春玉米、冬小麦涌泉灌溉与垄膜沟种的组合应用试验

涌泉灌溉用于大田作物主要问题是流量小,沟、畦横断面大,水流在田间很难向前推进。为此将其与垄膜沟种技术组合,缩小过水横断面,减小或杜绝侧渗,提高水流推进能力,这样可最大限度地减少灌水器(稳流器)数量,改善灌水质量,提高田间土壤水分的均匀度,进而为涌泉灌溉用于大田作物提供了可能性。采用涌泉灌溉配套垄膜沟种耕作方式,提高了降水的有效利用率,减少了灌水量与灌水次数、减少了棵间土壤水蒸发、农田耗水比一般大田灌溉节省28.3%。由于灌水量可控,比一般地面灌溉节约28%～47%。     

基于NGO-CNN-SVM的高标准农田灌溉工程施工成本预测

为提高高标准农田项目施工成本的预测精度,控制施工成本在合理范围,减少投资风险,该研究从单体灌溉工程施工成本预测角度出发,通过随机森林（random forest,RF）筛选出高标准农田灌溉工程施工成本的关键影响因素,结合卷积神经网络（convolutional neural networks,CNN）和支持向量机（support vector machine,SVM）两种模型的优点,通过北方苍鹰优化算法（northern goshawk optimization,NGO）对模型里的惩罚因子和核参数进行寻优,构建基于NGO-CNN-SVM的施工成本预测模型。通过辽宁省2018—2023年高标准农田工程中灌溉工程的施工成本数据,选取样本决定系数R²、平均绝对误差MAE、平均绝对百分比误差MAPE和均方根误差RMSE作为精度指标进行分析,结果表明：基于NGO-CNN-SVM的施工成本预测模型在渠道工程中MAE低于0.615万元,RMSE低于0.512万元,R²达到0.968以上,相对误差小于4.210%;在进水闸工程中MAE低于0.610万元,RMSE低于0.536万元,R²达到0.966以上,相对误差小于4.410%;在桥涵工程中MAE低于0.494万元,RMSE低于0.477万元,R²达到0.970以上,相对误差小于3.548%,并相比较于反向传播神经网络,CNN和CNN-SVM模型,NGO-CNN-SVM模型的预测结果均最优。通过特征选择、模型融合、算法优化以及不同模型对比表明NGO-CNN-SVM模型具有更高的预测准确率和泛化性,可为高标准农田灌溉工程施工成本预测提供理论依据。     

基于LoRa物联网的智能节水灌溉系统

针对园林与农业的水资源浪费问题,该研究介绍了一种新的灌溉系统用水管理方法,它可以应用于园林或农田,用LoRa无线传感器网络代替人工干预。传统的灌溉系统由于管理和配置不当,平均浪费了30%的用水。该种智能灌溉系统可以提高灌溉过程的效率,不仅为用户节省资金,而且节约水和电等资源,该系统可以实时检索数据,并利用这些数据确定正确的园林与农业用水量。运用该系统,当使用来自环境温湿度和土壤湿度的传感器数据时,可以节省多达33%的水,当仅使用温度输入时,可以节省多达25%。实测结果验证了该设计的可行性和有效性,能够满足园林与农业节水灌溉的需要。     

行走式自动点灌机的设计分析及应用

从改变点灌机整机的传动原理入手,使整机结构简单、布置合理、造价低廉;将所需要的灌水排量变为可调式,使水能及时、准确地注入穴位;简化了直流永磁电机的制作工艺,从上述诸方面阐述了行走式自动点灌机结构的设计特点,简述了该机的效益及应用前景,并对今后进一步的研究提出了建议。     

间接地下滴灌导水装置规格参数模型研究

根据灌水过程中质量守恒原理建立了导水装置规格(直径,高度)参数求解模型,该模型中综合考虑了滴头流量、灌水定额、土壤水力特性参数以及活动水位等因素对导水装置规格的影响。通过室内恒定水头积水入渗试验的设计和研究,定量化了土壤水力特性参数对导水装置规格参数模型的作用,并研究了导水装置内水位深度的动态变化规律。结果表明,当忽略导水装置内积水深度的动态变化对土壤水力特性参数的影响时,与一维垂直入渗规律相似,导水装置内积水入渗累计入渗量与时间的关系可用菲利普公式进行拟合,但在土壤类型一定时,间接地下滴灌的参数渗吸系数S和稳定入渗速率if还与土壤上方的积水面积有关。当滴头流量大于土壤入渗速率时,导水装置内开始产生积水,且积水深度处于不断上升的过程。该模型的建立为间接地下滴灌导水装置规格的选取提供了理论指导。     

滴灌土壤湿润区对棉花生长及产量的影响研究

针对棉花作物,以桶栽试验为基础,通过控制滴头流量得到不同宽度的土壤湿润区,观测了棉花相应的生长状况及产量。试验结果表明,棉花的生长发育和产量与滴灌土壤湿润区的大小密切相关,宽的土壤湿润区可以使棉花的生长发育提前,其株高、叶面积、产量都比窄的土壤湿润区条件下的棉花相应指标高;宽的土壤湿润区下的棉花叶面积衰老速度比窄的土壤湿润区下的棉花叶面积衰老速度慢。另外,随着土壤湿润区变宽,土壤耗水深度变浅,棉花单铃重、衣分和单株产量增加,但单株铃数减少。     

作物灌水量随机模拟研究

针对降雨、蒸发蒸腾量的随机性,在制定作物灌溉计划时,将降雨、蒸发蒸腾量进行随机化处理,采用基于时间序列的随机水文学方法对降雨和蒸发过程进行了模拟,将随机模拟出的降水、蒸发蒸腾结果代入水量平衡方程,从而确定灌溉时间和灌水量。经过和实测序列进行对比,模拟值和实际值拟合较好,最大误差仅为4.74%,可为科学制定作物灌溉计划提供参考。     

粉壤土条件下影响地下滴灌灌水器流量的因素分析

分别选取灌水器工作压力、土壤容重和土壤初始含水率为因素,采取混合水平均匀设计安排试验,对各因素实测数据进行相关、回归和通径分析,利用通径系数直接评价和比较各试验因素对地下滴灌灌水器流量的影响程度.结果表明:工作压力对灌水器流量的直接通径系数最大,土壤初始含水率和土壤容重通过工作压力对灌水器流量的间接通径系数次之,其它直接或间接通径系数很小,剩余通径系数较小.这说明试验所选的三个因素可反映地下滴灌灌水器水力要素之间的关系,其中地下滴灌中工作压力是决定灌水器流量的主要因素,土壤初始含水率和土壤容重通过工作压力对灌水器流量的作用不可忽略.     

黄土坡地径流收集膜下自流出滴灌溉系统设计及其生态效益研究

黄土坡地径流收集及膜下自流出滴灌溉技术可有效地收集丰雨期地表径流,就地储存,旱季利用自然高差灌入集水袋,经自流管进行膜下自流灌溉,可有效地提高该区降水利用率,有效地解决黄土高原地形破碎、渠系难以浇灌的难题.造林试验表明,该技术可明显地提高20～70 cm土层含水量,可使刺槐、油松、枣树造林成活率分达到97.7%、91.4%、90.5%,比对照分别提高了57.0%、77.8%和69.4%;结合幼树根基覆膜技术,在栽植第2年即可使刺槐、油松、枣树之主径分别比对照提高26.9%、55.2%和49.6%,树冠投影面积分别比对照提高90.9%、74.2%和51.8%.同时可明显地降低坡地土壤侵蚀模数,在降雨387 mm的情况下,处理区径流发生量及土壤侵蚀模数分别较对照下降38.3%和102.7%.具有良好的生态效益和社会效益,在立地条件差、地形破碎的黄土丘陵沟壑区是一项投资少、效益高、简单易行的抗旱新技术,在我国西北同类型干旱地区有着较好的推广前景.     

高产条件下日光温室越冬茬黄瓜适宜滴灌量研究

为了明确京郊日光温室越冬茬黄瓜高产栽培所需的适宜滴灌量,以黄瓜"津优35"为试材,研究了不同滴灌量对黄瓜灌溉水分配、产量、品质、水分利用效率和经济效益的影响.结果表明:85％农户常规灌溉量处理较对照节水50.8 m m,深层渗漏量减少42.6％,黄瓜产量提高3.6 t/h m2,可溶性糖含量提高17.3％,硝酸盐含量降...