提高小麦单产的田间排水暗管规格模拟

改进内蒙古河套灌区田间排水系统的规格对灌区提升作物产量和保障粮食生产有重要现实意义,因此,在河套灌区对所构建的分布式SWAP-WOFOST模型进行了参数率定和验证,然后,对2000—2010年灌区春小麦种植条件下适宜的田间排水暗管规格进行探讨,并模拟评价了该条件下作物产量和水分生产力(WP)的时空分布特征。结果表明,所构建的分布式模型在河套灌区具有较高的适应性。春小麦种植条件下,灌区大部分耕地面积推荐采用田间排水暗管的规格为间距100.0m或75.0m,埋深为2.5m。相比现有排水系统,采用推荐的排水暗管规格,春小麦多年平均作物产量提高了18.5%,多年平均WP提高5.2%。研究结果为进一步改进灌区田间排水系统的效果提供了一定的参考。     

漳卫河平原农业水资源高效利用的模拟研究Ⅰ.参数率定和模拟验证

为了优化漳卫河平原地区的农田灌溉制度，本研究以SWAT（Soiland Water Assessment Tool）为工具，首先运用洗牌复形演化（SCEUA）算法在位于该平原及其比邻地区的2个典型试验站率定冬小麦和夏玉米的作物参数，再以遥感监测的蒸散数据为目标，应用拉丁超立方一单次单因素（LHOAT）方法对SWAT中的相关参数进行敏感性分析，选出了对实际蒸散最敏感的参数，并用序贯不确定性（SUFI-2）算法优化参数进行不确定性分析。在此基础上，对冬小麦一夏玉米轮作体系产量的长期模拟结果进行验证。这些参数率定和模拟验证结果为进一步深入研究该地区水分生产函数和优化灌溉制度奠定了基础。     

根系带水质量模型参数灵敏度分析与标定的研究

利用收集的河南省新乡试验站田间试验数据对根系带水质量模型(ROOt Zone Water Quality Model,RZWQM)输入参数进行灵敏度分析和标定.结果表明,通过参数的灵敏度分析结果对RZWQM进行调参,节省参数校核时间,提高精度.参数标定后模拟值与实测值的对比显示,土壤含水量的模拟均方根差和平均相对误差分...     

阿特拉津在饱和砂质壤土中非平衡运移的模拟

针对农药阿特拉津在稳定流场饱和砂质壤土中的运移 ,根据平衡与非平衡假设条件下对流—弥散方程数学模型的解析解 ,基于易混合置换实验获得的阿特拉津和示踪溶质Br- 的穿透曲线及批量平衡法求得的阻滞因子 ,应用CXTFIT 2 0软件 ,通过拟合土柱实验中溶质的出流浓度变化 ,估算了模型的有关参数 ,在此基础上模拟分析了实验土柱不同埋深处阿特拉津的出流浓度和累积淋溶量动态 ,结果表明 ,化学非平衡的两点模型对本文实验条件下阿特拉津运移的仿真具有较高的精度     

农田气象条件下阿特拉津在土壤中淋溶动态的数值模拟

阿特拉津(Atrazine)是我国华北地区夏玉米田常用的除草剂,而夏玉米生育期又是该地区的主要降雨时段,对这一时段Atrazine在田间尺度的淋溶风险进行评价,对保护浅层地下水环境具有重要意义。以北京市通州区永乐店试验站一块27 m×27 m的农田为背景,通过田间采样、测试分析土壤样品并收集2001年的气象数据,基于简化土壤水三维流场的柱模型假设,在同时考虑土壤水力学参数、Atrazine运移和吸附参数空间变异性的情况下,对该农药在农田尺度下淋溶动态的空间分布进行了数值模拟。在此基础上,对夏玉米不同生育期耕层20 cm深度处的土壤水负压、水流通量和Atrazine浓度的空间变异结构进行了地质统计学分析。结果表明,在整个夏玉米生育期内这三个参量的半方差模型基本上为球状模型,它们的变程多在8~10 m。本研究案例对布设农田尺度土壤水分和Atrazine动态监控网具有一定的参考意义。     

计算非饱和土壤水流问题的一种新差分格式

将求解对流占优Burgers方程的随流格式推广应用于计算非饱和土壤水流入渗问题。在Euler坐标系中,扩散项取中心差分格式,对流项中的空间偏导数取迎风格式,而对流速度取为随流迎风格式。算例表明,这样构造的差分格式精度高于传统格式。     

滴灌施肥灌溉条件下土壤水氮运移的研究进展

对滴灌施肥灌溉条件下水分和养分运移的研究进展进行了总结。许多研究表明 ,滴灌施肥灌溉条件下土壤水、氮的运移和分布主要受土壤特性、灌水器流量、肥液浓度及灌水量的影响 ,而灌水器周围饱和区半径的确定是影响土壤水分和氮素运移模拟精度的关键因素。关于滴灌施肥灌溉条件下氮素运移的研究较少 ,尤其在施肥灌溉系统运行参数对氮素运移、转化、分布影响的研究方面更为薄弱 ,在今后的研究中应予以加强。     

漳卫河平原农业水资源高效利用的模拟研究Ⅱ.水分生产函数的建立及灌溉制度优化

优化漳卫河平原冬小麦夏玉米轮作体系的灌溉制度，对进一步深入研究水资源严重短缺的河南省可持续农业的发展具有一定的示范意义。本研究以经过参数率定与模拟验证的SWAT为工具，设置了1种充分灌溉和9种非充分灌溉情形，拟合得到冬小麦和夏玉米的Jensen模型水分生产函数，在此基础上，以不考虑氮磷胁迫的历史灌溉情景为基本情形，设置了3种优化灌溉方案。模拟结果表明：与基本情景相比，轮作体系粮食稳产，平均节约灌溉用水16．13％，水分利用率平均提高3．05％；与相应时段的年鉴统计值和模拟的历史情景下的产量相比．最优情景下全区轮作体系粮食平均增产30．76％和6．47％；与模拟的历史情景相比，优化情号下轮作体系的水分利用率平均提高23．94％。     

农田尺度降雨入渗—重分布条件下阿特拉津在非饱和土壤中淋溶风险的评价

以农药阿特拉津为研究对象,通过在北京郊区一个面积为72 9m2 (2 7m×2 7m)的田间采集10 0个土壤样品,分别测定其主要理化特性,由土壤的机械组成和干容重测试数据,采用土壤传递函数生成了vanGenuchten型的水力学参数,并进一步间接计算得到阿特拉津运移的弥散度,同时,由实测的土壤有机碳含量估算了阿特拉津的吸附参数。在此基础上,根据柱模型假设,运用HYDRUS 1D软件,就所设计的由实际背景概化而来的降雨入渗—重分布算例,对阿特拉津在农田尺度非饱和土壤中的淋溶动态进行了数值模拟。结果表明:对一场雨量为90mm、雨强为30mmd-1的降雨,在连续3d降雨接着重分布2 0d的情况下,若忽略蒸散作用对土壤水分和阿特拉津运动的影响,则降雨入渗和降雨入渗—重分布过程结束时,通过土壤2 0cm耕层的阿特拉津的最大累积淋溶量分别占施用量的17.87%和75 .4 1% ;采样区域内阿特拉津淋溶通量的空间分布存在较大差异。所探明的阿特拉津易淋溶带,不仅为合理使用该农药、保护土壤环境提供了定量的依据,而且为预防该农药对浅层地下水的污染提供了重要的信息     

滴灌点源施肥灌溉对土壤氮素分布影响的试验研究

利用室内试验,研究了点源施肥灌溉条件下硝态氮和铵态氮的分布规律。试验土壤为砂壤土,滴头流量的变化范围为0.6～7.8L/h、灌水量为6～15L、肥液(NH₄NO₃)浓度为100～700mg/L。销态氮在距滴头17.5cm范围内呈均匀分布,其浓度随肥液浓度的增加而增加;在湿润边界上硝态氮产生累积;肥液浓度是影响硝态氮分布的主要因子。在距滴头15cm范围内,滴头流量和灌水量对土壤中硝态氮分布的影响不明显,在此范围以外,随滴头流量的增大或灌水量的减小,硝态氮浓度增加。铵态氮浓度在滴头附近出现高锋值,肥液浓度越高,锋值越大,且施肥灌溉对铵态氮分布的影响范围较小,一般在距滴头10cm范围以内