田间节水灌溉新技术应用研究

在“九五”国家重点科技攻关项目专题“田间节水灌溉新技术研究”中,取得了地下滴灌技术应用研究、波涌灌溉技术应用研究和水平畦田灌水技术应用研究等3项重大科技成果,总体达到国际先进水平,在地下滴灌专用灌水器和波涌灌溉设备的研制开发、利用田间小区试验和 值模拟方法研究各种灌水技术的田间灌水设计参数和田间适宜条件、激光控制土地精细平整技术的应用、不同平地方法间的组合应用模式等一系列关键技术问题上有所突破与创新。这些成果的取得,为我国田间节水灌溉的发展提供了新技术、新方法和新设备,对提高我国地面灌溉技术水平具有重要意义,成果具有重要的推广应用价值。     

波涌灌溉核心设备-波涌阀的研究

波涌灌溉技术是20世纪70年代末发展起来的地面灌水新技术。该系统一般由水源、波涌阀、自控器和田间输配水管道等组成。根据我国丘陵山区机修梯田地的灌溉特点,运用水力学原理开发研制了波涌灌溉的核心设备—波涌阀。经过田间灌水试验,结果表明:波涌阀阀片的密闭止水效果、阀片的启闭定位等各项性能指标均满足波涌灌溉设备的性能要求,该设备具有较高的实用性和可操作性。     

影响水平畦田灌溉质量的灌水技术要素分析

在开展激光控制土地精细平整技术应用的基础上 ,根据田间畦灌试验资料 ,对影响水平畦田灌溉质量的灌水技术要素进行分析和评价 ,给出适宜于水平畦田灌溉方法应用的田间技术参数组合方式。结果表明 ,在较佳的田间微地形条件下 ,通过选择合理的地面纵坡和畦田规格 ,采用适宜的入畦流量并加强田间灌溉管理 ,可达到改进和提高水平畦田灌溉系统性能的目的     

影响水平畦田灌溉质量的灌水技术要素分析

在开展激光控制土地精细平整技术应用的基础上，根据田间畦灌试验资料，对影响水平畦田灌溉质量的灌水技术要素进行分析和评价，给出适宜于水平畦田灌溉方法应用的田间技术参数组合方式。结果表明，在较佳的田间微地形条件下，通过选择合理的地面纵坡和畦田规格，采用适宜的入畦流量并加强田间灌溉管理，可达到改进和提高水平畦灌溉系统性能的目的。     

间隔交替波涌灌溉对冬小麦土壤水分与水分利用效率的影响

【目的】了解间隔交替波涌灌溉对水流推进速度和灌水质量的影响,探究其替代波涌灌溉的可行性。【方法】以冬小麦为研究对象,设置波涌灌溉组(S)、间隔交替波涌灌溉组(AS)、间隔固定波涌灌溉组(FS)以及连续灌溉组(C)4个处理,分析比较了不同灌溉处理对水流推进速度、灌水均匀度、水分利用效率及小麦产量的影响。【结果】波涌灌溉处理下的水流推进速度明显快于连续灌溉的。4种处理下的灌水均匀度S处理为最佳,均值具体表现为:S处理>AS处理>FS处理>C处理;冬小麦产量均值表现为:AS处理>S处理>FS处理>C处理,其中与S处理、FS处理相比,AS处理有更好的增产效果;3种波涌灌溉方式的水分利用效率均值表现为:AS处理>FS处理>S处理,较C处理依次提高了43.84%、28.76%、26.03%。【结论】间隔交替波涌灌溉可显著提高水分利用效率,在山东泰安对冬小麦采用间隔交替波涌灌溉可以取得明显的节水增产效果。     

低压管灌条件下波涌畦灌灌水质量评价

在机井灌区现有移动式低压管灌条件下,使用地面可移动的配水软管对冬小麦进行波涌畦灌,并与同条件下的连续灌溉进行对比,对波涌畦灌水流推进速度及灌水质量进行了评价。试验表明,波涌畦灌第二周期水流推进速度明显优于连续灌溉,与连续灌溉相比,波涌畦灌节水效果显著,灌水均匀度和灌溉水有效利用率明显提高,节水率为13.3%,灌水均匀度和灌溉水有效利用率分别提高18.82%和20.47%。     

波涌灌溉土壤水氮分布的田间试验研究

采用小区试验研究了不同施肥方式下连续畦灌和波涌畦灌的土壤水氮空间分布状况及变化趋势,分析了灌水施肥后不同土层内土壤水氮分布的均匀性。结果表明,灌水后波涌灌较连续灌土壤水分分布均匀,尤其是表层土壤;灌溉施肥处理下土壤中硝态氮分布的均匀性明显大于撒施处理,波涌灌灌施结合效果更佳。     

宁夏引黄灌区春玉米微咸水灌溉管理模式研究

根据宁夏引黄灌区春玉米微咸水灌溉试验的数据结果,应用SWAP模型在田间尺度上对微咸水灌溉条件下春玉米田间土壤水盐运移规律和灌溉制度进行模拟,对拟定的各种灌溉方案进行评价。结果表明,率定与验证的SWAP模型可用于当地微咸水灌溉管理;25%降雨年型下,春玉米适宜灌水方案为生育期内灌2水(拔节水、抽雄水),灌溉定额为1200 m3/hm2;50%降雨年型下,春玉米适宜灌水方案为生育期内灌2水(拔节水、抽雄水),灌溉定额为1500 m3/hm2;75%降雨年型下,春玉米适宜灌水方案为生育期内灌3水(拔节水、抽雄水和灌浆水),灌溉定额为2400 m3/hm2。     

甘肃民勤地区春小麦长畦田分段灌溉与波涌灌溉技术适应性田间试验研究

波涌灌溉是解决长畦田灌水均匀性低、深层渗漏大等问题较好的措施，但目前我国波涌灌溉推广应用面积并不乐观。通过在甘肃武威市民勤地区的大田试验，对2个春小麦品种的长畦田采取波涌灌溉和分段灌溉方式，总结其在西北干旱地区的适应性。试验结果表明，长畦田波涌灌溉和分段灌溉在民勤小麦生产中是适宜的，可以作为该地区春小麦畦灌时的节水灌溉具体措施。研究结果可为西北干旱地区小麦长畦田节水灌溉的推广提供技术支撑。      

东营引黄灌区波涌灌溉对田间泥沙运移影响研究

作为缓解引黄灌区泥沙淤积问题的一种解决方案,引泥沙入田值得作更深入的研究。分析了灌水定额对土壤颗粒级配的影响以及在传统灌溉和波涌灌溉2种灌溉处理下,引黄泥沙在田间的运移规律。结果表明,浑水灌溉可以提高土壤中沙粒、黏粒含量,降低粉粒含量,改善土壤结构性,并且灌水定额越大,变化越大。波涌灌溉可使入田泥沙运移更加均匀,有利于整体改善土壤结构。     

井灌区控制灌溉模式水稻灌水规律研究

在考虑降水蒸发蒸腾等影响一致的情况下,研究了常规灌溉、控制灌溉Ⅰ、控制灌溉Ⅱ、控制灌溉Ⅲ4种不同灌溉模式下水稻各生育期灌水量、产量性状,通过方差分析研究了不同灌溉模式对水稻产量的影响、灌溉水利用率并拟合得到灌水量与产量的回归方程。试验结果表明:各灌溉模式灌溉水利用率为控制灌溉Ⅰ控制灌溉Ⅲ控制灌溉Ⅱ常规灌溉,图表中看出返青到分蘖末为需水非敏感期、拔节孕穗期和抽穗开花期为需水敏感期,不同灌溉模式对产量影响显著。控Ⅰ灌溉水利用率最高,能够达到节水增产的目的,合理利用水资源。     

引黄灌区畦田灌水技术试验研究

在华北引黄灌区内,大田作物的主要灌溉方式依然是畦灌。由于畦田规格过长过宽,导致灌溉水浪费严重,灌水效率低下。在平原县张庄管道灌溉示范区进行畦田灌溉试验,研究了黄河下游引黄灌区不同灌水技术参数组合对灌水质量的影响。利用地面灌溉水流运动的计算机模拟软件WinSRFR4.1,对不同规格畦田的灌水过程进行模拟,得出畦田灌溉的田间灌水效率和灌水均匀度,研究不同灌水技术参数组合对灌水质量的影响。综合考虑管道灌溉出水口规格与当地耕作农具尺寸等因素,模拟了多种畦长、畦宽、坡度和单宽流量下灌溉方案的灌水效果,结果表明,畦宽1.5m,畦长50~60m,坡度为0.3%畦田灌溉技术改进方案的灌水效率和灌水均匀度均提高到80%以上,灌水性能较优,建议在黄河下游引黄灌区内推广使用。     

红崖山灌区不同灌溉定额下灌溉水转化规律研究

通过土壤墒情监测系统水分传感器和微型蒸渗器测定了不同灌溉定额下农田种植作物和裸地条件下土壤水分动态变化规律,初步提出了民勤红崖山灌区灌溉水深层渗漏的零通量面ZFP为地表以下120cm处,并结合气象数据比较不同灌溉定额下灌溉水转化规律及蒸散发特征,提出了作物生育期适宜的灌水定额上限,在考虑节水效益、土壤质地及灌溉时段等情况下,无论有作物覆盖还是无作物覆盖,农田灌水定额均不能大于1 200m3/hm2。这一结果对合理控制土壤水的无效渗漏、制定配水计划和节水灌溉制度提供了依据。     

灌水流量对涌泉灌及涌泉根灌湿润体影响的研究

为了研究相同灌水量条件下,不同灌水流量对涌泉灌及涌泉根灌湿润体的影响,以及二者的不同之处,进行了室内土壤水分入渗试验和理论分析.结果表明:入渗结束后,涌泉灌的湿润体形状是一个近似半球体,涌泉根灌的湿润体形状是一个近似半椭圆球体;灌水流量对涌泉灌湿润体的形状有显著的影响,流量越大,湿润体形状越扁平,但在一定流量范围内,灌水流量对涌泉根灌的湿润体形状无显著影响;在相同的灌水量和灌水流量条件下,涌泉灌在水平方向的入渗距离显著大于涌泉根灌,在垂直方向上的入渗距离显著小于涌泉根灌;相对于涌泉灌,涌泉根灌不易产生土壤表面积水,水分分布更深,入渗的水量更容易到达作物根区,减少了水分的无效蒸发,有利于作物对土壤水分的吸收.     

灌区污水灌溉补偿效益初探

我国水资源紧缺,城市生活和工业大量挤占农业用水并产生大量污水,致使农业清水灌溉用水危机加重。在这种情况下,我国的污水灌溉面积随着城市化加快和工业发展而迅速扩大。为了研究灌区污水灌溉相关各方效益变化,通过把灌区污水灌溉运行与梯级库群中龙头水库运行相比较,分析结果表明灌区污水灌溉存在补偿效益。文章给出了灌区污水灌溉补偿效益的概念和内涵。接着,进一步指出灌区污灌补偿效益相关研究内容,包括灌区污灌补偿相关对象分析、相关对象的效益变化研究和灌区多水源污灌补偿调度研究,并对它们进行了定性分析。最后指出下一步灌区污灌补偿研究任务和方向。     

膜孔灌溉条件下玉米灌溉制度试验

通过大田试验研究了膜孔灌溉条件下，不同灌溉制度对玉米土壤水分动态、产量及其指标以及水分利用的影响。研究表明：灌溉定额4500m3/hm2时与灌溉定额为5400 m3/hm2的产量相近，但前者的水分利用效率却明显高于后者，灌溉定额为3600 m3/hm2时，虽产量明显低于前两者，但其水分利用效率最高2.7273kg/m3，故最节水。在当地灌溉定额为4500m3 m3/hm2.、灌水四次的灌溉制度经济效益最优。且在相同的灌溉制度下膜孔灌溉与不覆膜对照相比，具有明显的增产效果和较高的水分利用率。     

河套灌区井渠双灌条件下主要作物灌溉制度优化

依据田间试验,研究了井渠双灌条件下河套灌区小麦和向日葵的灌溉制度。结果表明,Jensen模型最能较好地表达研究区小麦、向日葵井渠双灌条件下各生育阶段水分的量化关系。小麦和向日葵整个生育期均需灌水4次,灌水量分别为67.5、75、75、67.5mm和75、67.5、67.5、52.5mm。小麦拔节—开花期、向日葵现蕾—开花期适合井灌,灌水量分别为75、67.5mm,相应其他生育阶段均采用渠灌。     

石津灌区储水灌溉条件下土壤水分动态及灌水适宜阈值研究

从土壤水分能态角度,研究储水灌溉条件下土壤水分的动态变化及空间分布,探求适宜储水灌溉定额阈值范围。研究结果表明,灌水定额大于200 mm时,2 m以下土层出现水分深层渗漏,灌水定额300、2502、00 mm时,深层渗漏量分别达到587.63、236.32、152.05 m3/hm2;灌水定额75～150 mm,2 m以下土层无水分渗漏。因此,储水灌溉灌水定额阈值范围控制在750～1 500 m3/hm2,可以把灌溉水储存于深层土体内,以供作物生长期使用;储水灌溉模式在石津灌区可有效解决灌区来水与灌溉用水的错位矛盾,满足作物正常生长对水分的需求。     

不同灌水方式的辣椒灌溉制度设计

将模拟灌溉制度的ISAREG模型与灌水方式相结合研究辣椒常规沟灌和隔沟灌条件下的灌溉制度。对不同灌水方式条件下灌溉制度模拟所需的各项参数进行了预处理和验证,分析评价了辣椒2个试验处理的实际灌溉制度,在此基础上根据辣椒的需水特性进行了多组合灌水方案设计,分别得到了现状供水状况下和不受灌水日期约束时的优选灌溉制度。