非充分灌溉下作物优化灌溉制度仿真

以非充分灌溉理论为基础，建立了灌区单一作物优化灌溉制度的动态规划模型。建模时考虑了灌区的降水、地表水、土壤水及地下水等多种水资源联合使用问题，在模型中体现了地表水的使用优先于地下水的事实。将模型应用于华北某灌区，并对不同的初始条件进行了仿真，利用逐次渐近法求得了多种灌溉方案，计算结果对估计作物的水分生产函数、建立灌区水资源优化配置的大系统协调分解模型具有重要意义。     

甘肃景泰提水灌区作物需水量与灌溉制度研究

依据甘肃景电一期灌区节水改造规划，利用当地19年的逐日气象资料，计算了灌区不同水平年的作物需水量和净灌溉需水量。利用计算机模型对灌区主要作物的现行灌溉制度进行了模拟和评价，并针对现行灌溉制度中存在的主要问题提出了改进方案。     

河套灌区灌溉制度研究

根据河套灌区的气象、土壤、灌水等资料,利用ISAREG模型模拟了4种主要作物充分灌溉和非充分灌溉2种灌溉制度方案。根据模型的优化模拟结果分析,在作物产量比率仅略有下降的情况下,作物实施非充分灌溉将减少灌水次数和灌溉定额(平均下降45 mm),建议灌区把作物实施非充分灌溉作为一种节水措施之一。     

宁夏汉延渠灌区灌溉水利用系数测算分析与评价

农田灌溉水利用系数表示从水源引水被农作物吸收利用的过程,是反应灌区灌溉用水效率的一项指标.本文以汉延渠灌区为例,综合考虑宁夏的气候环境、土壤类型、灌溉制度及作物种植结构等因素,选取典型渠段和样点灌区,分别采用"连乘法"和"首尾法"计算宁夏汉延渠灌区2018—2019年的灌溉水利用系数,并对其进行对比分析评价,从而确定灌...     

微咸水灌溉动态安全评价理论及方法研究

针对灌溉水质、土壤安全、经济作物及荒漠植物安全等各项目标,结合灌溉制度、灌水方法、灌溉方式及土壤改良措施等动态因子,就微咸水资源化利用的安全性评价及其指标体系的建立进行了研究,确定了动态安全评价指标体系、评价方法及评价等级并编制了用于微咸水灌溉动态安全性评价的SASI软件。利用该软件对准噶尔盆地南缘莫索湾灌区微咸水农业灌溉的安全性进行了评价。评价结果表明该研究区域内,随着微咸水灌溉年份的增加,棉田土壤及作物虽然仍保持在未受污染的范围内,但污染指数逐渐增大,由此提出改善微咸水灌溉安全状况的措施及建议。     

基于遥感修正作物系数的冬小麦需水量预测

作物需水量是确定灌溉制度和灌溉用水的重要依据。为准确预测冬小麦的需水量，以河北邯郸漳滏河灌区为例，利用sentinel-1A雷达影像反演灌区的土壤墒情以修正作物系数，并结合未来15 d的气象预报数据计算的参考蒸散发(ET₀)，预测漳滏河灌区重要灌水期的冬小麦需水量。结果表明：通过遥感反演的土壤含水量与实测值相近，平均相对误差为4.60%；经气象预报数据预测研究区12月11-25日ET₀预测值为15.32 mm；结合土壤水分修正系数与预测ET₀数据，计算冬小麦平均需水量预测值为12.64 mm，其中，磁县需水量最大，为14.23 mm，广平县冬小麦需水量最小，为12.04 mm；由MOD16A2产品计算研究期平均需水量为10.65 mm，较预测值相对误差为18.69%。该方法可以有效地预测作物需水量及其空间分布，可为灌区作物生育期用水预测与管理提供理论参考。     

大型灌区节水灌溉工程实施后土壤

以人工神经网络理论中的BP、RBF模型为主要建模工具，以内蒙古河套灌区的试一个试验区（沙壕渠试区）为研究实例，对河套灌区节水工程实施后作物生长季（非冻季）的土壤水盐变化状况进行了模拟与预测研究。从预测结果看，2015年，当引水量减少30%时，地下水位有较大幅度下降，夏灌前、夏灌后、秋浇前与封冻前的土壤水分随着灌水量的减少呈下降趋势，而土壤盐分在浅层与中层呈现出不同的结果：0-40cm土壤盐分呈脱盐趋势，而40-70cm土壤呈轻度积盐趋势，总体上节水改造工程对灌区浅层土壤盐碱化改善与防治有积极效果，但土壤水分的下降可能会造成土壤某些阶段一定程度的水分亏缺和作物种植结构及灌溉制度的改变。本文对中国北方大型灌区的节水工程改造与规划管理有一定的参考价值。     

大型灌区农业高效用水的对策

为探讨在水资源短缺和干旱条件下，大型灌区如何实现农业高效用水，提出了优化配置和联合运用灌区内的各种水资源，调整灌区的作物种植结构，采用节水灌溉制度，因地制宜选用节水灌溉技术，节水灌溉与农业综合技术相结合，改革灌区的用水管理等对策措施。     

内蒙古河套灌区咸水灌溉的环境效应分析

研究了咸水灌溉对土壤水盐动态、地下水位、地下水质、作物生长及产量的影响。灌溉水源为黄河水和高矿化度地下水混合。咸水灌溉期间,土壤盐分有所增加,通过控制咸水灌溉定额,以及进行合理的黄河水秋浇灌溉,可以达到年度内土壤盐分动态平衡。咸水灌溉条件下,作物长势及产量基本不受影响。适宜合理的咸水灌溉不会造成环境恶化,而且对缓解河套灌区水资源紧张的矛盾有着重要意义。     

基于水盐生产函数的绿洲灌区水盐调控研究

土壤次生盐碱化是新疆灌溉农业所面临的最大环境问题。灌溉农业的快速扩展与灌排系统不完善是造成土壤次生盐碱化发生与恶化的关键因素。以水盐生产函数为依据,计算了不同生育阶段及全生育期阶段棉花相对产量与土壤全盐的关系,依据该计算结果对塔里木灌区的土壤盐化程度做了初步划分。基于塔里木灌区地下水埋深较浅且多为微咸水的事实,比较深入地探讨了地下水合理的动态水位及作物对潜水利用问题。最后,提出了灌区水盐调控的对策,强调排水系统的通畅运行是控制土壤次生盐碱化的关键,通过排水系统和减少灌溉定额使作物生长期的地下水埋深控制在1.6~2.1 m内,不但可以减少排水成本,而且也可使作物充分利用地下水,同时促进塔里木河水质的改善。     

农田土壤剖面水分探头布设及数据处理技术研究

通过分析定点埋设的SWR-2型土壤水分传感器采集的土壤水分数据,分析了农田土壤水分信息的时空变化规律及不同深度土层含水率间的相关关系。结果表明,冬小麦和夏玉米生长条件下农田土壤剖面适宜埋设的探头数目为1～4个,并提出了相应的水分探头布设方案及数据处理技术。     

基于土壤墒情模拟的农业干旱动态评估

已有的农业干旱研究中,土壤墒情的模拟与干旱程度的动态评估常常是独立进行的,二者并没有统一起来。基于此,建立了田间土壤水分平衡模型,通过作物生育期内的土壤水分模拟农业干旱过程。为了将土壤墒情模拟与农业干旱的动态评估统一起来,引入了阶段性的作物水分生产函数,通过干旱缺水对农业产量影响的定量分析,反推得出作物不同生育阶段土壤水分状况对应的干旱程度和缺水权重,从而将土壤墒情模拟与农业干旱评估结合起来,达到农业干旱动态模拟与评估的目的,为从土壤墒情状况实时动态评估农业干旱程度提供了一种便捷可行的方法。最后将提出的模型方法结合某灌区进行了应用,效果较好。     

土壤剖面水分传感器探头仿真与试验

为准确掌握土壤墒情信息,针对农田环境下不同作物根区土壤含水率变化难以实时观测的问题,对土壤剖面水分传感器探头进行了仿真,并通过试验验证,给出了传感器探头设计尺寸的优选方案。在建立传感器探头微量化平面电容二维模型的基础上,分析了传感器探头结构变化对探头微量化平面电容周围电场强度和电容变化的影响,确定了探头结构尺寸的最优组合。当探头铜环电极外径40 mm、内径38.4 mm、轴向长度20 mm、轴向间距15 mm时,探头的灵敏性和探测范围最优。试验结果表明,本文研究的土壤剖面水分传感器测量精度为±1.42%,具有很高的稳定性和一致性。所设计的传感器探头可以根据实际测量深度需要任意组合,满足不同作物根区深度的土壤含水率测量需求。     

土壤剖面水分线性尺度测量方法

针对现有土壤水分点尺度下测量的局限性,提出了一种线性尺度下的土壤剖面水分测量方法,并设计了一种基于驻波比法的土壤剖面水分信息测量传感系统。借助HFSS高频电磁场仿真软件与网络矢量分析仪对传感器环形探头的电场强度分布情况与阻抗特性进行了分析研究,确定了环形探头适应性与敏感区域。以2种不同质地的土壤作为试验样本,对土壤水分传感器的输出与对应的测量值进行了多项式拟合,决定系数均达到了0.99以上,传感器的稳态与动态性能均能满足土壤剖面水分的测量要求。通过多层水分土柱穿层试验与对比试验表明,该系统能够满足线性尺度下土壤剖面水分的实时测量需求,具有较高的测量精度与稳定性。设计的土壤剖面水分线性测量系统的各项指标均达到实际应用的需求,具有较高的应用推广价值。     

黄土高原丘陵沟壑区果园土壤水分动态

通过对飞马河流域坡面果园土壤水分连续4年的监测,采用时间序列小趋势分析法,分析了坡面果园土壤水分动态.结果表明:坡面果园0～200 cm土壤水分储量为314.71 mm,低于坡面土壤水分储量28.8 %;果园土壤水分储量年变化表现为1～5月耗水,9～12月土壤水储量得到恢复;各层土壤水分储量变化幅度表现为表层大于下层,下层土壤水分的消耗具有明显滞后性,同时下层土壤水分的补充与消耗受上层土壤水分储量影响.     

塔里木灌区膜下滴灌棉田土壤水分动态与耗水特性

土壤水分条件是棉花生长和发育的重要因素。为了研究塔里木灌区膜下滴灌棉田土壤水分特征,于2014年4月18日至10月31日采用中子仪对膜下滴灌棉田0~120cm土壤水分进行观测,分析了不同生育期土壤含水率的时空变化,采用水量平衡原理计算了膜下滴灌棉田耗水量。结果表明:4月中旬到7月中旬为土壤水分稳定期,7月中旬到8月底为土壤水分剧烈变化期,8月底到10月底为缓慢消耗期;0~20cm为土壤水分活跃层,20~60cm为土壤水分次活跃层,60~120cm为土壤水分稳定层;灌溉入渗水主要分布在0~40cm;膜下滴灌棉田苗期、蕾期、花铃期、吐絮期的耗水强度分别为0.63、2.62、7.01、0.71mm/d。     

土壤水分监测与灌溉预报系统设计

土壤水分监测与灌溉预报是实现作物适时适量灌溉的基础。提出了一种新的土壤水分监测与灌溉预报系统,依据实时采集的数据信息,判断作物用水情况,采用智能方法,建立高准确度土壤墒情与灌溉预报的模型,实现作物用水信息实时管理。     

土壤脱水过程中结构与含水率间的定量关系

基于9种土壤脱水过程中土壤密度和含水率的跟踪实测数据,揭示了脱水过程中地表土壤密度随时间的变化过程,分析了土壤结构与含水率之间的定量关系。结果表明,土壤脱水过程中,土壤密度与含水率之间存在着较密切的二次函数相关关系;当含水率在某值以上时,土壤密度随含水率降低逐渐增大,而在此含水率值以下时,土壤密度随含水率降低而减小,但减小的幅度要小于增大的幅度,即灌水和脱水过程的综合作用结果是使土壤密度增大。     

基于人工神经网络土壤墒情动态预测模型应用研究

快速、准确地测定土壤墒情对作物生长发育及节水灌溉具有重要的意义。在2011-2012年的实测墒情资料的基础上,系统分析了三义寨灌区土壤墒情的时空分布规律;基于人工神经网络(ANN)理论构建了灌区不同埋深条件下土壤墒情的数值预报数学模型,模型计算值与实测值吻合较好,能够准确预测三义寨灌区不同埋深条件下的土壤墒情分布情况,为大型引黄灌区精细化灌溉模式应用提供了技术支撑。     

土壤水分条件对白肋烟产、质量的影响研究

采用田间和盆栽试验方法研究了土壤水分条件对白肋烟产、质量和化学成分的影响及白肋烟灌溉的土壤水分指标。综合不同试验中土壤含水量对白肋烟产、质量和各类化学成分影响的结果 ,白肋烟各生育期最适宜的土壤相对含水量分别为移栽—团棵 6 6 %左右、团棵—打顶 80 %左右、打顶—采收 77%左右 ,白肋烟成熟阶段需水量相对较多。成熟期土壤相对含水量对白肋烟的成熟速度和化学成分的协调性及评吸质量的影响最为明显 ,在最适宜的土壤相对含水量以下的范围内 ,表现出随土壤相对含水量升高 ,成熟速度加快 ,烟碱含量明显下降 ,内在化学成分更为协调和评吸质量提高。适宜的土壤相对含水量能明显提高白肋烟产量、产值和等级比重。