畦灌灌水技术要素组合优化

以杨凌区进行的畦灌大田试验为基础,采用WinSRFR软件对各试验点的灌水质量进行了模拟,并分析了畦长、田面坡度、入畦单宽流量和改口成数对灌水效率Ea、灌水均匀度Ed和储水效率Es的影响;在此基础上,结合均匀试验设计与多元回归分析的方法,构建了包含灌水效率Ea、灌水均匀度Ed和储水效率Es在内的单目标优化模型,以入畦单宽流量和灌水时间为变量,采用遗传算法对模型进行求解,提出了试验点不同计划灌水深度条件下畦灌灌水技术要素的优化组合,结果表明其可获得高的灌水质量,达到常规畦灌节水的目的。

影响水平畦田灌溉质量的灌水技术要素分析

在开展激光控制土地精细平整技术应用的基础上 ,根据田间畦灌试验资料 ,对影响水平畦田灌溉质量的灌水技术要素进行分析和评价 ,给出适宜于水平畦田灌溉方法应用的田间技术参数组合方式。结果表明 ,在较佳的田间微地形条件下 ,通过选择合理的地面纵坡和畦田规格 ,采用适宜的入畦流量并加强田间灌溉管理 。

沟灌土壤入渗参数和糙率估算及灌水技术要素组合研究

以SIPAR_ID模型为基础,利用水流推进资料估算了大田沟灌土壤入渗参数和糙率值,克服了以往采用水量平衡模型估算土壤入渗参数和糙率值时一些不合理的假设条件,且工作量大的缺点。用估算结果模拟了沟灌水流推进过程以及沟首水深数据,结果表明各试验点水流推进过程误差绝对值的均值分别为4.06%、4.57%和4.47%,沟首水深误差绝对值的均值分别为8.07%、10.26%和8.49%,说明采用SIPAR ID模型估算土壤入渗参数和糙率值是可行的,具有高的估算精度。根据估算的土壤入渗参数和糙率值,采用WinSRFR模型模拟了研究区域各试验点的沟灌灌水质量,提出了各试验点理论需水量分别为60 mm、80 mm和100 mm条件下合理的沟灌灌水技术要素组合,其灌水效率和灌水均匀度均在85%以上,表明可获得高的灌水质量,达到常规沟灌节水的目的。

关中西部畦灌优化灌水技术要素组合的初步研究

在杨凌区砂壤土、中壤土的冬小麦和果树地,进行了畦田规格和灌水技术要素对水流推进和消退过程、灌水效率与灌水均匀度影响的田间试验,利用地面灌溉水流运动数学模型对畦灌条件下的最佳灌水技术要素组合进行了模拟和分析。结果表明,零惯量模型可以很好的模拟畦灌灌水过程中水流运动规律;畦田规格和灌水技术要素对灌水效率和灌水均匀度具有明显影响,对所研究的砂壤土冬小麦地在1‰、3‰田面坡度条件下,单宽流量以7L/(s·m)为宜,最大畦长应分别以40m、90m;对中壤土果树地1‰、3‰、5‰坡度条件下的畦长和单宽流量组合为分别以50m和6.0L/(s·m)、90m和6.0L/(s·m)、90m和5.0L/(s·m)左右为宜。同时为达到较高的灌水效率和灌水均匀度,畦田坡度不宜过大。

隔畦交替灌溉灌水技术要素优化组合研究

为了优选隔畦交替灌溉灌水技术要素组合，利用室内土箱模拟研究了不同灌水量对水平侧渗和垂直入渗的影响。结果表明，砂壤土条件下，随灌水定额的增大，最大侧渗距离和垂直入渗深度均不断增大，而宽深比变化较小；随时间的延长，湿润锋形状逐渐发生变形，宽深比逐渐减小。当灌水定额为60～75mm时，适宜畦田宽度可设为1．5m。对于井灌区砂壤土，以灌水效率AE≥85％和灌水均匀度DU≥85％为控制目标，1‰田面坡度条件下，以畦长35m、单宽流量13．9L／（m·s）左右为宜。

区域尺度内畦沟灌溉灌水技术要素组合的优化研究

以陕西省杨凌区进行的大田灌水试验为基础,采用SRFR软件对大田灌水试验的灌水质量进行模拟,将实测结果与模拟结果进行了对比。结果表明SRFR软件模拟畦灌和沟灌灌水质量可靠。以SRFR软件为基础,通过改变不同灌水技术要素组合,提出了研究区域内不同条件下畦灌和沟灌灌水技术要素的优化组合。该研究结果可提高现有畦灌和沟灌技术的灌水质量,达到常规地面灌溉的节水目的,同时也可为其它地区制定地面灌溉灌水方案提供方法借鉴。

棉花膜上灌最优灌水技术要素试验研究

1 前言新疆在20世纪80年代初引进地膜覆盖栽培技术后,经过不断的发展,地膜棉花栽培面积已超过1900万亩。覆膜灌溉是在地膜覆盖栽培技术的基础上,由我国新疆首创的一种灌溉方法,它包括膜上、膜下和膜侧等3类灌水方法。其中膜上灌,也称膜孔灌溉,是在膜侧灌溉的基础上,改垄背覆膜为沟(畦)中覆膜,使灌溉水流在膜上流动,通过作物放苗孔或专用灌水孔渗入到作物根部的土壤中。然而,对于膜上灌溉来讲,由于田面的入渗性能和糙率都与露地灌溉有着显著的差异。

阿瓦提县农田沟灌灌水技术要素组合优化研究

提高灌水质量是解决水资源供需矛盾,实现农业灌溉可持续发展的重要措施。文章以新疆阿瓦提县丰收三区为例,利用理论分析和数值模拟相结合的方式,对沟灌技术要素组合优化展开研究,认为灌水沟推荐沟长不宜超过50m,入沟流量3-4L/s为宜。

考虑初始含水率沿程不均匀分布的畦灌技术要素调控

畦田土壤初始含水率是影响灌水质量的重要因素之一,由降雨产流导致的畦田土壤含水率沿程不均匀分布是华北平原农田常见的现象。为探究土壤初始含水率空间变异性对畦灌水流运动以及灌水质量的影响,本文开展一维土柱入渗试验与二维土槽灌溉试验,结合WinSRFR地面灌溉模拟模型,优化求解初始含水率沿程不均匀条件下的畦灌技术要素。结果表明:畦田土壤初始含水率沿程增幅越大,畦灌田面水流推进速度越快,田面水流消退速度越慢;相较于初始含水率均匀分布,畦田土壤初始含水率沿程不均匀分布条件下,灌水效率和灌水均匀度有所下降,储水效率无明显变化;当畦田土壤初始含水率沿程增加时,灌水效率和储水效率受畦田长度、入畦单宽流量及改水成数的影响,而灌后土壤水分均匀度仅受畦田长度和单宽流量的影响;当畦田土壤初始含水率沿程由0.1890 m~3/m~3均匀增大至0.4643 m~3/m~3时,畦田长度L为85 m、改水成数G为6、单宽流量q为7.0 L/(m·s)时可取得最优灌水质量。本研究结果可为降雨产流带来的畦田土壤初始含水率不均匀条件下的灌水技术要素调控提供科学依据。

自动调控畦灌系统中调控要素对水流运动过程的影响

自动调控畦灌是提高灌水质量、减少劳动力需求的重要措施。为探究自动调控畦灌系统如何合理选取调控要素,通过畦灌观测试验获取畦田自然参数,结合WinSRFR模型模拟畦灌过程,分析自动调控畦灌系统中停水距离、停水时间和入畦流量对水流运动过程和土壤水分入渗分布的影响规律。结果表明,停水距离和停水时间在田面水流推进过程、消退过程、土壤水分入渗分布以及灌水质量等方面的调节效果相似。对于100 m畦长的典型试验畦田,七成改水、七五改水、八成改水、八五改水、九成改水的调控效果分别对应灌水量70、80、90、100、110 mm。停水时机对畦田后段的水流推进、消退过程影响较大,而对畦田前段的水流推进、消退过程影响较小,不同改水成数或灌水量并不能显著改变畦田前段的土壤水分入渗分布。调控流量较停水距离和停水时间可以更有效地调控畦田前段的灌水效率和灌水均匀度。因此在优先考虑经济性的自动调控畦灌系统中推荐调控灌水量,而在追求精准调控的自动调控畦灌系统中推荐调控流量。

河套灌区畦田灌水技术要素选择初探

文章根据灌区现有工程条件,选择了比较适宜的改进式水平畦灌的灌水技术要素控制指标。结合河套灌区现状畦田规格,推荐了改进式水平畦灌的6种组合灌水技术要素,供实际工作中参考使用。

小麦、玉米一体化垄作沟灌技术要素试验研究

对小麦、玉米一体化垄作沟灌种植模式的垄宽、沟深、沟宽和田面坡度4个灌水技术要素进行正交试验,研究其水流推进规律及灌水质量评价指标,通过极差分析优化技术要素组合。结果表明,田面坡度和垄宽的影响最大,沟宽和沟深影响较小,较为合理的技术要素组合为垄宽70cm、沟宽40cm、沟深20cm和坡度2‰。

基于SRFR模型的畦灌技术要素非劣解

以灌水均匀度、灌水效率为评价指标,利用SRFR406模型对5个改水成数、31个畦长及13个单宽流量进行灌水质量评价,研究畦灌的技术要素非劣解。结果表明,在实际灌水过程中,参照非劣解集,可随着畦长、可供流量等条件的变化灵活调整其他灌水技术要素,以满足灌水质量的要求,而优化灌水技术方案只能选择灌水技术要素的最优解。可见,在应用上,畦灌技术要素的非劣解优于最优解。

第三讲 地面灌溉节水技术

一、发展地面灌溉节水技术的必要性农田节水灌溉的实质是合理灌溉、科学用水,其核心内容就是农业高效用水,最大限度提高农业用水的利用率、田间单方水的生产效率和效益。目前,农田灌溉的灌水方法较多,而地面灌溉技术是最古老的,也是当今世界上采用最多的农田灌溉技术措施。

秸秆覆盖畦田灌溉水流特性及灌水质量分析

在陕西杨凌张家岗村覆盖玉米秸秆的冬小麦地进行了畦田规格和灌水技术要素对灌水效率和灌溉均匀度影响的田间试验，并SRFR406软件对秸秆覆盖畦灌的水流推进进行了数学模拟。结果表明，给出的地面灌溉模型及软件可较好的模拟秸秆覆盖畦田水流运动。畦田规格与技术要素的选择对灌水效率及灌水均匀度均有影响。在覆盖秸秆畦田以畦长小于50m，畦宽2～3m，单宽流量以6～8L／（m·s），坡度以3go～5‰为宜。为提高秸秆覆盖灌水效率，应加强耕作管理，消除反坡。

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。

地面灌溉水流特性及水分利用率的数学模拟

在内蒙古风沙区一种砂土和壤质砂土的春小麦生育期内进行了畦田规格和灌水技术要素对水流推进和消退过程、田间水利用系数、灌水效率及灌水均匀系数影响的田间试验。并用SRFR406软件对畦灌条件下的水流特性及水分利用率进行了数学模拟。结果表明,运用SRFR模型能较好地模拟地面灌溉的水流推进及消退过程,尤其是推进过程模拟求得的结果与实测结果基本吻合。畦田的微地形对灌水效率的影响较大,尤其是畦田尾部反坡对灌水效率及水流推进与消退都有较大影响。为提高灌水效率,应加强耕作管理,消除反坡。畦田规格对灌水效率也有一定的影响,从获得较高灌水效率的角度来说,以畦宽2～3m、畦长50～60m较为适宜。

山东半湿润井灌区精细地面灌溉技术试验

在山东半湿润井灌区选择典型试验区,连续2 a开展冬小麦精细地面灌溉试验。通过大田地面灌水试验,研究项目区地面灌溉的适铀灌水技术要素。采用地面灌溉模拟模型（SRFR模型）对各次灌溉试验进行数值模拟,在验证模型精度的同时,研究不同畦长、地面坡降、单宽流量和闭口成数组合条件下畦灌的灌水过程和灌水质量,提出试验区地面灌溉灌水技术要素参考值,为山东半湿润井灌区地面灌溉技术参数的优化提供依据。通过分析试验结果提出建议：（a）推广精细平地技术,适当减小田面坡降,提高田面平整度;（b）畦长以60~70 m为宜;（c）入畦单宽流量控制在3~6 L/（s.m）为宜。

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。

畦田灌水质量敏感性灰色关联分析

针对畦田灌水质量进行敏感性分析。应用已有的畦灌各影响因素的空间变化范围,采用均匀设计方法设计模拟方案,利用Win SRFR模型模拟得到各方案的灌水效率、灌水均匀度、储水效率和综合指标等灌水质量结果。在此基础上,利用灰色关联分析方法分析畦田灌水质量对各因素的敏感程度。结果表明,灌水质量综合指标对各因素的敏感程度从大到小排序为:改水成数G、单宽流量q、田面糙率n、畦长L、入渗系数K、入渗指数α、畦田纵坡Z。由此可见,灌水质量对技术要素的敏感性要高于自然要素,因此在进行灌溉设计和管理时,更应注重灌水技术要素的控制精度。