机翼型闸墩量水闸门水力性能试验研究

针对特设量水设施缺少调控功能和传统闸门测流精度低的问题,设计一种以机翼形量水槽作闸墩的新型量水闸门,根据测流原理分析确定试验观测参数,采用水力性能试验的方法,对不同流量Q、不同闸门开度e条件下量水闸门的过流流态变化及流量公式进行研究。结果表明：1）机翼型闸墩量水闸门各流态闸前水流平稳,上游水深和水翅最高点随流量增大而升高,随开度增加而降低;上游水面线的变化随流量增大而变小,随开度增加而变大。2）闸墩的流线体型使得堰孔流的判别阈值（闸门相对开度）发生改变,判别阈值随流量的增大而降低,而后趋于平稳,最低为0.75,高于平底坎平板闸门的判别阈值0.65。3）拟合得到新型量水闸门堰流及闸孔出流的流量公式,与实测流量对比,相对误差小于5%。本研究提出的机翼型闸墩量水闸门既实现测控一体的功能,又保证流量的精准测量,可为灌区量水设施应用及研发提供参考。     

石羊河流域玉米膜下滴灌过滤器性能选型研究北大核心

为探明石羊河流域玉米膜下水肥一体化技术滴灌系统过滤装置堵塞影响因素、堵塞机理及过滤系统运行优化模式,根据玉米的施肥灌溉制度及滴灌系统布置方式,研究了N、P、K肥分别单独施加情况下对3组只有一级过滤器(网80目、叠片80目、叠片40目)及6组含有二级过滤器(网120目、叠片120目)对系统堵塞程度、水头损失及过流量的影响。结果表明:3组一级过滤器(网80目、叠片80目及叠片40目)中网式80目过滤器不仅水头损失相对较小、流量降幅不大而且能相对延长毛管的堵塞时间;2组二级过滤器(网120目和叠片120目)中叠片式120目过滤器抗堵塞时间较长,堵塞程度低,水头损失小。因此一级网式80目、二级叠片式120目过滤器是6组组合形式中过滤效果最好、肥液利用率最高的。     

肥料种类与浓度对灌水器堵塞特征的影响及防堵策略

为降低堵塞风险,延长灌溉系统使用寿命,提高灌溉施肥均匀度,研究通过3种滴灌带（管）水肥一体化长周期堵塞试验,测试尿素、硫酸钾、氯化钾、磷酸一铵、磷酸二铵在不同浓度（0、0.4、0.8、1.0、1.2 g/L）滴灌时各灌水器堵塞性能,结合场发射扫描电镜、EDS表面能谱分析和X射线衍射仪等物质分析方法,探究肥料种类及浓度对灌水器堵塞及堵塞物质累积的影响,并揭示水肥一体化滴灌灌水器化学堵塞形成过程。结果显示：不同肥料种类、浓度对迷宫灌水器造成的影响不同。随着浓度增加,尿素灌溉下侧翼迷宫滴灌带相对流量下降速率加快,存在堵塞风险;磷酸二铵灌溉下,发生明显堵塞;片状滴灌带相对平均流量和灌溉均匀系数随灌水次数增加而降低,且降幅随肥液浓度增大而增大。堵塞物干质量都随着灌水次数的增加而增加,与灌水器的相对流量和灌溉均匀系数随着灌水次数的增加而降低的趋势吻合。随着肥液浓度的升高,水流剪切力对堵塞物质影响越小。因此,磷酸二铵的施肥浓度以不超过1.2 g/L为宜。研究可为控制滴灌系统化学堵塞、延长灌水器使用寿命提供依据。     

沼液对水培生菜生长、养分及水分利用效率的影响

采用深液流水培法,对生菜在不同沼液替换比例配制有机无机复合营养液条件下的生理生长、产量及其对营养液养分和水分利用效率进行了研究。结果表明沼液对生菜叶面积、产量,养分及水分利用效率的提高有显著的作用,在沼液替换比例为10%、20%、40%的条件下,生菜的叶面积、产量、养分及水分利用效率均随着沼液替换比例的提高而增加。在60%和80%的沼液替换比例条件下,生菜的产量和植株对养分、水分的吸收利用率都有所下降,过高沼液替换营养液比例不利于生菜的生长。在这种复合营养液条件下,生菜对于氮、磷及镁元素的吸收利用率较高,对于钾和钙的需求量较低。     

小麦植株遮挡对微喷灌均匀度的影响

针对小麦等密植作物不同生育期株高和冠层覆盖度对微喷带灌溉均匀度产生影响的问题,采用试验方法,根据小麦生长规律设计不同的株高和种植密度,研究植株遮挡对于微喷带灌溉均匀度的影响。结果表明:1)使用微喷带进行田间灌溉时,其灌溉均匀度的影响因素包括微喷带水力性能影响和作物生长状况影响2部分;2)微喷带的水力性能是保证小麦微喷带灌溉均匀度的基础;3)作物生长状况对微喷带灌溉均匀度影响显著,在田间灌溉中可根据作物生长阶段的密度及覆盖度,调整微喷带的运行压力,提高灌溉均匀度。     

地下水位较高条件下不同根区湿润方式对梨树根与茎液流及其水分平衡的影响

为了探讨地下水位较高条件下根区湿润方式对梨树根和茎液流及水分平衡的影响，开展了较系统的试验研究。试验共设三种处理，即传统畦灌（CFI），部分根干燥灌溉（PRD）和分根区交替灌溉（ARDI），分别使用土壤水分监测系统（EnviroSCAN）和热脉冲探针监测土壤水分动态和梨树根和茎液流。结果表明在PRD和ARDI情况下湿润根区的根液流不仅大于干燥根区，而且也大于CFI情况下的相同区域。复水后，ARDI干燥区的根液流比PRD的恢复和提高快得多，并且比CFI的大；ARDI的茎液流比CFI的小，但比PRD保持一侧根干燥时的大。在只有一侧根区灌溉时，ARDI和PRD的日耗水量比CFI的小。ARDI和PRD中湿润侧的根系具有水分吸收补偿效应，当干燥根区复水后能够提高水分的吸收能力，其程度与根区持续干燥的时间长短有关。逐日根液流与参考作物蒸发蒸腾量关系密切，但随着表面灌溉方式和湿润根区的不同这些关系明显的不一样。逐日茎液流与参考作物蒸发蒸腾量有关，而且在不同的表面灌溉方式下，土壤含水率相同时茎液流和参考作物蒸发蒸腾量的比率不同。与CFI相比，ARDI和PRD大约少用50%的灌溉水量，但是梨树的水分消耗量和茎液流并没减少相同的比例。表面湿润方式对水量平衡和液流的作用明显受到地下水位的影响。在ARDI和PRD条件下的地下水利用量比CFI条件下有明显增加。     

熵权与改进TOPSIS结合模型在地下水资源承载力评价中的应用

地下水资源作为水资源的重要组成部分,对社会经济的健康发展具有重要的意义。以陕西省某典型灌区为研究对象,在建立TOPSIS模型过程中,以熵权对评价指标进行客观赋权,并引入“垂直距离”来代替常规TOPSIS模型中欧氏距离来改进TOPSIS模型,对灌区地下水资源承载力进行评价,结果表明,各分灌区地下水资源承载力存在差异,但总体上该灌区的地下水资源承载力潜力较小,并提出了提高地下水资源承载力的措施。研究成果对该地区地下水资源可持续利用具有重要意义。     

拔节期高温干旱复合胁迫对夏玉米生长发育的影响

西北地区夏玉米拔节期为高温和干旱易发期,对玉米造成高温和干旱双重胁迫,因此研究夏玉米生长对拔节期高温和干旱双重胁迫的响应对玉米高产稳产具有重要意义。采用盆栽试验结合人工模拟高温胁迫的方法,设置2个温度梯度（常温,T₀;高温,T₁）,各温度设置3个水分梯度（适宜水分,W₀;轻度干旱,W₁;重度干旱,W₂）,共计6个处理。对玉米光合参数、叶绿素含量、株高以及干物质量进行测定与分析。结果表明：拔节期胁迫结束后,与T₀W₀处理相比,T₁W₀、T₁W₁、T₁W₂处理净光合速率分别降低39.78%、40.13%、57.13%,SPAD值分别降低34.99%、37.47%、43.19%;灌浆期中,与T₀W₀处理相比,上述三种处理株高分别降低20.40%、21.51%、35.22%,高温干旱复合胁迫对玉米生育后期造成了严重甚至不可恢复的影响;成熟期结束后,与T₀W₀处理相比,T₁W₂处理地上部分干物质量降低59.60%,百粒重降低10.09%。拔节期高温干旱复合胁迫导致光合速率下降、株高降低、干物质积累量减少、产量下降,然而高温适宜水分处理T₁W₀与高温干旱复合胁迫处理T₁W₂相比,净光合速率和SPAD值显著上升,保持适宜水分（70%~80%FC）可有效防止高温与干旱叠加,有助于缓解高温胁迫对玉米的伤害。     

基于正交投影法改进TOPSIS模型的宁夏农业干旱风险评价

【目的】科学有效对宁夏农业进行干旱风险评价。【方法】基于自然灾害风险理论,利用宁夏5市气象和社会经济等方面的数据,从农业干旱危险性、暴露性、脆弱性和抗旱能力4方面选取32个评价指标构建宁夏农业干旱风险评估指标体系;通过主成分分析将指标简化为10个相互独立的主成分,采用熵权法确定主成分权重,并基于正交投影法改进TOPSIS模型,得出各主成分"垂面"距离Pi,依据Pi值越小风险越大的原则,对宁夏5个市的农业干旱风险进行评价。【结果】银川、石嘴山、吴忠、固原和中卫的主成分到正理想解的"垂面"距离Pi分别为0.045、0.035、0.037、0.026、0.033,农业干旱风险由高到低依次为固原中卫石嘴山吴忠银川,与雷达图法分析的近1949—2013年的实际旱情程度及空间分布较为一致,表明改进TOPSIS模型适用于宁夏农业干旱风险评价。【结论】为有效降低未来潜在的农业干旱风险,宁夏全区需树立"以水定结构、以水定面积、以水定产量"的农业灌溉用水管理理念,适当调整与优化作物种植结构,大力发展高效节水灌溉,加快建设库坝窖池井工程联调体系,按照"北部节水、中部调水、南部开源"的治水思路对水资源进行合理调配,同时加快旱情监测网络建设及抗旱服务体系建设。     

矩形渠道分水口分流规律及影响因素

目前渠道分水口分流规律的研究侧重于分水口两侧渠底高程一致的情况,但在实际工程中多为侧渠道渠底高程高于主渠道渠底,针对这一实际问题,对矩形渠道直口渠分水口进行分流规律试验,测量分水口处的水深,获得分水口处的水面线,分析不同分流比下,水面变化和分流比与相对堰上水头、主渠上下游傅汝德数的关系及流向角与分流比的关系。结果表明:不同来流量下,分水口附近的的水面线变化规律基本一致,都为壅水曲线;同一流量下,分流比随相对堰上水头的增大而增大,随主渠道分水口上下游傅汝德数的增大而减小;同一流量下,流向角随分流比的增大而增大,增加趋势逐渐变缓,最大流向角均趋近于60°。