阿克苏河下游区灌溉入渗补给系数计算及影响因素分析

【目的】准确获取阿克苏河下游区灌溉入渗补给系数,对该区灌溉入渗补给系数的影响因素进行分析,为绿洲带高强度人工灌溉模式下地表水地下水转化机理研究,提高研究区地下水数值模拟精度提供基础。【方法】选取阿克苏下游区不同灌溉制度、包气带厚度、土壤结构下代表性点进行野外取样及室内灌溉试验,并结合Hydrus-1d进行包气带水流数值模拟,通过改变灌溉制度、包气带厚度,应用Hydrus-1d模型计算该土壤结构下的灌溉入渗补给系数变化。在模型计算结果的基础上,首先分析灌溉制度、包气带厚度与灌溉入渗补给系数的关系;其后重点利用模型计算结合数理统计的方法分析土壤结构中影响灌溉入渗补给系数的主要因素。【结果】研究区内滴灌条件下灌溉入渗补给系数的范围为0.320～0.474;畦灌条件下灌溉入渗补给系数的范围为0.408～0.561,即不同灌溉制度下灌溉入渗补给系数不同;而伴随包气带厚度增大,灌溉入渗补给系数也随之减小;土壤结构对灌溉入渗补给的主要影响因素为土壤渗透系数、土壤体积质量、土壤初始含水率。【结论】根据室内试验结合数值模型计算出不同灌溉制度下的灌溉入渗补给系数变化范围,得出灌溉入渗补给系数的影响因素为灌溉制度、包气带厚度和反映土壤结构的土壤渗透系数、土壤体积质量及土壤初始含水率,为干旱区下游区灌溉入渗补给系数选取及后续研究提供理论依据。     

基于蓄流灌方式的低水头灌溉均匀问题研究

自流灌区的自然低水头微灌技术,既节水又节能,但因自然水头低导致微灌系统灌溉均匀性差.由此,基于新提出的蓄流灌溉技术理论和灌溉模式,以蓄流灌溉关键技术设备蓄流灌水器结构、工作原理及其特有灌溉用水运行方式进行分析,对其水头损失计算、灌溉均匀控制原理与解决的技术途径、蓄流灌溉田间布设与灌溉均匀管理控制等诸方面进行了研究.技术研究和试验表明,蓄流灌溉方式是解决和处理自然低水头微灌系统灌溉均匀性差的一种有效技术方法,为自流灌区自然低水头条件下微灌系统灌溉均匀性问题解决提供了新思路新途径.     

基于数值模拟的太湖流域地区节水条件下水田灌排水量研究

太湖流域内农业用水粗放,水利用效率低下,农业面源污染严重,推广水稻节水灌溉势在必行。为了研究水稻节水灌溉对太湖流域用水总量控制的影响效应以及对太湖流域水资源量和水环境的影响效应,需要弄清在不同保证率下节水灌溉和淹水灌溉单位面积的灌溉水量和排水量。改进了逐日水量平衡法中蒸散发项和渗漏项的计算方法,并对该方法中各个参数的确定做了说明。最后以杭嘉湖区为例,选用1956-2000年系列资料模拟灌溉排水过程,同时采用P?Ⅲ型曲线计算不同保证率下节水灌溉和淹水灌溉的灌溉水量,并比较了两者的效益。     

基于“互联网+”模式的水肥一体机智能终端设计

以水肥一体机灌溉过程为研究对象,对农业生产自动灌溉和施肥控制方式进行分析,采用“互联网+”模式建立水肥一体机智能控制终端系统。系统通过传感器进行土壤湿度和肥力采集,形成土壤墒情监测控制模块,并采用数据分析的方式进行传感数据分析处理,生成系统灌溉施肥控制指令。系统测试结果表明：水肥一体智能终端能够有效地进行数据采集与传输,在灌溉控制过程中水肥一体机自动生成的灌溉控制指令与计算结果相符,系统具有较高的可靠性。     

灌溉回归水及其计算方法的研究进展

灌溉回归水在世界范围内广泛存在，数量很大，而且可以重复利用，但关于灌溉回归水的研究相对较少，在很多方面的研究不够深入。讨论了灌溉回归水的组成，分析了灌溉回归水产生的条件，阐释了灌溉回归水研究的理论基础，分类综述了灌溉回归水量计算方法的研究进展，总结了灌溉回归水的研究现状与存在的问题，对灌溉回归水及其计算方法的未来发展方向进行了展望。     

基于物理时空多参数融合的节水灌溉管理WSN系统

节水灌溉是现代精准农业的必然要求,然而当前节水灌溉管理无线传感器网络(WSN)存在一定的滞后性,从而导致出现灌溉管理失调引起灌溉不足或过量等问题,为此。为此,提出了一种基于物理时空多参数融合节水灌溉管理WSN系统。该系统将与历史水量数据物理时空参量与当前湿度特征观测数据进行融合,从而自适应计算作物真实灌溉需水量。利用该算法进行WSN灌溉水量监测及管理实验,实验结果表明,时空数据融合后计算得到的作物真实需水量基本均低于传感器计算测出的当前需水量。利用该方法实施节水灌溉管理一年,发现作物单产与上年度基本持平,但平均节约水量较传统WSN管理模式提高约14%。     

基于主成分分析与聚类法的山东农业灌溉分区

针对山东省农业灌溉的特点,提出了集主成分分析与系统聚类方法相结合的农业灌溉分区方法与分区指标体系。利用主成分分析法对分区指标进行了降维处理,简化了计算。在对山东省17个地市资料分析的基础上,运用系统聚类法对山东省进行了农业灌溉分区。经分区讨论,证明运用该方法分区结果较为合理,分区结果可用于山东省农业灌溉规划等的制定。     

灌溉用水量混沌演变特性分析

运用混沌理论分析灌溉用水量的演变趋势,通过灌溉用水量序列相空间重构在高维空间中恢复演变规律,考虑时间延迟与嵌入维数的相关性,利用C-C法计算相空间重构参数,通过最大Lyapunov指数来判别系统混沌特性。进行了实例研究,通过不同方法相互补充和验证,结果都说明了灌溉用水量演变存在混沌特性,为灌溉用水量的混沌预测和控制奠定了基础。     

丘陵地区蓝莓园智能灌溉决策系统设计

针对丘陵地区蓝莓园灌溉过程中水资源浪费严重、劳动力严重短缺的问题,基于物联网技术,研究并设计了一套智能灌溉决策系统。系统包括信息采集模块、无线通信模块、智能决策模块和灌溉执行模块。信息采集模块通过布设的土壤水分传感器和小型气象站实时采集蓝莓园土壤墒情信息和环境信息（风速、降雨量、温度、湿度）;无线传输模块将信息采集模块采集到的数据实时发送到服务器端进行分析处理,并将智能决策模块的计算结果传送给灌溉执行模块;智能决策模块中,基于前期采集的历史数据使用彭曼公式和土壤水平衡公式建立灌溉决策模型,实现蒸腾量和灌溉量的计算以及实时监控与报警,该模型可根据实时获取的数据,确定是否需要灌溉及最优的灌溉量;灌溉执行模块根据接收到的灌溉信息及实际的灌溉速度计算灌溉时间,进行远程灌溉;以Visual Studio软件为平台,设计了系统上位机的监控界面,可实现土壤和环境参数的实时检测和存储、作物需水状况的分析管理以及实时预警和灌溉决策。试验结果表明,该智能灌溉决策系统可在无人干预的情况下,根据传感器采集的信息自行判断作物需水情况,当系统认为作物需要灌溉时自行驱动灌溉装置完成灌溉,从而实现蓝莓园的远程精确灌溉,节省了人力物力,有效提高了灌溉水的利用率。     

基于蒸散发调控及排水重复利用的灌区节水潜力

基于改进SWAT模型,以漳河灌区为背景,模拟分析了不同情景下蒸散发及排水比的变化,并进一步分析灌区节水潜力.结果表明,水田蒸散发由大到小为淹灌、间歇灌溉和薄浅湿晒.基于蒸散发消耗调控,研究区现状条件下理论节水率为14.5％,远大于实际节水潜力;与淹灌相比,间歇灌溉和薄浅湿晒节水率分别为1.6％和2.4％.基于排水重复利用,研究区现状条件下理论节水率为16％;塘堰汇流面积比例从现状的30％提高到50％,排水管理节水率及实际灌溉节水率分别为3.8％和1％,而传统的灌溉取水节水率为19.9％;可见,不同计算方法得到的节水潜力存在很大差异.     

塔里木河流域未来农业水价对灌水量的需求弹性效应分析

在塔里木河流域农业供水成本水价基础上,基于流域节水灌溉技术的成本投入,首先构建了流域农业节水水价;然后,利用流域农业水价和灌水量资料构建了流域农业水价的需求效应模型,分析了未来塔河流域节水水价的节水效应,研究结果表明:基于节水水价的未来农业水价的调整可大幅降低灌水量,提高水价的节水效应;而且,如果农业水价弹性系数同时被提高,较单独提高农业水价,未来塔河流域水价的节水效应更高;尤其是,未来农业水价的需求效应分析事关流域用水户的水价承受力和粮食安全问题,是未来塔河流域农业水价调整需要重点探讨的内容.     

基于资源环境水价的塔里木河流域作物农业水价的节水效应分析

立足当前塔河流域的成本水价,基于已有研究的流域水资源费和环境水价模型与相关资料,首先构建了流域基于资源环境水价的未来农业水价;然后,利用已有研究资料和流域不同作物的水分生产函数,进一步构建了流域未来作物农业水价的需求效应模型;分析了未来塔河流域基于资源环境水价的未来作物农业水价的节水效应。结果表明:基于资源环境水价的未来农业水价调整可大幅提高节水效应,只是环境水价更侧重于实现流域生态用水保障的经济补偿。再者,不同流域和作物水价需求弹性效应差别很大,可以实行有差别的农业水价调整政策。还有,流域水价弹性系数会由缺乏弹性变为富有弹性,受作物基本灌溉定额限制,就是采用高效节水技术也难以保证水价节水效应的实现,这成为流域农业水价调整可行性的一个标志。但是,这也使未来流域农业水价的需求效应分析事关流域粮食安全和用水户的水价承受力问题,成为未来塔河流域农业水价调整研究的重要相关研究内容。     

农田排水对塔里木河水质盐化的影响研究

在塔里木河流域农田排水的发展可以划分为三个阶段,即“旱排水”、排水渠建立和逐步完善阶段。农田排水虽对灌区内部的盐渍化治理起到了很大的作用,但排水进入河流对河水的水质盐化影响很大。所以应寻找新的排水出路,多途径排水。同时发展节水灌溉,改变传统的排水洗盐方式,才是干旱区农业发展的方向。     

塔里木河流域基于资源环境水价的农业水价的承受力分析

首先在成本水价基础上,分别构建塔河流域作物和流域基于水资源费的未来农业水价,然后进一步汇总和计算了塔河流域农户对基于资源环境水价的未来农业水价的承受力分析的基本指标;在此基础上,分析了塔河流域农户对基于资源环境水价的未来农业水价的承受力,主要结果表明：除叶尔羌河、和田河流域和干流下游基于资源环境水价的未来流域和作物水价的农户承受力超过适宜经济承受力外,其它源流和干流上中游的农户水价承受力则处于适宜经济承受力范围,未来塔河流域应当实行差别水价政策;干流下游、叶尔羌河流域未来农业水价承受力很低,尤其是流域未来粮食作物水价的承受力很低,必须给予粮食作物农业水价直接补偿。而且,环境水价对农户水价承受力影响较小,能够成为未来流域生态环境保护的主要经济手段。     

黄河干流大型自流灌区节水潜力分析

黄河灌区年均用水量占黄河用水总量的90%左右。受经济条件、灌区设施、管理手段等多种因素制约,灌溉水浪费严重,灌溉水利用水平较低,一般不足0.5,更加剧了黄河水资源短缺的矛盾。根据黄河灌区用水现状,提出了节水潜力的概念和节水潜力的分析计算方法,对黄河干流大型自流灌区的节水潜力进行了分析。     

黑河干流中游灌区节水量计算方法初探

灌区实施节水灌溉,减少了灌溉取水量,同时也减少了回归水量。根据节水量的组成将节水分为灌溉取水节水量和资源型节水量,并分析了两种节水量的计算方法。在此基础上,分别计算了黑河流域近期治理中中游灌区各项节水措施的相应取水节水量和资源型节水量。通过对比分析得出,黑河流域近期治理中提出的中游灌区的节水目标为流域尺度上的节水量,灌区的节水量应采用资源型节水量的计算方法进行计算。     

参与式灌溉管理模式的实施机制及其发展问题分析

以塔里木河流域经济自立灌排区为例,分析了参与式灌溉管理模式的实施机制及其发展所需解决的主要问题。在参与式灌溉管理模式中,灌溉管理权的转移形成了新的水权关系。参与灌溉管理的主体之间形成了利润导向型契约关系和自我管理等2类实施机制,这两类实施机制提高了灌溉管理效率,同时也面临着一些现实问题。这些问题影响了2类实施机制作用的发挥和参与式灌溉管理模式的发展,而解决这些问题则需要进一步完善水价定价制度、构建联接农民利益与灌溉管理绩效的利益机制和提高农民的自我管理意识与能力。     

塔里木河流域水资源脆弱性评价

塔里木河流域作为内陆干旱区典型流域,其经济可持续发展受制于水资源的脆弱性。为了保证流域经济与水资源的协调发展,实时开展水资源脆弱性评价,提高水资源优化调控与科学管理效率,成为流域可持续发展的战略方向之一。基于流域水资源历史与现状的调查结果,对水资源脆弱性影响因子进行分析、识别,将主要水资源问题归纳为水资源脆弱性评价指标,建立塔里木河流域水资源脆弱性评价标准,选择数学模型对流域进行综合评价,形成定量反映流域水资源脆弱性的成果,为该流域的各种水资源规划提供理论依据。     

元江——红河流域农业灌溉及其发

元江—流域内水资源时空分布极不均匀，上游是资源性缺水地区，中下段又是水资源极度丰富地区，普遍存在严重的季节性缺水问题。流域内贫困面大，种植业在农村经济中占主导地位，面临脱贫致富与保护生态环境的矛盾，不合理的水资源开发及农业灌溉方式，极易造成严重的水土流失和水环境污染。通过分析流域内的农业生产和灌溉用水管理现状，提出切合各地实际、易于被群众所掌握、投资小见效快的农业高效节水灌溉模式     

Optimisation model for water allocation in deficit irrigation systems: II. Application to the Bémbezar irrigation system

In this paper, the proposed optimisation model is applied to optimise water management in the Bembézar system, a small hydrological basin belonging to the Guadalquivir River basin in southern Spain that supplies water to the Bembézar River Irrigation District.In order to apply the model, the irrigation methods and performance in the irrigation district have been analysed through a set of field irrigation evaluations. Cropping patterns, crop productivity and other relevant agronomic and economic data have been collected.The influence of irrigation uniformity and the type of distribution of irrigation water on the crop yields, as well as the relationship between crop yields and irrigation scheduling have been analysed using the proposed model.A deterministic analysis has been carried out in the irrigation district in order to compare optimum water and cropping patterns management with actual ones.In order to account for the randomness of both climatic and water availability variables, a stochastic data generation has been carried out which considers the correlation between these hydrological series. The system is then analysed in a stochastic environment. Several simulations of the optimisation process have been carried out using generated data on climatic and water availability variables.The result of this analysis demonstrates that when only the satisfaction of the internal demands is considered, high quantities of water are allocated to the irrigation districts resulting in low economic benefits per unit of water used and lower irrigation efficiency. This situation has been compared with the solution provided by the hypothesis of a proposed water market in which it is possible to transfer part of the water of the system to other alternative uses at a fixed price. In this second hypothesis, water consumption in the irrigation districts was reduced.