤入渗和灌水试验,采用试验研究和模拟分析相结合的方法,分析讨论了冬灌水流运动特点,揭示了表征灌溉效果的各项指标随地中温度的变化特性,提出了提高越冬期灌溉灌水效果的5项技术:短畦灌溉技术、长畦灌溉技术、小流量灌溉技术、秋耕灌溉技术和最冷月免灌技术。研究结果对我国北方缺水地区冬季合理灌溉具有重要指导意义。     

中水微灌系统生物堵塞特性探讨

使用中水微灌作为缓解农业水资源危机的一种灌溉方式，可以将污水灌溉对环境和农作物造成的污染减轻到最小，但中水微灌溉将会加大灌溉系统堵塞的可能性。通过对造成中水微灌系统生物堵塞的水质、堵塞原因及堵塞的严重程度的分析认为，中水中的有机污染物和微生物会造成微灌系统的堵塞，但中水中的无机颗粒是造成灌水器堵塞的首要原因。微灌系统的堵塞取决于污水的处理工艺及中水水质标准，其中主要与灌溉水的pH值，TSS和BOD5等参数有关，这3个水质参数可以用来对微灌系统的堵塞的危险性进行评估。对于微灌系统堵塞问题，可以通过改善水质，合理配置过滤设备及使用大流量灌水器和具有自冲洗功能的灌水器等方法来解决。     

草花育苗大棚定时灌溉系统研制

研究了采用DS12C887提供实时时钟、单片机AT89S51进行控制的草花育苗大棚灌溉系统.该控制系统采用模块化的设计,把时钟单元设计成了一个单独的模块,这样可以向任意多的定时单元提供实时时钟信号,所以控制系统有很好的扩展性,可以根据大棚的数目来扩展控制器的数目.通过现场调试,其运行满足实际要求.     

基于气温预报和神经网络的参考作物腾发量预报

采用反向传播人工神经网络(BP-ANN)逼近气象因子-参考作物腾发量ET0函数关系,以天气预报中的最高和最低气温为输入进行短期ET0预报。收集了南京站实测的2010年7月1日至2013年7月7日逐日气象数据和2012年7月1日至2013年6月30日逐日对未来7d的气象预报数据,以最高、最低气温及相应的日序数为3个输入因子,ET0为输出建立一个包含一个隐含层的3层BP网络,以2010年7月1日至2012年6月30日实测气象数据及通过FAO-56PM公式计算的ET0进行网络,以2012年7月1日至2013年6月30日实测气象数据及通过FAO-56PM公式计算的ET0进行网络验证。将2012年7月1日至2013年6月30日逐日对未来7d的气象预报中的最高、最低气温输入训练及验证后的网络,得到2012年7月1日至2013年6月30日逐日对未来7d的ET0预报值,并与FAO-56PM公式计算的ET0值进行比较以验证预报精度。结果表明,预见期1~7d内,预报的ET0和计算的ET0变化趋势基本一致,预报精度随着预见期的增加而降低;平均准确率(±1.5mm/d以内)达88.08%,相关系数为0.77,均方根误差为1.28mm/d,显示出了较高的预报精度。在局部时间段内出现的ET0,PM和预报ET0的较大差别的原因是该时段内的ET0更多地受到除了日最高和最低气温之外的其他因素的影响。提出的方法 ET0预报,随着气象预报准确度的提高,可实现较为精确的ET0预报。     

灌区灌溉需水量的随机模拟

提出了一个含有趋势分量、季节分量、随机分量的时间序列模型，并用来模拟灌区灌溉需水量。分析发现灌溉需水量的序列无趋势，季节分量可用显著谐波数为1的Fourier级数描述，而随机分量则可用一阶自回归模型表示。对模型残差的独立性和正态性的检验证实了模型的适用性。实例计算表明该模型用于模拟霍泉灌区小麦的灌溉需水量序列精度可靠，合理可行。     

基于WS和实际耗水量的膜下滴灌

通过田间试验，建立了膜下滴灌棉花CWSI和水汽饱和差VPD的定量关系，确定了棉花各生育阶段CWSI下基线的特定表达形式。对膜下滴灌条件下棉花生长发育、光合动态与根系分布规律以及不同水分处理的耗水量、产量与品质指标进行了观测。对不同水分处理棉花的CWSI进行了定期观测，得到了棉花CWSI与棉花耗水量的关系。     

河南省中低产田地区水资源生产潜

论述了河南省中低产田地区水资源生产潜力的开发途径。主要包括：实行节水灌溉及节水技术；建立合理的灌溉制度，以便改善农田水分状况，按农作物的需水规律进行灌溉；合理规划作物种植，提高农田整体水分利用效率；合理施肥，提高土壤肥力，以降低作物对水分的无效吸收等。