梯形渠道梯形喉口量水槽水力特性初探

【目的】设计一种体型简单、过流能力强的梯形渠道梯形喉口量水槽,为提高小流量时的测流精度和减小大流量时的水头损失提供支持。【方法】对梯形渠道4种喉口收缩比ε(0.427,0.506,0.557,0.681)的梯形喉口量水槽,分别在12种流量(15.39L/s,19.44L/s,23.62L/s,29.39L/s,35.91L/s,39.15L/s,45.00L/s,49.59L/s,54.28L/s,61.15L/s,65.70L/s,71.96L/s)工况下的测流精度、水头损失、临界淹没度、适宜喉口收缩比等水力性能进行试验研究,通过观测15个控制断面的水深分析水面线的变化规律及流量与收缩比、上游水深的关系,并对自由出流条件下的流量公式进行拟合。【结果】梯形喉口量水槽的上游水深与流量间存在良好的指数关系,相关系数高达0.998 6;设计梯形喉口的量水槽有效改善了梯形渠道测流的测流误差和水头损失,喉口收缩比为0.427~0.557时,实测流量与计算流量的最大相对误差为4.643%;喉口收缩比为0.506~0.681时,水头损失最大为上游总水头的12%左右,较长喉道水头损失有所减小;梯形喉口量水槽具有较高的临界淹没度,临界淹没度变化范围为0.85~0.93;综合考虑水头损失及测流精度,较适宜的喉口收缩比为0.506~0.557,喉口倾角为70°~78°。【结论】梯形喉口量水槽为灌区梯形渠道量水槽的设计提供新思路。     

四川省不同区域地表太阳总辐射模型适用性评价

选用1994−2016年四川省7个辐射站气象数据,在3个辐射区（川西高原I区、川东盆地II区和川西南山地III区）中评价了6种地表太阳总辐射（Rs）估算模型在3种天气类型（晴、多云、阴）下的适用性,并分析基于天气类型的组合模型在不同区域的模拟效果,以探寻最适宜全省不同区域的Rs估算方法。结果表明：（1）各经验模型在四川省整体表现良好（决定系数R2介于0.554～0.934,P <0. 001）,I区（甘孜和红原站）模拟效果最好的为日照时数模型A−P（平均绝对误差MAE为2.210±0.714MJ∙m⁻²∙d⁻¹）,II区（成都、绵阳和泸州站）、III区（峨眉山和攀枝花站）模拟效果最佳的均为混合模型Chen（II区MAE为1.510±0.027MJ∙m⁻²∙d⁻¹,III区为1.930±0.006MJ∙m⁻²∙d⁻¹）;（2）6个模型在四川省3种天气类型下的模拟效果呈晴天>多云>阴天的规律,日照时数模型（A−P和Ba模型）能更好地模拟晴天时的Rs,混合模型（Chen和Ab模型）则在多云和阴天时模拟效果更佳,I区在晴天、多云、阴天3种天气下模拟效果最好的模型分别是A−P（整体评价指标GPI为0.850）、Ab（1.294）、Ba（0.862）,II区分别为A−P（0.381）、Chen（1.358）、Chen（1.742）,III区分别为Chen（0.204）、Chen（0.857）、Chen（0.526）;（3）基于天气类型的组合模型（M新）模拟各区Rs的效果均比未组合前各模型的效果好（3个区GPI分别为0.558、0.582、0.134）。因此,推荐使用基于天气类型的组合模型来估算四川省Rs。     

苗期玉米对根区局部供水不同灌水下限的响应

对玉米苗期根系局部供水条件下生长、生理指标对不同灌水下限(占田间持水量60%、65%、70%、75%)的响应进行了研究。结果表明：占田间持水量65%的灌水下限（T₂）处理的株高、茎粗等生长指标明显优于其他处理,与全面灌溉(CK,占田间持水量60%)相比,T₂处理的生物积累总量提高了1.2%,而其他处理的生物积累总量降低;随着灌水下限的不断提高,苗期玉米叶片组织中脯氨酸、可溶性糖和植物组织相对含水量等生理指标不断降低,占田间持水量65%的灌水下限（T₂）处理的脯氨酸和可溶性糖的含量与CK处理结果相近,差异不显著。     

局部控制地下浸润灌溉土壤入渗特性研究

通过室内试验,对局部控制地下浸润灌溉不同处理下的土壤水分运动进行了观测分析,并用幂函数对不同处理下湿润锋入渗距离及入渗速率与入渗时间之间的关系进行了拟合,用Kostiakov入渗模型建立了局部控制地下浸润灌溉中累计入渗量与累计入渗时间之间的关系,同时确定了局部控制地下浸润灌溉合理的技术要素组合范围。结果表明,所有处理条件下湿润锋的推移及土壤入渗速率与入渗时间均呈显著或较显著的幂函数关系;Kostiakov入渗模型能准确地描述局部控制地下浸润灌溉中累计入渗量与累计入渗时间之间的关系;局部控水浸润灌溉合理的技术要素组合为:淹没高度为7-9 cm,适宜开孔率为14%左右,灌水下限不低于70%田间持水率。     

番茄果实及茎秆微变化对分根区交替灌溉的响应

研究日光温室番茄果实直径以及茎秆直径微变化在不同天气状况的变化规律以及其与分根区交替灌溉(alternate partial rootzone irrigation,APRI)以及固定部分根区滴灌(fixed root-zone drip irrigation,FDI)条件下不同根区土壤含水量的关系,可为根据茎秆直径和果实直径微变化指导部分根区灌溉决策提供理论依据。该研究利用LPS-05MD植物生理监测系统对日光温室APRI和FDI处理下盛果期的果实直径与茎秆直径的微变化进行了连续观测。结果表明:晴天番茄果实直径以及茎秆直径微变化幅度较阴天显著(P0.05)。在盛果期,番茄果实直径日增长量(maximum daily increase of fruit diameter,MDIFD)与土壤水分含量关系不密切(R2=0.30,P=0.164),然而MDIFD随着日平均太阳辐射强度的增加而显著增大(R2=0.64,P=0.018);盛果期APRI和FDI处理下茎秆直径日最大收缩量(maximum daily stem shrinkage,MDS)与参考作物蒸发蒸腾量(ET0)存在显著线性正相关(R2=0.38,P0.0001);APRI处理MDS与ET0比值(MDS/ET0)随着根区平均土壤含水量的增加而线性增加,并且MDS/ET0与干燥侧(R2=0.59,P0.01)以及湿润侧土壤含水量(R2=0.88,P0.001)均呈现极显著线性相关关系(P0.01),且以湿润侧的关系极显著(P0.001);FDI处理下,MDS与ET0比值(MDS/ET0)随着湿润侧根区平均土壤含水量的增加而显著线性增加(R2=0.61,P0.001),而MDS/ET0与干燥侧土壤含水量无显著线性相关关系(R2=0.02,P=0.64)。该研究揭示了APRI以及FDI处理下日光温室条件下果实直径和茎秆直径微变化的机制,可为该灌溉方式下科学灌溉制度的建立提供依据。     

滴灌脐橙产量和品质的水肥生产函数研究

以‘纽荷尔’脐橙为试材，在2020年4月—2021年12月抽梢开花期(Ⅰ)、幼果期(Ⅱ)、果实膨大期(Ⅲ)和果实成熟期(Ⅳ)分别设置高水和低水2个亏水处理(灌水量分别为对照处理的70%和55%),高肥、中肥和低肥3个施肥处理(施肥量分别为对照处理的80%、60%和40%),以正常水肥管理为对照(CK)。CK处理Ⅰ～Ⅳ期灌水量分别为136.43、204.65、272.86、136.43 m³·hm^-2,施肥量分别为380.00、645.00、1550.00、400.00 kg·hm^-2。基于W×F-Jensen/Minhas/Rao模型模拟脐橙产量和品质与不同生育期耗水耗肥量的关系，进而评价模型预测性能与敏感性。研究表明：脐橙产量、单果质量和可溶性糖均对Ⅲ期水、肥亏缺最敏感；维生素C对Ⅲ期水分亏缺最敏感，对Ⅳ期肥料亏缺最敏感；可滴定酸对Ⅱ期水分亏缺最敏感，对Ⅳ期肥料变化最敏感。W×F-Jensen/Minhas/Rao模型均能较好地模拟脐橙产量(决定系数R²=0.76～0.90,均方根误差RMSE=0...     

泥沙质量浓度和工作压力对不同结构微喷带抗堵塞性能的影响

针对含沙水灌溉时微喷带堵塞的问题，采用间歇微喷灌的试验方法，选取泥沙质量浓度、工作压力和微喷带结构为试验因素，以平均相对流量、孔组流量均匀度和孔组流量降幅为微喷带堵塞程度评价指标，分析微喷带的堵塞状况和易堵塞的位置，研究工作压力和含沙水的泥沙质量浓度对微喷带堵塞的影响过程及机制。结果表明：1)4种微喷带(带宽分别为45、45、48和60 mm,单循环孔组孔数分别为3、5、5和5孔)中，带宽为45 mm的2种微喷带的堵塞程度较轻，单循环孔组孔数为5孔的微喷带，用最大的泥沙质量浓度1.5 g/L灌水时，平均相对流量最低仅为清水流量的87.14%～96.19%;2)工作压力为30和40 kPa时，微喷带易出现全面堵塞；而当工作压力为50和60 kPa时，微喷带多为局部堵塞；3)10次灌水结束后，微喷带堵塞最严重的部位多发生在尾部，其次是首部。综上，4种微喷带中带宽45 mm,单循环孔组孔数为5孔的微喷带抗堵塞性能最优，微喷带的工作压力和含沙水的泥沙质量浓度交互作用共同影响微喷带的堵塞程度，使用不同泥沙质量浓度的水源灌溉时应合理选用工作压力。     

基于无人机多光谱遥感估算西北半湿润区葡萄基础作物系数研究

为提高西北半湿润区葡萄园蒸散量的估算精度，以波文比系统实测蒸散量ET_c为基础，基于彭曼公式法计算参考作物蒸散量ET_o,得到葡萄作物系数K_c后，采用FAO-56双作物系数法计算土壤蒸发系数K_e与水分胁迫系数K_s,获得基础作物系数K_cb;同时利用无人机多光谱遥感影像获取葡萄光谱数据，提取多个波段反射率计算4种植被指数(归一化植被指数NDVI、土壤调节植被指数SAVI、比值植被指数RVI、差值植被指数DVI),建立葡萄K_cb与植被指数的关系模型(一元线性回归、多项式回归、多元线性回归),从而计算葡萄园实际蒸散量用以验证无人机多光谱遥感估算葡萄K_cb的精度。结果表明：(1)相同建模方法下，植被指数与K_cb的模型拟合精度受到其种类与葡萄生长时期的影响。在生育前期，利用一元线性回归建模得到的K_cb-VI_s模型拟合精度表现为NDVI>RVI>SAVI...     

气候变化背景下关中地区葡萄水分盈亏变化特征

为研究关中西部半湿润地区葡萄水分盈亏情况，本文通过Mann-Kendall趋势检验、滑动t检验及Morlet小波分析等方法分析1990—2019年间葡萄需水量年际变化特征，通过水分盈亏指数(CWSDI)分析各月份及全生育期水分供应情况，以期为关中地区葡萄科学灌溉提供参考。结果表明：葡萄全生育期需水量在2015年发生突变后呈显著上升趋势，需水量变化的第一主周期为15 a。葡萄生育期内需水量总体呈先增加后减小趋势，各水文年型需水量差异在果实膨大期达到最大。不同水文年型均有发生干旱的可能性，其中葡萄6月份正值果实膨大期，但CWSDI呈降低趋势，应及时监测葡萄水分情况，防止水分亏缺造成减产。     

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。