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。

沟灌管理参数优化策略比较与最优灌水时间估算

沟灌是中耕作物常采用的灌水技术,但灌水质量不高仍是目前存在的主要问题。为进一步提高沟灌灌水质量,该研究以在陕西省关中平原进行的45组沟灌试验为基础,结合数值模拟方法,量化比较了3种沟灌管理参数优化策略(策略1:仅对灌水时间优化;策略2:仅对入沟流量优化;策略3:同时对入沟流量与灌水时间优化)对灌水质量的提升效果,提出了适用于尾部闭合条件下的沟灌最优灌水时间简化估算方法。结果表明,策略3较策略1和策略2可更为明显地提高沟灌灌水质量;若仅从提高灌水质量的角度考虑,推荐采用策略3,若同时考虑优化策略的实用性,则推荐采用策略1。不同土壤入渗能力和灌水技术要素组合条件下最优灌水时间与水流推进至0.75倍沟长所需时间可采用线性函数表征,与所有验证组合模拟结果比较的平均绝对百分比误差为16.71%。采用该研究方法所得策略1和策略3条件下的最优灌水时间估算值与WinSRFR软件模拟结果基本一致,所有沟灌试验点平均绝对百分比误差分别为10.88%和12.00%。运用策略1和策略3条件下所得最优灌水时间估算值进行灌水质量模拟,综合灌水质量指标≥85.0%占有效沟灌试验点的比例分别为77.3%和90.2%,较现状条件下(64.4%)有明显提升,表明该研究对尾部闭合条件下沟灌最优灌水时间估算具有较强可靠性,可获得较高的灌水质量。该研究方法仅需观测水流推进至0.75倍沟长的时间即可估算尾部闭合条件下沟灌系统最优灌水时间,实用性较强,可为地面灌溉实时反馈控制系统提供理论基础。

不同畦灌改水成数对畦内水分分布、小麦耗水特性及产量的影响

研究高产条件下改水成数对畦内水分分布、小麦耗水特性及籽粒产量的影响。于2011—2012年和2012—2013年小麦生长季，在大田条件下设置80％（W1），85％（W2），90％（w3）和95％（w4）4个畦灌改水成数处理，各处理沿水流方向划分为O～20（s1），20～40（s2），40～60（s3）和60～80m（S4）4个取样区间，研究不同畦灌改水成数对畦内水分分布、小麦耗水特性及产量的影响。结果表明：（1）拔节期灌水后W3和W4处理畦内各区间土壤相对含水量无显著差异，W1处理为S1、S2〉S3〉S4，W2处理为S1、S2、S3〉S4；不同处理水平分布均匀系数为W3、W4〉W2〉W1；W3处理平均土壤相对含水量显著高于W2和Wl处理，与W4处理无显著差异。（2）W3开花期畦内平均土壤相对含水量显著高于wl和W2处理，与W4处理无显著差异；W3和W4开花至成熟期耗水量及耗水模系数显著高于w1和W2处理。（3）灌水量及其占总耗水量的比例为W4〉W3〉W2〉Wl，土壤贮水消耗量占总耗水量的比例为Wl〉w2〉W3〉w4，W3处理总耗水量显著低于W4处理。（4）W3和w4处理各区间籽粒产量无显著差异，W1和W2处理均为S1、S2〉S3〉S4；W3处理畦内平均籽粒产量显著高于W2和Wl处理，与W4处理无显著差异，W3处理的水分利用效率和灌溉效益最高。综合考虑籽粒产量、水分利用效率和灌溉效益，改水成数为90％的W3处理为本试验条件下兼顾高产与节水的最优处理。

畦灌不同液施模式下水氮空间分布特征

【目的】改善土壤水氮分布。【方法】基于夏玉米生长关键期灌溉施肥的试验结果,探究畦灌不同液施模式对土壤水氮空间分布状况及其变化趋势的影响。选取畦宽(1.5、2.3、3.2 m),施肥时机(灌溉到畦长的1/3、1/2施肥和全程施肥)和改水成数(85%、90%、95%)3个因素,每个因素3个水平,设置传统畦灌进行对照,采取正交设计选取最优水平组合,以形成适合作物生长发育的土壤水氮空间分布状况。【结果】畦宽对于土壤水分沿畦长分布的变异系数有显著影响,贡献率达94.36%;改水成数影响水分和氮素沿畦长分布均匀性(DUWH和DUNH、DUNQ),尤其对氮素沿畦长分布均匀性有显著影响,贡献率分别为23.9%、91.74%和71.26%;施肥时机仅对DUWH和DUNQ有显著影响,贡献率为56.09%和27.41%。【结论】液施条件下可以改善土壤水氮空间分布;畦宽为1.5 m、灌溉到畦长1/2时施肥,改水成数为95%的施肥方式可以形成较好的土壤水氮储存效率和水氮沿畦长分布均匀性。

有限管道上非截断Boltzmann方程解的性态研究

Boltzmann碰撞算子之间的相互作用以及方程在边界处潜在的奇性,使得在Lx,v^∞框架下,获得整体解比较困难。文章关于空间变量x引入函数空间H x1^1H-x^2,在inflow边界条件下研究了非截断Boltzmann方程在有限管道中解的全局存在唯一性、大时间行为以及解的正则性传播。