江汉平原棉花排渍标准试验研究

根据天门农田灌溉排水试验站试验资料分析了江汉平原棉花对排水灌溉的需求。通过测坑控制地下水模拟渍水试验,对棉花生育期的适宜地下水位控制标准,在降水期间允许田间短期的滞水天数进行了试验研究。这些成果将为渍害田改造提供工程规划设计和经济论证方面的依据。     

棉田暗管控制排水水位管理制度的试验研究

为研究一种适宜棉田的暗管控制排水水位管理制度,开展了测坑控制排水试验,观测分析不同排水水位下土壤含水率、地下水位、排水量、棉花生长状况、棉花产量等。结果表明,暗管控制排水能有效抬升地下水位,减少排水量,提高土壤墒情和提高雨水资源利用率;蕾铃期棉花的控制排水位在50～60cm时最适宜。     

暗管控制排水条件下土壤硝态氮运移转化规律的试验研究

为研究控制排水措施对土壤硝态氮运移和转化的影响,通过测坑试验分析了不同控制排水位下土壤不同深度硝态氮的含量和分布。结果表明:①控制与非控制排水条件下土壤剖面硝态氮分布规律相似,硝态氮含量集中在0～40 cm土层,深层土壤中硝态氮浓度很小在1 mg/kg左右,不会污染地下水;②排水结束后至降雨前,表层至40 cm土壤剖面硝态氮浓度变化率和各田硝态氮含量的增大率与控制排水出口的高度成负相关,降雨至排水结束后,表层硝态氮的浓度均减小,表层以下硝态氮浓度变化与地下水埋深有关,地下水位以上硝态氮浓度一般增大,地下水位以下硝态氮浓度一般减小。结论为控制排水措施减小了深层土壤硝态氮含量,且大大减少了土壤中硝态氮的含量,且控制排水能有效减少硝态氮的流失量。     

稻后种麦地下水位控制标准

江汉平原的渍害低产水稻田,冬春季节的地下水位埋深一般不到0.5米,耕作层土壤含水量接近田间最大持水量,种植小麦因土壤渍湿而颗粒无收。为了探讨满足小麦正常生长发育的田间地下水位埋深与降雨后的排渍要求(允许滞水天数),我们在荆州地区四湖工程管理局丫角排灌试验站开展了测坑模拟试验,同时还在潜江县田湖大垸进行了暗管排水小区试验。     

基于RZWQM2模型的农田排水暗管优化布置研究

【目的】研究河套灌区葵花种植区暗管排水条件下农田土壤水分变化状态,探求当地适宜的农田排水暗管布置和控制排水方案。【方法】基于2018—2020年田间试验数据,对RZWQM2模型进行率定和验证,并利用该模型对不同排水暗管布置方案(同一间距不同埋深和同一埋深不同间距)和控制排水方案(不同时期不同排水口深度)下的土壤水分运移和作物生长情况进行数值模拟。【结果】(1)模型率定和验证阶段,砂土层土壤含水率RMSE为0.049～0.065 cm3/cm3,其余土层土壤含水率RMSE为0.012～0.037 cm3/cm3,累计排水量和产量MRE分别在5.88%和3.40%以下,地下水位、1 m土层土壤储水量和叶面积指数R2分别在0.798、0.817和0.912以上;(2)以现有排水暗管埋深1.5 m、间距45 m为基础,模拟得到采用埋深1.4 m、间距45 m的布置方案其地下水位抬高5.2 cm、排水量减少40.0%、增产85.3 kg/hm2;(3)采用雨季1.5 m、非雨季1.2 m排水口深度的控制排水方案,地下水位抬高2.2 cm、排水量减少46.0%、增产66.4 kg/hm2。【结论】RZWQM2模型能较好模拟排水条件下葵花种植区农田土壤水分变化,研究区推荐采用1.4 m埋深、45 m间距的排水暗管布置方案,在现有布置下雨季1.5 m、非雨季1.2 m的控制排水方案较为合适。     

系统辨识技术在农田排水系统中的应用

本文根据安徽淮北砂姜黑土区农田排水试验资料,采用系统辨识技术,建立农田排水系统的NDDMLPADS模型,模型通用性好,使用方便,为不同排水方式和工程规格条件下,进行农田地下水位动态模拟提供了一个新途径。     

人民胜利渠灌区井渠结合试验区电阻网络模拟试验

本试验根据81年试验区气象、水文地质参数、渠灌、井灌、排水、工业用水等观测统计资料,按水平面非稳定渗流设计模型,试验在R—R网络模拟机上进行。通过试验看出试区实测的地下水位与模拟的地下水位变化过程线比较接近,说明所用试验方法与采用的参数能反映试区实际情况。总干侧渗对试区影响比较大,在总干两侧打井,起了控制地下水位的作用,但是渗漏量增大90％。不同井灌面积对地下水位的影响试验表明,当井灌面积为总灌水面积48％时,地下水位相对稳定,利用不同井灌面积与地下水位变化关系,加上降雨蒸发的影响,可供预测地下水位变化时参考。     

农田排水策略对氮素流失影响试验研究

通过测筒试验模拟了排水间隔时间、强度和地下水位对农田地下排水中氮素流失的影响规律。结果表明,相同模拟条件下,排水间隔时间的延长可减少排水量和降低总氮流失率,以间隔3～5d减少最为明显;间隔3、5和7d排水总氮流失量分别较间隔1d减少了45.5%、81.1%和100%;排水强度的降低可以减少氮素的流失,出流中氨氮质量浓度递减并趋于稳定,硝态氮质量浓度先上升后减少,相对于2mm/d的排水强度,4、6和8mm/d排水强度下总氮流失量分别增加了126.8%、264.8%和401%。地下水位的升高可明显减少总排水量和总氮流失量,40cm和60cm地下控制水位比80cm水位排水总氮量分别减少63.2%和40.9%。     

黄河下游灌区农田排水再利用效应模拟评价

在田间试验观测基础上,采用SWAP模型分析黄河下游簸箕李引黄灌区农田排水再利用下的土壤盐分季节性变化以及地下水位对土壤盐分剖面分布的影响,模拟农田排水补灌对作物产量的效应。研究结果表明,咸排水补灌引起的土壤盐分积聚主要在冬小麦生长期,夏玉米生长期内并不明显,有效地控制地下水位有助于减少土壤盐分累积量,维系作物根区的盐分平衡。利用含盐量为4mg/cm3以下的农田排水在冬小麦生长后期水分亏缺阶段进行补灌,可在基本不影响随后夏玉米产量的基础上,不同程度地改善冬小麦产量。对缺水严重的黄河下游引黄灌区,农田排水再利用是缓解水资源供需矛盾、改善作物产量的一种有效水管理措施。     

高地下水位渠段管、井相结合的复合排水及减压效果研究

在高地下水位渠段,明渠边坡容易产生扬压力破坏,造成衬砌板破坏、滑坡,甚至停水等严重事故。为降低地下水水位,提出在高地下水位地区采用纵向排水管与渠道内减压井相结合的复合排水方式。在常规条件下单纯采用纵向排水管排水,而在高地下水位情况下,启动减压井,使管、井同时运行,迅速降低地下水水位,避免造成扬压力破坏。针对山东省胶东引黄调水工程莱州趴埠段扬压力破坏问题,构建了三维有限元模型,解决了二维模型中难以同时模拟排水管与排水井的问题。采用数值计算方法对比了单纯采用纵向排水管、单纯采用减压井、管与井相结合3种模式下的排水减压效果,研究了减压井位置、井间距、井内抽水高程等对渠底及边坡的减压效果。结果表明,单纯采用排水暗管可以满足常规条件下的排水减压要求,而在高地下水位条件下无法满足。管、井相结合的复合排水方式,可满足排水减压要求,对长距离输水明渠高地下水位渠段的设计与运行提供理论支撑。     

控制排水对大棚土壤盐分的影响

用定期取土样测定其电导率的方法,监测大棚控制排水2个月后不同深度的土壤盐分变化。结果表明,土壤盐分脱减量与地下水埋深为正相关关系,控制排水能有效地控制地下水埋深,影响土壤盐分的变化,且随着控制深度的加大,地下水埋深增大,土壤盐分脱减量变大。控制排水对于减轻渍害威胁和控制土壤盐分积累有明显的效果。     

塑料大棚控制排水系统设计及水管理研究

采用水管理软件DRAINMOD,以SEW30为指标,确定塑料大棚暗管控制排水系统的间距和埋深。然后根据淋洗土壤盐分的需要,选取不同降雨水平年,采用不同的暗管控制排水出口深度及不同的灌水量,共组合成9种方案,以SEW30、土壤0~60 cm土层盐分脱减率、排水量作为评价指标,分析出研究区不同降雨水平年的水管理方案：丰水年...     

不同棉田暗管布置方式对氮素流失影响的模拟分析

为了研究不同棉田暗管布置方式对暗管排水中硝态氮流失量的影响,结合2007—2009年在湖北荆州丫角排灌试验站的控制排水试验,采用DRAINMOD田间水文模型进行数值模拟。结果表明,暗管出口高程和暗管间距对暗管排水中的硝态氮流失量均有极显著的影响,是进行农田控制排水设计的关键因素。具体而言,暗管排水中硝态氮的流失量随着暗管出口高程的减小而减小,随着暗管间距的增大而减小。因此,在进行农田控制排水设计时,应根据当地的环境要求以及作物的具体生长要求,调整暗管的出口高程和暗管间距,做到作物高产和环境保护的统一。     

A model for the design of drainage in flat agricultural lands

A model is presented that can be used to determine drainage measures and their costs. It has been elaborated for a wet tropical climate, for situations with open field drains, shallow groundwater table and a homogenous soil underlain by an impervious layer. The land is flat and the proposed agricultural use requires control of the groundwater table.A basic element of the model is a scheme to compute the water balance per day for a drainage parcel. Discharge, evapotranspiration, groundwater level and soil moisture storage are estimated as functions of rainfall, potential evapotranspiration, vegetation and soil characteristics and of an assumed drainage intensity. The water balance computation is performed for periods of 5–40 years of daily rainfall data, for a series of drainage intensities. The results can be subjected to a drainage criterion, from which a design drainage intensity and a corresponding drain spacing can be derived.Finally the layout of canals for a block of 4 × 1 km² is determined and excavation and a series of canal characteristics are computed.A summary of some applications is included.     

基于DRAINMOD模型的不同灌排模式稻田水氮运移模拟

[目的]研究不同灌排模式稻田水氮动态变化,为南方稻作区节水减排提供科学依据.[方法]基于实测的田间灌排水量及氮素变化数据,采用Morris方法检测DRAINMOD模型水氮运移相关参数的灵敏度,并利用DRAINMOD模型对传统灌排模式和控制灌排模式下稻田水氮动态进行模拟.[结果]20～40 cm 土层侧向饱和导水率对稻田...     

地下水埋深对冬麦田土壤水分及产量的影响

通过6种地下水位控制处理和对照(自然地下水位)冬小麦试验,探讨了不同地下水埋深对冬麦田土壤水分季节变化规律和垂直变化规律、地下水-土壤水界面水分转化量变化过程以及对冬麦田田间土壤水分平衡的影响。结果表明,地下水埋深对冬麦田0～60cm土壤水分动态有着明显的影响。地下水埋深越浅,麦田表层和主要根层土壤储水量季节变化越强烈,地下水对土壤水分的补给量越大,冬小麦全生育期耗水量也随着增加;土壤排水量大小与灌溉量和降雨量大小有关。地下水位埋深越深,灌溉和降水后的土壤开始排水日期越滞后;无论地下水埋深深浅,冬麦田累计地下水补给量变化规律可分为4个阶段,即稳定增长期、缓慢增长期、快速增长期和趋于稳定期;地下水埋深1.5m时冬小麦产量最高,地下水位太深或太浅产量均下降。水分利用率最高值出现在地下水埋深1.0m的处理。地下水位在1.0m以下时,水分利用效率随地下水深度加深和灌水量增加而减少。     

暗管排水对油葵地土壤脱盐及水分生产效率的影响

为了建立宁夏惠农区庙台乡给予太阳能水泵抽水的暗管排水工程的灌溉排水制度,以油葵为研究对象,设暗管排水和非暗管排水2个处理,观测分析了暗管排水对田间土壤含盐量、地下水位和产量等的影响。结果表明,在油葵生育期内,与进行暗管排水前相比,暗管排水使暗管排水区的地下水水位降低0.09 m,降幅6.21%;地下水矿化度降低9.79%;土壤含盐量降低13.64%;与非暗管排水区相比,暗管排水区的油葵增产8.10%,灌溉水生产效率增加8.40%,群体水分生产效率增加9.86%。     

Analysis of groundwater behaviour in a farmer controlled subsurface tile drainage system in Mardan, Pakistan

Extensive subsurface drainage system was installed in districtMardan in the North West Frontier Provinceof Pakistan in 1987 to control increasingwater logging and salinity problems due tocanal irrigation. Several recentlycompleted fields studies have indicatedthat subsurface drainage system hasenormously lowered watertable in certainareas due to extensive drainage network. Therefore, a study of controlled subsurfacedrainage technique was initiated in MardanScarp area to observe the temporal andspatial variations in water table depths ofthis specific case under various modes ofcanal irrigation and monsoon rains. Twoartificially drained areas, consisting of40 ha and 160 ha respectively, werecontrolled and selected for extensivemonitoring. A total of 98 observationswells (7.6 cm dia. and 4.1 m depth) wereinstalled in between lateral drains toobserve water table fluctuation. Theresults of this study are very interesting.Each of the two areas monitored in thestudy behaved differently. It was observedthat in one of the areas design water tabledepth at 1.1 m was maintained with properfunctioning of the controlled techniqueapplied to the subsurface drainage system. The results from this area showed that 25to 55% of the time throughout the yearachieved this objective whereas in thesecond area desired water table could notbe maintained and water table depth in thisarea remained between 2.0 to 2.7 m causingunnecessary water stress to plants. Alsoit was observed that watertable in theformer area is mostly controlled by thefunctional behavior of the irrigationcanal. In addition, the proper functioningof controlled techniques in subsurfacedrainage system supplemented veryefficiently to retain the groundwater levelto the optimal limits in dry season and tothe design ones in the others for timelyneeds of the crops. Also rainfalls havesignificant impact on the spatial andtemporal behaviors of water table depths inboth the areas during the monsoon season.