微咸水波涌畦灌对土壤水盐分布的影响

根据2005年在中国科学院南皮生态农业试验站的田间试验结果,对灌溉后土壤剖面和沿畦长方向的水盐分布进行了研究.结果表明,当灌水量相同时,灌水结束后波涌灌和连续灌0～100 cm土层含水率在整个畦田上存在较大差别.比较灌水均匀度的结果可知,供水时间为90 min时,N=3,r=1/2,T_(on)=30 min的处理含水率离散程度最小,灌水均匀度最满意.从主根区含盐量的变差系数来看,连续灌明显高于波涌灌,说明微咸水的波涌灌在畦首到畦尾的盐分分布离散程度低于连续灌.因此灌水方式的改变在不增加灌水量的条件下改善了土壤水盐分布状况.     

涌流畦灌田面水流运动特性的试验研究

本文利用大量田间涌流畦灌灌水试验资料，分析了涌流畦灌的特点和田面水流运动的全过程，指出了水流推进过程和消退过程的特性，这一研究成果为进一步研究涌灌理论与技术奠定了基础。     

涌流畦灌灌水技术试验研究

该文利用大田涌流畦灌灌水试验资料,分析了涌流畦灌的特点、节水效果及其影响因素并对涌流畦灌技术要素对涌灌节水效果的影响进行了分析和探讨.     

棉花平膜灌溉的节水增产试验研究

膜上灌较传统沟畦灌有较大的优越性，但由于覆膜改善了水流条件，灌水流速增大，当灌水流量大时，对灌水量难以控制，易产生余水，灌溉均匀度不易掌握；灌水流量小时，灌水时间太长，会与传统配水方法不协调等。平膜灌水法就是针对上述问题提出的，它是把沿田面坡度方向设置的灌水沟改为沿等高线走向布置，使水流在水平沟内流动，沟与地面全部采用地膜覆盖，灌水时，沟内的水量通过沟底渗水孔渗入土壤，达到湿润土壤的目的。新疆农业大学水利与土木工程学院采用这种方法，在哈密、昌吉等地对小麦、棉花、玉米等作物进行了田间试验，证明该方法可有效解决膜上灌存在的问题。     

撒施肥料一维畦灌地表水流与溶质运移模型构建与验证

模拟撒施肥料下的一维畦灌地表水流与溶质运移过程可为采用先进的畦灌液体施肥方式提供对比依据。该文基于湍流理论垂向流速线性与对数分布规律及不可压缩流体力学连续方程,构造沿畦长及任意垂向断面的非均布流速场和溶质浓度场,建立起撒施肥料下的一维畦灌地表水流与溶质运移模型,并利用典型畦灌施肥试验结果,检验该模型的模拟效果。结果表明,建立的模型不仅具有在撒施肥料状况下较好模拟地表水流运动和溶质浓度时间变化过程的能力,还具备较佳的水量和溶质质量守恒性,从而为评价撒施肥料下的畦灌施肥系统性能及与其它施肥方式下的畦灌施肥系统性能对比,提供了实用的数值模拟工具。     

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。     

基于非恒定渐变流-急变流方程的变流量畦灌数值模型

传统畦灌模型多是基于非恒定渐变流方程建立的,在模拟变流量畦灌水流运动时的精度难以保障。本文综合分析了变流量畦灌过程中田面水流的运动状况,将其按照边界条件的不同划分为恒定流量进水阶段、变流量进水阶段、畦首消退阶段、田面消退第1阶段、田面消退第2阶段等5个阶段,基于非恒定渐变流方程和非恒定急变流方程构建了适用于变流量畦灌系统的渐变流-急变流数值模型,通过2组恒定流量畦灌、4组变流量畦灌的田间试验以及2组文献资料中的畦灌试验数据对模型进行了验证。结果表明,渐变流-急变流畦灌模型模拟值与现场实测结果吻合较好,模拟推进时间决定系数R2均大于0.96、模拟消退时间R2大于0.90。与目前常用的WinSRFR模型相比,渐变流-急变流畦灌数值模型在模拟恒定流量畦灌方面具有相似的精度,且在模拟变流量畦灌方面精度更高。渐变流-急变流畦灌模型可以较精准地模拟变流量畦灌的水流运动状况,可为分析变流量畦灌系统、优化变流量畦灌方案提供支撑。     

不同灌水方式下基于水面蒸发量的夏玉米灌溉试验研究

为了探索依据水面蒸发量确定灌溉定额的可行性,在防雨棚下测坑中进行了夏玉米灌溉试验。结果表明,从总耗水量看,畦灌略高于沟灌,而沟灌又略高于滴灌,但差别不是很大。畦灌条件下植株发育快,滴灌次之,沟灌最慢。畦灌和滴灌下产量均以中等灌溉定额处理最高,而沟灌下产量以最大灌溉定额处理最高。总体上,滴灌条件下水分利用效率高于其他2种灌溉方式。干旱条件下,畦灌下以E601蒸发皿蒸发量(PE)作为夏玉米灌溉定额,每次灌水60mm;滴灌下以2/3PE作为灌溉定额为宜,灌水定额为20mm。     

Cotton yields under different furrow irrigation management techniques in the Southeastern Anatolia Project (GAP) area,Turkey

The continuous flow furrow irrigation (COFFI), surge flow furrow irrigation (SUFFI), cutback flow furrow irrigation (CUFFI), variable alternate flow furrow irrigation (VAFFI), and tail water reuse system furrow (TWRSF) techniques with the same inflow rate of 0.072 m³ min⁻¹ were compared in relation to the cotton yield and water use efficiency at a 3-year field study conducted on cotton (Gossypium spp.) in the Southeastern Anatolia Project (GAP) area of Turkey. Yields revealed significant statistical differences between the furrow management techniques (P < 0.05). The maximum yield was obtained from the COFFI treatment (2,630 and 2,920 kg ha⁻¹) in the first 2 years, and from SUFFI and CUFFI treatments (3,690 and 3,780 kg ha⁻¹, respectively) in the last year. There were significant yield reductions, which varied from 10 to 35% in TWRSF and from 11 to 19% in VAFFI treatments although 43 and 28% more water was applied to the TWRSF than to CUFFI and SUFFI treatments, respectively. The average total water use efficiencies (WUE_ET) varied from 4.14 (VAFFI) to 2.59 (COFFI). The corresponding values were 0.37 and 0.36 kg ha⁻¹ m⁻³ for CUFFI and SUFFI, respectively. The average irrigation water use efficiency (WUE_IR) for CUFFI and SUFFI treatments were 0.30 and 0.23 kg ha⁻¹ m⁻³, respectively.     

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。      

涌流灌溉技术

涌流灌溉是一种节水型地面灌溉新技术。它是按一定时间间隔,周期性地分次而不是一次连续地向灌水沟畦供水以湿润土壤的灌水方法。涌流灌溉改变了传统的连续灌所存在的田间深层渗漏大,灌水不均和长畦（沟）灌水难的问题。这项技术是由美国于70代末研制的,随着涌流灌溉设备生产的系列化和商业化,已在美国西部得到迅速发展。我国于80年代中也开展了涌流灌溉技术的试验研究工作,并取得了一批成果,但还未能推广应用。     

涌流畦灌技术要素试验及其设计方法研究

本文利用大量田间涌流畦灌灌水试验资料,分析了粘壤土条件下涌流畦灌技术要素及畦长对涌流畦灌节水率及灌水效果的影响,在此基础上提出了涌流畦灌灌水方案的设计方法,研究成果为推广应用涌灌技术奠定了基础。     

沙漠绿洲区不同灌水方式条件下玉米灌溉制度研究

在石羊河流域干旱缺水的民勤县连续进行了 4年田间试验 ,研究了大田地膜玉米畦灌、常规沟灌、交替隔沟灌溉和宽垄沟灌 4种灌水方式下的灌溉定额及其对产量和水分利用的影响 ,拟定了不同灌水方式下的灌溉制度 ,得出交替隔沟灌溉方式下灌水 7次 ,次灌水定额为 30 0 m3/hm2 ,灌水时间为拔节期、大喇叭口期、抽雄期、抽穗期、灌浆始、灌浆中、乳熟期的灌溉制度为该地区推荐采用的最优方案。     

波涌灌溉的水流推进规律研究

根据大田波涌灌与连续灌的试验实测资料,分析讨论了二者在灌水方向上的水流推进的时间分布特征,结论为第一周期的水流推进过程和连续灌基本相同,且波涌灌在各周期的平均水流推进速度均大于连续灌,认为最佳灌溉方式是合适的停水时间和合适的灌水总时间相结合,还对水流推进过程进行了分段拟合,相关系数均令人满意。     

二维撒施畦灌地表水流溶质运移模型：Ⅰ建模

基于二维畦灌全水动力学模型模拟的地表水深及畦面任意点垂向均布的流速场,通过把湍流垂向流速分布律由标量推广为矢量形式,并结合不可压缩流体力学连续性方程,构造了沿二维畦面及垂向非均布的三维流速场;利用能够描述二维畦面及垂向三个维度的溶质浓度场非均布变化特征的对流-扩散方程,描述传统撒施下的二维畦灌地表溶质运移过程,采用构造的三维流速场,基于湍流近壁模型构造了溶质扩散系数,从而构建了肥料撒施畦灌地表水流溶质运移控制方程;借助于畦灌地表水流模型中的薄水层假设,构建畦面溶质浓度初始条件,并采用一级动力学方程和任意点的固态溶质总量守恒特征,构建了撒施的肥料溶解与输运过程边界条件,从而构建起撒施肥料下的二维畦灌地表水流溶质运移模拟模型.     

Assessing impacts of surge-flow irrigation on water saving and productivity of cotton

To improve water saving and conservation in irrigated agriculture, a range of field evaluation experiments was carried out with various furrow irrigation treatments in cotton fields to estimate the possibilities of improving furrow irrigation performances under conditions of Central Fergana Valley, Uzbekistan. The research consisted in comparing surge and continuous-flow in long furrows and adopting alternate-furrow irrigation. The best results were achieved with surge-flow irrigation applied to alternate furrows. Field data allowed the calibration of a surface irrigation model that was used to identify alternative management issues. Results identified the need to better adjust inflow rates to soil infiltration conditions, cut-off times to the soil water deficits and improving irrigation scheduling. The best irrigation water productivity (0.61 kg m⁻³) was achieved with surge-flow on alternate furrows, which reduced irrigation water use by 44% (390 mm) and led to high application efficiency, near 85%. Results demonstrated the possibility for applying deficit irrigation in this region.     

Comparison of surge and continuous furrow methods for cotton in the Harran plain

This study compares surge flow with conventional steady flow irrigation in 130–160 m field lengths in order to analyze the potential of the former for reducing deep percolation and tailwater runoff together with the improvement of irrigation efficiency. The field experiment comprises of four surge treatments with two inflow rates of 0.0498 and 0.12 m³/min (Q₁ and Q₂), and two cycle ratios of 0.33 and 0.50 (CR₁ and CR₂), respectively, with 30 min on-times, along with two steady flow treatments with the same inflow rates. Surge flow irrigation of the level furrows was successfully managed under the field conditions with decreases in the total water applications (2–22%) and the water intake (14–25%), except in the treatments of surge S₁₁ (Q₁ CR₁) with 9% increase in the latter together with 21–38% decrease in the tailwater runoff and 19–70% decrease in the calculated deep percolation below the root zone of 1.20 m depending on inflow rates and cycle ratios of the permeable Harran soils. Surge flow reduced the water intake of a surface soil loosened by tillage by 13–23% as compared to continuous flow, thus manifesting an incomparable advantage to the level furrow systems.     

不同灌溉方式下底墒水矿化度对棉花出苗率的影响

采用二因素随机试验设计,在田间进行了底墒水灌溉方式和矿化度对棉花耐盐特征值影响的试验研究。结果表明,畦灌和沟灌方式下,随着底墒水矿化度的增高,棉花出苗时间延迟;无论何种灌水方式,棉花的出苗率均与底墒水矿化度和土壤盐分含量呈线性负相关关系,采用矿化度小于4 g/L微咸水造墒,处理间出苗率差异未达极显著水平,畦灌和沟灌方式...     

泾惠渠灌区畦长对夏玉米耗水特性和产量影响

泾惠渠灌区中畦田规格参差不齐,灌区由于畦田过长而造成的灌溉水量浪费屡见不鲜,不仅没有形成高产而且极大的造成了水资源的浪费。通过大田与小区试验相结合,以当地农民习惯的灌溉方式为对照,设置3个灌溉畦长处理(80、120、240 m),每个处理设置3次重复,改水为80%。研究了灌溉畦长对夏玉米在生育期内的耗水特性和产量的影响,土壤水分分布与产量及其构成因素的关系等问题,选择出兼顾节水高产可行的最优畦长。研究结果表明:在生育期灌水后,80和120 m处理畦长内畦首、畦中和畦尾的土壤相对含水率较为均匀无显著差异,240 m处理畦长畦首、畦中和畦尾的土壤相对含水率产生显著性差异;80和120 m处理夏玉米在畦首、畦中和畦尾灌水均匀度较为平均且无显著差异,240 m畦长处理差异较为显著,且80 m畦长处理产量分布最为平均、平均水分利用效率最高产量为1.021 839万kg/hm2,水分利用效率为25.12 kg/(hm2·mm)。综合夏玉米产量及其分布、水分利用效率等因素,在泾惠渠灌区80 m的灌溉畦长是兼顾节水高产的最适宜畦长,该结论以期为泾惠渠灌区大田作物高产节水提供一定理论依据。     

Factors affecting uniformity and optimal water management with furrow irrigation

Summary A kinematic wave mathematical model which simulates the hydraulics of continuous flow furrow irrigation was linked with a crop yield model and used in combination with an economic model to analyze the effects of inflow rate, water infiltration characteristics and furrow length on uniformity of infiltrated water, runoff, gross profits and optimal number of 12 hour irrigations for corn (Zea mays) assuming other management practices to be constant. Higher uniformity of infiltrated water but more runoff and, in some cases, more deep percolation resulted from increased flow rates. Increases in uniformity of infiltrated water leads to greater profits, which are however offset by the associated increases in runoff and deep percolation. The study shows economically optimal water management for furrow irrigation can be obtained with proper balance between changes in the input variables and runoff and to some extent deep percolation.Contribution of the Department of Soil and Environmental Sciences, University of California, Riverside 92521. This study was supported by California State Water Resources Control Board Contract # 2-043-300-0