波涌灌溉的灌水质量评价及计算

本文通过清、浑水连续灌与波涌灌溉的大田试验,对波涌灌溉的灌水均匀度、灌水效率及储水效率进行了评价,同时在文中提出了一种无需灌后土壤水分资料即可计算灌水质量评价指标的新方法,从而为波涌灌溉技术要素优化设计的灌水质量评价。

微咸水膜孔沟灌土壤水盐分布与灌水质量分析

通过田间试验，研究了微咸水膜孔沟灌下流量和开孔率对土壤水盐分布和灌水质量的影响。结果表明，田面水流推进时间和距离符合幂函数分布，流量和开孔率对水流推进速度影响较大；膜孔沟灌通过降低水分蒸发，抑制盐分表聚，有效调节了土壤水盐分布，总体上，对0—40cm土层盐分具有明显淋洗作用；灌水效率E。随开孔率的增大而增大，随流量的变化不明显；灌水均匀度E。随流量的增大而减小，随开孔率的增大而减小；脱盐效率E3随开孔率的增大先增大后减小，随流量的变化不明显；通过方差分析对灌水质量影响因素进行排序，初步得出试验区适宜的膜孔沟灌优化灌水技术组合。

基于土壤入渗参数空间变异性的畦灌灌水质量评价

畦灌灌水质量的客观评价是制定合理灌水方案的重要基础。该文假定土壤空间变异性主要体现在入渗系数的变化上,以在杨凌区一级阶地和三级阶地上进行的大田畦灌试验为例,分析土壤空间变异性对畦灌灌水质量的影响,并揭示畦灌灌水质量变化规律。结果表明灌水效率、灌水均匀度和储水效率随入渗系数的变异系数增大均呈现下降趋势,其中灌水效率和储水效率下降幅度较小,而灌水均匀度下降幅度较大。由此说明土壤入渗系数的变异性对灌水均匀度影响最大,而对灌水效率和储水效率影响相对较小。该文的研究方法对畦灌灌水质量评价结果可更好地反映客观实际,从而为制定合理的灌水方案提供依据和技术支持。

激光精细平地对畦田灌水质量的影响及节水效果分析

在田间试验基础上,利用WinSRFR3.1模型模拟方法,开展了激光精细平地技术对内蒙古河套灌区畦田秋浇灌水质量影响和节水效果研究。结果表明,实施激光精细平地后,土地平整度达1.85cm,绝对改善程度为2.28cm,相对改善程度为55.2%,土地平整状况可得到大幅度改善。激光精细平地技术可使河套灌区秋浇灌水效率提高9.4%,灌水均匀度提高8.1%,深层渗漏减少17mm,节约水量9.7%,灌水质量提高明显,节水效果显著。

畦灌改水成数的控制误差及其对灌水质量的影响

改水成数是地面灌溉设计和管理的基本参数之一。为了更好地进行地面灌溉系统的设计和管理,统计了畦灌改水成数的控制误差,并分析了其对灌水质量的影响。根据实测的16条畦田不同改水成数的控制误差,采用经典统计学方法得到了其统计特征,并采用地面灌溉模拟模型SRFR评价了其对灌水质量的影响。结果表明,改水成数控制误差具有较强的变异性,改水成数对灌水均匀度的影响大于灌水效率。因此,在实际地面灌溉设计与管理中,改水成数的控制误差不可忽略。较大的单宽流量有助于减小改水成数的控制误差对灌水质量的影响。

基于量纲分析的畦灌灌水质量评价模型

灌水质量评价是提高灌溉管理水平、改善畦灌质量的重要依据。针对畦灌灌水质量影响因素较多造成分析和评价困难的问题,该文以畦灌试验资料为基础,采用量纲分析和数值模拟相结合的方法,构建了估算畦尾闭合条件下的畦灌灌水质量指标(灌水效率、灌水均匀度和储水效率)计算模型,其所建模型对各灌水技术要素有效组合下的灌水质量指标进行计算,结果表明估算值与采用零惯量模型的模拟值具有较高一致性,两者相对误差的绝对值均值分别为6.72%、6.57%和4.93%,其相关系数R2分别为0.987、0.969和0.990,并采用SPSS软件对估算值和零惯量模型的模拟值进行显著性检验(显著性水平P<0.05),其灌水效率、灌水均匀度和储水效率估算值和模拟值的显著性指标分别为0.226、0.142和0.271,结果表明两者无显著性差异。结合已有文献资料,对文中所建畦灌灌水质量指标计算模型的可靠性进行了验证,结果表明灌水效率、灌水均匀度和储水效率的估算值与实测值具有较高的一致性,两者相对误差的绝对值均值分别为7.76%、9.15%和7.08%。由此说明,该文所建立的畦灌灌水质量指标计算模型具有高的可靠性,且具有较强的普适性。研究结果可为畦灌灌水质量评价和灌水方案设计提供科学依据和技术支持。

畦灌土壤入渗参数的空间变异性及其对灌水质量的影响

针对畦灌,研究了Kostiakov模型入渗系数K和入渗指数α的空间变异性及其对灌水质量的影响。根据2008年在河北吴桥进行的棉花播前灌水试验数据,采用最优模式搜索技术估算土壤入渗参数并分析其空间变异性,进而采用地面灌溉模拟软件SRFR模拟了土壤入渗参数空间变异性对灌水质量的影响。结果表明,当其它灌水技术要素相同时,灌水均匀度和灌水效率对K和α的响应关系均为单峰型二次曲线。K的稳定区间较大,α的稳定区间较小,当二者在小值范围内变化时,灌水质量的波动较为平缓;当二者在大值范围内波动时,会引起灌水质量的急剧变化。因此,在畦灌设计过程中,土壤入渗参数的差异性不容忽视。

畦灌关口时间优化改善灌水质量分析

灌溉关口时间是灌溉管理中的重要要素之一,合理关口时间的确定能有效改善田间灌水质量。该文在提出畦灌控制指标R和畦灌关口时间优化方法的基础上,将畦灌模拟模型与关口时间优化方法相结合,对土质、畦长、坡度、田面平整精度和入流量不同的106 176个灌溉事件进行灌溉模拟及关口时间寻优分析,提出了不同灌溉条件下畦灌关口控制模式。畦长小于70 m下R值不宜小于1,若同时坡度大于3‰且田面平整精度很好则R值不宜小于1.1;畦长大于70 m下坡度小于1‰时,R的范围为0.8-1;坡度大于1‰时,R的范围为0.75-0.95。研究结果对畦灌关口控制依据具有重要的指导意义,实际灌溉中R准确取值可参考表2给出的建议值。

不同灌水参数组合时田面坡度对灌水质量的影响研究

田面坡度是影响畦灌灌水质量的重要因素,研究田面坡度对灌水性能的影响时,要结合灌水定额、平整精度、田面糙率和单宽流量等参数进行分析。通过对常规平地技术条件下多组合灌溉参数模拟分析得出:不同灌水定额、平整精度、田面糙率和单宽流量组合对应不同的最佳田面坡度,当灌水定额为60.00 mm,平整精度为4.25 cm,田面糙率为0.12,单宽流量分别为4、3 L/(s.m)和2 L/(s.m)时,反向模拟出最佳的田面坡度分别为1.6‰、1.8‰和2.2‰;并通过研究田面坡度对水流推进和消退过程的影响得出:田面坡度为2.0‰的水流推进和消退过程曲线明显比1.6‰和1.2‰的曲线平滑,说明在较小的单宽流量条件下,相对较大的田面坡度可使田面水流运动更加稳定,有利于改善灌水质量。

畦灌糙率系数的变异规律及其对灌水质量的影响

糙率系数是地面灌溉设计和管理的基本参数之一。为了更好地进行地面灌溉系统的设计和管理,研究了畦灌糙率系数的变异规律,并分析了其对灌水效果的影响。在110m的畦田长度上,观测了水流推进过程及沿程各点的水深,采用曼宁公式的数值解法估算了26条畦田的田面糙率系数,分析了其变异规律,评价了糙率系数对灌水质量评价指标的影响。结果表明,裸地畦田的平均糙率系数在0.038左右,其变异程度为中等强度。对试验区域内各畦田灌水模拟结果显示,当采用平均糙率系数模拟灌水效果评价指标时,与采用各畦田实际糙率系数相比,灌水效率指标最大相对误差达6.48%,灌水均匀度最大相差66.67%。因此,在实际地面灌溉设计与管理中,糙率系数的这种差异性不可忽略。

水平畦灌技术参数对灌水质量及春小麦产量影响的试验研究

通过春小麦水平畦灌试验,研究了石羊河流域不同灌水技术参数组合对灌水质量和春小麦产量的影响。结果表明,在试验条件下,随着畦田纵坡的增大,灌水质量和春小麦产量降低;单宽流量越大,灌水效率越高,而单宽流量过大,有可能对田面造成冲刷,造成灌水均匀度降低;随着畦长的增大,灌水效率减小,灌水均匀度也减小。为此,提出了适合于石羊河流域金塔灌区水平畦灌的技术参数。

低压管灌条件下波涌畦灌灌水质量评价

在机井灌区现有移动式低压管灌条件下,使用地面可移动的配水软管对冬小麦进行波涌畦灌,并与同条件下的连续灌溉进行对比,对波涌畦灌水流推进速度及灌水质量进行了评价。试验表明,波涌畦灌第二周期水流推进速度明显优于连续灌溉,与连续灌溉相比,波涌畦灌节水效果显著,灌水均匀度和灌溉水有效利用率明显提高,节水率为13.3%,灌水均匀度和灌溉水有效利用率分别提高18.82%和20.47%。

农田灌水质量指标的分析与评价

本文对目前常用的3个农田灌水质量指标进行了评价,并在分析其构成因素的基础上,提出用一个灌水综合有效利用率指标来替代它们,同时阐述了该新指标与灌水有效利用率、灌水贮存率及灌水均匀度之间的密切关系。

三工河流域典型灌溉条件下畦田长度对灌水质量的影响

通过观测三工河流域典型灌溉条件下不同长度畦田的水流推进和消退过程,推求其沿畦水流入渗历时线,结果表明,畦田长度为35和70m时沿畦各点的入渗历时比较均匀。以灌水均匀度(Ed)和灌溉效率(Ea)为指标对各畦长的灌水质量进行评价,结果为:畦长35m灌水均匀度最高,为91.4%,畦长70m灌溉效率最高,为91.68%。

小麦、玉米一体化垄作水流特性及灌水质量研究

通过小麦、玉米一体化垄作田间沟灌试验,研究了灌水沟沟顶宽、沟深、田面坡降3个技术要素对沟灌水流特性和灌水质量的影响。结果表明,水流推进速度随着沟宽增大而减小,随着沟深、田面坡降的增大而增大,用幂函数可以很好的拟合水流推进过程;水流消退过程符合幂函数关系,但数据离散度高;沟顶宽40cm,沟深20cm,田面坡降1‰为小麦、玉米一体化垄作沟灌的最优沟灌灌水技术要素组合。

宽垄沟灌灌水水分湿润锋运移及灌水质量影响试验研究

为了反映田间灌溉土壤水分运移的实际情况,采用大田试验的方法,研究周年连作沟灌条件下灌水时不同灌水技术要素(垄宽、沟宽、沟深和沟底纵坡)对湿润锋运移距离和灌水质量的影响。结果表明:随着垄宽、沟宽、沟深的增大,土体湿润运移范围逐渐增大;随着沟底纵坡的增大,沟首部分土壤水分垂向和横向运移范围逐渐减小,沟尾部分反之。通过不同灌水技术要素对灌水质量的影响评价分析,为选择合适的灌水技术参数提供参考。

土地平整程度对水平畦灌灌水过程和灌水质量的影响

本文通过水平畦灌田间试验,在裸地和春小麦两种条件下,将实测结果和模型计算结果进行了比较,初步分析了土地平整程度对水平畦田灌水过程和灌水质量的影响。

夹马口灌区畦灌灌水质量评价

合理的灌水技术要素对提高畦灌系统的灌水质量有重要作用。通过对临猗夹马口灌区典型田块的试验,分析评价了影响灌水质量的性能指标,提出了改进措施。

河套灌区畦灌灌水质量评价与优化

针对河套灌区农田规格不合理问题,为探求变化环境下适宜的畦灌灌水技术要素,在不同畦田宽度下进行田间灌水试验,采用模型模拟与回归分析方法,分析了畦灌水流运动状态及灌水质量变化情况。结果表明:畦田宽度为18~23 m时灌水质量不佳,灌水效率、灌水均匀度仅分别为59.78%~77.40%和84.61%~87.02%,尽管此时储水效率为100%,但其灌水效果仍然较差;畦田宽度缩小到10~15 m时,灌水效率为70.20%~87.00%,灌水均匀度为86.77%~90.80%,灌水质量最好;当缩小畦田宽度到5 m时,灌水质量反而降低。在此基础上,结合田间实测资料,通过模型模拟、均匀试验设计以及多元回归分析相结合的方法,构建了包含灌水效率、灌水均匀度以及储水效率的单目标优化模型(Single objective optimization model),将单宽流量和灌水时间作为决策变量,采用冒泡排序法(Bubble sort method)对模型进行求解,得到畦灌适宜的单宽流量和灌水时间组合,根据示范区实际入田流量,初步确定最优畦田宽度为10.7~14.2 m。研究结果为灌区节水改造设计、水资源高效利用和农业可持续发展提供了理论依据。

干旱区春小麦垄作沟灌灌水质量评价指标研究

为了提高干旱区春小麦垄作沟灌的灌水质量,建立灌水技术参数优化模型,本试验研究垄沟参数(垄坡、垄宽、沟深、沟宽)、灌水技术参数(沟长、沟坡、入沟流量)之间的五种不同组合对垄作沟灌小麦的灌水质量评价指标、产量及水分利用效率的影响。结果表明:在田面坡度和沟型等参数不变的情况下,以第一次灌水为例,随着入沟流量的增长,10m测点的横向灌水均匀度T1、T2、T4和T5分别较T3处理降低了5.05%、10.1%、4.04%和9.09%,30m测点的横向灌水均匀度T1、T2、T4和T5分别较T3处理降低了7.96%、11.8%、2.15%和10.75%,田面坡度与各测点的横向灌水均匀度呈现负增长的规律;T4处理平均灌溉水利用率最高,T4较T1、T2、T3和T5分别增加了4.76%、5.94%、0.36%和2.9%;沟长50 m、垄宽40 cm、入沟流量1.5 L·s^(-1)、田面坡度1/1000的参数组合为垄作沟灌春小麦适应生长的最优组合,此组合下小麦各生育期的平均田间灌溉水利用率最高为85.3%,小麦产量最高为9142.87 kg·hm^(-2),同时水分利用效率亦达最高为29.18 kg·hm^(-2)·mm^(-1)。