灌区灌溉设计频率分析计算方法研究

灌区灌溉设计中 ,常用降雨量进行频率分析来选取灌溉设计保证率及其对应典型年。这种方法存在一定缺陷。针对这种情况 ,推荐使用对灌区作物净灌溉需水量 (或称缺水量 )进行频率分析。它可以充分考虑到降雨时空分布的影响 ,更具合理性     

双牌灌区灌溉用水有效利用系数计算分析

本文分析了测算双牌灌区灌溉用水有效利用系数的意义,系统阐述了灌溉用水有效利用系数的测算方法,探讨了影响灌溉用水有效利用系数的具体因素.研究成果可为灌区灌溉用水有效利用系数的测算和灌区的水管理提供理论依据.     

南湾灌区灌溉用水与降雨量关系分析

通过分析南湾灌区灌溉用水资料,推求出灌溉定额与降雨频率的关系式,绘制不同降雨情况下不同灌溉面积的灌水量图及逐旬分配比例,可供灌区制定用水计划及水库调度运用参考。     

气候变化对汾西灌区灌溉用水量的影响研究

研究灌区气象要素长期变化特征及其对灌溉用水量的影响对掌握灌区灌溉用水规律从而进行更科学合理的灌溉具有一定的指导意义和实际参考价值。基于山西汾西灌区3个气象站点1975-2018年的实测气象资料,采用线性倾向估计、M-K检验等方法分析降水和气温的时间变化特征,用作物系数法计算灌区作物需水量和灌溉用水量,综合分析气候变化对灌溉用水量的影响,建立了不同水文典型年降水、作物需水量与灌溉用水量之间的关系。结果表明：44 a来汾西灌区降水量以2.7 mm/10a的速率下降,在1977年第一次突变;平均气温以0.471℃/10a的速率显著上升,在1997年突变;灌区气候向暖干方向发展,灌溉用水量以25.4 mm/10a的速率上升。气温突变伴随着降水骤降为多年最低值,灌溉用水量比多年均值增加了396.8 mm,远大于降水突变年。作物需水量增加1 mm,灌溉用水量就会增加1.92 mm;降水增多,其对灌溉用水的影响减小,单位降水量在丰、平、枯水年可分别引起1.29、1.74、2.72单位灌溉用水量的变化,枯水年的灌溉定额比丰、平水年多出20%。     

甘肃景泰提水灌区作物需水量与灌溉制度研究

依据甘肃景电一期灌区节水改造规划，利用当地19年的逐日气象资料，计算了灌区不同水平年的作物需水量和净灌溉需水量。利用计算机模型对灌区主要作物的现行灌溉制度进行了模拟和评价，并针对现行灌溉制度中存在的主要问题提出了改进方案。     

大棚膜下滴灌黄瓜结果期适宜灌溉频率试验研究

为了合理地制定大棚滴灌灌溉制度,以大棚黄瓜为对象,在结果期设置了4种膜下滴灌灌溉频率(每隔3、6、9、12 d灌溉一次),并以传统沟灌灌溉作为对照,研究了不同灌溉频率对黄瓜生长(株高,茎粗和叶片数)和产量的影响。结果表明,与传统沟灌相比,采用滴灌灌溉有利于黄瓜生长并获得高产;在滴灌条件下,灌溉频率越高,植株越高大粗壮,叶片越多,同时促进了果实成熟;但灌溉频率对总产量影响较小,不同处理之间产量差异均不显著(p0.05)。综合比较,6 d灌溉一次黄瓜长势较好,产量最大112.4 t/hm~2,灌溉工作量合理,因此,建议在大棚黄瓜结果期滴灌灌溉频率以每隔6 d一次为宜。     

关于提高灌溉设计保证率的必要性分析

灌溉设计保证率是在经济分析基础上的一项重要技术指标,综合反映水源供水与灌溉用水两方面的影响,能够较好的表达灌溉工程的设计标准,对其选择是否具有合理性关系到国民经济与农业生产的可持续发展.针对我国各区域灌溉设计保证率的采用情况进行分析,指出规范中规定的设计值已不适应当今经济社会发展及农业生产需求,需要对其进行适当的调整.通过分析近些年旱灾成灾率的变化过程对粮食产量的影响、人均GDP的变化情况及供水总量对部门用水量的分配关系,表明我国在当前形势下提高灌溉设计保证率是必要的,也是可行的.     

云南省洱海灌区水稻智能灌溉决策模型研究

提高有效降雨利用率,是节约灌溉用水的重要途径之一。为进一步提高稻田降雨利用率,基于水量平衡原理和作物水分生产函数,结合强化学习方法,构建考虑未来降雨的智能灌溉决策模型。收集了大理站点2012-2020年的实测气象数据和天气预报数据,对智能灌溉决策模型进行训练,将模型应用于云南省洱海灌区。结果表明：洱海地区天气预报存在一定的空报率和漏报率,TS评分较高,降雨预报质量较高。与常规灌溉决策相比,采用强化学习方法的智能灌溉决策,平均每年可以减少灌溉次数0.2次,节约灌水量6.5 mm,节水率为6.0%,提高降雨利用率3.0%,减少排水量6.2 mm,且未造成产量损失。因此,采用智能灌溉决策能在考虑未来天气情况下有效提高降雨利用率,节约灌溉用水,且不造成减产。     

宁夏青铜峡灌区主要农作物地面灌溉制度的分析研究

对宁夏青铜峡灌区春小麦、水稻的需水量开展试验研究;在总结群众高产灌溉经验的基础上,开展春小麦灌溉制度田间试验研究;在灌区推广应用水稻控制灌溉技术,并进行试验观测研究。在上述工作的基础上,分析总结出宁夏青铜峡灌区春小麦、水稻的需水量值和灌溉制度,分析结果为农田灌溉用水量计算和水利规划设计工作提供了依据。     

水文频率计算的误差分析及安全性研究

在水文频率计算中由于误差的存在,使得估计值与实际值之间存在偏差,这种偏差导致在水利工程设计中产生了不安全因素。本文就此提出了安全保证率的概念,并运用统计试验的方法,对用矩法估计水文计算参数时的安全性进行了研究,并对设计值服从的P-III型分布各主要参数对安全性的影响进行了研究,为提高水文频率计算的安全性指出了研究方向,提供了检验手段。     

不同水平年烤烟灌溉制度优化设计

采用对净灌溉需水量作频率分析的方法,确定不同灌溉典型年;通过多年资料,利用 乘法模型计算得出不同年份烤烟各生育阶段水分敏感指数;利用节水灌溉制度优化设计的动态规划逐次渐进法,对烤烟不同水平年的灌溉制度进行了动态优化设计。结果显示,该模型充分反应了灌水时间、灌水定额、灌溉水量产生的烤烟产量效应,所建模型和参数确定较合理,实用性较强。     

基于多年降雨资料的作物灌溉制度多目标优化

在非充分灌溉制度条件下,基于农田水量平衡模拟模型和作物产量计算模型并考虑随机降雨的影响,以灌溉日期和灌溉水量为决策变量,将多年作物相对产量均值最大、多年作物相对产量方差最小以及作物全生育期的总灌溉水量最小作为优化目标,建立了能够同时对灌溉日期和灌溉水量进行优化的多目标优化模型.以玉米的非充分灌溉制度优化为例用上述模型及算法进行了计算分析,并与典型年法得到的优化结果进行了对比,结果表明:基于多年降雨资料的优化灌溉制度具有较强的适应性和鲁棒性,可以避免由于灌溉日期安排不合理而导致的减产或绝收问题.     

作物灌溉设计中耗水强度问题研究

作物需水量是制定灌排工程规划、设计、管理和农田灌排实施的基本依据,如何准确估算某一地区作物需水量是我们水利工作者经常面对的问题.工作实践中,作物需水量通常是参照《微灌工程技术规范》(GB/T 50485-2009)中作物设计耗水强度确定,该规范给出的作物设计耗水强度范围较宽泛,同时没有考虑不同地点、不同水文年和不同生育阶段作物耗水强度不同的问题,这种方法推算的某一地块的作物耗水量准确性较差,继而使得规划成果带有极大的不确定性,如果以此来进行灌溉系统的运行管理也会带来一定风险.根据这一问题,建议采用更为科学的方法确定作物耗水强度,具体方法如下:①根据当地历年降雨排频寻找典型年;②根据典型年的气象数据采用FAO-1998提出的彭曼-蒙特斯方程计算参考作物需水量,再乘以作物系数得到作物需水量;③估算当地有效降雨量,确定作物灌溉需水量;④确定作物不同阶段日耗水强度.根据该方法以新疆乌鲁木齐棉花为例,对此方法进行了详细的阐述,得到了新疆乌鲁木齐中等干旱年棉花各个生育阶段的日耗水强度,并建议按作物的不同生育阶段进行灌溉系统的运行管理.     

南方大型灌区水稻田灌溉制度实时优化方法研究

【目的】提高南方大型平原自流灌区农业用水效率,发展精准灌溉。【方法】针对江苏省洪金灌区,基于降雨短期预报和水量平衡方程,开展水稻灌溉制度的实时优化研究。【结果】基于7 d短历时天气预报,2017年7月7─13日洪金灌区采用实时优化方法确定的灌溉方案与传统灌溉制度相比,在满足同样灌水要求情况下的灌溉水量减少了32%。【结论】该方法对南方水稻区种植具有普遍指导意义,能够更加精确地安排水稻灌溉制度,提高雨水利用率,优化地区水资源分配。     

基于CROPWAT模型对不同典型年冬小麦灌溉制度的研究

利用1951—2010年的气象数据,采用CROPWAT模型对枯水、平水、丰水3个典型降水年冬小麦的灌溉制度进行研究。结果表明,3个不同的典型降水年充分灌溉净灌溉定额分别为353.3、342、296.2mm,灌水次数依次为8、7和6次;4次关键水条件下净灌溉定额分别为229.1、222.2、212.3mm。     

低压多孔灌溉软管设计与评价方法的研究

低压多孔均匀出流灌溉软管是在低压管道输水灌溉基础上，结合沟灌和膜孔沟研究设计的一种新配套设施。本文在研究灌溉软管的有关水力参数基础上，研究设计出一种适合低压多孔均匀出流灌溉软管设计与评价的图解法，为灌溉工程设计与评价提供便利。     

自适应差分进化算法在灌区频率分析中的应用

在较短水文系列下灌区规划设计水文频率分析中,枯水设计年的年径流量和年降雨量的精确度难以保证。差分进化算法具有收敛快、参数较少、较强的鲁棒性等特性,但标准差分进化算法具有搜索能力与开发能力相矛盾的缺点。【目的】引入一种随机扰动与三角函数相结合的迭代结构,保证迭代过程中变异随机性的同时加大收敛速率,构建可用于有较短水文系列的P-Ⅲ型分布曲线参数估值的自适应差分进化算法。【方法】以江西省赣州市南康区窑下坝站的实测降雨资料为例,分别选取1956—2010年和1981—2010年实测降雨量资料为长短系列降雨资料,计算长系列降雨资料下应用OLS准则的离差平方和及其在不同迭代次数下的标准差,计算长短系列降雨资料下不同枯水年的设计值,将自适应差分进化算法与遗传算法及传统的参数估计方法加以比较。【结果】自适应差分进化算法效率高、精度高、寻优结果稳定、鲁棒性强,在长短系列之间4个枯水年的设计值的误差之和最小。【结论】自适应差分进化算法适用于灌区规划的水文频率分析。     

基于作物-水模型的不同降雨年型苜蓿草田生长季地下滴灌灌溉制度研究

以不同降雨年型苜蓿草田生长季地下滴灌灌溉制度为研究目标,以地下滴灌不同土壤含水量下限控制试验为基础,通过对不同降雨年型苜蓿生长、水分利用及产量指标的系统分析,建立产量-耗水量-水分生产效率的作物-水模型,推求各茬苜蓿最优耗水量,结合典型年降雨在苜蓿生产各茬内的分布特点,提出宁夏引黄灌区苜蓿草田不同降雨年型地下滴灌灌溉制度。结果表明:不同降雨年型下,地下滴灌苜蓿土壤含水量≥50%田间持水率时,各茬株高呈现先升高再下降的2段式变化过程;分枝数随收获茬次的延续逐步下降,茎叶比在丰水年型随灌溉定额增加而升高,在平水年型随收获茬次延续逐步下降;各处理干草产量在不同降雨年型均随收获茬次的延续逐步下降,且土壤含水量下限高于60%田间持水率的各处理间产量差异达不到显著水平;苜蓿草田各茬灌水量通过影响耗水量而影响苜蓿茎叶比、株高和分枝数,进而影响干草产量,并据此建立了苜蓿草田产量-耗水量-水分生产效率间的作物水模型,计算苜蓿草田各茬兼顾产量和水分生产效率的最优耗水量,结合自然降雨分布特征,提出宁夏引黄灌区不同降雨年型苜蓿草田生长季地下滴灌灌溉制度:枯水年苜蓿地下滴灌灌溉定额为5 000 m~3/hm~2,灌水20次;平水年苜蓿地下滴灌灌溉定额为4 600 m~3/hm~2,灌水19次;丰水年苜蓿地下滴灌灌溉定额为4 132 m~3/hm~2,灌水17次。     

小管出流灌溉技术的研究（Ⅱ）：系统的设计方法问题

小管出流灌溉系统的设计方法步骤与滴灌系统大致相同。但由于小管灌水器的出流量比滴头大得多，系统设计的许多问题又具有特殊性。本文论述了设计均匀度的确定，适宜毛管直径和长度的确定，以及田间管网水力学计算等问题。     

基于系统动力学的平原河网型灌区多尺度下灌溉用水量计算方法研究

以嘉兴市长水塘灌区为研究对象,建立基于系统动力学的灌区水循环过程模拟模型,并引入灌片灌溉水回归系数,应用于灌区灌溉回归水重复利用量模拟分析以及多尺度下灌溉用水量计算。结果表明：通过对模型的率定与验证,模拟得到典型泵站模拟水量与实测值基本吻合,相对差绝对值均在15%以内,模拟得到的灌区河网水位变化趋势与实测过程基本一致。模型能够较好的反映灌区水量转化过程,能够为灌区灌溉用水量统计工作提供支撑。