基于MWatNet模型的河套灌区解放闸灌域灌溉水体提取

为提高灌溉农田中灌溉水体的识别精度,以河套灌区解放闸灌域作为研究区,基于Sentinel-2遥感影像,结合灌区实际情况对地表水体提取模型(WatNet)进行改进,得到MWatNet模型并提取灌溉水体。采用总体精度（Overall accuracy,OA）、平均交并比（Mean intersection over union,MIoU）、F1值等水体提取精度指标进行综合评价。结果表明：改进后的地表水体提取模型(MWatNet)在解放闸灌域农田灌溉水体的提取上具有较好的识别精度,模型总体精度达到96%,平均交并比达到83%,F1值为80%,实地调研验证准确度为85.7%;对比原WatNet、水体语义分割模型(Deeplabv3_plus)和水体提取模型(Deepwatermapv2),MWatNet在灌溉水体提取的连结性、剔除道路和城镇干扰等方面,均表现出更好的效果和模型运行效率。利用该模型可以实现灌溉水体定量化表征,为灌溉用水调度提供了数据支撑。     

河套灌区解放闸灌域地下水数值模拟

应用MODFLOW软件,模拟分析了解放闸灌域地下水动态的变化特征,模拟结果表明河套灌区引黄水量减小到40亿m3后,在现有耗水结构条件下,解放闸灌域地下水位6年后的降幅为0.5 m左右,而12年后降幅为1m左右,且下降主要发生在中部和东北部地区,南部相对较小.为解放闸灌域治理土壤盐碱化,合理利用地下水资源提供重要的参考依据.     

河套灌区解放闸灌域盐荒地积盐量分析

以解放闸灌域为背景对盐荒地水分和盐分的变化展开研究.在田间试验的基础上,通过遥感技术对TM数据解译统计盐荒地面积,利用HYDRUS-1D模型对盐荒地土壤盐分的积聚量与流失量进行了模拟和分析.结果表明,盐分在表层土壤中积聚,解放闸灌域总面积为2 156.47 km²,盐荒地达到了总面积的16.32%.灌域盐荒地1 m深土壤层中,在作物生育期积聚盐量为10.32×10⁶ kg,在秋浇期流失盐量为9.60×10⁶ kg,占积盐量的93.01%;年度积盐量为0.72×10⁶ kg,占积盐量的6.99%.经检验,HYDRUS-1D模型对土壤水分和盐分在垂直方向运移的模拟具有较高精度,反映出盐分积聚和流失规律.盐荒地盐分的积聚与流失对灌区盐分具有重要调节作用,可为灌区水盐运移的研究提供科学依据.     

河套灌区解放闸灌域节水对地下水及蒸发影响研究

根据内蒙古河套灌区解放闸灌域2006-2013年水文、气象以及地下水资料,应用水量平衡对灌域实施节水后作物生育期内区域耗水、地下水贡献及水均衡变化进行了定量研究。研究结果表明2006-2013年作物生育期内灌域约有80%的地区地下水埋深呈增大趋势。在一定范围内,灌区水量输入(灌溉与降水之和)减少会明显使得灌域蒸散发减少。在实施节水灌溉的背景下,地下水对蒸散发的贡献率则呈一定幅度的上升趋势,8年平均地下水贡献率达到34%。灌区节水引起的地下水位下降及地下水对耗水贡献的改变将改变农业产出及灌区生态环境。     

内蒙古河套灌区解放闸灌域土壤水盐空间变异性研究

以河套灌区解放闸灌域的节水改造项目区作为研究对象,从统计特征值、半方差函数和克立格法绘制的分布图几个方面对比分析了节水改造前后的土壤水分和盐分的空间变异性。结果表明:2007年与2008年土壤水分和盐分可分别用球状模型和指数模型进行拟合,空间自相关距离表明二者具有中等强度的空间自相关性,且2008年土壤水分和盐分的相关性都大于2007年,2008年较2007年土壤水盐的空间变化趋于连续。对克里格插值结果分析可知:土壤水分和盐分在空间上的分布都具有明显的逐渐变化趋势,表现为相近值的局部聚集;而且2008年的土壤水分和盐分分布与2007年相比在较大的范围内颜色变化幅度小且较连续。通过对灌区节水改造前后大尺度采样分析,了解区域土壤水盐分布状况和空间变异情况,为灌区今后的节水灌溉、盐碱地分区治理、区域化水资源管理提供一定得理论依据。     

河套灌区义长灌域耗水机制分析

目前黄河流域自然环境脆弱，水资源匮乏，但同时存在耗水机理不清、水的利用率低等许多问题。选择引黄灌区内蒙古河套灌区中的典型灌域-义长灌域，深入研究了区域水平衡和耗水机制，为沿黄灌区水资源的高效利用提供参考。     

变化环境下沈乌灌域土地利用/覆盖时空变化分析

为了研究变化环境下内蒙古河套灌区沈乌灌域土地利用/覆盖时空变化,并对今后节水改造和节水规划提供指导依据,以沈乌灌域1995、2005年及2015年Landsat影像为数据源,采用基于CART算法的决策树分类对灌域20 a来5种土地利用/覆盖类型进行了分类,并计算了各土地利用/覆盖类型的单一动态度、双向动态度、变化趋势和状态指数,研究了引黄水量等环境变化因子作用下灌域土地利用/覆盖的时空变化。结果表明,(1)1995—2015年沈乌灌域内沙地和盐碱地分别减少了43.77%和62.54%,植被和荒地分别增加了75.10%和92.32%。(2)沙地、盐碱地和荒地向植被的转化是植被面积增加的主要原因;荒地频繁与沙地、盐碱地发生相互转化,相互转化的位置主要出现在沙地和渠道的周边。(3)引水量和地下水埋深是盐碱地、水体的变化主要因子,工程建设是沙地和植被覆盖区变化的主要因子。为缓解灌域的用水矛盾,今后在制定节水规划时应统筹考虑土地利用类型/覆盖与节水改造的关系。     

不同品种和灌溉模式对冬小麦耗水时空变化及产量的影响

【目的】探究冬小麦品种耗水时空差异对产量的影响,为筛选抗旱型品种以提高缺水地区冬小麦产量提供理论依据。【方法】采用双因素裂区设计试验,以沧麦6002(CM6002)和衡麦4399(H4399)2个试验品种作为主处理,每个品种下设3个水分处理：全生育期不灌水(W0处理)、春季灌一水(拔节期灌水,W1处理)及春季灌二水(拔节期和开花期分别灌水,W2处理),研究了不同品种冬小麦耗水时空差异对产量的影响。【结果】CM6002品种总耗水量、土壤贮水消耗量及其占总耗水量的比例和H4399品种差异不显著,但阶段耗水量有较大差异。其中,播种期至拔节期,CM6002品种的土壤贮水消耗量、耗水量均高于H4399品种;拔节—开花期,CM6002品种的土壤贮水消耗量、耗水量显著低于H4399品种;开花期至成熟期,CM6002品种土壤贮水消耗量、耗水量要高于H4399品种,且在W1处理下2个品种的差异达到显著水平。W0处理下,CM6002品种的120～200cm土层贮水的消耗量要显著高于H4399品种。W1、W2处理下,H4399品种在0～40 cm土层土壤贮水消耗量显著高于CM6002品种,但120～160 ...     

植被覆盖条件下的解放闸灌域土壤盐分卫星遥感估算模型

为探究植被覆盖时的土壤盐分反演,以河套灌区解放闸灌域为研究区域、GF-1号影像为数据源,将盐分指数(SI2、S2、S3)、增强植被指数(EVI)和近红外NIR波段作为输入因子,分别利用多元线性回归(multivariable linear regression,MLR)、分位数回归(quantile regression,QR)和BP神经网络(back propagation neural network,BP)三种方法建立0～60 cm深度下土壤盐分反演模型。研究结果表明,MLR模型与QR模型均具有较高精度,能够较好的反演植被覆盖时的土壤盐分,其中QR模型验证精度最高,建模和验证的决定系数(coefficient of determination,R~2)分别达到0.627与0.636,均方根误差(root mean square error,RMSE)为0.249,平均绝对误差(mean absolute error,MAE)为0.235,是本次土壤盐分估算的最优模型。BP模型效果相对较差,建模与验证R~2为0.605和0.558。采用QR模型反演研究区土壤盐分,发现模型反演的盐分趋势符合实际情况;灌区主要分布非盐土和轻度盐渍化土壤,灌域南部地区土壤盐渍化程度低,约占32%;盐渍化程度较高的区域约占灌域总面积的19%。研究为探讨植被覆盖时的土壤盐分反演提供了思路。     

再生水灌溉下草地早熟禾耗水特征及灌溉制度研究

以再生水充分灌（A1）、再生水适宜灌（A2）、再生水轻微干旱胁迫（A3）、再生水中度干旱胁迫（A4）4种水分处理的田间试验为基础,结合水量平衡方程、Penman-Monteith公式、作物系数（KfC）和需水系数（A）的计算方法及当地1955--2002年气象资料,研究了再生水灌溉条件下早熟禾的耗水特性、结构组成和灌溉制度。结果表明,再生水灌水量与早熟禾（Poapratensis L.）生育期的总耗水量、耗水强度、灌溉水的消耗比例呈明显正相关,与降水消耗比例和灌溉水利用效率呈负相关,与剪草量和水分利用效率呈开口向下的二次抛物线关系;4种水分处理下,早熟禾的耗水量60％以上来自降水,A4处理的降水消耗比例达69．09％;作物系数与作物需水系数的变化规律相似,与灌水量呈明显正相关,在7、8月份最大达1.91～1．73（4种水分处理）。最后推荐出了25％、50％、75％和95％4种水平年的灌溉制度。     

乌拉特灌域地下水水化学离子特征评价及来源分析

为探究盐渍化种植区农田地下水主要化学组成及来源,保证灌溉用水安全、实现水资源合理利用,选取乌拉特灌域为研究对象,对其地下水进行系统取样及分析,综合运用描述性统计分析、克里金空间插值、Piper三线图、综合危害指数评价、pearson相关系数法、离子比例系数及Gibbs图等方法,对乌拉特灌域地下水化学组分的含量、分布、组成、来源进行综合分析及评价,结果表明:①乌拉特灌域阴、阳离子含量特征分别为Cl~-HCO~-_3SO_4~(2-)、Na~++K~+Ca~(2+)Mg~(2+),SO_4~(2-)、Na~+、Cl~-空间变异最明显,受环境影响较大且含量较高,是决定地下水盐化的主要影响因子。②研究区地下水整体呈弱碱性,部分地区pH出现点状高值区,主要由于人类活动空间差异导致,TDS呈块状分布,空间变异性较大,西南部受深层盐卤水上涌影响,TDS值明显高于其他地区。③灌域地下水主要水化学类型是Na~++Mg~(2+)+HCO~-_3+Cl~-型,且研究区地下水超过70%属于综合危害系数法评价的四级水质,用于灌溉时需适量,否则容易导致土壤盐碱化。Piper三线图结合舒卡列夫分类法使用,能有效弥补其不足之处,在弄清离子组成结构的同时,使化学组成类型清晰明了。④灌域地下水主要受人类活动及蒸发作用的影响;TDS及pH值的大小是影响离子浓度的重要因素,当地下水中pH及TDS满足一定条件时,会产生CaCO_3沉淀及CaMg(CO_3)_2沉淀使离子含量发生变化;当TDS2 000 mg/L时,促使Na~+的水解使其含量增大,反之其变化则相反。     

疏勒河流域洋葱膜下滴灌耗水规律及灌溉过程控制研究

针对疏勒河流域规模化集约高效农业种植现状和存在的问题,从洋葱规模化集约农业节水灌溉模式、耗水规律、农艺耕作措施等角度开展研究,同时结合节水、增产效果分析,确定出适合流域实际的洋葱节水型灌溉制度;同时考虑农业因素,配套作物品种选择、种植技术等农艺措施,采用新型施肥、喷药技术等,结合节水型灌溉制度等水利因素,提出科学合理的、适合流域发展需要的规模化高效集约农业灌溉过程控制技术体系。     

寒地水稻覆膜灌溉耗水规律及水分生产效率试验研究

在黑龙江水稻灌溉试验中心进行水稻覆膜灌溉试验,研究了不同灌溉模式下,覆膜对水稻耗水量及水分生产效率的影响。结果表明,覆膜淹灌处理水稻耗水量比常规淹灌减少7．35％,覆膜控灌耗水量比常规控灌减少3．77％,覆膜间歇灌溉耗水量比常规间歇灌溉减少10．00％;覆膜淹灌处理水分生产效率较之常规淹灌提高32．45％,覆膜控灌处理...     

土壤水分下限控制灌溉对春青稞农田耗水特性及产量的影响

为探究高原农区春青稞农田耗水规律、干物质积累及产量对土壤水分变化的响应,以"喜马拉22"为试材,于田间设置了75%～80%θ_f(CF)、65%～70%θ_f(QK_1)、55%～60%θ_f(QK_2)和45%～50%θ_f(QK_3) 4个土壤水分下限调控水平和1个旱作处理(CK),分析了不同土壤水分水平调控下的春青稞耗水特性、干物质积累及产量变化。结果表明:春青稞生育期耗水量、耗水强度呈先升高后降低再回升的趋势,且二者随土壤水分调控下限的降低呈直线下降,耗水强度基本在5 mm/d左右浮动。灌水较旱作处理提高了春青稞干物质积累量,平均增幅16.08%。QK_1、QK_2、QK_3较CF降低了春青稞干物质积累量及其相对生长率,且生长后期的干物质积累量、相对生长率随土壤水分调控下限的降低而减小。干物质积累与气象因子间的回归分析表明降雨量与干物质积累间线性关系极显著,相关系数r=0.980 3。灌水较旱作处理提高了春青稞产量,增产幅度介于11.74%～53.46%之间。当土壤水分调控下限降至55%～60%θ_f时,春青稞产量达6 237.05 kg/hm~2,较CF提高28.30%。春青稞产量与生长季降雨量极显著正相关(r=0.994 5),与气温极显著负相关(r=-0.974),二者对产量的综合影响系数达99.23%,说明生长季降雨量、气温是影响高原农区春青稞产量的主要气象因子。     

节水灌溉制度对板蓝根耗水特征及产量的影响

通过2003~2005年的田间试验,研究了不同灌水定额、灌水次数下板蓝根的耗水特征,确定了适合甘肃民乐地区的板蓝根的经济灌溉制度:灌溉定额2250 m3/hm2;灌水次数2次;第1次灌水时间为7月上旬,第2次为8月上旬。通过回归分析建立了需水量与产量的函数关系。对各处理的产量进行方差分析,各处理间的产量差异极显著。     

网室栽培香蕉耗水特征及合理灌溉水量确定

主要研究网室和不同灌溉水量下香蕉的耗水特征,确定香蕉的作物系数。处理包括大田充分灌溉处理(100%),网室充分灌溉处理(100%)和亏水处理(55%),香蕉的耗水量(ET)用热消散茎液流法测定。试验结果显示,在3种处理间香蕉叶面积差异不显著(P>0.05),网室内香蕉的耗水量比大田降低了44%~55%;网室内2种灌溉水量条件下香蕉蒸散量差异不显著(P>0.05),说明55%处理灌溉水量已经能够满足香蕉的生长,这个结果也和网室内蒸散量降低值一致。建议当地进行网室内香蕉栽培时,灌溉水量选取大田的一半即可。     

地面灌、喷灌和滴灌的灌溉效率

灌溉效率分为配水效率和灌水效率两项。配水效率表示灌溉水分配的均匀程度。灌水效率反映灌溉水的有效使用情况。地面灌、喷灌和滴灌三种灌溉系统,有了适当的设计,都能达到较高的配水效率(或均匀系数)。如果地面灌溉的灌水时间充分,能达到行水历时的4倍,配水效率可达到95％。喷灌在适当的设计间距条件下,其配水效率能达到80％以上。假如滴灌滴头的设计,使出流偏差小于20％,其配水效率可达90％以上。滴灌的灌水效率,可以比较容易的达到90％以上,这是地面灌和喷灌很难达到的,地面灌溉在最优的设计和管理下,灌水效率可达到50％—60％。喷灌系统在不同设计标准的基础上,灌水效率能达到60—80％。本文对评价和比较灌溉效率的方法,进行了介绍和探讨。     

临汾市刘村镇污灌农田土壤重金属污染评价与分布特征

为研究临汾市刘村镇污灌农田土壤重金属的累积与分布特征,以山西省土壤背景值为标准,运用单因子污染指数法及综合污染指数法,评价了刘村镇土壤中7种重金属元素的污染现状,并在ArcGIS软件的支持下绘制土壤重金属空间分布图,研究土壤中重金属的空间分布特征。结果显示:由于影响因素不同,各重金属元素的空间分布特征均存在差异。研究区内土壤Ni的污染情况较严重,Cu、As、Mn、Pb、Cr、Zn的污染程度较低。从综合污染指数来看,研究区内农田土壤重金属综合污染指数处于轻度污染水平,建议当地应采取相应的措施,加强对污染的防治,避免对人体健康造成危害。     

地面灌、喷灌和滴灌的灌溉效率

<正> 喷灌的灌溉效率 喷灌是模仿降雨的灌溉形式。它灌的并非局部土地,其配水效率决定于在复盖面上的喷洒水量分布图形,分布图形是水压力,喷头型式和支管与喷头间距的函数,其灌水效率取决于喷洒强度分布图形和总的喷灌时间。