区域需水量和缺水率的空间变异性

应用地统计学方法研究区域需水量和缺水率的空间变异性。以云南滇中地区2000水平年和2010水平年的需水量和缺水率为例,对它们进行了连续性处理。2个年份的需水量符合对数正态分布,而缺水率呈正态分布;它们的空间变异性都很大,结构性因素起主要作用,各向同性条件下的变异函数可用球状模型和指数模型描述;二者具有复杂的各向异性,糅合了几何异向性和带状异向性。2个水平年之间的需水量相关关系不随尺度变化,而缺水率之间的相关性在不同尺度上表现不同。应用协克里金法空间插值得到滇中地区2个水平年需水量和缺水率的空间分布格局,分析了它们的影响因素。     

公路岩质边坡绿化灌溉需水量研究

为达到节约用水及护坡的目标,公路岩质边坡绿化灌溉需水量研究首先选择相对湿润度指数(M)的中旱等级作为灌溉临界值,计算在干旱胁迫条件下的植物需水量(ETc),进而考虑径流、渗漏、雾化等损失,采用土壤水量平衡方程Fg=ETc+Dp+ RO+ SDL-P-△SW计算边坡绿化灌溉需水量.其中植物需水量的计算使用参考作物蒸散量(ET0)、水分胁迫因子(Ks)和园林植物系数(KL)三者乘积的方法,结合边坡坡度、坡向和太阳入射角对P-M公式中的净辐射量(Rn)进行修正;以园林植物系数概念为基础,考虑边坡植物生物量的影响,修正为边坡植物系数(Kp).通过这些因子的修正和灌溉损失的考虑,使公路岩质边坡的灌溉需水量趋于准确.     

BP神经网络与GA-BP农作物需水量预测模型对比

农作物需水量预测是制定合理灌溉制度的重要依据.针对BP神经网络的不足,利用遗传算法(GA)具有全局搜索能力强的特点,建立基于GA-BP神经网络的农作物需水量预测模型.以广州辣木农庄试验田农作物作为研究对象,结果表明:基于BP神经网络农作物需水量预测模型测试集均方误差和确定性系数分别为0.037和0.648;GA-BP神经网络农作物需水量预测模型测试集均方误差和确定性系数分别为0.013和0.882,GA-BP农作物需水量预测模型收敛速度、确定性系数和性能均优于BP农作物需水量预测模型.     

高产条件下夏玉米需水量与需水规律研究

依据2009-2010年田间试验资料,利用农田水量平衡方程计算高产条件下夏玉米各生育阶段需水量和全生育期需水量.结果表明,高产条件下,夏玉米全生育期土壤水分维持在田间持水量的80%左右;全生育期需水量为417.30～507.45 mm.各生育阶段需水量分别为:苗期16.80～33.75 mm,占全生育期需水量3.31%...     

节水灌溉的作物需水量试验研究

对节水灌溉条件下的冬小麦、夏玉米、棉花和水稻需水量进行试验研究 ,结果表明 ,节水灌溉模式对作物需水量变化产生较大影响。与浅水灌溉模式相比 ,控制灌溉模式的水稻需水量减少 3 4.6% ,覆膜旱作节水模式的水稻需水量减少 3 9.94%。采用节水灌溉模式后 ,冬小麦需水量减少 1 0 %左右 ,夏玉米需水量减少1 3 % ,棉花需水量减少 3 0 %。因此 ,对大田农作物进行高效节水灌溉 ,能在获得高产 (增产 )的前提下 ,较大幅度地减少作物的蒸发蒸腾量 ,其中无效蒸腾量的减少成为主要因素之一     

内蒙古阴山北麓区典型作物水分亏缺特征及其关键驱动因子响应

以内蒙古阴山北麓地区武川县1990—2019年的逐日气象资料为基础,研究不同水文年雨养马铃薯、春小麦各生育阶段的需水量、水分亏缺特征及其相互关系。马铃薯、春小麦全生育期的需水量平均为338.4、403.6 mm;马铃薯在开花—收获期需水量最大,占全生育期需水量的52.8%;春小麦在分蘖—开花期、开花—成熟期需水量较大,分别占全生育期需水量的52.6%和31.8%。平水年、枯水年雨养马铃薯全生育期的水分亏缺量分别为26～157mm和148～173 mm,丰水年雨养马铃薯生长阶段不缺水;丰水年、平水年和枯水年雨养春小麦全生育期的水分亏缺量分别为54～90、122～267 mm和240～285 mm。马铃薯在花序形成—开花期和开花—收获期的水分亏缺程度较大,在其他生育期基本可以满足马铃薯需水的要求;春小麦在分蘖—开花期水分亏缺程度最严重,水分亏缺量平均为134 mm左右,其他生育阶段的降水基本可以满足春小麦正常生长的需水要求。为了减少产量损失,需要在春小麦和马铃薯生长阶段中后期根据水分亏缺程度实施雨水就地富集利用和补充灌溉。     

改进粒子群算法在农业种植结构优化中的应用

【目的】促进地区农业水资源高效利用,在保证粮食安全的基础上,降低灌溉需水量,推动农业节水、提高产量和效益。【方法】以安阳市为例,以经济、社会、生态和水资源效益最大为综合目标,引入惯性权重衰减和粒子变异策略,建立了基于改进粒子群算法的多目标农业种植结构优化模型。【结果】通过对现状水平年2018年、规划水平年2025年(近期)、2035年(远期)的种植结构调整,在结合现状缺水程度下,压减耗水量大的小麦、玉米等粮食作物种植比例,增加油料、蔬菜及食用菌等经济作物种植比例,经济、社会、生态、水资源目标的综合效益分别提升13.59%、10.90%、9.82%;同时,在满足农作物全生育期需水量的情况下,缺水率分别缩减9.02%、9.56%、9.95%,在一定程度上缓解了农业水资源供需矛盾。【结论】改进粒子群算法使种植结构得到平衡优化,在提高综合效益及产量的同时能够降低灌溉需水量。     

我国参考作物腾发量等值线图绘制及其应用

<正> 参考作物腾发量(reference crop evapo-trans—piration)反映了气象因子对作物需水量的影响,可根据常规气象资料(如气温、湿度、光照、风速等)计算求得。联合国粮农组织FAO在《作物需水量》一书中定义,参考作物腾发量(ET_0)是指高度一致、生长旺盛、完全遮盖地面而不缺水的8～15cm高的牧草地腾发速率。参考作物腾发量是作物需水量计算的重要参数。     

基于SD变化环境下农业水资源供需平衡模拟

为了探讨变化环境对农业水资源供需平衡的影响,运用系统动力学软件Vensim-Dss建立了农业水资源供需平衡的系统动力学模型,综合考虑社会经济发展和气候变化情景,仿真模拟了变化环境下农业供、需水量及缺水量的变化情况.石羊河流域模拟结果表明:未来农业供水量和需水量受气候变化的影响程度不同,但 2033年以后,农业供水量在不同气候变化情景下的变化趋势相同;不同行政区农业水资源系统对气候变化的响应存在明显差异,金昌市A2气候情境缺水率大于B2情景,在2029年、2038年缺水率分别达到32.0%,28.6%, B2情境下,2021年开始出现轻度缺水,中度缺水年仅出现在2023年和2039年,缺水率分别为30.7%,30.5%;武威市A2气候情境下缺水率小于B2情景,仅2038年为中度缺水,缺水率为24.9%,B2气候情景中度缺水年较多,2023年缺水率最大,达到33.2%.研究结果可以对变化环境下区域用水规划和农业发展规划提供指导.     

气候变化对黑河流域典型作物灌溉需水量的影响

为研究气候变化对作物灌溉需水量的影响,在假定未来气温上升0.5~4℃,降水增加10%~30%的条件下,研究了黑河流域主要作物在不同种植条件下的作物需水量及灌溉需水量的变化。结果表明,生长期内气温每升高1℃,区域内小麦净作、玉米净作和小麦与玉米间作方式下作物需水量将分别增加3.1%(15.5 mm)、2.8%(18.5 mm)和3.0%(25.6 mm),黑河流域中游每年将增加灌溉量0.15×108m3,相当于国家给黑河干流区分水量的2.4%;降水每增加10%,灌溉需水量将分别减少1.9%(7.8 mm)2、.3%(12.4 mm)和1.8%(12.8 mm)。     

基于3S技术的辽河河口湿地生态环境需水量研究

利用3S技术对辽河河口湿地覆被信息进行提取,为生态环境需水量计算提供数据基础。根据研究区的实际情况和生态系统特征确定生态环境需水量的计算类型和计算方法,经计算结果表明:适宜生态环境需水量为2.74亿m3/a;多年平均降雨下、75%频率下和95%频率下对应的最小生态环境需水量分别为0.78、0.94和1.10亿m3/a。为有利于水资源的优化配置,给出了它们的生态环境逐月需水过程。在缺水的情况下,最小生态需水量计算是非常重要的。     

水稻昼夜需水规律研究

<正> 水稻是我国南方的主要灌溉作物,其耗水量占总耗水量的大部分。在可用水量不断减少,需水量不断增加的今天,研究水稻需水量的变化规律,找出影响水稻需水量的主要因素,寻求计算水稻需水量的实用方法,显得日趋重要。水稻需水量受气象因素、环境条件、生育阶段等多种因素的影响,但它也应该有自己的规律。过去,我国许多学者对水稻各生育阶段的需水量变化规律以及日需水量变化规律进行了研究,但没有研究水稻需水量在一天内不同时间的变化     

河北省节水灌溉技术介绍

<正> 河北省多年平均地表径流为167亿立米,每亩耕地地表水资源量只有167立米,不足全国平均值的1/10。人口占有量为323立米,相当全国人均值的1/8。在全国居第25位。据省水利规划设计院对近期全省可提供的水资源总量与工农业生产、城镇生活用水需水量分析的成果,平水年(D=50％)缺水82亿立米,偏旱年(D=75％)缺水163亿立米,特旱年(D=95％)缺水211亿立米。全省现农业用水已达到170亿立米。     

宁夏引黄灌区湖泊湿地生态需水量计算

在收集相关资料的基础上,对宁夏引黄灌区的湖泊湿地生态需水量进行了计算。结果表明,在现状条件下,平水年份(降水频率50%)灌区湖泊湿地生态需水量为4.29亿m3,枯水年份(降水频率75%)灌区湖泊湿地生态需水量为4.83亿m3。     

应用灰色新陈代谢GM(1,1)模型预

研究了灰色系统理论在中长期城市需水量预测中的应用。由于常规GM(1,1)模型被用于预测时，精度较高的仅仅是最近的几个数据，越往未来发展，该模型的预测意义就越弱。针对常规GM(1,1)模型存在的不足，建立了灰色新陈代谢GM(1,1)需水量预测模型。并利用此模型对北方某缺水城市未来10年的需水量进行了预测。结果表明：模型精度较高，预测误差较小。对于中长期城市需水量预测这样复杂的问题, 灰色新陈代谢预测模型具有预测精度高、简捷实用等优点，该方法可作为中长期城市需水量预测预测的工具之一。     

中国玉米生长期干旱与灌溉投入问题分析

通过比较分析东北、西北春播玉米区、华北、黄淮夏播玉米区不同频率年玉米全生长期降水量(有效)、逐月降水量与相应时段需水量的关系,引入缺水率,评价各区域玉米生长期的干旱缺水状况;在此基础上,对玉米生长期干旱与灌溉投入问题进行简要分析,为国家现代玉米产业技术体系玉米增产目标的实现提供参考。     

作物需水量在农业灌溉中的应用研究

农业灌溉用水是粮食生产安全的重要保障,合理的灌溉用水规划是水资源高效利用的重要保障。不同类型农作物在整个生长周期对水的实际需求是一个动态变化过程,传统大水漫灌会造成水资源的严重浪费,同时在灌溉过程中作物缺水或用水过量都不利于作物生长。为提高水资源利用效率,在灌溉过程准确估算作物实际用水需求,根据未来农业智能化发展和节水灌溉需求,结合项目实际及农业智能化灌溉理论研究发展现状,以作物实际需水量研究为基础,按作物类型建立全生长周期需水基础数据库及实际需水量决策模型实施按需灌溉。在灌溉区域布置传感器及微型气象监测系统,传感器网络节点监测和采集农田土壤参数,微型气象监测系统监测周边环境温度、湿度、风速及辐射等数据,通过LoRa无线通信将数据传输至数据处理终端,数据处理终端利用农作物实际需水量灌溉决策模型,综合考虑蒸腾、土壤蒸发、作物需水量等因素,分析计算得出作物实际需水量,生成灌溉时间、灌溉水量等指令,通过智能灌溉控制系统实现对作物的及时性、精准性灌溉,实现智能化、高效率、可持续的农业用水管理。     

作物节水灌溉需水规律研究

基于节水灌溉条件下作物需水量试验资料,分析了控制灌溉和覆膜旱作节水灌溉的水稻需水规律以及节水高效灌溉模式下冬小麦、夏玉米和棉花作物的需水规律。结果表明,节水灌溉模式通过对水稻、冬小麦、夏玉米和棉花等作物产生的生长调控作用与补偿生长效应,使植株蒸腾量和棵间蒸发量较大幅度减少,各阶段需水量、需水强度和需水模系数均发生显著变化,形成了节水灌溉模式的主要农作物新的需水规律。可为节水灌溉制度的制定、节水型灌区动态配水及灌溉预报等提供科学依据。     

泾惠渠灌区作物种植结构变化对灌溉需水量的影响

研究种植结构变化对灌区作物需水量和灌溉需水量的影响,能够为作物生育期的灌溉用水管理和农业水资源规划提供基础数据。依据泾惠渠灌区实测降水和蒸发蒸腾等气象数据,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式和作物系数法计算灌区主要作物需水量;通过频率计算和配线法确定灌区丰水年(25%)、平水年(50%)和枯水年(75%)的有效降水量;根据1988—2014年Landsat卫星遥感影像提取的泾惠渠灌区不同历史时期农业种植结构数据,计算典型水文年份灌区总灌溉需水量,并分析作物需水量和灌溉需水量在不同典型水文年的年际和月际变化。结果表明,随着泾惠渠灌区农业种植结构的变化,灌区总的作物需水量和灌溉需水量都呈现显著下降趋势。但泾惠渠灌区在1988—2005年间,单位面积平均作物需水量和平均灌溉需水量都基本保持不变,随后均呈小幅下降趋势。各月份作物总需水量和总灌溉需水量除6月份之外,其余各月份都呈现显著下降趋势;但在此期间,灌区单位面积平均作物需水量和平均灌溉需水量除在4、8、9月份呈下降趋势,而6月份呈显著增加趋势外,其余各月份基本保持不变。灌区总的作物需水量和灌溉需水量的下降主要是由农作物种植面积大量减少所致,种植结构的变化对其影响较小,但灌区种植结构调整后的作物需水量状况更符合区域有效降水特点。     

控制灌溉条件下水稻灌溉需水量对气候变化的响应

基于水稻控制灌溉制度和水量平衡原理,考虑水稻移栽日期和生育期受温度变化的影响,研究了1961-2010年灌溉需水量变化规律,同时基于CMIP5三种气候模式下的4种气候情景(RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5)评估了未来气候变化对水稻控制灌溉生育期以及灌溉需水量的影响。结果表明:过去50年,气温的显著升高导致了移栽日期的显著提前和生育期长度的显著缩短,降水量的显著增加导致灌溉需水量在需水量小幅上升的基础上显著下降;在未来气候条件下,水稻移栽日期大幅提前11~36d,生育期长度缩短4~26d。水稻需水量在BCC-CSM1.1(m)和HadGEM2-ES两种模式下均大于基准期均值,而在GFDL-ESM2M模式下呈现出一定的下降趋势,水稻灌溉需水量变化特征与需水量相似,但变化幅度更大。