不同地面处理下的降雨入渗规律研究

近年来,膜下滴灌等节水灌溉技术的实施提高了水分利用效率,但膜下滴灌的起垄和覆膜的处理在一定程度上改变了农田下垫面条件,降雨的入渗过程会受到一定影响。为了分析膜下滴灌的覆膜及起垄对降雨入渗过程的影响,试验选取下垫面处理、降雨强度、土壤初始含水量3个影响因素,进行了遮雨棚内的人工降雨测坑试验。试验数据分析结果表明:降雨强度对降雨入渗量及入渗深度影响最大;不同下垫面处理中,平整裸地的入渗量及入渗深度最大,起垄次之,覆膜及起垄最小。在一定的降雨强度范围内,垄沟的集雨作用随着雨强的增加而增加,沟内的入渗量增加显著;在起垄及覆膜起垄条件下,膜上水分由于膜的不透水作用和垄沟的集雨作用,分别是膜边和沟中的降雨入渗量最大。当雨强继续增加时,垄沟的集雨作用被削弱,但膜的汇流作用仍然存在,覆膜区域下方的土壤水分都是由膜边的土壤水分经过侧向运移达到,土壤水分的二维入渗过程十分显著。     

Hydrus-2D模拟起垄覆膜处理对夏玉米生育期水量平衡的影响

为探究起垄和覆膜处理对辽西北半干旱区夏玉米生育期水量平衡的影响,该研究在建平县节水灌溉试验站将田间试验与Hydrus-2D模拟相结合,探究各典型年夏玉米生育期水量平衡的变化规律。结果表明：Hydrus-2D模型能够有效地对起垄和覆膜处理后夏玉米生育期的下垫面降雨入渗过程进行模拟,各下垫面实测值与模拟值的R²均不小于0.87,均方根误差均小于0.01 cm³/cm³;覆膜后各典型年的蒸发量平均减少52.24 mm,蒸腾量平均增加31.84 mm;覆膜会抑制多日持续降雨期间的深层渗漏速率,促进单日超过40 mm降雨的雨后深层渗漏速率;覆膜能减少作物生育期的农田耗水量（蒸发量,蒸腾量和深层渗漏量之和）,使各典型年的平均农田耗水量减少25.74 mm,增加覆膜垄作处理的覆膜宽度能够进一步减少作物生育期的农田耗水量。因此,在辽西北半干旱区进行起垄和覆膜对缓解该地区的农业缺水紧张情势,丰富农田生育期水分转化结构的相关理论具有重要作用。     

灌溉管网优化研究现状与展望

分析了灌溉管网系统优化研究的现状,论述了管网优化常用算法的特点及其适用性,并根据灌溉 管网的特点从不同方面提出了一些看法和观点。     

水泵及水泵站课程教学改革与实践

针对水泵及水泵站教学的特点,结合我国高等教育改革的形势,从水泵及水泵站的教学内容、多样化教学形式、先进的教学手段、个性化教育、课程设计、毕业设计等环节提出了具体的改革意见,并结合多年来水泵及水泵站的教学实践谈一些经验和体会.     

辽宁省不同水文年型玉米水足迹变化规律研究

作物生产水足迹可反映农业生产过程中的水资源利用效率以及真实用水量,为理清辽宁省玉米水足迹的动态变化规律,实现农业水资源的高效利用,运用水足迹理论和方法,基于CROPWAT软件对辽宁省14个地级市1992～2015年的玉米水足迹进行计算,分析了各地区玉米水足迹在丰水年、平水年、干旱年条件下的差异和年际变化规律,对玉米主产区的生产水足迹进行了回归分析和M-K趋势检验。结果表明:辽宁省多年平均玉米水足迹总量为1.109m3·kg~(-1),绿水、蓝水和灰水足迹比例分别为47.4%、19.4%和33.2%;丰水年营口最大(1.10m3·kg~(-1))、铁岭最小(0.68m3·kg~(-1)),平水年丹东最大(2.03m~3·kg~(-1))、铁岭最小(0.69m3·kg~(-1)),干旱年型下大连最大(1.74m3·kg~(-1)),抚顺最小(0.75m3·kg~(-1));辽宁省玉米主产区的绿水、蓝水(除锦州外)和灰水足迹大部分呈下降趋势,其中,沈阳、朝阳绿水足迹呈显著下降趋势,分别为0.12m3·kg~(-1)·10a~(-1)和0.13m~3·kg~(-1)·10a~(-1)。因此,在各水文年型下,辽宁省玉米生产水足迹均以绿水为主,其在辽宁省粮食生产中具有重要地位;灰水占第二,对水资源的影响不容小觑,在农业生产中需加强面源污染控制;各地区玉米水足迹差异显著,需针对不同地区制定不同的灌溉制度和灌溉策略,以保证水资源的合理利用。本研究可为辽宁省的玉米生产空间布局和农业水资源科学管理提供参考。     

农田下垫面处理对降雨入渗的影响

为分析田间起垄和覆膜对降雨入渗过程的影响,在内蒙古通辽市开鲁县开展了平整裸地(PL)、平整地面(PZ)、不覆膜起垄(QL)和覆膜起垄(ML)4种下垫面处理的田间降雨入渗监测试验。通过监测玉米生育期5次降雨前后不同处理土壤含水率的变化过程,分析了各下垫面处理对降雨入渗再分配过程的影响。结果表明:(1)起垄和覆膜对农田降雨入渗过程的影响与降雨量直接相关,在雨量较小时垄沟和覆膜对降雨的入渗过程影响不明显,在降雨量达到18 mm以上时,垄沟的集雨增渗作用显现,入渗量及入渗深度都有明显的增加,而当雨量达到33 mm左右及以上时,受降雨类型的影响,入渗雨量并没有随着降雨量的增加而增加;(2)各处理对降水入渗量的影响有明显的差异,QL处理因为垄沟汇集雨水的作用增加了降雨的入渗量及入渗深度,沟中剖面比PZ处理最多可增加入渗量76%;ML处理的覆膜削弱了垄沟的集雨作用,比PZ处理最多可增加入渗量39%;但由于膜的不透水作用使保留在表层土壤的水量相对减少,有更多的雨水向下运移,因此ML处理增加了降雨的入渗深度,比PZ处理的入渗深度增加约30 cm。     

黄土区夏玉米叶面积指数变化规律的研究

通过对连续4a夏玉米叶面积指数的研究,建立了夏玉米叶面积指数与积温之间的归一化模型,提出了精确的且唯一确定的归一化方法。多年的叶面积动态变化用同一方程式表达,提高了方程的可信度,可用于作物生长模拟和作物生长监测和遥感估产。     

西辽河平原主要作物耗水量及耗水规律研究

根据联合国粮农组织推荐的Penman-Monteith公式及单作物系数法,研究了西辽河平原不同典型年的春玉米、春小麦、谷子、大豆、甜菜5种作物的耗水量及耗水规律,并分析作物生育期有效降雨量与作物耗水量的关系。计算结果表明:以一般年为例,春玉米、春小麦、谷子、大豆和甜菜的耗水量分别为501.01、427.68、464.76、443.10、500.22mm;干旱年份作物的耗水量较大,一般年次之,湿润年作物耗水量最小;作物在发育期和生育中期耗水量较大,为需水的关键时期;作物整个生育阶段有效降雨量总体上不能满足作物的耗水量,在干旱年、一般年、湿润年平均有效降雨量分别占作物生育期耗水量的40%、50%、70%左右,对作物必须进行合理的灌溉。     

辽河流域水资源可利用量分析计算

以往将水资源可利用量计算都是将它作为一个固定值,文中将生态环境状况与水资源可利用量相结合,根据辽河流域水资源紧缺及低温期长的特点,用修正的Tennant法计算了辽河流域的生态条件分别为"一般"和"好"时的河道内生态需水量;并将此作为河道内生态需水量的上限与下限,用倒扣法计算出相应的地表水资源可利用量和水资源可利用总量的...     

Stacking集成模型模拟膜下滴灌玉米逐日蒸散量和作物系数

为准确模拟膜下滴灌玉米逐日蒸散量和作物系数,该研究以4个经典机器学习模型：随机森林（Random Forest,RF）、支持向量机（Support Vector Machine,SVM）、BP神经网络（Back Propagation Neural Network,BP）和Adaboost集成学习模型（Adaboost,ADA）为基础,基于Stacking算法建立了集成学习模型（Linear Stacking Model,LSM）对膜下滴灌玉米逐日蒸散量和作物系数进行模拟。并将LSM的模拟精度与RF、SVM、BP和ADA模型的模拟精度相比较,结果表明：1）RF、SVM、BP和ADA模型模拟膜下滴灌玉米的逐日蒸散量和作物系数时的相对均方根误差均大于0.2;2）相比RF、SVM、BP和ADA模型,LSM模型提高了玉米逐日蒸散量和作物系数模拟精度。LSM模拟的膜下滴灌玉米的作物系数相比于FAO推荐值更接近实测值;3）日序数、平均温度、株高、叶面积指数和短波辐射5个特征对玉米膜下滴灌玉米日蒸散量和作物系数影响最高,基于这5个特征建立的LSM模型模拟膜下滴灌玉米的蒸散量和作物系数的R2 分别为0.9和0.89,相对均方根误差分别为0.23和0.16。因此,建议在该研究区使用日序数、平均温度、株高、叶面积指数和短波辐射5个特征参数建立LSM模型模拟膜下滴灌玉米蒸散量和作物系数。该研究可为高效节水条件下作物蒸散量和作物系数的精准模拟和合理制定灌溉制度提供参考。