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。     

用图解法确定小水库的灌溉库容

以灌溉为主的小型水库一般把灌溉库容作为兴利库容,其灌溉库容的确定往往不采用水量平衡法,而用下述两种简化方法求得。1.按用水量确定:V=(1.1～1.15)mf2.按来水量确定:V=1000YF/β式中 V——灌溉库容(米~3);Y——库区多年平均径流深(毫米);F——集雨面积(公里~2);β——水库复蓄系数;m——灌溉定额(米~/亩);f——灌溉面积(亩)。以上二式计算简单,但精度较差;而用水量平衡法计算精度高,但工作量大。笔者在实践中发现,以灌溉为主的水库,在自然地理、水文气象条件、耕作制度相类似的地区,降雨量和集雨面积决定了水库的来水过     

不同水平年烤烟灌溉制度优化设计

采用对净灌溉需水量作频率分析的方法,确定不同灌溉典型年;通过多年资料,利用 乘法模型计算得出不同年份烤烟各生育阶段水分敏感指数;利用节水灌溉制度优化设计的动态规划逐次渐进法,对烤烟不同水平年的灌溉制度进行了动态优化设计。结果显示,该模型充分反应了灌水时间、灌水定额、灌溉水量产生的烤烟产量效应,所建模型和参数确定较合理,实用性较强。     

安徽省淮北地区不同水文年小麦、玉米水量供需平衡分析

依据安徽省水科院新马桥农水综合试验站1996～2001年作物水分生产函数专项试验资料和分布于安徽淮北地区北、中、南部8个试验站(点)历年的试验统计资料，从淮北地区不同年型作物的需水量、有效降雨量、地下水利用量和灌溉需水量计算入手，利用水量平衡原理详细分析了小麦和玉米在不同年型需要的净灌溉水量。由此说明了该区补充性灌溉的特征和实施灌溉的必要性，同时对客观地认识该区农业灌溉的特性、作用以及科学、合理、高效利用灌溉水资源提供了理论、技术指标依据和决策依据。     

计算水稻灌溉定额的简化方法

水稻灌溉用水量是水利化区划、水库调节计算以及灌区规划设计和管理的重要数据之一,因此如何正确、迅速拟定水稻灌溉用水量,是当前生产上急需解决的重要课题。过去我们经常采用水稻生育降雨量系列频率法(下称“降雨频率法”),选择典型年设计水稻灌溉制度。降雨频率法认为水稻灌溉用水量和生育期降雨量有密切的相关关系,用此法在计算某一保证率的用水量时,总是选取水稻生育期降雨频率接     

基于多年降雨资料的作物灌溉制度多目标优化

在非充分灌溉制度条件下,基于农田水量平衡模拟模型和作物产量计算模型并考虑随机降雨的影响,以灌溉日期和灌溉水量为决策变量,将多年作物相对产量均值最大、多年作物相对产量方差最小以及作物全生育期的总灌溉水量最小作为优化目标,建立了能够同时对灌溉日期和灌溉水量进行优化的多目标优化模型.以玉米的非充分灌溉制度优化为例用上述模型及算法进行了计算分析,并与典型年法得到的优化结果进行了对比,结果表明:基于多年降雨资料的优化灌溉制度具有较强的适应性和鲁棒性,可以避免由于灌溉日期安排不合理而导致的减产或绝收问题.     

武夷山楮树下灌区灌溉水有效利用系数测算分析

在开展武夷山楮树下灌区调查,收集整理灌区灌溉供需用水、设施条件、气象等基础信息资料的基础上,按首尾测算法推算出武夷山楮树下灌区灌溉水有效利用系数。测算分析结果表明:楮树下灌区2017年灌溉水有效利用系数为0.547;对比分析2008-2017年灌溉水有效利用系数,系数逐年递增;对比分析2008-2017年灌溉水有效利用系数与投资的关系,工程投资对系数的增幅在0.19%~3.64%之间,工程投资对灌溉水有效利用系数的影响为正相关,即投资越大系数增幅越大;对比分析2008-2017年综合灌溉定额与降水量的关系,认为降雨量对综合灌溉定额的影响为负相关,即降雨量越大,综合灌溉定额相对越小。灌溉水有效利用系数、投资、综合灌水定额的变化趋势均符合一般规律。     

中国主要稻区水稻灌溉需求变化及其规律分析

掌握水稻灌溉需求规律是合理分配和高效利用水资源的科学依据.选取全国12个典型水稻种植区,构建田间水量平衡模型推求1960-2019年水稻逐年常规灌溉制度,采用Mann-Kendall检验分析水量平衡各要素趋势变化,同时利用Pearson相关系数和最大互信息系数(MIC)进行要素间相关性分析.结果表明:中国主要稻区水稻作物需水量ETc表现为中稻(556.39 mm)>晚稻(491.47 mm)>早稻(393.54 mm);灌溉需求表现为中稻(435.94 mm)>晚稻(346.87 mm)>早稻(147.52 mm);降雨利用率表现为晚稻(69.60％)>中稻(65.46％)>早稻(54.68％).近60年来,水稻ETc主要呈下降趋势,华中、华南和东北稻区水稻灌溉量呈现明显下降趋势,而西南和北方稻区主要呈上升趋势.降雨对灌溉需求的影响在北方稻区由生育期累计降雨量主导,而在南方稻区主要由降雨分布特征主导.     

蓄水灌溉 省水高产

文章介绍了一种较新的灌溉形式——蓄水灌溉。强调了在我国北方缺水地区,利用此灌溉形式,可以达到减少蒸发、节省水量、增加产量之目的。蓄水灌溉最大的特点就是增加播种前土壤储水量,使小麦播种前在2米土层内含水量达到土壤田间持水量的85%～90%,同时减少小麦生育期内的灌水次数及灌溉定额。这样,既节省了整个生育期的灌溉水量,又能达到增产的效果。文章中利用多年田间试验资料,根据小麦耗水量特点及其生理发育特点,阐述了蓄水灌溉的优越性。     

干旱区滴灌蕃茄灌溉需水量分析

针对种植较多的蕃茄滴灌适宜需水量问题,基于蕃茄滴灌作物生产灌区情况,根据灌区现场实际调研、灌溉用水、气象等资料,分析灌溉水量平衡方法。结果表明,滴灌蕃茄全生育期平均需水量为533 mm,与灌区实际灌溉定额(540 mm)的供需关系相适应;滴灌蕃茄平均灌水定额为38 mm,优化分析灌水定额为47 mm,实际应用灌水定额明显偏低;滴灌蕃茄平均灌溉定额为540mm,优化分析灌溉定额为519 mm,实际应用灌溉定额略高于优化分析数值。     

膜下滴灌条件下玉米灌溉制度试验研究

采用玉米作为试验材料,进行大田玉米的膜下滴灌灌溉制度试验研究,改变其灌溉定额、灌水次数,设置不同的试验处理,观测降雨量、土壤含水量,运用水量平衡方程分析玉米耗水量。对收获的玉米进行考种与测产,得到一系列产量指标;分析灌溉制度对产量指标的影响。通过分析产量、耗水量及灌溉水量,从而得到水分利用效率、灌溉水生产效率,综合考虑最终确定最优的灌溉制度。     

灌区节水灌溉用水量的计算

灌区灌溉用水量的计算,过去多是采用水量平衡方法,即根据土壤水分平衡原理,计算出作物需水量,进而推算出高产条件下的灌溉制度,然后根据作物组成和灌溉面积计算出总用水量。这种计算方法没有考虑经济问题。本文利用农业生产投入与产出的关系,用极值法确定合理节水用水的灌溉定额,由此计算出产值最大时的灌溉用水量,即经济效益最大时的灌溉用水量。     

山西晋中井渠结合灌溉水资源综合平衡分析与模拟

在对灌区水资源系统进行概化分析基础上,建立了区域水量平衡方程、区域地下水平衡方程,利用实测与调查资料对平衡方程各要素进行了分析计算,并对现状条件下及节水灌溉实施后二种情况不同水平年水资源进行了模拟分析。计算结果表明,在现状种植结构、灌溉条件、产量水平下,项目区中等干旱年缺水量达到710万m~3,缺水形势相当严峻。实施各种节水措施后,项目区水资源量在多年平均及现状引水条件下基本上能满足用水需求,但需保证节水资金的投入。     

降水的随机模拟及其在灌溉中的应用

本文研究了一个由简单的产生逐日降水的方法用在水量平衡方程中确定作物的灌溉量和灌溉时间的模拟模型。该降水模型用月平均的气象资料产生逐日降水,并且在水量平衡模型中将蒸发蒸腾量值进行了随机化处理。对陕西省的扶风县和大荔县分别进行了23年和29年的冬小麦和夏玉米的灌溉模拟。利用模拟结果分析了灌水量和最可能产生缺水的时间。此方法可用于半干旱地区在各种降水情况下的灌溉模拟。     

皖东江淮丘陵区不同水文年水稻优化灌溉制度的研究

依据安徽省天长市气象局1961-2008年多年气象资料和安徽省天长二峰灌溉试验重点站多年水稻灌溉试验成果,从不同水文年的水稻需水量、渗漏量、降雨量入手,利用建立的水分生产函数模型和水量平衡原理分析了皖东江淮丘陵区不同水文年水稻在不同供水条件下的优化灌溉制度。为准确客观评估皖东江淮丘陵区的水稻干旱损失,制定抗旱减灾工作预案,水资源的优化调度,合理的调整产业结构等提供科学依据。     

基于区域回归水重复利用的理论灌溉水利用系数研究

灌溉水有效利用系数作为国民经济发展的一项重要的资源利用效率指标,也是实行最严格的水资源管理制度中用水效率控制红线的三项主要指标之一,国家提出了明确的阶段目标。通过以水量平衡法为主线,采用根据年度区域作物结构变化修正的"浮动定额"法计算了广东省1997-2011年间理论灌溉水利用系数,并以全省6个地理分区为单元,采用彭曼公式计算了历年灌溉需水量,并计算得到各年度灌溉回归水量。结果表明,期间广东省多年平均灌溉回归水利用系数为0.27,考虑灌溉回归水基础上的年度理论灌溉水利用系数值多年均值为0.56,年际间变化总体表现出灌溉水利用系数上升而回归水利用系数下降的趋势。比2005-2011年度的实测值年均高0.16,说明灌溉回归水的影响客观存在。研究对于计算区域理论灌溉水利用系数和灌溉回归水利用系数提供了新的途径。     

湖北省晚稻灌溉定额计算参数与修订方法研究

针对湖北省现行灌溉定额标准存在问题,采用灌溉试验成果和典型县实地调研资料,计算分析了不同分区晚稻灌溉定额计算参数及其变化规律。考虑耕作方式与灌溉模式对晚稻灌溉定额影响,计算了湖北省不同分区不同频率4种组合模式(人工耕作+浅灌适蓄、机械耕作+浅灌适蓄、人工耕作+间歇灌溉、机械耕作+间歇灌溉)晚稻灌溉定额,并进行了合理性分析。经分析,该计算成果能够更全面真实反映湖北省晚稻灌溉用水水平,并提出了不同类型灌溉定额适用条件。该研究成果对湖北省水资源管理与其他区域晚稻灌溉定额修订具有重要指导意义。     

应用灰色模型群确定作物灌水日期

本文首先应用灰色模型群预测作物逐日耗水量,再进行田间水量平衡计算,确定作物灌水日期。     

长畦分段灌溉法灌水技术的研究

本文提出了长畦分段灌溉法的一种设计模型。它是根据水量平衡原理、考虑相邻灌水段水流可以相互迭加、同时采用畦灌水流运动的普遍理论而建立的。根据模型的两种具体边界条件(水平畦和单向推进)提出了进水口间距的确定方法,包括解析法、图解法和电子计算机解法。试验结果表明,这个模型对长畦分段灌溉的设计是有效的且简便实用。可以使长畦分段灌溉准确实现定额灌溉,特别是小于35立米/亩的低定额灌溉,灌溉水分布均匀度、田间水利用率及灌溉水贮存率均超过80—85％,并随畦长而增加,比畦灌省水40—60％,灌溉效率可以提高一倍。文中还讨论了模型设计参数的确定、长畦分段灌溉法配合作物间作套种的增产作用等问题。     

太行山前平原井灌农田点尺度土壤水分动态随机模拟

基于中国科学院栾城农业生态系统试验站2002—2008年夏玉米生长期内的土壤水分观测数据及2000—2008年的降水(灌溉)、气象、生物数据,结合Laio土壤水分动态随机模型研究了太行山山前平原典型农田点尺度土壤水分动态的随机性。结果表明:研究区2000—2008年夏玉米生长期内日平均降水量为10.71 mm,降水频率0.290 9,其中小雨、暴雨的发生频率表现出明显上升趋势,中雨的发生频率呈显著下降趋势,大雨发生频率表现出微弱下降倾向;玉米生长期的土壤含水率6月份处于增长期,7月份达到生长期最高值并稳定在32.2%的水平,8月份以后下降并在9月份趋于稳定;Laio模型模拟得到土壤相对湿度的概率密度函数在曲线形状(峰值、峰值出现的位置、90%置信区间)与数字特征(中位数、均值、方差)方面与观测结果一致(α=0.05),模型在井灌区具有很好的适用性,且可以将灌溉作为一次降雨事件来处理;应用Laio模型得到在多年平均降雨条件下,32.1 mm的田间净灌溉量可以在50%水平上使夏玉米生长期内的土壤含水率保持在田间持水量的80%以上。