干旱区夏玉米畦灌灌水技术参数试验研究

为了合理优化河西干旱区夏玉米畦灌灌水技术参数,通过对畦灌不同畦长、畦宽、单宽流量及田面坡度等要素组合下进行灌水试验,分析了其灌水质量评价指标。结果表明,处理4(畦长50 m、畦宽2.5 m、单宽流量3.5 L/(s·m)及田面坡度1.3‰)灌水均匀度为0.87,储水率为0.92,灌溉水利用效率为0.95,除灌水均匀度外其余2指标均较好。结合处理1(畦长30 m、畦宽1.5 m、单宽流量6.5 L/(s·m)及田面坡度1.5‰)、处理2(畦长30 m、畦宽2.5 m、单宽流量3.5 L/(s·m)及田面坡度1.3‰)的评价结果,说明当畦田长度控制在30~50 m范围内,入畦流量为3.5 L/(s·m)、畦宽为2.5 m、田面坡度为1.3‰时,各种灌水质量评价指标均较高。     

基于Meta-分析的畦灌灌水质量的影响因素研究

针对目前畦灌灌水质量影响因素的研究大多数集中于某一特定地区和单一因素的现状,在总结分析现有发表研究成果的基础上,采用meta分析方法,对不同土壤质地条件下的畦田规格、田面坡度及单宽流量对灌水质量的影响进行了分析,获得畦灌相关因素对灌溉质量影响的定量关系。研究发现:综合分析各影响因素,粉土及粉黏土条件下,灌水效率均随畦长的增加而减小,而砂壤土条件下,灌水效率随畦长增加而增加。粉土条件下,畦长较畦宽对灌水效率及灌水均匀度影响显著。砂壤土条件下,唯有畦长对灌水效率影响显著。而粉黏土条件下,坡度是影响灌溉效率和灌溉均匀度最显著的因素。     

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。     

基于稳健设计理论的畦灌质量敏感性分析

针对畦灌系统运行管理水平和灌水质量较低的问题,该文应用稳健设计的基本理论,结合地面灌溉SRFR模拟模型,评价了畦田的灌水质量,模拟了单宽流量和入渗参数对灌水质量的影响,分析了灌水质量对各因素的敏感性。结果表明,对某一固定的畦田,单宽流量并非越大越好,单宽流量在4～7 L/(s·m)时,畦灌可以获得较高的灌水效率和灌水均匀度。灌水均匀度对入渗参数的敏感程度要大于灌水效率,灌水质量对入渗指数的敏感性大于入渗系数,增加单宽流量能够降低灌水质量对入渗参数的敏感程度。对灌水质量影响较大的因素依次为单宽流量、入渗指数     

考虑初始含水率沿程不均匀分布的畦灌技术要素调控

畦田土壤初始含水率是影响灌水质量的重要因素之一,由降雨产流导致的畦田土壤含水率沿程不均匀分布是华北平原农田常见的现象。为探究土壤初始含水率空间变异性对畦灌水流运动以及灌水质量的影响,本文开展一维土柱入渗试验与二维土槽灌溉试验,结合WinSRFR地面灌溉模拟模型,优化求解初始含水率沿程不均匀条件下的畦灌技术要素。结果表明：畦田土壤初始含水率沿程增幅越大,畦灌田面水流推进速度越快,田面水流消退速度越慢;相较于初始含水率均匀分布,畦田土壤初始含水率沿程不均匀分布条件下,灌水效率和灌水均匀度有所下降,储水效率无明显变化;当畦田土壤初始含水率沿程增加时,灌水效率和储水效率受畦田长度、入畦单宽流量及改水成数的影响,而灌后土壤水分均匀度仅受畦田长度和单宽流量的影响;当畦田土壤初始含水率沿程由0.189 0 m³/m³均匀增大至0.464 3 m³/m³时,畦田长度L为85 m、改水成数G为6、单宽流量q为7.0 L/(m·s)时可取得最优灌水质量。本研究结果可为降雨产流带来的畦田土壤初始含水率不均匀条件下的灌水技...     

基于SISM模型和畦灌技术的冬小麦最小灌水定额研究

为确定满足畦灌技术约束下的冬小麦最小灌水定额,采用地面灌溉水流运动模拟模型SISM,结合华北地区畦灌现状,考虑畦田长度、坡度、田面标准差、微地形空间分布差异及入畦单宽流量等要素,设计53.088种畦灌技术要素组合,以地面灌溉水流覆盖整个田块和最小灌水深度Zmin>0为控制条件,对不同技术要素组合下的灌水过程进行模拟,分析畦灌技术要素和灌水性能指标值的对应关系,结合畦灌数值模拟试验结果,提出3种代表性畦田长度（50、100、150 m）下田面标准差、坡度、入畦单宽流量等畦灌要素的建议范围。在不考虑畦田布置优化方案的条件下,3种代表性畦长畦灌最小灌水定额不宜低于84、117、148 mm;在地面灌溉技术及畦田布置方案优化的条件下,3种代表性畦长畦灌最小灌水定额不宜低于71、75、79 mm。     

河套灌区畦灌灌水方案优化与敏感性分析

针对河套灌区宽畦田、大畦块导致的灌水效率低的问题,为探求变化环境下适宜的畦灌技术参数,在河套灌区沈乌灌域典型试验基础上,采用不同灌溉设计方案对典型砂土较大田块（长×宽为80m×25m）灌水质量进行评价,并在WinSRFR模型模拟基础上分析不同参数对最佳方案灌水质量指标的敏感性变化情况。结果表明：砂土畦田规格（80m×25m）较大时农田灌水效果较差,在中等流量（入畦流量Q=20L/s、单宽流量q=0.80L/(m·s)）水平下,减少尾部25%的田间面积（改水成数从1.0降低至0.75）可节省40%的灌水时间,并可减少16%的灌溉水在水流推进过程中的渗漏损失。采用田块规格+灌水时间设计方案后灌水效果较典型田块得到显著改善,垂直分割田块（80m×12.5m）在较大流量水平（Q为26~30L/s、q为2.08~2.40L/(m·s)）下灌水效率从67%~80%提升至97%~99%,灌水均匀度从0.59~0.79提高至0.84~0.95,储水效率从1.17降低至0.76,并且可以节省当前灌水时间的20%以上,中等流量（Q=20L/s、q=1.60L/(m·s)）下在获得更优灌水质量的同时可以节省40%的灌水时间,节水效果显著。不同参数对灌水质量评价指标具有相同的变化规律,计划需水水深对灌水质量影响明显,极小单宽流量情况下灌水质量受田面坡度、畦田长度影响较小。建议灌区采用的砂土畦田规格为80m×12.5m,并且可根据实际不同来水流量选择所需的最佳单宽流量和灌水时间组合。     

河套灌区畦灌灌水质量评价与优化

针对河套灌区农田规格不合理问题,为探求变化环境下适宜的畦灌灌水技术要素,在不同畦田宽度下进行田间灌水试验,采用模型模拟与回归分析方法,分析了畦灌水流运动状态及灌水质量变化情况。结果表明:畦田宽度为18～23 m时灌水质量不佳,灌水效率、灌水均匀度仅分别为59. 78%～77. 40%和84. 61%～87. 02%,尽管此时储水效率为100%,但其灌水效果仍然较差;畦田宽度缩小到10～15 m时,灌水效率为70. 20%～87. 00%,灌水均匀度为86. 77%～90. 80%,灌水质量最好;当缩小畦田宽度到5 m时,灌水质量反而降低。在此基础上,结合田间实测资料,通过模型模拟、均匀试验设计以及多元回归分析相结合的方法,构建了包含灌水效率、灌水均匀度以及储水效率的单目标优化模型(Single objective optimization model),将单宽流量和灌水时间作为决策变量,采用冒泡排序法(Bubble sort method)对模型进行求解,得到畦灌适宜的单宽流量和灌水时间组合,根据示范区实际入田流量,初步确定最优畦田宽度为10. 7～14. 2 m。研究结果为灌区节水改造设计、水资源高效利用和农业可持续发展提供了理论依据。     

关中地区畦田改造对灌水质量的影响

针对田间资料较难明确其改造方案是否合理的问题,文中利用Win SRFR模型对试验结果进行预测,并与实测结果进行对比,明确Win SRFR模型在研究区域的适用性;进而采用单一变量法原则,运用Win SRFR模型设定不同畦长、不同畦宽的畦田规格,模拟不同畦田规格对水流推进和消退运动、土壤含水量分布情况以及灌水效率、灌水均匀度的影响.研究结果表明:在研究区域内,畦宽一定,畦长递增时,水流推进过程时间不变,消退过程时间增大,距离畦首相同位置处土壤水分累积入渗量增大,影响明显.畦长一定,畦宽递增时,单宽流量变小,水流推进过程时间增长,消退过程时间变短;距离畦首相同位置处水分累积入渗量先有减小趋势,在总畦长约3/4处后有明显增大趋势.当畦长在60~80 m,畦宽为5~7 m时可获得最优的灌水质量指标参数,所确定的灌水流量为40 L/s,畦田最佳单宽流量值为5.7~8.0 L/(m·s).结果可为灌区制定合理的灌溉,提高水资源利用效率提供科学依据.     

自动调控畦灌系统中调控要素对水流运动过程的影响

自动调控畦灌是提高灌水质量、减少劳动力需求的重要措施。为探究自动调控畦灌系统如何合理选取调控要素,通过畦灌观测试验获取畦田自然参数,结合WinSRFR模型模拟畦灌过程,分析自动调控畦灌系统中停水距离、停水时间和入畦流量对水流运动过程和土壤水分入渗分布的影响规律。结果表明,停水距离和停水时间在田面水流推进过程、消退过程、土壤水分入渗分布以及灌水质量等方面的调节效果相似。对于100 m畦长的典型试验畦田,七成改水、七五改水、八成改水、八五改水、九成改水的调控效果分别对应灌水量70、80、90、100、110 mm。停水时机对畦田后段的水流推进、消退过程影响较大,而对畦田前段的水流推进、消退过程影响较小,不同改水成数或灌水量并不能显著改变畦田前段的土壤水分入渗分布。调控流量较停水距离和停水时间可以更有效地调控畦田前段的灌水效率和灌水均匀度。因此在优先考虑经济性的自动调控畦灌系统中推荐调控灌水量,而在追求精准调控的自动调控畦灌系统中推荐调控流量。     

河南轻质土壤畦灌水肥耦合技术参数试验研究

水肥耦合是当前我国农业灌溉施肥技术发展的趋势,近年来与高效节水灌溉技术结合发展迅速,然而,畦灌水肥耦合技术的研究相对落后,无法满足我国当前和近期相当长一段时期内的农业节水节肥发展需求。【目的】要探索地面灌溉水肥一体化节水节肥适宜参数。【方法】以河南轻质土壤为例,开展了畦灌水肥耦合试验研究,探索畦灌随水施肥模式下的节水节肥和灌水施肥质量控制的适宜参数。【结果】对于畦灌,50 m以内的畦长可获得较好的灌水质量,间隔灌溉方式灌水质量最好,从不冲不淤以及灌水质量综合考虑,入畦单宽流量宜小于1.98 L/(m·s),畦长小于35 m时,间隔加肥下,N和K的施肥均匀度均在80%以上,N和K的储肥率均在85%以上,连续加肥下,N和K的施肥均匀度分别在80%、45%以上,N和K的储肥率均在80%以上。【结论】从灌水施肥综合效果来看,轻质壤土畦灌的畦长不宜大于35 m,入畦单宽流量控制在1.98 L/(m·s)左右,施肥方式宜采取间隔加肥方式。     

基于SRFR模型的畦灌技术要素非劣解

以灌水均匀度、灌水效率为评价指标,利用SRFR406模型对5个改水成数、31个畦长及13个单宽流量进行灌水质量评价,研究畦灌的技术要素非劣解。结果表明,在实际灌水过程中,参照非劣解集,可随着畦长、可供流量等条件的变化灵活调整其他灌水技术要素,以满足灌水质量的要求,而优化灌水技术方案只能选择灌水技术要素的最优解。可见,在应用上,畦灌技术要素的非劣解优于最优解。     

滴灌和微润灌条件下桂西北山区典型土壤水分运移规律分析

为了研究滴灌和微润灌在广西山区主要土壤的水分运移规律,在广西山区选择砂土、壤土和黏土等三种典型土壤,在室内建立并开展土壤水分运移规律试验。试验结果表明:1在地埋黏土、壤土和砂土以及0.10 MPa工作压力条件下,微润管的单米流量分别为0.24、0.31和0.43L/h,为地表出流量的67.6%~98.8%,滴灌管的单米流量为4.17、5.92和6.10L/h,为地表出流量的38.1%~68.2%;2在3种土壤中,滴灌和微润灌的水分运移形状初期为圆形,后期为椭圆形,但砂土的湿润范围最大、壤土次之、黏土最小;3在土箱相同位置,黏土的土壤含水率最大,壤土次之,砂土最小;4根据滴灌和微润灌的土壤水分运移规律,提出滴灌管和微润管在砂土、壤土的适宜埋深为20cm,在黏土的适宜埋深为10cm。     

Irrigation planning in cotton through simulation modeling

Experiments were undertaken at CCS Haryana Agricultural University Farm, Sirsa (India) to estimate the optimum irrigation schedule for cotton resulting in minimum percolation losses. The sprinkler line source technique was adopted for creating various irrigation regimes at different crop growth stages. The SWASALT (Simulation of Water And SALT) model after calibration and validation provided water balance components. The wa-ter management response indicators (WMRI's) such as transpiration efficiency E_t/(Irr + P), relative transpiration E_t/E_tp, evapotranspiration efficiency ET/(Irr + P), soil moisture storage change ΔW/W_int (deficit/excess) and percolation loss Perc/(Irr. + P) were evaluated using water balance components as estimated by the simulation study. Under limited water supply conditions, the optimum irrigation depth was found to be 57 mm at crop growth stages with pre-sowing and 1^st irrigation of 120 mm and 80 mm respectively for sandy clay loam underlain by sandy loam soil (Type I). The corresponding values of relative transpiration, transpiration efficiency and evapotranspiration efficiency were 0.65, 0.65 and 0.89 respectively. The crop yield varied linearly with increasing irrigation depth which was evident from increase in relative transpiration with increasing depth of water application. However, increased depth of irrigation resulted in less moisture utilisation from soil storage (20% depletion at 40 mm depth and 4.4% moisture built up at 100 mm depth). The extended simulation study for sandy soil underlain by loamy sand (Type II) indicated that two pre-sowing irrigations each 40 mm and subsequent irrigations of 40 mm at an interval of 20 days depending upon rainfall were optimum. This irrigation scenario resulted in zero percolation loss accompanied by 74% relative transpiration and 14 per cent soil moisture depletion. Received: 20 November 1995     

畦灌不同液施模式下水氮空间分布特征

【目的】改善土壤水氮分布。【方法】基于夏玉米生长关键期灌溉施肥的试验结果,探究畦灌不同液施模式对土壤水氮空间分布状况及其变化趋势的影响。选取畦宽(1.5、2.3、3.2 m),施肥时机(灌溉到畦长的1/3、1/2施肥和全程施肥)和改水成数(85%、90%、95%)3个因素,每个因素3个水平,设置传统畦灌进行对照,采取正交设计选取最优水平组合,以形成适合作物生长发育的土壤水氮空间分布状况。【结果】畦宽对于土壤水分沿畦长分布的变异系数有显著影响,贡献率达94.36%;改水成数影响水分和氮素沿畦长分布均匀性(DUWH和DUNH、DUNQ),尤其对氮素沿畦长分布均匀性有显著影响,贡献率分别为23.9%、91.74%和71.26%;施肥时机仅对DUWH和DUNQ有显著影响,贡献率为56.09%和27.41%。【结论】液施条件下可以改善土壤水氮空间分布;畦宽为1.5 m、灌溉到畦长1/2时施肥,改水成数为95%的施肥方式可以形成较好的土壤水氮储存效率和水氮沿畦长分布均匀性。     

滴灌条件下山区典型土壤水分运移规律分析

在广西山区选择沙土、壤土和黏土等3种典型土壤,并开展滴灌在这3种土壤条件下的土壤水分运移规律研究。试验结果表明:1在地埋黏土、壤土和沙土以及0.10 MPa工作压力条件下,滴灌管的单米流量为4.17、5.92和6.10 L/h,为地表自由出流的67.58%、95.05%和98.87%;2滴灌在黏土的水分运移形状基本为圆形,在沙土和壤土的湿润形状为上小下大的椭圆形;3同等条件下,水分在沙土的水平和垂直向下运移速率最大,壤土次之,黏土最小;4在土箱相同位置,黏土的土壤含水率最大,壤土次之,沙土最小;5根据滴灌的土壤水分运移规律,提出滴灌管在广西山区沙土、壤土和黏土的适宜埋深分别为10、15和20 cm;6滴灌应用在山区条播作物时,在黏土、壤土、沙土的适宜滴孔间距应为35、30和25 cm。     

低压条件下滴灌带灌水均匀系数试验研究

对常压滴灌系统中使用较多的6种国产单翼迷宫和内镶片式滴灌带,在低压条件下进行了滴灌带铺设长度、压力水头、地形坡度3个因素对滴灌带灌水均匀系数影响规律的试验研究,试验结果表明,0坡低压条件下,在试验的滴灌带铺设长度范围内(60～120 m),滴灌带长度较短时,影响滴灌带均匀系数的主要因素为制造偏差,随着滴灌带长度的增加,滴灌带流量大小成为影响滴灌带灌水均匀系数的主要因素,而制造偏差变为次要因素;随着滴灌带进口压力的增大,各规格滴灌带均匀系数也有所增加,当滴灌带铺设长度较大时,滴灌带的规格类型对滴灌带的灌水均匀系数存在显著影响;试验结果还表明,当滴灌带铺设坡度从逆坡-1%到顺坡1%变化时,灌水均匀系数呈逐渐增加的趋势,低压条件下逆坡对滴灌带灌水均匀系数影响尤为显著。