用统计降尺度模型预测川中丘陵区参考作物蒸散量

区域蒸散量(evapotranspiration)预测对精准灌溉预报与农田水分管理意义重大。该文利用川中丘陵区11个气象站点1961-2013年逐日气象资料,采用FAO-56 Penman-Monteith公式计算参考作物蒸散量(reference evapotranspiration,ET0),基于Hadley Centre Coupled Model version 3(HadCM3)的输出和统计降尺度模型(statistical downscaling model,SDSM)分别对A2(高温室气体排放)、B2(低温室气体排放)情景下川中丘陵区2014-2099年ET0进行预测,并使用Mann-Kendall检验和反距离加权插值法对1961-2099年ET0的时空演变特征进行分析。结果表明:基准期(1961-2010年)川中丘陵区ET0整体呈现明显下降趋势,空间上呈现出东北部、西北部和东南部相对较大、中部相对较小的差异;与基准期相比,A2、B2情景下未来2020 s(2011-2040年)、2050 s(2041-2070年)和2080 s(2071-2099年)川中丘陵区ET_0月和年均值都呈增大趋势;A2情景下3个时期ET0将分别增加7.9%、10.9%和16.7%,B2情景下ET_0将分别增加7.1%、4.9%和12.8%;A2、B2情景下3个时期川中丘陵区ET_0空间分布均呈现西北部和南部较大、中部较小的空间差异,且3个时期的ET0相对变化率显示中部及其偏北、偏南区域ET_0增幅相对较大,北部和南部增幅相对较小。因此,未来川中丘陵区ET0的上升可能导致水资源短缺与季节性干旱进一步加剧。该研究可为川中丘陵区水资源优化管理和灌溉制度制定提供科学参考。     

四川省不同区域参考作物蒸散量计算方法的适用性评价

为实现参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration,ET0)在资料缺失情况下的准确计算,对ET0简化算法在四川省不同区域的适用性进行科学评价,将四川省划分为4个区域(I东部盆地区、II盆周山地区、III川西南地区和IV川西高原区),采用46个气象站点1954-2013年逐日气象资料,以1998 FAO-56 Penman-Monteith(PM)法的计算结果为标准,对具有代表性的6种简易算法48 Penman(48PM)法、Hargreaves-Samani(HS)法、Pristley-Taylor(PT)法、Irmark-Allen(IA)法、Makkink(MAK)法和Penman-Van Bavel(PVB)法的计算精度进行对比,结果表明:6种方法在四川省不同区域计算精度差异明显,HS法、PT法和PVB法较为精准,48PM法、IA法和MAK法误差较大,其中I区表现最好的为HS法,II、III和IV区表现最好的方法均为PT法;同时,除PT法和PVB法外,其余方法空间变异性较大(HS法在海拔较低的I、II区较为精准,在海拔较高的III和IV区结果远小于PM法,48PM法在四川东南地区的计算误差为11.1%~37.5%,在浅山丘区和高原区计算误差多大于50%)。因此,计算四川省的参考作物蒸散量时,推荐在东部盆地区使用HS法,盆周山地区、川西南地区与川西高原区使用PT法。     

基于云模型的西北地区辐射时空分布研究

为研究西北地区辐射（Rs）时空分布特性,基于西北地区16个辐射站点4个分区（Ⅰ区,新疆北部、甘肃河西走廊中西段、宁夏中北部、内蒙古西部;Ⅱ区,新疆南部;Ⅲ区,青海省;Ⅳ区,甘肃东南部、宁夏南部、陕西关中地区与陕北地区）1995—2015年实测日Rs与日照时数（n）率定?ngstr?m-Prescott（A-P）模型参数a、b,使用A-P模型4种不同参数率定方法（M1：分月率定,M2：分季率定,M3：分半年率定,M4：多年率定）,选取其中精度高且简便的方法计算4个分区1961—2015年共55a的Rs,并用云模型描述西北地区Rs时空分布特性,结果表明：各分区4种方法计算的Rs值与实测值在日尺度和月尺度上拟合结果均较好。各分区4种方法计算Rs的RMSE、nRMSE分布相似,MBE略有差异,t检验结果表明Ⅰ区和Ⅲ区使用M1、M2、M3计算的Rs值与实测值无明显差异,Ⅱ区使用M1、M3计算的Rs值与实测值无明显差异,Ⅳ区使用M1、M2计算的Rs值与实测值无明显差异。Ⅰ区Rs时间分布的不均匀性较小但不稳定,Ⅱ区、Ⅲ区Rs时间分布的不均匀性较小且较稳定,Ⅳ区Rs时间分布的不均匀性较大且不稳定。西北地区Rs空间分布不均匀,4个季节均表现为Ⅲ区（青海省）Rs较大;与Rs在时间上的分布特性相比,其在空间上的分布特性更不均匀、不稳定。该研究结果可用于构建完整的西北地区Rs时间序列,为西北地区Rs时空变化研究提供科学参考。     

基于加权秩和比法的灌区运行水平综合评价——以四川省典型灌区为例

灌区运行水平综合评价是灌区投资决策的首要依据,也是推进灌区现代化建设的基础。为提高灌区运行水平综合评价精度,以四川省7个典型灌区为例进行了实证研究。根据系统性、科学性及实用性等原则建立了灌区运行水平综合评价指标体系,运用博弈论法将G1法确定的主观赋权与改进熵权法确定的客观赋权进行综合赋权,基于加权秩和比法(加权RSR法)构建了灌区运行水平综合评价模型,结合四川省典型灌区的实际情况对7个典型灌区进行评估,基于加权秩和比法评价模型的结果表明:四川省7个典型灌区运行水平(加权RSR估计值)由高到低依次为金堂县团结水库灌区(0.729 6)、安州区一大渠灌区(0.680 7)、乐山市高中水库灌区(0.646 1)、南充市磨尔滩水库灌区(0.623 3)、夹江县东风堰灌区(0.599 2)、阆中市石滩水库灌区(0.574 4)和凉山州西礼灌区(0.541 8),模型评价结果与灌区实际运行水平基本一致。因此可为灌区运行水平综合评价提供一种新的途径。     

基于气象资料的日辐射模型在中国西北地区适用性评价

地表总辐射(Rs)是作物生长模型率定、蒸散量估算、灌溉制度制定和太阳能资源利用的重要基础数据。为有效提高辐射资源利用率,该文基于中国西北地区10个气象站点1993-2016年气象数据对9种不同日辐射模型进行适用性评价。采用非线性回归分析法对Bristow-Campbell(B-C)模型进行参数属地化修正,得到B-C校正模型。模型适用性评价结果表明:9种模型在西北地区的辐射模拟值和实测值均呈极显著相关(P0.01);基于日照时数的日辐射模型(?ngstr?m-Prescott、Ogelman、Bahel、Louche、Almorox-Hontoria、Glower-Mc Culloch,其R2介于0.875~0.954)计算精度高于基于温度的模型(Hargreaves-Samani、Annandale、Bristow-Campbell,其R2介于0.652~0.813);其中基于日照时数的模型中Bahel模型精度最高,其次是Ogelman和Glower-Mc Culloch模型,其RMSE分别为2.282、2.309和2.313 MJ/(m~2·d),n RMSE分别为14.0%、14.2%和14.2%,MAE分别为1.666、1.701和1.697 MJ/(m~2·d),Nash-Sutcliffe系数(NS)分别为0.905、0.903和0.902;基于温度的日辐射模型中B-C校正模型精度最高,其RMSE为3.819 MJ/(m~2·d),n RMSE为23.3%,MAE为2.680 MJ/(m~2·d),NS为0.741。因此,西北地区日辐射计算当仅有日照时数资料时推荐使用Bahel模型,当仅有温度资料时推荐使用Bristow-Campbell校正模型。     

水分亏缺对滴灌柑橘光合和产量及水分利用效率的影响

为揭示滴灌水分亏缺对柑橘叶片光合特性、产量与水分利用效率的调控效应,以7 a生"不知火"柑橘为试材,在果实膨大期(Ⅲ)、果实成熟期(Ⅳ)各设置4个亏水处理,即轻度亏水(LD)、中度亏水(MD1)、偏重度亏水(MD2)和重度亏水(SD)处理,并设置1个对照处理(CK),分析柑橘叶片光合特性、产量及水分利用效率对滴灌水分亏缺的响应规律。结果表明:与CK相比,Ⅲ-LD处理叶片气孔导度显著降低(P0.05),羧化速率、净光合速率均无显著差异(P0.05),Ⅳ-LD处理蒸腾速率显著降低(P0.05)且叶片瞬时水分利用效率提高36.61%(P0.05);与CK相比,Ⅲ期、Ⅳ期叶片气孔限制值随亏水度加剧增大;与CK相比,Ⅲ期、Ⅳ期各亏水处理的耗水量随亏水度加剧降低。Ⅲ-LD、Ⅳ-LD处理的产量与CK无显著差异(P0.05),但水分利用效率提高13%、9.5%,WUEI提高11%和6.87%(P0.05)。因此,滴灌柑橘Ⅲ期、Ⅳ期轻度亏水处理在保证产量条件下,可节约灌溉用水且提高水分利用效率,是柑橘适宜的滴灌水分亏缺模式。     

基于熵权-模糊层次分析法的痕灌草莓水肥效应评价

为了评价痕量灌溉条件下水肥耦合处理对温室草莓产量、品质和水肥利用效率的影响,确定最优灌水施肥量.文中采用基于熵权-模糊层次分析法的综合评价指数为应变量、水肥用量为自变量建立预测模型,分析水肥对草莓的影响并计算痕灌条件下温室草莓最优灌水量和施肥量.结果表明:当灌水下限为60.41%、灌水上限为90%、施肥量为N:721.96 kg/hm²,P₂O₅:360.98 kg/hm²,K₂O:721.96 kg/hm²时综合评价指数最大,此时产量为27 008.69 kg/hm²,灌水利用效率为84.48 kg/m³,化肥利用效率15.60 kg/kg.经优化后的痕量灌溉水肥管理模式增产27.26%,灌水利用效率提高22.27%,化肥利用效率提高26.35%.文中构建的预测模型具有较高的可靠性,提出最优水肥管理模式对于温室草莓生产具有指导意义.     

西北地区地表太阳总辐射计算模型适用性评价

为有效提高中国西北地区R_s预报精度,选取西北地区11个代表性气象站点1959—2015年逐日气象数据,评价了4种基于日照时数的R_s计算模型(Angstrom-Prescott,Ogelman,Bahel和Louche模型)和2种基于温度的R_s计算模型(Hargreaves和Bristow-Campbell模型)在西北地区4个分区(温带大陆性高温干旱区、温带大陆性干旱区、高原大陆性半干旱区和温带季风半干旱区)的适用性.结果表明:6种模型在西北地区的R_s模拟值与实测值均在P<0.001水平具有统计学意义;基于日照时数的R_s计算模型(R²介于0.901~0.903)精度高于基于温度的模型(R²介于0.695~0.719);其中,基于日照时数的模型中Bahel模型的精度最高,其R²,MAE,MRE,RMSE和NSE分别为0.903,1.624 MJ/(m²·d),15.7%,2.298 MJ/(m²·d)和0.902;基于温度的模型中Bristow-Campbell模型精度最高,其值分别为0.719,2.851 MJ/(m²·d),30.7%,3.959 MJ/(m²·d)和0.713.因此,为有效提高西北地区R_s日值和月值预报精度,在仅有温度资料时推荐使用Bristow-Campbell模型,在仅有日照时数资料时推荐使用Bahel模型.     

膜下滴灌条件下土壤水势对糯玉米生长及灌溉水利用效率的影响

设置5个水平的土壤水势下限(-5,-10,-15,-20,-25 kPa),研究了大同市盐碱地膜下滴灌条件下土壤水势对糯玉米(甜糯182号)的生长、产量和灌溉水利用效率的影响,采用二元二次回归拟合的方法对其1 a的田间试验数据进行分析。结果表明,糯玉米各项生长指标随着土壤水势提高呈现先增大后减小的趋势,叶面积在-10kPa时达到最大值,为6 688.75cm~2·株~(-1),株高在-10 kPa时达到最大值,为204.20cm,茎粗在-15 kPa时达到最大值,为3.33cm;糯玉米的经济产量随着土壤水势的提高而增加,即土壤水势控制在-5 kPa时,糯玉米鲜食产量达到最大值,为8 545.25 kg·hm~(-2);土壤水势控制在-10 kPa时,糯玉米灌溉水利用效率最高,此时灌溉水利用效率为37.39kg·mm~(-1)·hm~(-2),灌水量为222.95 mm,产量为8 336.25 kg·hm~(-2)。     

基于计算流体动力学与离散元法的离心泵内流场及磨损的数值模拟

利用离散单元法与流体动力学耦合的方法研究了不同入口流速(0.6、1.2、1.7 m/s)和额定转速(2650、2800、3000 r/min)下单级离心泵内部流场变化、磨损部位、磨损量、输送能力.结果表明:离心泵叶轮叶片尾部易发生空化现象,入口流速对叶片空化现象、出水管道滞留区域产生的影响大于转速的;9种工况下离心泵最...