气候变化背景下关中地区葡萄水分盈亏变化特征

为研究关中西部半湿润地区葡萄水分盈亏情况，本文通过Mann-Kendall趋势检验、滑动t检验及Morlet小波分析等方法分析1990—2019年间葡萄需水量年际变化特征，通过水分盈亏指数(CWSDI)分析各月份及全生育期水分供应情况，以期为关中地区葡萄科学灌溉提供参考。结果表明：葡萄全生育期需水量在2015年发生突变后呈显著上升趋势，需水量变化的第一主周期为15 a。葡萄生育期内需水量总体呈先增加后减小趋势，各水文年型需水量差异在果实膨大期达到最大。不同水文年型均有发生干旱的可能性，其中葡萄6月份正值果实膨大期，但CWSDI呈降低趋势，应及时监测葡萄水分情况，防止水分亏缺造成减产。     

基于无人机多光谱遥感估算西北半湿润区葡萄基础作物系数研究

为提高西北半湿润区葡萄园蒸散量的估算精度，以波文比系统实测蒸散量ET_c为基础，基于彭曼公式法计算参考作物蒸散量ET_o,得到葡萄作物系数K_c后，采用FAO-56双作物系数法计算土壤蒸发系数K_e与水分胁迫系数K_s,获得基础作物系数K_cb;同时利用无人机多光谱遥感影像获取葡萄光谱数据，提取多个波段反射率计算4种植被指数(归一化植被指数NDVI、土壤调节植被指数SAVI、比值植被指数RVI、差值植被指数DVI),建立葡萄K_cb与植被指数的关系模型(一元线性回归、多项式回归、多元线性回归),从而计算葡萄园实际蒸散量用以验证无人机多光谱遥感估算葡萄K_cb的精度。结果表明：(1)相同建模方法下，植被指数与K_cb的模型拟合精度受到其种类与葡萄生长时期的影响。在生育前期，利用一元线性回归建模得到的K_cb-VI_s模型拟合精度表现为NDVI>RVI>SAVI...     

泥沙质量浓度和工作压力对不同结构微喷带抗堵塞性能的影响

针对含沙水灌溉时微喷带堵塞的问题，采用间歇微喷灌的试验方法，选取泥沙质量浓度、工作压力和微喷带结构为试验因素，以平均相对流量、孔组流量均匀度和孔组流量降幅为微喷带堵塞程度评价指标，分析微喷带的堵塞状况和易堵塞的位置，研究工作压力和含沙水的泥沙质量浓度对微喷带堵塞的影响过程及机制。结果表明：1)4种微喷带(带宽分别为45、45、48和60 mm,单循环孔组孔数分别为3、5、5和5孔)中，带宽为45 mm的2种微喷带的堵塞程度较轻，单循环孔组孔数为5孔的微喷带，用最大的泥沙质量浓度1.5 g/L灌水时，平均相对流量最低仅为清水流量的87.14%～96.19%;2)工作压力为30和40 kPa时，微喷带易出现全面堵塞；而当工作压力为50和60 kPa时，微喷带多为局部堵塞；3)10次灌水结束后，微喷带堵塞最严重的部位多发生在尾部，其次是首部。综上，4种微喷带中带宽45 mm,单循环孔组孔数为5孔的微喷带抗堵塞性能最优，微喷带的工作压力和含沙水的泥沙质量浓度交互作用共同影响微喷带的堵塞程度，使用不同泥沙质量浓度的水源灌溉时应合理选用工作压力。     

喷射角度及压力对微喷带喷洒水滴分布的影响

微喷带灌溉具有节水省工、价格低廉、对动力要求低等优点。大田灌溉过程中，作物各生长期株高不同，各器官对水滴打击的耐受度不同，会对微喷带灌溉效果产生影响。为探究微喷带水量空间分布影响因素，该研究使用激光雨滴谱仪测量微喷带喷洒水滴的直径、个数和灌水强度，分析喷射角度（40°、60°及两孔组合）和工作压力（20、24、28和32 kPa）对水滴直径及分布的影响。结果表明：1）40°时的灌水强度峰值在17.9～23.0 mm/h，工作压力增大时灌水强度峰值波动不大。喷射角度为60°时，灌水强度峰值随着工作压力的增大逐渐降低。两孔组合灌溉时，微喷带的灌水强度与单孔相比略有增高，存在两个峰值。2）同一喷射角度下，水滴直径会随着工作压力的增大而减小；相同工作压力下，随着喷射角度的增大，微喷带喷洒水滴的直径分布范围略有减小。3）喷射角度和工作压力均会影响喷洒水滴在空间上的粒径分布，喷洒水滴直径分布范围为0～2.50 mm，占比较多的水滴直径集中在0.45～1.25 mm。本研究着重探究微喷带喷洒水滴的灌水强度和直径的空间分布，以期为微喷带的合理设计和推广应用提供基础理论支撑。     

臂坡对堰槽组合设施测流影响分析

针对堰槽组合设施在遭遇洪水、水位较高时引发的坡脚掏蚀、岸坡冲刷崩塌等问题，将设施两侧堰顶设置一定坡度，形成向槽内倾斜的臂坡，使水流向设施中部集中，减少对两岸边坡的冲蚀。采用水力性能试验的方法，对3种臂坡(0，1/16和1/8)在12种流量(6~61 L/s)条件下的中垂面水深、弗汝德数沿程变化规律、臂坡对设施泄流能力的影响及流量公式进行研究。结果表明:1)3种臂坡下的堰槽组合设施水深沿程变化相似，随着臂坡的增大，中垂线上游水位壅高增大，两侧堰靠近岸坡一侧的堰上水深减小，明显减少了水流对两岸边坡的冲蚀；2)臂坡对临界流断面位置影响较小，集中出现在排淤量水槽梯形窄段的后半段；同一流量下，堰槽组合设施的流量系数随臂坡的增大而减小；同一臂坡下，堰槽组合设施的流量系数随着流量的增大而减小；3)相对水头较小时，流量系数变化明显，相对水头较大时，流量系数相对稳定，将流量系数分为变动流量系数和稳定流量系数2个区，并分别拟合出不同臂坡条件下的流量计算公式，与实测流量相比，臂坡为0、1/16和1/8时，相对误差绝对值的最大值分别为2.22%、2.37%和2.21%，平均相对误差分别为0.88%、0.95%和1.15%。此外，在流量为11 和21 L/s时，臂坡的增大使得流量公式计算值的相对误差由-2.22%降至-0.44%和由2.35%降至-0.24%。综上，臂坡的存在能够减少水流对两岸边坡的冲蚀，对临界流断面的影响较小，增大臂坡还可有效提高堰槽组合设施在小流量情况下的测量精度。     

量水槽出口宽度对堰槽组合量水设施过流能力的影响

【目的】研究量水槽出口宽度对堰槽组合量水设施水力性能及对测流的影响，为扩大堰槽组合量水设施的适用性提供参考。【方法】对3种量水槽出口宽度（b=25，35和45 cm）在不同流量（5～71 L/s）下的35种工况进行水力性能试验，通过中垂面30个测点的水深及垂线平均流速变化，分析出口宽度对设施中垂面水面线和佛汝德数（Fr）沿程变化的影响，明确槽内流和堰槽流的流量阈值；根据流量（Q）与量水槽内测点水深的相关性，分析量水槽出口宽度对流量系数的影响，并建立不同量水槽出口宽度下的流量公式。【结果】3种量水槽出口宽度条件下，中垂面水深和Fr的沿程变化均表现出相似的规律，即中垂面水深在上游段表现稳定，进入量水槽后逐渐下降至出口后的薄水层区域；Fr值在上游段相对平稳，保持在0.1～0.2，进入量水槽后逐渐增大至最大值1.2～1.5，且增大速率沿程变大。上游段的水深和量水槽内的水深均随量水槽出口宽度的增加而减小，出口段、薄水层区域和下游壅水区域的水深受量水槽出口宽度影响不大。上游段至量水槽内部过渡扭面段的Fr值随量水槽出口宽度的增加而增大，量水槽内部梯形窄段的Fr值随着出口宽度的增加而减小。同一量水槽出口宽度下，槽内流的流量系数随流量的增加而增大，堰槽流的流量系数随流量的增加而减小。同一相对作用水头下，槽内流的流量系数随量水槽出口宽度的增加而减小，堰槽流的流量系数随出口宽度的增加而增大。基于建立的3种量水槽出口宽度下的流量公式，得到的流量计算值与实测值的相对误差均在2%以内，使堰槽组合量水设施的适用范围进一步扩大。【结论】量水槽出口宽度对上游和量水槽内的水深有明显影响，出口宽度的增加能够增大堰槽组合量水设施的流量阈值及过流能力，并使临界水深的断面位置向下游推移。