气候变化对汾西灌区灌溉用水量的影响研究

研究灌区气象要素长期变化特征及其对灌溉用水量的影响对掌握灌区灌溉用水规律从而进行更科学合理的灌溉具有一定的指导意义和实际参考价值。基于山西汾西灌区3个气象站点1975-2018年的实测气象资料，采用线性倾向估计、M-K检验等方法分析降水和气温的时间变化特征，用作物系数法计算灌区作物需水量和灌溉用水量，综合分析气候变化对灌溉用水量的影响，建立了不同水文典型年降水、作物需水量与灌溉用水量之间的关系。结果表明：44 a来汾西灌区降水量以2.7 mm/10a的速率下降，在1977年第一次突变；平均气温以0.471℃/10a的速率显著上升，在1997年突变；灌区气候向暖干方向发展，灌溉用水量以25.4 mm/10a的速率上升。气温突变伴随着降水骤降为多年最低值，灌溉用水量比多年均值增加了396.8 mm，远大于降水突变年。作物需水量增加1 mm，灌溉用水量就会增加1.92 mm；降水增多，其对灌溉用水的影响减小，单位降水量在丰、平、枯水年可分别引起1.29、1.74、2.72单位灌溉用水量的变化，枯水年的灌溉定额比丰、平水年多出20%。     

水稻优化灌溉制度的试验研究

针对淠史杭灌区农业生产的现状，通过对秧田耗水量－泡田用水量－本田需水量－本田灌溉制度的系列试验资料分析，提出了适合淠史杭灌区目前条件下节水增产的水稻优化灌溉制度；经大面积示范推广，取得了显著的经济效益、社会效益和生态环境效益。     

北京市农业节水与作物种植结构调整

从农业供水资源对作物种植结构的影响，作物种植结构对农业用水量，农业水资源供需平衡的影响以及作物种植结构对农业节水灌溉方式的要求和对灌溉效益的影响等几方面，研究探讨了农业节水与作物种植结构这种既相互制约，又相互促进的关系，并就北京市作物种植结构调整和今后农业节水灌溉工程建设提出几点建议。     

水资源灌溉工程规划的研究及其效益

研究平原灌区灌溉用水量最省，工程体系费用最少，提水耗能处，渠系占地面积最小的计算模型；并以聊城地区为例，进行了效益分析。     

内蒙古河套灌区小麦套种玉米秋浇覆膜灌溉试验研究

内蒙古河套灌区是全国3个特大型灌区之一,灌区每年农业用水量45亿m3左右,其中秋浇用水量占到1/3。秋浇是河套灌区特有的灌水方式,也是灌区节水保墒的关键。以河套灌区具有代表性且种植面积较大的小麦套种玉米田块为研究对象,进行秋浇覆膜灌溉新技术的试验研究,通过对不同试验方案的跟踪观测,系统地分析了这种灌溉新技术的节水增产效果。     

应用方差分析方法研究内蒙古河套灌区用水量影响因素

运用方差分析方法研究了河套灌区1990-2000年单位面积灌溉用水量变化的影响因素.结果表明:渠道衬砌、渠系配套建设等工程节水措施和用水管理措施对减少灌区用水量产生显著影响,而种植结构调整因素和降雨对灌区用水量产生的影响并不显著.在将来的节水改造中,应继续加强种植结构调整以增强节水效果.本研究所建立的模型拟合优度好,能准确地解释和评价灌区用水量的影响因素.     

宁夏汉延渠灌区灌溉用水量变化影响因素分析

汉延渠灌区农业灌溉历史悠久,近年来灌溉用水量持续减少。开展汉延渠灌区用水量规律分析研究,探索用水量变化影响因素,对于灌区优化水资源配置和现代化节水型灌区建设意义重大。以宁夏汉延渠灌区为研究对象,分析灌区灌溉制度、有效灌溉面积及种植结构的变化趋势,建立了3种影响因素与灌溉用水节水量数学模型,计算分析几种影响因子贡献率,得出该灌区灌溉用水量减少原因的排序是灌溉面积萎缩及种植结构调整、渠系水利用系数提升、优化灌溉制度的结论,对类似灌区水资源优化配置和现代化节水型灌区建设具有一定参考价值。     

Web下节水灌溉远程监控系统——评《节水灌溉规划》

我国水资源人均占有量仅为全球人均水量的25%左右,是世界贫水大国。在水资源消耗中,农业用水量约为总用水量的90%左右。在开展大棚种植及大规模的农田种植中,传统需要进行人工灌溉,以确保农业种植的产量。现如今,农业灌溉系统采用多个传感器分布节点进行水量控制,实现多点灌溉。为减少灌溉用水量,达成节水灌溉,要求开展节水灌溉的远程监控系统设计,依托监控系统对灌溉点出水量进行监测,并开展智能调节,进而确保灌溉效率。     

灌区尺度月灌溉用水量预报及模型敏感性分析

对水量计算模型进行改进,得到灌区尺度月灌溉用水量预报模型,包含3个子模型:降雨径流子模型、河流流量子模型以及灌溉需水子模型。其中灌溉需水子模型中,灌区被分解为目标灌区与非目标灌区。将此模型在澳大利亚马兰比季灌区进行应用,并通过SUFI-2算法对模型进行参数敏感性分析。采用月径流量以及月灌溉用水量进行参数率定和模型验证。通过模拟值与实测值对比,验证阶段模型灌溉用水量相关性系数R2为0.618 4,表明灌溉用水量模拟值与实测值拟合较好,其变化趋势基本一致。通过敏感性分析表明,模型对降雨量的敏感性高于对水库库容的敏感性。因此,该模型可用于灌区灌溉用水量预报,同时不能忽视气候变化对灌溉用水量的影响。     

泾惠渠灌区作物种植结构变化对灌溉需水量的影响

研究种植结构变化对灌区作物需水量和灌溉需水量的影响,能够为作物生育期的灌溉用水管理和农业水资源规划提供基础数据。依据泾惠渠灌区实测降水和蒸发蒸腾等气象数据,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式和作物系数法计算灌区主要作物需水量;通过频率计算和配线法确定灌区丰水年(25%)、平水年(50%)和枯水年(75%)的有效降水量;根据1988—2014年Landsat卫星遥感影像提取的泾惠渠灌区不同历史时期农业种植结构数据,计算典型水文年份灌区总灌溉需水量,并分析作物需水量和灌溉需水量在不同典型水文年的年际和月际变化。结果表明,随着泾惠渠灌区农业种植结构的变化,灌区总的作物需水量和灌溉需水量都呈现显著下降趋势。但泾惠渠灌区在1988—2005年间,单位面积平均作物需水量和平均灌溉需水量都基本保持不变,随后均呈小幅下降趋势。各月份作物总需水量和总灌溉需水量除6月份之外,其余各月份都呈现显著下降趋势;但在此期间,灌区单位面积平均作物需水量和平均灌溉需水量除在4、8、9月份呈下降趋势,而6月份呈显著增加趋势外,其余各月份基本保持不变。灌区总的作物需水量和灌溉需水量的下降主要是由农作物种植面积大量减少所致,种植结构的变化对其影响较小,但灌区种植结构调整后的作物需水量状况更符合区域有效降水特点。     

膜孔灌溉条件下玉米灌溉制度试验

通过大田试验研究了膜孔灌溉条件下，不同灌溉制度对玉米土壤水分动态、产量及其指标以及水分利用的影响。研究表明：灌溉定额4500m3/hm2时与灌溉定额为5400 m3/hm2的产量相近，但前者的水分利用效率却明显高于后者，灌溉定额为3600 m3/hm2时，虽产量明显低于前两者，但其水分利用效率最高2.7273kg/m3，故最节水。在当地灌溉定额为4500m3 m3/hm2.、灌水四次的灌溉制度经济效益最优。且在相同的灌溉制度下膜孔灌溉与不覆膜对照相比，具有明显的增产效果和较高的水分利用率。     

引黄灌区畦田灌水技术试验研究

在华北引黄灌区内,大田作物的主要灌溉方式依然是畦灌。由于畦田规格过长过宽,导致灌溉水浪费严重,灌水效率低下。在平原县张庄管道灌溉示范区进行畦田灌溉试验,研究了黄河下游引黄灌区不同灌水技术参数组合对灌水质量的影响。利用地面灌溉水流运动的计算机模拟软件WinSRFR4.1,对不同规格畦田的灌水过程进行模拟,得出畦田灌溉的田间灌水效率和灌水均匀度,研究不同灌水技术参数组合对灌水质量的影响。综合考虑管道灌溉出水口规格与当地耕作农具尺寸等因素,模拟了多种畦长、畦宽、坡度和单宽流量下灌溉方案的灌水效果,结果表明,畦宽1.5m,畦长50~60m,坡度为0.3%畦田灌溉技术改进方案的灌水效率和灌水均匀度均提高到80%以上,灌水性能较优,建议在黄河下游引黄灌区内推广使用。     

灌水流量对涌泉灌及涌泉根灌湿润体影响的研究

为了研究相同灌水量条件下,不同灌水流量对涌泉灌及涌泉根灌湿润体的影响,以及二者的不同之处,进行了室内土壤水分入渗试验和理论分析.结果表明:入渗结束后,涌泉灌的湿润体形状是一个近似半球体,涌泉根灌的湿润体形状是一个近似半椭圆球体;灌水流量对涌泉灌湿润体的形状有显著的影响,流量越大,湿润体形状越扁平,但在一定流量范围内,灌水流量对涌泉根灌的湿润体形状无显著影响;在相同的灌水量和灌水流量条件下,涌泉灌在水平方向的入渗距离显著大于涌泉根灌,在垂直方向上的入渗距离显著小于涌泉根灌;相对于涌泉灌,涌泉根灌不易产生土壤表面积水,水分分布更深,入渗的水量更容易到达作物根区,减少了水分的无效蒸发,有利于作物对土壤水分的吸收.     

灌区污水灌溉补偿效益初探

我国水资源紧缺,城市生活和工业大量挤占农业用水并产生大量污水,致使农业清水灌溉用水危机加重。在这种情况下,我国的污水灌溉面积随着城市化加快和工业发展而迅速扩大。为了研究灌区污水灌溉相关各方效益变化,通过把灌区污水灌溉运行与梯级库群中龙头水库运行相比较,分析结果表明灌区污水灌溉存在补偿效益。文章给出了灌区污水灌溉补偿效益的概念和内涵。接着,进一步指出灌区污灌补偿效益相关研究内容,包括灌区污灌补偿相关对象分析、相关对象的效益变化研究和灌区多水源污灌补偿调度研究,并对它们进行了定性分析。最后指出下一步灌区污灌补偿研究任务和方向。     

蓄流灌水器灌水均匀度试验分析

蓄流灌水器水头压力、管径、灌水器长度、孔径、孔数是影响滴灌灌水均匀度的重要参数。室内试验研究结果表明,低压条件下压力水头的变化对灌水均匀度的影响并不明显,只要管径选择适宜,降低压力并不会对灌水均匀度产生很大影响;灌水器管径的变化对灌水均匀度的影响较为明显,灌水均匀度随着管径的增大而增大,但当管径增大到一定程度后,灌水均匀度随管径增大反而呈现减小趋势;灌水均匀度随着灌水器长度的增大呈降低趋势;灌水器孔径越大,灌水均匀度越好;灌水均匀度随着灌水器孔数的增加反而减小。     

河套灌区井渠双灌条件下主要作物灌溉制度优化

依据田间试验,研究了井渠双灌条件下河套灌区小麦和向日葵的灌溉制度。结果表明,Jensen模型最能较好地表达研究区小麦、向日葵井渠双灌条件下各生育阶段水分的量化关系。小麦和向日葵整个生育期均需灌水4次,灌水量分别为67.5、75、75、67.5mm和75、67.5、67.5、52.5mm。小麦拔节—开花期、向日葵现蕾—开花期适合井灌,灌水量分别为75、67.5mm,相应其他生育阶段均采用渠灌。     

石津灌区储水灌溉条件下土壤水分动态及灌水适宜阈值研究

从土壤水分能态角度,研究储水灌溉条件下土壤水分的动态变化及空间分布,探求适宜储水灌溉定额阈值范围。研究结果表明,灌水定额大于200 mm时,2 m以下土层出现水分深层渗漏,灌水定额300、2502、00 mm时,深层渗漏量分别达到587.63、236.32、152.05 m3/hm2;灌水定额75～150 mm,2 m以下土层无水分渗漏。因此,储水灌溉灌水定额阈值范围控制在750～1 500 m3/hm2,可以把灌溉水储存于深层土体内,以供作物生长期使用;储水灌溉模式在石津灌区可有效解决灌区来水与灌溉用水的错位矛盾,满足作物正常生长对水分的需求。     

不同灌水方式的辣椒灌溉制度设计

将模拟灌溉制度的ISAREG模型与灌水方式相结合研究辣椒常规沟灌和隔沟灌条件下的灌溉制度。对不同灌水方式条件下灌溉制度模拟所需的各项参数进行了预处理和验证,分析评价了辣椒2个试验处理的实际灌溉制度,在此基础上根据辣椒的需水特性进行了多组合灌水方案设计,分别得到了现状供水状况下和不受灌水日期约束时的优选灌溉制度。     

微地形对波涌畦灌灌水质量的影响

在波涌灌溉的实践中 ,沿沟 (畦 )长度方向的地形起伏 ,使其灌水效果明显变差 ,为了定量评价微地形对波涌灌溉灌水质量的影响程度 ,采用地面灌溉模型对不同田间微地形条件下的波涌灌溉地表水流运动过程进行模拟 ,并结合田间试验 ,提出了畦灌条件下波涌灌溉的地面地形变化要求 ,供制定田间波涌灌溉实施方案时参考。     

基于Zigbee的灌区灌溉预报研究

针对大尺度灌区进行准确灌溉预报过程中存在的土壤水分空间变异性和预报实时性的问题，设计了通过对灌区合理划分基本单元及优化布置土墒采集节点，应用Zigbee无线传感网络分区域采集土壤墒情，由水量平衡方程对各单元实测数据进行预报，并逐层汇总、分析得到灌区总预报。通过GPRS无线网络实现远程PC机与区域Zigbee网络的数据连接，不仅实时监控灌区土壤墒情而且可执行远程灌溉控制，提高了灌区灌溉管理效率，对于灌区灌溉管理的数字化、实时性发展具有重要意义。