湖北省中稻灌溉定额修订研究

湖北省现行灌溉用水定额标准颁布于2003年,已难以适应当前及今后的水资源管理需求。【目的】为更全面真实地反映湖北省中稻现状灌溉用水水平。【方法】本文分析了湖北省各分区中稻作物系数、稻田渗漏量、泡田期水面蒸发量、饱和需水量、生育期、水层控制标准等灌溉定额计算参数。【结果】基于中稻灌溉定额影响因素分析,提出了人工、机械2种耕作方式与浅灌适蓄、间歇灌溉2种灌溉模式组合下不同分区不同频率的中稻灌溉定额。定额修订成果表明,先进的灌溉模式和耕作方式都能够有效降低中稻灌溉定额,促进农业节水。【结论】目前,湖北省一般适用机械耕作、浅灌适蓄条件下的中稻灌溉定额,对于水源和灌溉工程设施条件较好的地区建议采用机械耕作、间歇灌溉条件下的灌溉定额。     

江西省水稻蓄雨间歇灌溉模式初探

【目的】探索水稻蓄雨间歇灌溉模式节水减排效益。【方法】以鄱阳湖区双季早晚稻为试验材料,采用大田和测坑试验,研究了水稻蓄雨间歇灌溉模式对灌溉定额、排水定额、降雨有效利用率、产量、稻田水分生产率,以及氮、磷排放量的影响,并与间歇灌溉和常规淹水灌溉试验进行了分析比较。【结果】与淹水灌溉、间歇灌溉相比,蓄雨间歇灌溉灌排水量、灌排次数明显减少。双季早晚稻年平均灌水量分别减少975m^3/hm^2和1251m^3/hm^2,年平均灌水次数分别减少8次和7.5次;年平均排水量分别减少729 m^3/hm^2和893 m^3/hm^2,年平均排水次数分别减少5.8次和3.1次;蓄雨间歇灌溉降雨有效利用率明显提高。早稻降雨利用率分别提高12.40%和9.14%,晚稻分别提高6.84%和6.42%;蓄雨间歇灌溉模式下,双季早晚稻总氮排放量年平均减排7.64 kg/hm^2和3.12 kg/hm^2,减排幅度34.93%和14.26%;双季早晚稻总磷排放量0.180kg/hm^2和0.095kg/hm^2,减排幅度37.25%和70.59%。【结论】蓄雨间歇灌溉模式具有明显的节水、减排和提高降雨有效利用率的效果,在我国南方多雨地区具有较强的推广应用空间。     

湖北省早稻灌溉定额修订方法研究

湖北省现行灌溉用水定额标准颁布于2003年,已难以适应当前及今后的水资源管理需求。早稻作为湖北省主要灌溉作物,修订其灌溉定额,对于实现总量控制、定额管理及落实最严格水资源管理制度具有重要意义。分析了湖北省不同分区早稻作物系数、稻田渗漏量、泡田期水面蒸发量、饱和需水量、生育期、水层控制标准等灌溉定额计算参数,基于早稻灌溉定额影响主因子,提出了不同耕作方式与灌溉模式组合下不同分区不同频率早稻灌溉定额,能够更全面真实地反映湖北省早稻灌溉用水水平,对其他地区水稻灌溉定额修订工作具有重要指导与借鉴意义。     

鄂北地区水稻适宜灌溉模式研究

针对鄂北地区干旱现状,采用长渠灌溉试验站水稻试验成果,对ORYZA模型进行了率定与验证。利用ORYZA模型模拟评价了中蓄、浅灌和湿润3种现行灌溉模式。针对现行灌溉模式存在问题,根据不同灌溉下限和灌水定额设置了不同方案,采用模型对不同方案进行了优化分析,提出了鄂北地区水稻适宜的灌溉模式:蓄水深度为60 mm;返青期和抽穗开花期灌溉下限为0,黄熟期自然落干,其他生育阶段灌溉下限设定为耕作层土壤饱和含水率的80%;灌水定额为30~40 mm/次。     

北方寒区水稻水肥管理技术节水减排效应研究

以水肥管理(4种节水灌排模式5种施肥量组合)作为调控指标,以田间试验为基础,以理论分析和数值计算为手段,系统研究了北方寒区水稻节水减排效应。研究结果表明,控灌模式综合节水效果最好,浅晒浅灌水分利用效率最低,相比湿润灌、间歇灌、浅晒浅灌,控灌模式节水指标分别提高9.40%、15.67%、35.58%;施肥量相同情况下,控灌模式面源污染物流失负荷最低,相同灌溉模式下,次低肥面源污染物流失负荷最低;方差分析结果表明,灌溉技术和施肥方式对面源污染物排放的影响显著;控灌模式下,产量在试验化肥用量范围内均高于其他节水灌排技术,从低肥到次低肥,每公顷施肥量增加45.00 kg时,每公顷产量约增加132.90 kg,产量增加相对明显。"蓄雨控灌+次低肥"模式最有利于水稻节水、减排、增效效应发挥。     

鄂北地区水稻不同灌溉模式节水潜力分析

针对湖北省鄂北地区干旱现状,采用长渠灌溉试验站水稻灌溉试验成果,构建了鄂北地区水稻生长作物模型。通过假定不同灌溉下限和灌水定额设置了不同灌溉模式,利用构建的模型对不同灌溉模式进行了优化分析,提出了鄂北地区适宜的灌溉模式。在此基础上,计算分析了鄂北地区水稻不同灌溉模式的节水潜力。     

稻田水量调控模拟计算及分析

蓄水调洪能力是稻田重要的生态功能之一,充分发挥稻田滞涝功能,对于节水灌溉、除涝减灾具有重要的意义。基于稻田水平衡模型,计算了1960-2015年常规灌溉、浅湿灌溉、浅湿调控灌溉模式下的各水平衡要素,探讨不同频率年及气象要素变化对灌溉量、蓄雨量等要素的影响,分析稻田不同灌溉模式的优势。研究结果表明,稻田能有效蓄存雨水减缓涝灾,雨水利用率在42.0%~98.7%,随降雨量增大灌溉需水量减小、稻田蓄雨量增大和雨水利用率减小的规律明显;稻田不同灌溉模式中,浅湿调控灌溉模式具有较好的节水、蓄雨效果,并给出相应的灌排调控规则,实际应用建议采用浅湿灌溉达到既节水又防洪的效果,该研究为稻田蓄雨减灾、灌溉管理提供理论依据。     

鄂北地区不同灌溉模式水稻需水及生长特性研究

针对湖北省鄂北地区干旱现状,采用长渠灌溉试验站2009—2013年的水稻灌溉试验资料,研究了不同节水灌溉模式下水稻需水变化规律和生长特性。结果表明,灌溉模式对水稻蒸发蒸腾量、耗水量、灌水量、产量及水分生产率等指标有显著影响。与浅灌模式和中蓄模式相比,湿润模式水稻耗水量和灌水量明显降低,同时提高了水稻产量和水分生产率。因此,从节水和增产角度,湿润模式是较为适宜的节水灌溉模式。     

不同灌溉模式对稻田节水减污效果的影响

为了研究不同灌溉模式下稻田水分利用及氮磷流失规律，以合理集成节水灌溉与减污技术，实现高产、节水、减污三者相统一，在平湖市农业排灌技术示范基地开展小区实验。试验设定常规灌溉、薄露灌溉、改进蓄雨薄露灌溉和沟畦适雨灌溉4种灌溉模式，测定田间灌排水量及排水与渗漏水中TN、TP、NH₄⁺-N、NO₃^--N和COD等指标。结果表明：薄露灌溉、改进蓄雨薄露灌溉和沟畦适雨灌溉的灌水量分别比常规灌溉减少38.6%、73.4%、91.4%，沟畦适雨灌溉节水效果最好。相对于常规灌溉TN、NO₃^--N、NH₄⁺-N、TP和COD的负荷量，薄露灌溉降低25.1%、6.2%、64.3%、-29.7%、7.5%，改进蓄雨薄露灌溉降低72.5%、72.4%、77.2%、69.9%、69.4%，沟畦适雨灌溉降低79.9%、74.6%、89.9%、81.8%、81.1%。综合来看，沟畦适雨灌溉的节水减污效果最好。     

福建省水稻节水灌溉模式的探讨

结合福建省大型灌区续建配套与节水改造规划实际,指出“浅、蓄、晒、湿”是符合目前福建省水稻节水灌溉实际情况的一种较理想的灌溉模式,给出了相应的具体做法,并以福建省仙游县官杜陂灌区的水稻节水灌溉定额计算为例,对此进行了分析论证。     

院基寺水库新设取水口工程运行对溢洪道影响研究

武汉市北部黄陂区前川城区因城市发展需要,拟在院基寺水库增设取水口。由于工程选址在水库溢洪道附近,为分析取水口建成运行对溢洪道的影响,分别从工程建设前后溢洪道泄流能力变化和工程运行时溢洪道边坡渗流稳定两个方面进行研究,采用Flow3D软件对工程建设前后不同泄流工况的流场进行建模并对比分析,应用Geostudio软件选取2处不利断面进行了边坡渗流稳定分析,结果表明工程建设前后溢洪道泄流流量变化小于1%且工程对泄流流场影响可忽略不计;若发生管道渗漏,溢洪道边坡最大水力坡降在规范允许范围内,且工程建设对溢洪道边坡渗流稳定影响较小,研究成果可供类似工程应用参考。     

县域尺度中面向用水部门的初始水权配置

综合考虑各用水部门的发展目标及其历史与现状,提出县域尺度中面向用水部门的初始水权分配原则,确定不同用水部门的用水优先级别,并建立多目标规划模型,将县域获得的水权合理分配到各用水部门,从而减少各用水产业内部的初始水权配置纠纷,降低水权交易中因水权模糊而产生的信息搜集、谈判和监督的成本。最后以广西南宁市宾阳县为例,预测宾阳县2025年的可用水量只能满足50%的灌溉保证率下各部门用水量的需求;宾阳县2030年的农业用水部门缺水更加严峻,高用水和一般工业用水部门的缺水现象也开始体现。根据以上缺水情况提出了应形成相应节水激励机制,并制定合理有效的节水措施等解决思路,对宾阳县未来的初始水权配置有一定的指导意义。     

基于Arcgis-python断面汇水面积批量提取方法研究

汇水面积对于工程设计中建坝成库和桥梁涵洞孔径尺寸等具有非常重要的现实意义。以30m分辨率的栅格DEM和已有的矢量河流为基础数据,基于Arcgis10.4软件的水文工具箱和python程序,批量处理和计算贵州省境内的芙蓉江流域50km2以上河流的断面以上的汇水面积,选取了广泛分布于芙蓉江流域代表性强的三类控制断面(水库类型6个、水文站类型2个和支流汇口类型29个),共37个。结果表明,在借助python批量处理的环境下,计算结果准确性高,计算的37个河道断面的汇水面积绝对误差(Δ)中最小的仅为0.08km^2,相对误差m最小的仅为0.09%,决定系数R2高达0.99,相对均方根误差RRMSE仅有2.74%,相对分析误差RPD为49.01,远大于2,偏差Bias为2.88;而相较于人工在地形图上勾绘,这种方法计算速度快,通过python批量处理的时间仅为人工的0.63%,极大地节省生产时间,赢得时间成本;此外,还将该方法应用于洪渡河流域、桐梓河流域、綦江流域、赤水河流域、大渡口以上区域、大渡口以下干流区域以及六盘水区域等7个研究区并获得很好的验证结果。因此,为河流控制断面的汇水面积勾绘提供一种新的计算方法,同时为生态断面流量以及坝址库容曲线的计算分析奠定基础。     

筑埂机旋耕切削部件的优化设计与疲劳寿命研究

针对我国现有筑埂机械存在功耗较大、机具磨损严重、土壤破碎不充分和筑埂不坚实等问题,设计一款新型旋耕切削装置,该装置由旋耕弯刀、抛土弯刀、L型弯刀以及刀轴等部件组成。运用离散元法构建刀具与土壤接触的力学模型,探究不同刀具的结构参数对其工作性能的影响。结果表明旋耕弯刀弯折角为125°,幅宽为60 mm,正切面端面刀高为55 mm,侧切刃包角为27°时,刀具功耗相对较低,而且碎土效果较好;抛土弯刀的弯折角为120°,幅宽为80 mm时,刀具的功耗及碎土效果较好;从材料损耗的角度考虑,L型弯刀幅宽为40 mm时刀具所用的材料最小。最后,对旋耕弯刀的疲劳寿命进行分析,为延长刀具的使用寿命提供理论依据。     

2CM-2型起垄式木薯种植机机架的模态分析及拓扑优化

以2CM-2型起垄式木薯种植机机架为研究对象,采用UG软件建立了机架的有限元模型,利用NX NASTRAN解算器进行了机架的模态特性分析,确定了机架前6阶模态振动固有频率范围、振动位移最大值和主要振型特征,明确了机架发生共振的情况,并进行机架拓扑优化。研究结果表明:优化后木薯种植机机架的前6阶模态固有频率为30.778～120.965 Hz,避免了路面激振频率与固有频率发生重叠共振,机架优化合理,动态特性良好。本研究为2CM-2型起垄式木薯种植机机架的优化改进提供理论参考依据,对提高木薯种植机机架的使用寿命具有重要意义。     

基于生理生态指标的玉米受旱胁迫响应规律研究

基于安徽省新马桥农水综合试验站内有底测坑玉米受旱胁迫专项试验数据,研究分析了干旱胁迫对玉米植株生长发育的影响及其响应规律。结果表明,干旱会影响玉米光合作用的各项指标,而光合性能的变化会影响玉米株高和叶面积的生长发育;玉米营养生长中前期,作物处于快速生长期,对水分胁迫的适应机能更强,适度轻微的受旱胁迫解除后玉米可迅速恢复正常生长,其后的生长发育反而会优于未受旱作物;同等受旱胁迫程度下,玉米营养生长后期及生殖生长阶段对水分亏缺的响应更为敏感,受旱更容易造成玉米植株永久损伤并导致减产。为提高玉米全生育期内的水分利用率实现高效节水并保障稳产,认为玉米营养生长中前期可适度缺水实施非充分灌溉,而营养生长后期及生殖生长阶段则需实施充分灌溉。     

滴灌下不同灌水处理对马铃薯水氮运移及产量的影响

通过大田膜下滴灌试验,研究了不同灌水处理下马铃薯根区水分和硝态氮的运移规律以及不同灌水处理对马铃薯产量的影响,为宁夏干旱地区防止土壤中硝态氮淋移渗漏、提高土壤水肥利用效率提供理论依据。该试验以灌溉定额900、1 260、1 620 m^3/hm^2为变量,采用随机区组试验方法,试验结果表明:土壤含水率随着灌溉定额的增大而增加且随着土层深度的增加不断减少;随着灌水后天数的推移,各个处理不同深度土壤含水率不断降低;表层土壤(0～20 cm)含水率随着灌溉定额的增加而增大,30～40 cm土壤含水率不断降低,50～100 cm土壤含水率不断降低的幅度随着灌溉定额的增加而降低; 30～50 cm土层硝态氮含量低于0～20 cm土层的,60～100 cm土层硝态氮的含量在0.2 mg/kg基础上以0～0.11 mg/kg上下浮动;在该试验中,灌溉定额在一定范围内可以促进马铃薯产量的增加,但是当灌水量超过1 620 m^3/hm^2时,产量与灌水量呈负相关关系。试验条件下,灌溉定额为1 260 m^3/hm^2时,马铃薯产量最高,高达25.88 t/hm^2,不同深度土层含水率和硝态氮含量均为马铃薯生长发育对水分的最优需求。     

不同施N浓度下滴头流量对土壤水分运移的影响研究

针对宁夏中部干旱区枸杞滴灌施肥条件下,土壤水分分布规律不明确、灌溉施肥制度不完善等问题,开展了同一施氮浓度不同滴头流量的点源滴灌入渗实验。采用室内土箱模拟,设置施氮浓度(200、300、400、500mg/L)和滴头流量(0.3、0.5、0.7、0.9L/h)两因素,研究滴头流量对湿润体水平方向和竖直方向土壤水分分布的影响。研究结果表明:滴头流量是影响土壤含水率的主要因素。同一施氮浓度下,竖向含水率较水平方向高,随滴头流量的增大含水率逐渐增大,且含水率与滴头距离呈二次多项式;湿润体上部含水率等值线大体呈“U”字形分布,中部大体呈“屋脊形”,下部大体呈水平带状分布;滴头下方存在高含水区,且随滴头流量的增加,高含水区范围不断扩大。认为滴头流量与土壤含水率呈正相关关系,含水率的大小随着滴头流量的增大而增大,研究结果可为宁夏干旱区枸杞种植滴灌制度提供数据支撑。     

青海省民和县农村饮水安全评价指标体系研究

研究了青海省民和县农村饮水安全评价指标体系,以《农村饮水安全评价准则》(T/CHES18-2018)中的评价指标作为一级指标,结合民和县实际情况,选取、分析了影响民和县农村饮水安全的14个二级指标。运用层次分析法和熵权法得到各评价指标权重,运用模糊综合评价得到了民和县农村饮水安全状况。研究结果表明:①对民和县农村饮水安全评价影响较大的8个指标分别为水质净化与消毒设施(备)配套率、实际供水能力、水质达标率、自来水普及率、水源保证率、取水时间/距离达标率、水质监测能力和供水保证率;②通过模糊综合评价法计算,民和县农村饮水状况得分为76.1335,表明民和县农村饮水处于安全状态。同时,还提出了需要完善配套设施、强化水源保护等民和县农村饮水安全工程建设与管理方面的几点建议。     

地下滴灌不同毛管抗负压堵塞性能试验研究

通过室内土箱试验,研究单翼迷宫式滴灌带、内镶片式滴灌带及内镶圆柱状滴灌管分别在黏壤土、壤土及砂壤土内的抗负压堵塞性能。研究方法为将地下滴灌系统反复启闭,通过滴头流量变化反映其负压堵塞程度。结果表明:单翼迷宫式滴灌带抗负压堵塞性能较差,在壤土内流量降低34%,发生了堵塞;在砂壤土中流量下降12%,继续试验,发生堵塞的可能较大;内镶片式滴灌带抗负压堵塞性能较好,在3种土壤内都没有出现明显的堵塞现象;内镶柱状滴灌管在黏壤及壤土内流量下降均为12%,若继续试验,有发生堵塞的趋势。该类滴灌管与其余两种滴灌带相比,除滴头流道不同外,其流量最大,说明增大流量并不能明显降低负压堵塞。