水稻灌溉效益分摊系数试验研究

通过试验方法，选择不同的降雨年型，系统地分析了淠史杭灌区不同降雨年型的灌溉增产率，灌溉效益扮摊系数；找出了水稻灌溉效益分摊系数与水稻生育期降雨量，灌水量之间的经验公式，对本地区及气候条件相似地区具有一定的参考价值。     

黑龙江省基于降雨的干旱时空分布及玉米灌溉需水规律研究

为了得到黑龙江地区不同降雨频率下的干旱情况以及玉米灌溉需水分布,利用1990-2015年黑龙江72个站点逐月降雨数据,研究了玉米生育期(5-9月)各月及全生育期的降雨分布,同时分析了不同降雨频率下各站点降水距平百分率以及玉米灌溉需水情况。结果表明:黑龙江较易发生干旱以及降雨量较少的地区是黑龙江西部的齐齐哈尔、龙江、杜蒙、泰来、大庆、肇州、肇源等地以及黑龙江东北部的鹤岗、桦川等地;7、8月为各地区玉米灌溉需水量较多的月份;在50%降雨频率下,黑龙江大部分地区都不会发生干旱,在75%降雨频率下,黑龙江有少部分地区发生干旱并需要对玉米进行灌溉,在90%降雨频率下,黑龙江大部分地区都达到了干旱标准,并需要进行灌溉。     

灌区尺度月灌溉用水量预报及模型敏感性分析

对水量计算模型进行改进,得到灌区尺度月灌溉用水量预报模型,包含3个子模型:降雨径流子模型、河流流量子模型以及灌溉需水子模型。其中灌溉需水子模型中,灌区被分解为目标灌区与非目标灌区。将此模型在澳大利亚马兰比季灌区进行应用,并通过SUFI-2算法对模型进行参数敏感性分析。采用月径流量以及月灌溉用水量进行参数率定和模型验证。通过模拟值与实测值对比,验证阶段模型灌溉用水量相关性系数R2为0.618 4,表明灌溉用水量模拟值与实测值拟合较好,其变化趋势基本一致。通过敏感性分析表明,模型对降雨量的敏感性高于对水库库容的敏感性。因此,该模型可用于灌区灌溉用水量预报,同时不能忽视气候变化对灌溉用水量的影响。     

河北省南部平原区冬小麦灌溉用水量分析

小麦灌溉用水是河北省南部平原区最主要的用水项,其用水量一般由河北省《用水定额》推算。但在实际灌溉中灌溉用水量与理论推算灌溉用水量往往存在较大偏差,为了准确得到小麦灌溉真实用水量为区域水资源规划与管理提供支撑。在河北省衡水市、沧州市、邢台市和邯郸市4市48个县选择401个典型地块进行了小麦灌水试验。试验期跨越整个冬小麦生育期,灌水试验采用超声波流量计和体积法进行相互印证,并结合小麦生育期内用电量及灌溉次数对灌溉用水量进行了测算。结果表明,理论推算灌溉用水量总体比试验灌溉用水量偏低4.9%,太行山山前平原区各典型县理论推算灌溉用水定额总体高于试验灌溉用水量26.3%,黑龙港低平原区各典型县理论推算灌溉用水定额总体略低于试验灌溉用水量0.7%。灌溉用水量相差较大的主要原因为田间灌溉技术的影响,因此对灌溉技术的改进是降低灌溉用水量的重要手段。     

1960—2015年黑龙江省水稻需水量时空分布特征

基于黑龙江省26个气象站1960—2015年逐日气象数据和29个水稻灌溉试验站的作物系数,利用Penman-Monteith方法和Arcmap空间分析功能计算并绘制了1960—1979年、1980—1999年和2000—2015年3个阶段水稻生长季参考作物蒸散量(ET0)、水稻生育期天数、需水量、有效降雨量和需水量与有效降雨量耦合度及相应的气候倾向率分布图。结果表明：水稻生长季ET0平均值为620mm,自西向东总体表现为先减小后增大趋势,风速、湿度、日照时数的减小和温度的升高共同作用导致水稻生长季ET0以-3.90mm/(10a)的平均速度下降;生育期平均天数为115d,自北向南总体表现为增加趋势,温度升高引起了水稻生育期天数以2.68d/(10a)的平均速度增加;水稻生育期有效降雨量平均值为297.03mm,自西向东总体表现为先增大后减小的趋势,生育期天数的增加也弥补了降雨量减小的影响,使有效降雨量以0.62mm/(10a)的平均速度增加;需水量平均值为490.52mm,自西向东总体表现为先减小后增加的趋势,生育期天数的增加弥补了ET0减小对需水量的影响,使研究区内水稻需水量以6.66mm/(10a)的平均速度增加;需水量与有效降雨量耦合度平均值为0.64,自西向东表现为先增加后减小的趋势,需水量增幅大于有效降雨量增幅,使需水量与有效降雨量耦合度总体以-0.009/(10a)速度下降。本研究可为黑龙江省合理分配灌溉水资源和优化水稻品种布局提供依据。     

基于CROPWAT模型的昆明市水稻需水量及灌溉用水量研究

利用昆明市日气象数据、水稻生育期数据和土壤数据,通过CROPWAT模型模拟研究1980—2012年水稻生育期内需水量和灌溉用水量年际变化特征及气象要素对其的影响。结果表明,1980—1999年,水稻需水量和灌溉用水量呈微弱下降趋势(p=0.08,p=0.8);1999―2012年,水稻需水量和灌溉用水量呈上升趋势(p0.01);近33a平均水稻需水量和灌溉用水量分别为603.6mm和638.8mm。作物需水量与温度、风速和日照时数正相关,与相对湿度负相关;灌溉用水量与降水量负相关,与日照时数正相关。气温、风速、湿度和日照时数的组合可以预测年尺度上作物需水量的变化趋势;降水和日照时数的组合可以预测年尺度上灌溉用水量的变化趋势。     

中国主要稻区水稻灌溉需求变化及其规律分析

掌握水稻灌溉需求规律是合理分配和高效利用水资源的科学依据.选取全国12个典型水稻种植区,构建田间水量平衡模型推求1960-2019年水稻逐年常规灌溉制度,采用Mann-Kendall检验分析水量平衡各要素趋势变化,同时利用Pearson相关系数和最大互信息系数(MIC)进行要素间相关性分析.结果表明:中国主要稻区水稻作物需水量ETc表现为中稻(556.39 mm)>晚稻(491.47 mm)>早稻(393.54 mm);灌溉需求表现为中稻(435.94 mm)>晚稻(346.87 mm)>早稻(147.52 mm);降雨利用率表现为晚稻(69.60％)>中稻(65.46％)>早稻(54.68％).近60年来,水稻ETc主要呈下降趋势,华中、华南和东北稻区水稻灌溉量呈现明显下降趋势,而西南和北方稻区主要呈上升趋势.降雨对灌溉需求的影响在北方稻区由生育期累计降雨量主导,而在南方稻区主要由降雨分布特征主导.     

考虑未来降雨的风险灌溉决策评价

提高降雨利用效率是农业节水的有效途径.根据天气预报中的未来降雨情况制定灌溉决策尽管可提高降雨利用效率,减少灌水浪费,但同时也存在因预报不准确而使作物受旱减产的风险.以赣抚平原灌区为例,根据2014—2015年早稻和晚稻生育期间的天气预报近期天气的温度及降雨量,预报水稻需水量,推求水稻灌溉制度,制定基于考虑未来降水的风险灌溉决策,并对风险决策和常规决策进行定量的节水效果、产量及灌水次数评价.结果表明:相对于常规灌溉,考虑天气预报的风险灌溉决策,除2014年早稻灌溉用水量一致外,可节水7.8%~16.7%.由于早稻生育期降水量大,产量基本不受干旱影响;晚稻风险灌溉决策的产量尽管有所下降,但降低幅度均在0.3%以内,并且灌溉次数可减少1~2次,因此风险灌溉决策可在一定程度上提高降雨利用率,减少灌水次数,节约灌溉用水.     

降雨年型对南通棉花生产的影响

通过对南通棉区降雨量和棉花产量的长系列资料的整理分析，揭示棉花生育期各时段的雨量与产量的关系，运用统计学的聚类分析方法，将生育期的雨量划分为特征鲜明的若干年型．用水量平衡方法进一步分析降雨年型对棉花生产的影响，最后建立统计模型，进行降雨（丰、歉）年型的预测。     

应用极差法求年灌溉用水量频率曲线的方法

灌溉用水量是水利化区划、灌区规划设计及管理运用的基本依据。除西北干旱地区以外,在灌溉水库径流调节计算中,无论是时历法、典型年法还是统计法,都需要年灌溉水量频率曲线。确定年灌溉水量(定额)频率曲线的统计参数,需要根据逐年灌溉水量资料求得。求逐年灌溉水量(定额)要求具备大量的试验、调查数据及气象水文资料,而且需要进行多年逐日田间水量平衡计算,相当费时。通过降雨量与有效降雨量相关法计算灌溉水量(定额),比按逐日田间水量平衡计算方法简化,但仍需计算多年灌溉水量(定额),还是相当麻烦的。     

模拟自然降雨条件下水稻的受旱试验研究

用模拟典型年降雨的方法，系统地分析了淠史杭灌区各降雨年型的水稻大田生长期缺水量、缺水率、缺水的主要生育阶段，水稻缺水受旱减产量、减产率，分别找出了水稻受旱减产率与生育期降雨量、大田生长期缺水量之间的相关关系     

冬小麦灌溉定额的预报与实践

在河北省灌区内作物的灌溉定额,一般是依据作物生育期内的降雨量确定的,没有考虑作物生育期前降雨对它的影响。而河北省夏秋降雨往往偏多,除部分产生径流,部分渗入地下以补充地下水外,还有相当大的一部分存贮在2～3米的包气带土壤内,冬小麦可以充分利用这部分土壤贮水。本文所预报的冬小麦灌溉定额就是减掉这部分土壤贮水后的灌溉定额,并把它与实际灌溉定额进行了比较。     

淠史杭灌区中稻受旱试验研究

通过有计划地控制灌溉用水量,将水稻生长各个生育期按不同的受旱持续时间对其产量的影响进行对比试验研究,找出水稻在每个生育期遭遇不同的受旱持续时间造成其减产量轻重的关系.探索在干旱年份灌溉供水量相对不足的情况下,能够有计划分阶段地控制灌水,使水稻因受旱而造成产量减少的损失降为最小;在非干旱年份灌溉供水量相对充沛的情况下,能够按需供水、节约用水的经验和途径.为淠史杭灌区进一步研究和调整产业结构,优化灌溉管理制度,加强农业灌溉用水管理提供科学依据,对科学合理地优化水资源配置,提高水资源的利用率和经济效益有重要意义.     

气候变化对河南省冬小麦和夏玉米灌溉需水量的影响

利用河南省17个站点1961—2012年的气象资料,分析了降雨和潜在蒸散对冬小麦和夏玉米灌溉需水量的影响效应。结果表明,河南省冬小麦多年平均灌溉需水量为59.8~334.3 mm,夏玉米多年平均灌溉需水量为14.5~131.2mm,自南向北逐渐增大;各站点冬小麦和夏玉米灌溉需水量普遍呈下降趋势,其主要原因是生育期潜在蒸散减少和降雨量增加。降雨是影响作物灌溉需水量的首要因素,降雨在雨量和时间分布上均对灌溉需水量产生显著影响;而潜在蒸散的影响小于降雨,但不容忽视。在降雨和潜在蒸散共同影响下,冬小麦和夏玉米灌溉需水量在年际间呈现出更大的波动趋势。     

不同节水灌溉方式下的黑龙江省水稻节水减排潜力评估

为探究黑龙江省不同节水灌溉方式下水稻节水减排潜力，基于黑龙江省水稻现状传统淹灌（TI）方式下的灌溉用水量和CH4排放量，收集相关试验研究数据，利用IPCC指南的中国官方省级温室气体清单方法计算水稻湿润灌溉（MI）、干湿交替灌溉（AWD）、间歇灌溉（II）、控制灌溉（CI）下产生的CH4排放量，继而计算出不同节水灌溉方式下的节水潜力和CH4减排潜力。结果表明：不同节水灌溉方式对水稻灌溉用水量和CH4排放影响明显，水分管理模式有利于减少水稻的用水量和CH4排放量；节水潜力由大到小依次为MI、AWD、CI、II，分别为25.03%、 15.65%、 10.80%、 5.05%；减排潜力由大到小依次为AWD、 MI、 CI、 II，分别为50.77%、 46.30%、45.25%、38.14%；干湿交替灌溉（AWD）是减少水稻综合温室效应的有效措施。研究结果可为黑龙江省水稻节水减排提供参考依据。     

不同灌溉模式水稻耗水规律和生长特性研究

三江平原水稻种植面积占全省水田面积的60%，井灌水稻占77%，地下水资源不足成为三江平原农业发展的瓶颈问题。为降低农业灌溉用水量，探讨不同灌溉模式下水稻生长特性和耗水规律，为三江平原节水灌溉提供科学依据和技术支撑。采用大田试验，以“水稻1703”设置了常规灌溉(CG)、控制灌溉(KG)和浅湿灌溉(QS) 3个灌溉模式，在水稻成熟期测定不同灌溉模式产量结构并计算水稻灌溉水分生产率。研究结果表明，CG模式整个生育期水稻生长株高最高，KG模式分蘖数最多。KG模式水稻生育期耗水总量为503 mm，较CG和QS模式分别减少12.99%、8.37%。不同灌溉模式蒸发蒸腾量和田间渗漏量变化趋势明显不同，分蘖期结束之前水稻以田间渗漏为主，分蘖期结束之后水稻以蒸发蒸腾为主。结合水稻产量和灌溉水分生产率来看，KG模式理论产量为10 061 kg/hm²，较CG模式和QS模式分别增加10.98%、5.28%;KG模式灌溉水分生产率为1.94 kg/m³，较CG模式和QS模式分别提高24.36%、20.50%。综合以上研究成果可看出三江平原水稻生长过程中KG模式管理...     

模拟自然降雨条件下水稻的受旱试验研究

用模拟典型年降雨的方法，系统地分析了淠史杭灌区各降雨年型的大稻田生长期缺水量，缺水率，缺水的主要生育阶段，水稻缺水受旱减产量，减产率，分别找出了水稻受旱减产率与生育期降雨量、大田生长缺水量之间的相关关系。     

基于标准化降雨蒸散指数的水稻生育期干旱特征分析

基于气候变化下南方干旱灾害发生频繁和影响不断加剧的事实,收集了典型水稻种植区高邮站点1951—2015年65 a逐月的降雨、气温数据资料,基于标准化降雨蒸散指数(standardized precipitation evaporation index,SPEI)和Mann-Kendall(MK)趋势检验方法,研究和分析了水稻作物不同生育期内干旱发生频率、影响程度及其变化规律,结果表明:整个生育期内轻度干旱发生率最大,其中返青期和拔节抽穗期各为轻度干旱和重度干旱发生概率最大的生育期;从70年代至今干旱生育期次比呈上升趋势且集中在14%～28%波动,干旱生育期次数增多,干旱发生影响范围加大;在SPEI指数时间分布特征上,返青期、分蘖期和拔节抽穗期均呈现上升的趋势,乳熟期和黄熟期则均呈现下降的趋势,说明除乳熟期干旱程度呈现加强的趋势,返青期、分蘖期和拔节抽穗期干旱程度均呈现减小趋势;显著性分析表明,除拔节抽穗期为极显著性,乳熟期为显著性外,其余均呈不显著变化.研究成果可以有效地指导抗旱和灌溉,对水稻需水期尤其是关键需水期受旱影响评估提供参考,尽早做出灌溉决策,避免水稻作物受旱减产.     

江西省双季稻蒸发蒸腾量空间分布规律及影响因素分析

蒸发蒸腾量是水利工程规划设计、水资源规划和农田灌溉用水管理的重要依据。以江西省长系列灌溉试验资料为基础,结合分析计算方法,以50%水文频率年水稻蒸发蒸腾量为代表,分析了江西省水稻蒸发蒸腾量空间分布规律及原因,采用网格无关法进行等值线图绘制。结果表明,早、晚稻全生育期蒸发蒸腾量差异较大,晚稻明显高于早稻,幅度达33.8%;早稻高海拔山区蒸发蒸腾量较低,但赣中、赣南一带蒸发蒸腾量总体较高;晚稻同样高海拔山区蒸发蒸腾量较低,但高值区分布比较分散,赣北、赣中、赣南均有部分区域;水稻蒸发蒸腾量与海拔高度及年平均降雨量呈负相关,与生育期内参考作物蒸发蒸腾量呈现正相关。     

水稻节水灌溉技术及其用水计算方法

合理利用水资源、节约用水是解决水资源不足的一项有效办法,节水是当前一项重要的战略任务,应该成为我国经济建设中一项基本国策。我国在水资源利用中,农业是用水大户,不论现在和将来,农业灌溉都将是用水大户。为此,要着重研究节约农业用水。水稻是我国主要粮食作物之一,用水较多。因此,研究水稻的节水灌溉具有重要意义。本文针对水稻节水灌溉,在前几年研究的基础上,总结节水灌溉技术,探索节水型灌溉用水量计算方法。