泾惠渠灌区冬小麦夏玉米灌溉制度优化研究

为了提高农业生产用水效率,降低农业灌溉水资源的浪费,2013-2016年,在陕西省泾惠渠灌区进行了连续3年的冬小麦夏玉米连作非充分灌溉制度试验,研究其灌溉制度优化。试验设置8个非充分灌水处理,每个处理重复2次。通过分析3年冬小麦夏玉米生育期的降雨量、灌水量,及其在产量、水分利用效率、益损比方面的影响,进而确定不同降雨频率年型下的冬小麦、夏玉米合理灌溉制度。试验结果表明:冬小麦、夏玉米生长发育阶段不同灌水期和灌水量对其产量影响显著。产量和水分利用效率两者相协调的最优灌溉制度是T4(冬灌+返青灌)与H4(压茬灌+抽雄灌),全年四次灌水,灌溉定额为4800 m~3/hm~2。     

泾惠渠灌区冬小麦适宜灌溉模式研究

采用大田试验,分别在冬小麦越冬期、返青期及灌浆期进行灌水处理,以确定一般水平年型下冬小麦的适宜灌水模式。结果表明,地上部分及根系干物质量和株高均随全生育期灌水量的增加而增大,越冬期和返青期灌水有利于冬小麦根冠生长。全生育期灌水下产量比全生育期不灌水和返青期灌水分别增加了24.72%和13.55%,全生育期不灌水处理下千粒质量最小,"返青期+灌浆期"灌水条件下产量和千粒质量大于"越冬期+返青期"灌水与"越冬期+灌浆期"灌水。株高与根系干物质量对产量均显著正相关,可作为评价冬小麦产量的主要因素。"返青期+灌浆期"灌水处理下,水分利用效率最高,产量也相对较高,实现了高产与高效的统一,为泾惠渠灌区适宜的灌水模式。     

泾惠渠灌区冬小麦非充分灌溉模式研究

为了提高农业用水效率,解决用水矛盾,2013-2016年在陕西泾惠渠灌区连续进行了4年的冬小麦非充分灌溉制度试验,试验共设置8个非充分灌水处理,每个处理重复2次。通过分析不同生育期灌水量对冬小麦株高、产量、水分利用效率及经济效益在不同降雨频率年型下的影响,确定了泾惠渠灌区合理的冬小麦非充分灌溉制度及模式。试验结果表明:不同生育期灌水量对小麦生长发育和产量有不同的影响。返青灌、拔节灌、抽穗灌均有利于冬小麦的生长发育,其中返青灌的影响尤为显著;返青灌和灌浆灌是影响冬小麦产量的重要时期,返青灌也是提高水分利用效率和经济效益的敏感期。平水年和枯水年降雨年型下,追求高产的最优灌溉模式是冬灌+拔节灌+灌浆灌,灌溉定额为3 600 m3/hm2;然而综合考虑产量、灌溉水利用系数及节水经济效益的最优灌溉模式是冬灌+返青灌,灌溉定额为2 550 m3/hm2;推荐泾惠渠灌区非充分灌溉模式为冬灌+返青灌。研究成果为泾惠渠灌区提供了具体可行的灌溉模式,为非充分灌溉制度的进一步完善奠定了基础,对灌区农业用水的合理配置具有一定的指导意义。     

泾惠渠灌区夏玉米非充分灌溉制度分析

干旱缺水是一个世界性问题,为了节约灌溉用水,提高水分利用效率,增加产量,研究水分亏缺对夏玉米的影响从而制定合理的灌溉制度有重要意义。2013-2016年,陕西泾惠渠灌区连续4年进行了夏玉米非充分灌溉试验,试验设置了8个非充分灌水处理,每个处理重复两次。试验结果表明:压茬期+灌浆期的株高显著低于其他处理8.4%,压茬期+拔节期的株高达到了最大值,拔节期的株高显著高于其他处理5%,拔节期未灌水处理的茎粗显著低于其他处理5.1%,抽雄期的产量显著高于其他处理6.98%,而3次灌水处理的水分利用效率最低。结论表明:非充分灌溉下,夏玉米压茬期和拔节期的灌水对于株高的影响很大;拔节期和苗期的灌水对于夏玉米茎粗的生长起到决定性的作用,而其他时期灌水对夏玉米茎粗的影响很小;拔节期和抽雄期是夏玉米产量的关键需水期;在夏玉米生育期的需水敏感期适度灌水是提高水分利用效率的有效途径,75%枯水年(2013-2016年)最优灌溉制度是:压茬期+拔节期+抽雄期,全生育期灌水3次,灌溉定额3 300 m3/hm2,该试验结果与当地夏玉米灌溉制度相比更为合理,节约灌水量27%。对泾惠渠灌区夏玉米非充分灌溉制度推广,提高水资源利用效率,缓解用水紧张的局面有着重大意义。     

泾惠渠灌区地下水位动态分析

陕西泾惠渠灌区地下水开采力度不断加大,地下水位不断下降,威胁灌区的水文生态安全。利用绘制潜水等水位线图法和ArcGIS软件,分析灌区地下水位动态。结果表明,灌区地下水位显著下降,主要原因是管理不到位,井渠使用失调。控制地下水位下降的根本途径是水资源统一管理。     

泾惠渠灌区秸秆还田条件下夏玉米节水灌溉制度试验

泾惠渠灌区主要粮食作物已经实现了秸秆还田,但秸秆还田条件下作物的节水灌溉制度却还是空白。在泾惠渠试验站通过2年的大田和小区试验相结合,通过分析不同灌水处理下对夏玉米植株生理指标、水分利用效率和产量的影响,确定了不同降雨年型秸秆还田条件下夏玉米适宜的灌溉制度。研究结果表明:在一定灌溉定额内,灌水期不同对夏玉米农艺性状和产量影响显著,压茬灌和拔节灌有利于生长发育,拔节灌和抽雄灌是影响产量的重要灌水时期。秸秆还田方式可以显著提高产量和水分利用效率,并促进作物农艺性状生长。2013年降雨年型条件下最优的灌溉制度是压茬灌+拔节灌+抽雄灌3水组合,灌溉定额3 000m3/hm2;2014年的降雨年型条件下,适宜的灌溉制度是拔节灌+抽雄灌2水组合,灌溉定额1 800m3/hm2。研究成果为泾惠渠灌区合理配置水量和推广秸秆还田条件下夏玉米节水灌溉制度具有一定的指导意义。     

泾惠渠灌区冬小麦夏玉米连作需水量及灌水模式研究

为了寻求冬小麦-夏玉米连作下的节水高效灌溉制度,采用大田小区试验,在连作种植模式下,统筹分析了冬小麦和夏玉米的需水量及生育期内降雨量,并与当地传统灌溉制度进行了产量对比。结果表明,连作种植模式下,泾惠渠灌区冬小麦、夏玉米全生育期需水量分别为410 mm和400 mm。在年降雨量为490 mm时,连作种植1 a内的经济灌溉定额为305 mm,相比于传统灌溉能节水8.9%。连作条件下作物总产量为12 010 kg/hm~2,产量相对于传统单作种植增加了6.2%,达到了增产目的。在冬小麦抽穗期和夏玉米播种期减少灌水,可在保证产量的基础上有效提高水分利用效率,是更为优化的连作灌水模式。     

陕西省泾惠渠灌区土壤肥力质量变化趋势研究

在收集陕西省泾惠渠灌区土壤普查资料的基础上,探讨了灌区土壤肥力质量从1987年到2009年的变化规律。结果表明,①1987年灌区土壤pH值变幅在8.1～8.9之间;有机质属于4～5级,含量为较缺乏到缺乏,全氮和碱解氮都为5级,皆为缺乏;速效磷含量中等,属于3级;速效钾含量丰富,属于1～2级;碳氮比值的变幅为7.25～9...     

变化环境下泾惠渠灌区净灌溉需水的响应

灌溉需水是科学制定灌溉计划和水资源规划的依据,气候变化和种植结构等变化环境是灌区灌溉需水变化的驱动因素。基于泾惠渠灌区4个气象站近30年逐日气象资料和作物种植面积资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith方法和作物系数法,计算灌区主要作物需水量、净灌溉定额及灌区净灌溉需水量,分析气候变化和种植结构调整对灌区净灌溉需水量的影响,采用多元线性回归法研究灌溉需水量变化的主要因子。结果表明:气候变化使灌区降雨呈减少趋势,ET0呈增加趋势,导致主要作物净灌溉定额呈增加趋势;种植结构的调整,减少了粮食作物和棉花的种植面积,增加了其他经济作物的种植面积,使灌区净灌溉需水量呈减少趋势;在总种植面积下降、种植结构调整和气候变化的综合作用下,灌区净灌溉需水量呈小幅度的增加趋势;影响净灌溉需水量变化的主要因子是ET0和种植面积;除1996和2003年湿润年份外,各年净灌溉需水量比实际灌溉水量大,灌区存在缺水。未来应进一步调整种植结构,以适应气候变化,缓解灌区水资源供需矛盾。     

泾惠渠灌区信息化建设运行分析

泾惠渠灌区建成通水至今已运行70余年,由于长期投入不足,工程设施严重老化失修,再加上通讯不畅,信息反馈慢,远远不能满足灌区现代化建设的要求。在对灌区现状进行分析后,提出了泾惠渠灌区信息化建设的实施方案。认为：灌区只有建立信息化管理系统,实现水资源的优化配置,才能全面提高管理水平,走可持续发展道路。     

泾惠渠灌区排水效益计算方法

根据《水利经济计算规范》(SD139—85),本文采用“同频率比拟减免灾害损失法”,对泾惠灌区1954～1987年排水工程经济效益进行了计算评估,重点介绍了该计算方法。     

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。     

基于CROPWAT的泾惠渠灌区玉米和棉花灌溉需水量时空分布研究

基于泾惠渠灌区30a的气象资料,采用CROPWAT模型分析了泾惠渠灌区作物蒸发蒸腾量及灌溉需水量的变化,并运用SPSS软件,计算了灌区作物需水量与气象因子的相关系数。分析表明:玉米蒸发蒸腾量平均值为524.33mm,蒸发蒸腾量高峰期出现在7月中旬到8月下旬;棉花蒸发蒸腾量平均值为869.13mm,峰值出现时间与玉米一致;灌区玉米在抽雄-开花期灌溉需水量为130.12mm,籽粒形成-乳熟期灌溉需水量为359.32mm,9月下旬以后,灌溉需水量下降;棉花生育期需水量空间分布比较均匀,平均值为869 mm,整个灌区灌溉需水量平均值为453.6mm,棉花苗床期灌溉需水量开始增加,花铃期达到最大值,吐絮期灌溉需水量减小;灌区作物需水量与气温呈正相关,与降水呈负相关,与风速和相对湿度相关性较小,与日照时数相关性较大。     

泾惠渠灌区地下水化学特征及其对不同水源灌溉的响应

为研究泾惠渠灌区地下水水质状况及其对不同水源灌溉的响应,对桥底镇地下水进行系统采样,分析了泾惠渠灌区地下水基本特征、地下水化学成分形成原因和不同灌溉水源区地下水的暂时性变化规律。结果表明,泾惠渠灌区桥底镇浅层地下水以Na+Mg—HCO_3+SO_4+Cl类型为主,地下水环境为碱性咸水,影响TDS的主要离子排序为SO_4~(2-)Cl~-Ca~(2+)Mg~(2+);蒸发浓缩作用、阳离子交换作用和溶解沉淀作用是影响地下水化学成分形成的重要因素;井灌区地下水中各离子质量浓度均比渠灌区高,Ca~(2+)在2种类型区域的量有显著差异且年变异系数最大;引起Ca~(2+)和Na~+暂时性变化的因素是灌溉和降雨。灌区灌溉应在保证水量的情况下优先选择渠水灌溉,降雨集中期和灌溉期要加强灌区地下水水质的管理工作。     

传承古今泾惠渠

<正>时间的意义,远不能用长度来衡量。泾惠渠渠首10平方公里的三角形地带里密布着从战国至今的古渠口遗址40多处,映射了不同历史时期引水、蓄水灌溉工程技术的历史演变,水文化内涵丰富,堪称中国引水灌溉历史博物馆。8月18日,陕西省水利厅厅长王锋轻车简从,赴泾阳县调研距今已有2260年的郑国渠遗址。记者随调研组从泾惠渠渠首沿泾河顺流而下,追寻往昔郑国渠的印记,感受今日泾惠渠的风采。遗迹与现代工程交织,渠水与茂盛农田相映,短短1天时间,记者穿越了两千多年的时空,近距离感受了泾惠     

泾惠渠灌区作物需水量特征及影响因素

通过CROPWAT模型分析泾惠渠灌区冬小麦和玉米蒸发蒸腾量及灌溉需水量的变化,同时运用SPSS软件,计算灌区作物需水量与气象因子的相关系数,分析结果表明:冬小麦整个生育期蒸发蒸腾量平均值为634.04 mm,蒸发蒸腾量最高峰出现在4月中旬—5月中旬,灌区各分区蒸发蒸腾量趋势基本一致;玉米蒸发蒸腾量平均值为525.22 mm,蒸发蒸腾量高峰期出现在7月中旬—8月下旬,其中三原最大为535.97 mm,富平最小为514.68 mm;灌区冬小麦在播种—越冬期灌溉需水量最低,返青—拔节期需水量增加;灌区玉米在拔节—抽雄期需水量增加,灌溉平均需水量为133.04 mm;7月—8月为籽粒形成乳熟期,需水量为359.15 mm,至9月下旬,玉米灌溉需水量下降;灌区作物需水量与气温呈正相关,与降水呈负相关,与风速和相对湿度相关性较小,气温、日照时数和相对湿度是影响作物需水量的主要因素.     

泾惠渠灌区灌溉畦长对夏玉米生长发育和产量的影响

通过大田与小区试验相结合,以当地农民习惯灌溉方式8成改水为基准,设置3个畦长处理(80、120、240m),研究了畦长对夏玉米在生育期内生长发育状况和产量影响,土壤剖面含水量与产量及其构成因素间的相关系数等问题,选择出节水高产最优畦长。结果表明:夏玉米生育期内的农艺性状受畦长影响较小;畦田灌水均匀度受畦长影响明显,80和120 m畦长更适宜夏玉米生育期对水分的要求,灌水均匀度较高,且80 m畦长产量最高最平均,为10 218.39kg/hm~2,水分利用效率最高,为25.12 kg/(hm~2·mm)。综合夏玉米生长发育状况和产量及分布、水分利用效率等因素,在试验区内80 m畦长是兼顾节水高产的最适宜畦长。     

基于地统计学的泾惠渠灌区地下水位时空变异性研究

根据泾惠渠灌区43眼长期观测井2002、2004、2007年和2009年地下水埋深资料,利用趋势分析法和ArcGIS地统计分析模块,研究了灌区地下水埋深时空分布规律及变异特性。结果表明,地下水埋深样本服从对数正态分布,球状模型拟合变异函数的效果较好。灌区地下水埋深样本存在几何各向异性,并略有增强趋势。地下水埋深样本具有中等的空间相关性,是结构性因素和随机性因素共同作用的结果。灌区地下水埋深从西北向东南逐渐变浅。灌区地下水埋深年内呈双峰曲线变化,最小埋深值出现在春灌期,最大埋深值出现在夏灌期;灌区地下水埋深年际呈减小趋势,具有浅埋区面积明显增大、深埋区面积不明显增大的特征。     

泾惠渠灌区不同灌水时期畦灌灌水效果分析

土壤入渗特性及田面糙率系数随着耕作、灌水、农作物生长等作用呈现周期性变化规律,以泾惠渠灌区夏玉米-冬小麦轮作试验为基础,分析了不同灌季条件下土壤入渗模型参数值以及田面综合糙率系数的时间变异程度,并利用WinSRFR4.1软件对灌水过程及灌水效果的影响进行了模拟分析。结果表明,在一个轮作周期内,土壤入渗参数值以及田面糙率系数均呈现中等变异程度,这种时间变异性对灌水过程及灌水质量均影响显著,在优化灌水技术参数时,应充分考虑这种时间变异性。