大沟蓄水对农田水资源综合调控研究分析

以大沟蓄水技术的农田水资源调控技术研究为技术支撑,从大沟控制系统的规划设计、蓄水控制方案、对地下水的调控方案以及管理运行规则,将农田灌溉、排水、水资源高效利用和改善农田生态环境有机结合起来,应用于淮北平原试验区。统计分析试验区监测数据,结果表明,大沟蓄水是解决区域灌溉水资源短缺、调控水资源的时空分配和改善农田生态环境的一项有效措施。     

淮北平原区基于大沟蓄水技术的农田水资源调控模式

通过在安徽淮北平原的大田原型试验,分析了利用农田排水大沟进行控制蓄水的可行性及其对地表径流、地下水和土壤水的调控效果,提出了平原区依托大沟控制蓄水的农田水资源调控系统成套技术参数和模式。结果表明,单位长度大沟年调蓄水量为1.9×104m3/km左右,其影响范围内的农田地下水位较无控制大沟平均抬高约0.3~0.5 m,每年可增加作物对地下水的直接利用量50~80 mm,区域年农田水资源调控总量110 mm左右,约占当地年均降雨量的13%;只要控制合理、管理得当,不会因此而影响排水系统对农田涝渍的有效控制或降低原有排水工程的除涝降渍标准。以大沟控制蓄水进行农田水资源调控这一技术模式,是适合淮北平原区特点的解决水资源短缺和改善农田生态环境、调控区域水资源时空合理分布的有效途径。     

基于MIKE模型的干沟排蓄控制方案优选

受气候、土壤和灌排条件等因素影响,安徽淮北平原是典型的旱涝交替发生区。排水干沟是淮北平原农田主要排水工程,通过对排水干沟的合理控制,适当抬高沟水位和地下水位,有助于实现旱涝综合治理。结合MIKE模型,以淮北平原区干沟控制区域为单元,研究小流域尺度的排蓄控制对农田水资源的调控效应以及对作物生长的影响,结果表明：在淮北平原区利用干沟节制闸进行排水、蓄水控制可有效抬升沟水位和地下水位,但抬升的幅度应根据降雨及作物种植结构进行合理控制,以节制闸为控制工程的干沟,汛期（6-9月）沟水位控制应以除涝降渍为主,沟水位应低于地面平均高程1.2 m以上,最高蓄水位按设计蓄水位控制,闸前水位低于设计蓄水位1.5 m时可关闸蓄水;非汛期（10-5月）沟水位控制以蓄水为主,最高蓄水位可超过设计蓄水位0.5 m,闸前水位低于设计蓄水位0.5 m时即可关闸蓄水。     

平原区农田控制排水对水资源的调控效果研究

针时淮北地区降水特性、地形条件和农田的涝、旱特点,建立大型农田排水试验区,根据农田的水分状况控制排水,研究通过控制农田排水大沟增加当地地表径流利用的效果.研究表明,平原区利用广泛分布的农田排水大沟进行控制,可有效地拦蓄地表径流、补给地下水,是提高水资源的利用率、改善农业生产条件的有效措施之一.     

不同栽植方式下杂交中稻分蘖期田间适宜蓄水深度研究

【目的】湖北平原湖区6—7月降雨较多,因此,需合理利用降雨资源,确定雨后田间适宜蓄水深度。【方法】结合湖北平原湖区生产实际,针对中稻机插秧和直播2种播种方式,在中稻分蘖期进行了不同蓄水深度(4、8、12和16cm)测坑试验。【结果】当模拟机插稻蓄水深度4 cm、直播稻蓄水深度8 cm时,水稻叶片的光合速率最高,10～20 cm土层的根系干质量最大,产量最高;对模拟机插稻,蓄水深度8、12、16 cm的处理,产量较4 cm处理分别降低3.75%、9.49%和11.97%;对直播稻,蓄水深度4、12、16 cm的处理,其产量较8 cm处理分别降低5.03%、12.87%和16.45%。【结论】在本试验所研究的蓄水深度下,模拟机插稻与直播稻在分蘖期适宜的蓄水深度分别为4 cm和8 cm。当遭遇大暴雨导致农田排水不畅时,在允许水稻减产12%左右的情况下,分蘖期机插稻蓄水上限为16 cm,直播稻蓄水上限为12 cm。     

平原区农田控制排水对水资源的调

针对淮北地区降水特性、地形条件和农田的涝、旱特点,建立大型农田排水试验区,根据农田的水分状况控制排水,研究通过控制农田排水大沟增加当地地表径流利用的效果。研究表明,平原区利用广泛分布的农田排水大沟进行控制,可有效地拦蓄地表径流、补给地下水,是提高水资源的利用率、改善农业生产条件的有效措施之一。本研究对类似地区有参考价值。     

安徽淮北平原农田排水问题

依据安徽淮北平原的涝渍成因与基本特征、多年农田排水实践和试验研究成果,探讨了农田排水指标和工程规格标准,在分析现状农田排水存在问题的基础上,提出了进一步解决农田涝渍灾害问题的对策。     

淮北平原区农村水利问题与对策研究——以阜阳市颍泉区为例

淮北平原地区是我国重要商品粮生产基地之一,农业发展前景广阔,农村水利建设任务繁重.研究以位于安徽淮北平原的阜阳市颍泉区葛桥村和宋湾村为研究对象,从农村饮水、农业节水、农村水系治理三个方面进行研究,走访了"农村水利关键人",驻点调研了农户.针对淮北平原区存在的农村供水规模不足、地下水位下降、包干制水费收缴模式不利于饮水工...     

南方平原灌区稻田涝水过程模拟

基于高邮灌区典型区域降雨涝水过程监测,根据灌区特点对水箱模型进行改进,构建了适合于平原稻区稻田涝水过程模拟模型,采用自适应遗传算法对模型参数进行了率定,并对模型在水稻灌区的适应性进行评价.结果表明:稻田水箱模型对稻田涝水过程模拟具有较高精度.率定期,降雨径流模拟值与实测值均方根误差RMSE为0.17~0.28 mm/h,相关系数r大于0.95,模型纳什系数NSE为0.79~0.96.验证期,降雨径流模拟值与实测值之间均方根误差RMSE为0.06~0.29 mm/h,相关系数r超过0.88,模型模拟纳什系数NSE为0.73~0.93;对稻田蓄水深的模拟,均方根误差RMSE为15~20 mm,相关系数均大于0.95,纳什系数NSE为0.84~0.90.因此,改进的稻田水箱模型能够反映稻田的水循环过程,可为南方平原水稻灌区防洪除涝减灾对策的制定提供决策支持.     

丘陵-平原-湿地复合区降雨径流数值模型

针对丘陵-平原-湿地复合地区降雨径流数值模型较少、而已构建的模型对水文要素空间分布和湿地区水流运动又反映不足,采用格子玻尔兹曼法和有限元法构建丘陵-平原-湿地复合区降雨径流数值模型。在模型构建过程中将复合区分为地势起伏较大的上游丘陵区和下游地势变化较小的平原湿地区。上游丘陵区降雨采用距离平方倒数法计算降雨空间分布、采用格子玻尔兹曼法建立非饱和区土壤水运动模型、利用达西公式建立饱和区水流运动模型、利用格子玻尔兹曼法构建汇流数值模型,进而构建了上游区的降雨径流数值模型。平原湿地区采用基于有限元四边形单元构建了水流运动数值模型。平原湿地区入口边界采用上游区降雨径流数值输出的流量过程,平原湿地区出口边界采用基于格子玻尔兹曼法的汇流模型计算的水位过程。四边形单元有限元求解水流运动方程实现了上、下游区的无缝连接,模型使用比较方便。以挠力河流域为研究对象进行了降雨径流和平坦区水流运动模拟研究,模拟结果良好,说明模型较为可靠。     

淮北平原Angstrom公式参数校正及太阳总辐射时空特征分析

为了解淮北平原太阳总辐射的时空特征,基于安徽省新马桥试验站内自动气象站2011-2016年的实测太阳总辐射Rs数据,分别采用最小二乘法和遗传算法对Angstrom公式中经验系数a,b值进行率定,对比分析2种率定值与FAO建议值计算ET0和Rs的差别;基于优选的率定参数,选取砀山、亳州、宿县、蚌埠及阜阳5个典型气象站点,对淮北平原太阳总辐射的时空分布特性进行分析.结果表明,FAO建议的经典参数a,b值并不适用于淮北平原,其较大估计了Rs和ET0.通过最小二乘法和遗传算法率定得出的a,b值均可有效提高Rs和ET0两者计算的准确性,且遗传算法率定的结果更优.1955-2014年的60 a内,淮北平原的日均Rs从北到南总体呈现逐渐降低的趋势,且平原北部下降幅度明显低于平原南部,1980年为主要转折年,1980年之前安徽省淮北平原年日均Rs年际下降趋势不明显,1980年之后年日均Rs年际下降趋势明显;Rs季节分布特征依次为夏季、春季、秋季、冬季,全年和各季度平均Rs在空间上呈现总体北高南低、局部有所差别的分布特征;此外,月尺度上Rs年内变化趋势呈现为单峰型分布,最大峰值出现在6月份,12月份最低.文中的研究成果可为淮北平原常规气象数据精确计算Rs和ET0提供参考.     

淮北平原砂姜黑土区涝渍兼治的组合排水形式

淮北平原地处我国南北过渡带,是我国涝渍灾害严重的典型区域之一。针对游渍灾害在时间和窨上的相随性和连续性的特点,在本区进行的综合防御涝渍灾害的组合排水技术采用了统筹防御,连续控制的综合措施,实行涝渍兼治。经过二年的试验研究,提出了明沟与暗管、沟井洞、地下排灌、工程与生物措施等适宜于本区的组合排水形式,可因地制宜选择。     

淮北平原砂姜黑土区涝渍兼治的组合排水形式

淮北平原地处我国南北过渡带，是我国涝渍灾害严重的典型区域之一。针对涝渍灾害在时间和空间上的相随性和连续性的特点，在本区进行的综合防御涝渍灾害的组合排水技术采用了统筹防御，连续控制的综合措施，实行涝渍兼治。经过二年的试验研究，提出了明沟与暗管、沟井洞、地下排灌、工程与生物措施等适宜于本区的组合排水形式，可因地制宜选择。     

叶尔羌平原绿洲盐均衡及旱排的初步分析

利用监测资料对叶尔羌平原绿洲监测区及分区的盐均衡和排出盐分的组成进行了分析。通过平原绿洲内部水分迁移, 不同土地利用类型土壤盐分特点和典型洼地蒸发耗水的分析, 论述了绿洲的内排水及旱排作用。旱排在内陆干旱区是一重要的排水方式, 在进行水资源合理配置时,应重视盐分的宏观运贮规划     

淮北平原冬小麦土壤含水率时空特征分析

[目的]探讨淮北平原冬小麦生育期内土壤水分的时空变化特征,为冬小麦灌溉和田间水分管理提供科学依据.[方法]基于1992—2018年淮北平原砂姜黑土区的土壤含水率数据和适宜土壤含水率阈值,采用Mann-Kendall检验法(M-K检验法)、滑动T检验法、克里金插值法等方法分析了淮北平原冬小麦生育期内土壤含水率时空变化规律...     

北方平原井控区雨水利用工程模式研究

将当地降水视为农业总水资源。通过建立土壤水库的概念和调控模型以及降雨入渗分析,揭示出北方平原井控地区汛期不同频率暴雨时,不同质地土壤的入渗、产流规律;建立了土壤水库、地下水库联合调控模型并进行了分析计算,定量地解决了北方平原地区三水转化和降雨多年调节问题;提出了北方平原地区对降水实行多年调节,实现三水联合调控的雨水利用工程模式。     

水田灌排一体化系统的开发与应用

分析国内外农业灌溉和排水领域发展的研究现状和目前常见的灌排装置的特点,针对中国灌溉排水研究领域对节水灌溉、控制排水设施的迫切需求,提出了水田灌排一体化系统的设计方案.该系统能根据农作物不同时期对水位的需求,充分利用灌溉和降雨的水量,较为精确地控制水田的灌溉和排水水位,解决了原有灌排设备无法同时实现灌溉和排水自动控制的难题.实际应用结果表明,水田灌排一体化系统试验区和对照区相比,降雨量增加利用150 mm,降雨利用率提高21%,减少灌水量21%;水稻亩产量增加4.3%;提高肥料的利用效率,减少农业面源污染.该系统结构简单、操作方便,具有可观的经济、生态效益和广阔的应用前景.     

叶尔羌平原绿洲盐均衡及旱排的初步分析

利用监测资料对叶尔羌平原绿洲监测区及分区的盐均衡和排出盐分的组成进行了分析。通过平原绿洲内部分水分迁移,不同土地利用型土地盐分特点和典型洼地蒸发耗水的分析,论述了绿洲的内排水及旱排作用。     

采煤沉陷区水资源综合利用研究与生态修复方案

以淮北市海孜沉陷区、童亭沉陷区和临涣沉陷区(三者统称为临海童湖)为研究对象，基于采煤沉陷区特点及区域水资源状况，采用沉陷区内部整治及与外部河流水系沟通方案，将临海童湖作为平原湖泊蓄滞雨洪资源，为临涣工业园区供水。通过调节计算可引水量和可供水量，临海童湖蓄水能在一定程度上缓解临涣工业园区供水紧张的局面，最后提出了临海童湖水资源调度运行方案和水生态修复方案。研究结果表明：利用采用沉陷区作为平原湖泊蓄滞雨洪资源有利于解决淮北市水资源短缺问题，这将是采煤沉陷区未来开发利用的一个十分重要的方向。     

新型蓄水保墒机具的开发前景

中国水资源的时空分布很不均衡,降雨由东向西减少.西北干旱半干旱区域,年降雨总量少,且按季节分配不均,年降水的60%～70%集中分布于6-9月,降水强度大.要解决西北干旱缺水问题,可从增水、蓄水、保水、高效用水等4个方面综合考虑.就目前形势来看,西北地区水资源的补充主要靠天然降水.为此,研发一种经济、有效的蓄水保墒技术及机具对雨水资源的利用将产生重大的影响.该机具一机多用,少耕免耕,不破坏原有植被,不会引发水土流失,有良好的开发前景.