虹吸式波涌管道灌溉技术的初步研究

为解决波涌灌溉的关键技术问题,形成所需间歇水流,该文提出了一种新的适合井灌区的节水灌溉技术——虹吸式波涌管灌节水灌溉技术,其根据虹吸原理,利用一套间歇水流发生装置和调节池,可在低压配水管道出口自动形成波涌灌溉所需的间歇水流,实现波涌灌溉。这一技术将波涌灌和低压管道输水灌溉两种先进的节水灌溉技术有机融为一体,充分发挥各自的优势,以获得最佳的节水效果。该文介绍了虹吸式波涌灌溉系统组成和各部分的作用,分析了间歇水流形成原理,通过室内试验验证了这一节水灌溉技术的可行性,为进一步开展田间试验奠定了基础。     

波涌灌溉土壤间歇入渗数学模型研究现状

波涌灌溉土壤间歇入渗数学模型是进行波涌灌溉田面水流运动数值模拟和灌水方案优 化设计的基础.本文介绍了国内外波涌灌溉土壤间歇入渗的几类主要数学模型:Richards模 型、权重函数模型、Kostiakov-Lewis模型或Kostiakov模型、周期-循环率模型、梯函数模 型和其它模型的应用现状,并进行了分析和评价.     

波涌沟灌节水机理与效果的试验分析

根据大量的田间入渗及灌水试验资料,分析了波涌沟灌的节水机理并评价了其灌水效果。波涌沟灌的节水性主要是由于在波涌灌溉条件下土壤间歇积水入渗而引起的减渗性,及由此引起的沟道推进流量增大、间歇水流所引起的沟道糙率减小而最终导致推进速度加快。试验分析表明,波涌沟灌较连续沟灌总供水推进速度提高了９％～２２％,灌水均匀度提高了１８％～２３％,灌水定额减小了８．３％～１８．２％。     

覆膜灌溉的灌水技术方案优化

覆膜灌溉是在覆膜种植基础上进行灌溉的一种新型地面灌溉技术,具有显著的节水、增产效果。由于地膜覆盖对田面水流运动规律有着显著的影响,所以为了提高灌水均匀度和灌水效率,需要对覆膜灌溉的灌水技术参数进行专门研究。该文结合对灌溉地表水流运动的数值模拟,以灌水均匀度最高为目标函数,考虑灌水定额、田面水深、单宽流量、地膜开孔率等约束条件,建立了覆膜灌溉的灌水技术要素优化模型,并利用在新疆乌兰乌苏棉花田所进行的试验结果,通过计算得到了覆膜灌溉的最优灌水技术方案。     

灌水定额对波涌灌溉土壤中硝态氮浓度的影响

为深入研究波涌灌灌水定额对地下水硝态氮运移的影响,通过肥液（硝酸钾溶液）室内入渗试验,模拟研究了地下水位埋深150 cm条件下,灌水定额对肥液间歇入渗地下水水质的影响规律。结果表明：不同灌水定额地下水中硝态氮浓度具有相似的变化规律,地下水位埋深越浅,地下水中硝态氮浓度的增加量越大,即浅层地下水易受硝态氮的污染;灌水结束时,进入地下水中的硝态氮量最大;在同一灌水定额条件下,地下水中硝态氮的浓度总体上随时间增加呈增大趋势;灌水定额越大,随下渗水分淋溶进入地下水中的硝态氮越多,对地下水造成的污染越严重。     

基于SIRMOD模型的畦灌入渗参数估算及灌溉模拟

土壤入渗参数是地面灌溉中制定灌溉制度、评价灌水质量的重要指标。针对现有估算方法存在计算工作量较大、精度不高的现状,根据田间实测资料,利用SIRMOD模型,对小麦畦灌条件下田间土壤入渗参数进行了估算。与用Maheshwari法计算结果较为接近,差异均在2.0%以内。根据估算的土壤入渗参数,应用SIRMOD模型进行了多组合灌溉模拟,在保证灌水质量较高的条件下,得出了在不同亏缺水量时的适宜灌水量和灌水流量,通过田间实例验证表明模拟效果较好。     

秸秆覆盖畦田灌溉水流特性及灌水质量分析

在陕西杨凌张家岗村覆盖玉米秸秆的冬小麦地进行了畦田规格和灌水技术要素对灌水效率和灌溉均匀度影响的田间试验,并SRFR406软件对秸秆覆盖畦灌的水流推进进行了数学模拟.结果表明,给出的地面灌溉模型及软件可较好的模拟秸秆覆盖畦田水流运动.畦田规格与技术要素的选择对灌水效率及灌水均匀度均有影响.在覆盖秸秆畦田以畦长小于50 m,畦宽2～3 m,单宽流量以6～8 L/(m·s),坡度以3‰～5‰为宜.为提高秸秆覆盖灌水效率,应加强耕作管理,消除反坡.     

作物根系分区交替灌溉田间实施技术探索

作物根系分区交替灌溉方法的提出开辟了节水灌溉的新思路,该方法具有明显的节水、增产、提高水分利用效率的优点.目前对它的田间实施技术研究还不全面、不系统.本文针对其特点,探索分析能够实现根系分区交替灌溉目的的灌水技术种类、技术要点及适用条件,提出适合目前我国农村经济发展现状的根系分区交替灌溉田间实施技术,并对未来的技术发展提出了研究思路.     

PAM及波涌灌溉对水分入渗影响的微型水槽试验研究

波涌灌溉(Surge irrigation, 即间歇灌溉)是美国学者于70年代末提出的一种新型地面灌溉方式[1,2],曾被称为是地面灌溉的一次"革命".与传统地面连续灌溉相比,主要是供水的间歇性.在灌水间歇期湿润区地表易形成密实层,以减少第二次灌水时的入渗速度,增加行水速度,具有减少深层渗漏、提高灌水均匀度的作用.面对内蒙河套灌区5.667×105 hm2低效的地面灌溉耕地,提高地面灌水效率,是减少引黄量、降低地下水位、防止土壤次生盐碱化的根本途径.为此,在室内研究了波涌灌溉对当地典型土壤的作用效果.     

波涌灌土壤的粒度组成研究

本文通过对宝鸡峡灌区波涌灌和连续灌前后大量土壤取样的粒度组成分析认为,灌水对农田土壤粒度组成的时空分布的影响是长期效应。波流灌灌水技术参数,除入沟、畦流量外,放、停水时间及循环率对土壤的粒度组成没有明显的影响。灌水过程中入渗携带的极少细颗粒并不是波涌灌表层土壤导水率降低的原因。     

间歇入渗减渗机理浅析

该文从理论上分析了间歇入渗减渗的内在机理,以大田实测资料验证了致密层形成与发展的客观性,对间歇入渗条件下水力传导度减小的机理进行了分析,可为进行间歇灌溉灌水技术的研究者和用水管理者提供有益的参考。     

涌泉根灌湿润体特征值变化规律研究

在米脂山地微灌枣树示范基地进行原状土涌泉根灌人渗试验,研究了不同流量、不同灌水历时条件下涌泉根灌湿润体特征值的变化规律.结果表明:湿润体的水平扩散半径、向上人渗距离、向下人渗深度随流量的增大而增大,且均与入渗时间有显著的幂函数关系;在相同流量情况下,向上人渗最快.水平扩散次之,向下人渗最慢;湿润体体积受灌水量和流量的影响;在不同流量条件下,湿润体体积与灌水量间,湿润体水平扩散半径、垂直扩散距离与灌水量间均存在极显著的幂函数关系;针对五年生枣树根系分布特征,确定了枣树适宜灌水时间和灌水量.     

区域尺度内畦沟灌溉灌水技术要素组合的优化研究

以陕西省杨凌区进行的大田灌水试验为基础,采用SRFR软件对大田灌水试验的灌水质量进行模拟,将实测结果与模拟结果进行了对比。结果表明SRFR软件模拟畦灌和沟灌灌水质量可靠。以SRFR软件为基础,通过改变不同灌水技术要素组合,提出了研究区域内不同条件下畦灌和沟灌灌水技术要素的优化组合。该研究结果可提高现有畦灌和沟灌技术的灌水质量,达到常规地面灌溉的节水目的,同时也可为其它地区制定地面灌溉灌水方案提供方法借鉴。     

红壤区肥液浓度对涌泉根灌水氮运移特性的影响

为提高红壤区涌泉根灌水氮利用效率,通过室内肥液入渗试验,研究了不同肥液浓度(0,10,20,35,60 g/L)条件下涌泉根灌土壤的入渗能力、湿润锋运移距离、土壤水分分布以及铵态氮和硝态氮的运移特性,并建立了红壤涌泉根灌土壤累计入渗量及湿润锋在竖直向上、竖直向下和水平方向的运移距离与肥液浓度的关系模型。结果表明:土壤累计入渗量、湿润锋运移距离以及湿润体内水分和氮素的分布均受到肥液浓度的影响。在同一入渗时刻,土壤累计入渗量及湿润锋运移距离随肥液浓度的增大而增大,且与入渗历时均呈幂函数关系;在灌水结束时,相同土层深度内,肥液浓度越大,土壤含水率就越大,土壤中铵态氮和硝态氮的浓度也越大,且与铵态氮相比,硝态氮的分布范围更广。随着肥液再分布的进行,土层内最大含水率位置逐渐下移,且土壤含水率的分布也更加均匀;土壤中铵态氮和硝态氮浓度的变化趋势不同,浅层中铵态氮的浓度逐渐降低,而硝态氮的浓度先降低后增加;深层中铵态氮的浓度先增加后降低,而硝态氮的浓度逐渐增加。该研究成果可为进一步研究红壤区涌泉根灌肥液入渗氮素运移及转化提供理论参考。     

田面平整精度对畦灌系统性能影响的模拟分析

利用不同田面平整精度处理下获得的田间畦灌试验资料完成对地面灌溉模型SRFR的验证，在此基础上，针对不同的灌水时间条件设置，模拟3种典型地面平整状况下的水流推进与消退过程和畦田水分入渗分布状况，分析讨论田面平整精度对畦灌系统性能的影响。模拟结果表明，随着田面平整精度的改善，畦灌系统性能评价指标显著提高。与田面粗平状况相比，激光控制精细平地条件下的灌溉效率可提高34%，灌水均匀度可提高28%。     

喷灌均匀系数对冬小麦需水规律的影响

利用田间试验研究了不同喷灌均匀系数条件下的冬小麦耗水规律及喷灌蒸发漂移损失。试验设置低、中、高喷灌均匀系数处理,喷灌均匀系数的变化范围为62%～82%。试验结果表明,在北京地区冬小麦生育期内,喷洒水利用系数的变化范围为0.64～0.86,利用系数随喷灌均匀系数的增大而增大,随风速的增大而降低。低均匀系数处理的冬小麦耗水量高于高均匀系数处理。试验结果还表明,在所研究的喷灌均匀系数范围内,均匀系数对产量的影响不明显。     

节点式PE渗灌管灌水效果的研究

为了探求更加经济节水的保护地蔬菜栽培灌溉技术,应用特殊打孔工艺研制了节点式PE渗灌管。田间灌水性能试验表明,自行研制的渗灌管灌水均匀度达到了90%以上;豇豆试验结果表明,相同的田间管理条件采用节点式渗灌技术的灌水量仅为沟灌用水量的1/3,而每方水豇豆的生产力为沟灌的3.42倍。