田间节水灌溉新技术应用研究

在“九五”国家重点科技攻关项目专题“田间节水灌溉新技术研究”中 ,取得了地下滴灌技术应用研究、波涌灌溉技术应用研究和水平畦田灌水技术应用研究等 3项重大科技成果 ,总体达到国际先进水平。在地下滴灌专用灌水器和波涌灌溉设备的研制开发、利用田间小区试验和数值模拟方法研究各种灌水技术的田间灌水设计参数和田间适宜条件、激光控制土地精细平整技术的应用、不同平地方法间的组合应用模式等一系列关键技术问题上有所突破与创新。这些成果的取得 ,为我国田间节水灌溉的发展提供了新技术、新方法和新设备 ,对提高我国地面灌溉技术水平具有重要意义 。

波涌灌控制阀及自控器的研制

当今国内外地面灌溉仍是最普遍采用的灌水方式，因此改善地面灌水技术是提高田间灌水质量、节约灌溉水量的重要举措．作为80年代逐渐发展起来的先进地面灌水技术，波涌灌溉方法具有田间水利用效率高、灌水均匀度好的特点，但其在我国的实际应用有赖于适合国情的波涌灌溉设备的开发问世．结合国家“九五”科技攻关项目研制的波涌灌设备具有一阔多用、操作简便的特点．田间考核结果表明，这套设备已达到原设计要求和较佳性能指标，具有较强的实用性和推广应用前景．

不同微灌形式对土壤水肥分布和枸杞产量的影响

通过研究地表滴灌、地下滴灌、架上滴灌和涌泉灌等4种微灌形式对枸杞园土壤水分、养分以及枸杞产量等的影响,以期为中宁地区枸杞现代节水微灌形式的选择提供建议和支持。结果表明,相同灌水量条件下,涌泉灌方式下土壤水分横向运移更明显,土壤质量含水率比灌水前增加8.82%,并且整个土体土壤质量含水率最高,达14.49%,且水分分布均匀;而其他三种微灌方式下,灌溉后土壤水分增加幅度、土壤剖面水分分布及平均含水率量均没有显著差异;涌泉灌和架上滴灌养分在根区的淋洗强度大于地表滴灌和地下滴灌,而地下滴灌与架上滴灌有造成养分在非根区积累的风险;地表滴灌和涌泉灌方式下,枸杞生长状况和产量均好于地下滴灌和架上滴灌。总体来看,地表滴灌方式下水肥耦合最好,枸杞生长状况和产量最佳。因此,地表滴灌可以作为宁夏中宁地区枸杞灌溉的首选灌溉方式。

涌灌自控系统研究

波涌流灌溉水力自动装置是一种节水、节能、投资省、造价低、性能稳定、无需配套专门的泥沙处理设施、无需外动力的自动系统。装置的动力以渠道内灌溉水本身为动力,即使用渠道内水源,而不需要电、油或太阳能等其它的外动力,省掉了外动力设备,文章介绍该控制装置的设计方法。

波涌灌间歇供水表面密实层特性的实验研究

根据田间试验、前人的研究成果及现代控制理论中“黑箱”理论的思想，作者提出波涌灌入渗的结构模型。进而提出定量描述波涌灌土壤性能变化的指标表面密实层的饱和导水率ｋｓ和糙率ｎ值。利用成层土壤入渗理论推导出求解表面密实层饱和导水率ｋｓ的公式，设计出定量测定有关参数的试验方法，并用入渗仪定量测出有关参数的量值。同时研究了表面密实层饱和导水率ｋｓ与土壤机械组成、土壤容重、供水中断时间的定量关系。建立了表面密实层饱和导水率ｋｓ的求解模型，并且用试验方法定量测出表面密实层的糙度ｎ值，ｎ值约为０．０２５。为波涌灌效果的描述及波涌灌系统模拟奠定了基础。

波涌灌地表致密层特性研究

波涌灌溉过程中,耕作层地表升降情况,土壤容重和孔隙度等因子进行了试验测试,结果表明,在地面0～5cm范围内可以形成致密层,该结果对波涌灌技术的实施具有重要的指导意义。

沟道间歇积水入渗的减渗率模型

本文根据田间入渗试验，分析了间歇积水入渗周期减渗率和平均周期减渗率等减渗特点，在此基础上，提出了沟道间歇积水入渗的减渗率模型，并进行了验证．

黄土区波涌畦灌条件下地表水流运动实验与数值模拟

探讨了西北黄土区波涌畦灌条件下地表水流运动问题,在室内重复进行了黄土坡地波涌畦灌实验,建立了相应的数学模型,采用有限差分法求得的数值解与实验观测过程拟合良好,证明了模型的可行性。同时,依据实验及数值模拟的结果分析了波涌畦灌地表水流运动的一般特性。

波涌灌土壤物理性质变化

根据大量田间波涌灌实验分析,对地表土壤物理性质变化进行了研究,证实了土壤容重的变化对波涌灌节水性有重要作用。同时也认识到,波涌灌与传统连续灌地表土壤都可以形成致密层,二者的结构相似。但重要的是波涌灌利用这种致密层的形成和发展,改善了入渗特性和地表水流特性,从而达到节水的效果。

改进地面灌水技术设施的研究

地面灌溉是一种古老而又应用最广的灌水方法,世界上各国都十分重视改进地面灌水技术的研究。本文提出了二种新的改进地面灌水技术设施——麦棉套膜上灌和简易间歇灌研究结果,它们均具有节水增产、灌水速度快、灌水均匀和投资小的优点,并对此二种地面灌水方法的设施、控制运用和节水增产机理作了初步探讨。

河套灌区地面灌水技术的改进与发展

内蒙古河套灌区一直沿用传统的地面灌溉技术,而传统的地面灌溉技术存在许多问题.随着黄河水资源供需矛盾的日益突出,改进地面灌溉技术,有效提高灌溉水利用系数,对缓解河套灌区水资源短缺、保持灌溉农业的可持续发展具有重要意义.近年来河套灌区通过采用水平畦田灌溉技术、波涌闸管灌溉技术、膜上灌溉等灌水方法,使地面灌溉技术得到很大的改进,有效地提高了灌溉水利用系数,同时也提高了灌区地面灌溉的自动化能力,保证了高效、节水、节能灌溉目标的实现.