宁夏清水河平原农田包气带水分运移特征分析

在宁夏清水河平原选择典型地区建立了包气带水分运移试验场,对旱作条件下和灌溉条件下的冬小麦田包气带水分运移特征进行了观测研究.结果表明:该农田类型包气带水分运移特征以上渗-下渗型为主,由于地下水埋深大,任何情况下包气带水都持续补给地下水,非种植季节土壤储水为旱作冬小麦的生长提供了重要水源,灌溉显著地增大了作物蒸发蒸腾量和...     

坡耕地玉米苜蓿间作水分分布与运移

采用探头式中子水分测定仪与时域反射仪法相结合,对不同坡度坡耕地苜蓿玉米间作下土壤水分进行监测,结果表明:在5°、10°和15°三个坡度下,表现出随着坡度的增大,产流量也随之增大,且同一坡度间相比较,表现出坡面产流量顺序为单作苜蓿＜玉米苜蓿间作＜玉米＜裸地,较单作和裸地而言,间作可有效减少坡面径流;苜蓿耗水量大干玉米耗水...     

黄土高原南部旱塬地苜蓿水分生产潜力模拟研究

应用EPIC模型对黄土高原南部旱塬地苜蓿水分生产潜力进行了长期的模拟研究。结果表明,用EPIC模型中的气象模型模拟的30 a降水特征与本地区实际规律较为接近。30 a降水模拟值和13 a实际值的多年平均值相对误差为1.53%、标准差误差为1.86%,变异系数误差为1.99%;30 a苜蓿水分生产潜力模拟值在2.018~17.521 t/hm2,平均值为7.7 t/hm2。模拟试验前5 a,年均干旱胁迫日数较少,仅为10.2 d,苜蓿生水产潜力值较高且波动平稳。模拟试验后25 a,年干旱胁迫日数增加为123.1 d,苜蓿水分生产潜力值较低且随年降雨量的丰缺而变化。苜蓿水分生产潜力长期模拟试验结果说明了该区降水无法满足苜蓿长期稳定维持较高生产力的水分要求。     

黑河流域中游制种玉米农田土壤水分运移规律

基于2009年中国科学院临泽内陆河流域研究站绿洲农田小气候、土壤蒸发和土壤水分动态监测等多源观测试验数据,运用Hydrus-1D模型模拟大田制种玉米生长条件下,土壤水分运移过程和各水分通量,并对当前灌溉制度下农田水分利用率进行评估.结合相关监测数据对模拟结果进行评价,整个模拟期作物蒸腾量、土壤蒸发量、土壤蓄水变化量和渗漏量分别为316.4、100.3、45.5 mm和339.5 mm.玉米在初生阶段、发育阶段、中期阶段、后期阶段的蒸腾水量占灌溉水分的3.6％、10.6％、46.7％和49.6％,占蒸散量的7.2％、28％、82.7％和81.4％.农田系统各水分通量的变化规律及相对比例明显受作物生长和灌水事件影响,当前灌溉制度下农田水分利用率较低,在初生阶段减少土壤蒸发和中后期阶段增加灌溉频率、减少灌溉定额是提高干旱区灌溉水分利用效率的有效手段.     

基于EPIC模型的中国典型小麦干旱致灾风险评价

运用EPIC(Environmental Policy Integrated Climate)农作物生长模型模拟了1966—2005年中国典型小麦生长过程,构建了基于水分胁迫的小麦干旱致灾强度指数,对中国小麦干旱致灾强度和风险的时空分布规律进行了定量评价分析。结果表明:小麦干旱致灾强度呈现出从西北干旱区向东南湿润区递减的趋势,且春小麦分布区旱灾致灾强度高于冬小麦分布区;中国农牧交错带是小麦干旱致灾强度较强且波动较大的区域,也是小麦干旱致灾风险较高的区域;1966-2005年春小麦区干旱致灾强度呈现下降趋势,而冬小麦区呈现普遍上升趋势,其中北部和黄淮冬麦上升趋势最为明显。     

土壤水与地下水溶质运移联合模型

土壤水溶质运移模型着重解决入渗与蒸发条件下盐份在非饱和含水层中的垂向运移问题 ,地下水溶质运移模型着重解决盐份在饱和含水层中的横向运移问题 ,它们都不能全面描述区域盐份迁移的规律。分别建立地下水、土壤水的溶质运移模型子系统 ,耦合集成并进行联合运行是理想的解决方案。     

灌水量对包气带水分运移与滞留影响过程研究

包气带水是支持植被生长的关键因子,也是联系地表水与地下水、以及补给地下水的重要水源,为了解地表灌溉量和历时对包气带水分运移和滞留过程的影响,在陕西省泾惠渠试验站开展了夏玉米和冬小麦畦灌试验,应用实测数据和Hydrus-1D模型模拟包气带0~6 m土壤水分运移滞留过程,并对其水分平衡进行定量分析计算,结果表明:不同的灌水量、进水流量和灌溉历时会引起明显土壤水分运移滞留变化。夏玉米模拟期采用大流量、快速灌溉,剖面底部的渗漏量大,占地表总入水量的24.88%;冬小麦模拟期灌溉流量小、历时长,底部渗漏量小,占地表灌溉量的2.29%;夏玉米试验期内蒸发蒸腾量大于冬小麦,分别占地表总入水量的32.32%和27.33%,棵间蒸发量占蒸发蒸腾量的比例分别为18.15%和16.92%;夏玉米与冬小麦试验期内包气带土壤水分滞留比例分别为42.8%和70.38%,灌溉进水流量和历时是控制包气带水分滞留和进入地下水的关键因素。     

甘肃黑方台黄土水分运移规律模拟北大核心CSCD

以室外试验为基础,应用饱和-非饱和土壤水分运移理论,利用Hydrus软件对甘肃黑方台包气带水分运移规律进行数值模拟,分析土壤剖面不同深度处含水量变化规律,将模拟结果与实测结果进行对比分析,并将拟合参数应用到两种不同的介质中。结果表明：（1）土壤含水率呈峰谷波动变化;（2）均质黄土层和上覆5 cm厚的粉质壤土的黄土层中,土壤水分入渗率和潜水蒸发率均随潜水埋深的增加而减少,在潜水埋深300 cm以下时,两种介质的土壤水分入渗率趋于同一值,含粉质壤土的潜水蒸发率小于均质黄土的潜水蒸发率。表明该含水量的变化具有时空特征,土壤水分入渗率、潜水蒸发率随着潜水埋深变化,其规律整体相似,这对研究滑坡水分分布具有重要意义。     

中国主要小麦种植区雨养条件下水分胁迫发生规律模拟

运用EPIC(Environmental Policy Integrated Climate)作物生长模型模拟了1961—2011年中国各小麦种植区小麦生长过程,对中国各小麦种植区小麦生育期内水分胁迫规律进行了分析。结果表明:雨养条件下,全国11个小麦种植区的水分胁迫程度可分为3个等级;冬麦区(新疆冬麦区除外)和东北春麦区水分胁迫均值、发生频率均明显低于其他春麦区;南方的3个冬麦区(华南、西南、长江中下游),水分胁迫的程度、发生频率均低于其他麦区;黄淮、北部冬麦区水分胁迫规律相似,在1、2月和5、6月较高,而北部冬麦区水分胁迫程度和发生频率略高于黄淮冬麦区;北部、西北、北疆春麦区、新疆冬麦区在雨养条件下水分胁迫最为严重,如果没有灌溉,小麦几乎绝收,尤其是新疆冬麦区。     

农田土壤中水盐运移理论与模型的研究进展

农田土壤水盐模型是了解农田土壤水盐动态变化规律 ,进行农田水盐模拟和预报的最有效的方法之一。围绕国内外土壤学者在农田土壤水盐运移方面的研究成果 ,综述了农田土壤中水盐运移的基本理论及其发展过程 ,就农田土壤中常用的几种数学模型的研究现状进行了概述。对水盐运移模型的数值解法进行了探讨 ,以期消除数值波动现象 ,减小计算中的数值弥散。最后就农田土壤水盐运移模型研究方面存在的问题进行了分析 ,对其发展趋势和今后研究重点进行了展望 ,希望为进一步的研究工作提供帮助。     

基于水分平衡原理的内蒙古典型草原土壤水动态模型研究

建立水分平衡动态模型是研究草原生态系统水循环的主要方法和内容.本文利用锡林浩特观象台多年观测资料和2008 ～ 2009年野外试验资料,基于SPAC原理,依托农田水分平衡方程建立了0～ 100 cm土层的土壤水分平衡模型,提出初始土壤贮水量、实际蒸散量、渗漏量和植被截留量等参数的计算方法及植物根系层深度确定的依据;通过...     

Integrating water use systems and soil and water conservation measures into a hydrological model of an Iranian Wadi system

Water resources are precious in arid and semi-arid areas such as the Wadis of Iran. To sustainably manage these limited water resources, the residents of the Iranian Wadis have been traditionally using several water use systems (WUSs) which affect natural hydrological processes. In this study, WUSs and soil and water conservation measures (SWCMs) were integrated in a hydrological model of the Halilrood Basin in Iran. The Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model was used to simulate the hydrological processes between 1993 and 2009 at daily time scale. To assess the importance of WUSs and SWCMs, we compared a model setup without WUSs and SWCMs (Default model) with a model setup with WUSs and SWCMs (WUS-SWCM model). When compared to the observed daily stream flow, the number of acceptable calibration runs as defined by the performance thresholds (Nash-Sutcliffe efficiency (NSE)≥0.68, -25%≤percent bias (PBIAS)≤25% and ratio of standard deviation (RSR)≤0.56) is 177 for the Default model and 1945 for the WUS-SWCM model. Also, the average Kling-Gupta ef?ciency (KGE) of acceptable calibration runs for the WUS-SWCM model is higher in both calibration and validation periods. When WUSs and SWCMs are implemented, surface runoff (between 30% and 99%) and water yield (between 0 and 18%) decreased in all sub-basins. Moreover, SWCMs lead to a higher contribution of groundwater flow to the channel and compensate for the extracted water by WUSs from the shallow aquifer. In summary, implementing WUSs and SWCMs in the SWAT model enhances model plausibility significantly.     

平原区土壤水资源计算模型研究

依据小尺度水文学原理,提出了基于有效降水量的土壤水资源计算模型,利用水量平衡原理计算土壤水资源量。利用河北省冉庄实验站的资料,计算丰、枯水年的土壤水资源量分别为642.68 mm和415.34 mm,降水对土壤水资源的贡献率分别为85%和76%,凝结水对土壤水资源的贡献率分别为15%和24%,其计算结果与实际情况相符,凝结水在土壤水资源中占重要地位,在计算土壤水资源量时不可忽视。结果表明:基于有效降水量的土壤水资源求解模型,是计算小尺度水文学上土壤水资源量的另一种有效方法,具有良好的适用性。     

跨流域调水方案优选方法初步研究

以陕西省关中地区引汉济渭调水工程为例,采用层次分析和效用函数计算模型相结合的方案优选方法,计算该地区拟采用的三种调水方案的综合量比值。通过对三种方案评价结果分析发现,对国家南水北调中线调水工程影响最小,工程可实施性和经济性较好的调水方案综合量比值最大,为最佳调水方案。该结论与引汉济渭调水工程的初步推荐方案相一致。效用函数与层次分析法相结合的调水方案优选方法不但包含了评价系统所包含的数据信息,较好减免了人为因素对方案决策的影响,而且更能全面、客观地反映实际情况,因此,其是较为理想的跨流域调水方案优选方法。     

防护林种植模式对水土要素的响应

主要以和田绿洲防护林建设为背景,根据防护林不同结构配置类型,在研究区内选取11块样地进行调查取样,采用常规分析法测定土壤养分、土壤盐分(包括pH值、电导率、全盐以及土壤水溶性盐总量)。发现在防护林不同种植模式下土壤相对含水率差异较大,多层次防护林的种植可改良土壤盐分,减少可溶性盐分在土壤中的积聚,不同结构防护林土壤养分的空间变化明显,发现多层次防护林种植模式下对土壤养分的集聚与土壤肥力的提高有明显的正效应,增加了防护林内的生物种类。结合分析结果对防护林种植模式提出建议。     

渭北旱塬秸秆还田对土壤水分及作物水分利用效率的影响

探讨秸秆还田对渭北旱塬区土壤水分状况、冬小麦产量及水分利用效率的影响。在陕西合阳进行连续两年的秸秆还田定位试验,研究秸秆还田对不同层次土壤水分变化、产量及作物水分利用效率的影响。从小麦播种到抽穗期秸秆还田量9 000 kg/hm2和6 000 kg/hm2处理的0~80 cm土层贮水量分别较对照高15.96 mm和10.74 mm,还田量9 000 kg/hm2处理的贮水量与对照间差异达到显著水平(P0.05),且80~200 cm土层贮水量较对照高15.11 mm,差异达极显著水平(P0.01),但还田量6 000 kg/hm2处理的80~200 cm土层贮水量与对照差异不显著。还田量9 000 kg/hm2处理的产量、耗水量和水分利用效率均与对照间差异显著(P0.05),分别较对照增加15.70%、5.66%和8.9%;还田量6 000 kg/hm2处理的产量较对照增加6.22%,较还田量9 000 kg/hm2处理减少8.93%,差异均达到显著水平(P0.05),其耗水量和水分利用效率与对照差异不显著。秸秆还田对土壤蓄水保墒具有重要作用;还可显著地提高冬小麦产量、水分利用效率和耗水量,且表现出随秸秆还田量的增加而增加。     

旱地保护性耕作地表径流和土壤水分平衡模型

在田间试验和对现有径流模型及土壤水分平衡模型改进的基础上，建立了适用于保护性耕作的地表径流和土壤水分平衡模型。该模型以日为步长，根据气象数据、土壤水分状况、作物生长发育及耕作管理措施，模拟不同耕作管理体系下地表径流和田间水分平衡的变化。针对保护性耕作的特点，主要对径流曲线数字(USDA—Curve Number)法进行了改进，在PERFECT模型的基础上增加了坡度和降雨强度两因素的影响，从而使模型较全面地考虑了残茬覆盖、耕作、坡度及降雨强度等多种因素对径流的影响；采用简单实用的Priestley—Taylor公式计算潜在蒸散量，并考虑作物覆盖与残茬覆盖对土壤蒸发与作物蒸腾的影响。通过田间径流试验和根层有效贮水量测定数据的验证，证明了地表径流和土壤水分的模拟值与实测值比较接近。