Flood Reduction Function of Paddy Rice Fields under Different Water Saving Irrigation Techniques

This study is conducted to investigate the function of paddy fields for flood reduction under different water saving irrigation techniques. A daily water balance component data including rainfall, percolation, and overflow through the paddy field levee were collected from experimental paddy rice fields during rainy season cultivation. Results show that paddy field was very effective in flood reduction. More than 40% of rainfall could be stored in the paddy fields. However, the effectiveness of paddy fields in flood reduction was highly depends on the WSI technique used. Semi dry cultivation technique was the most effective one in terms of flood reduction. It retained the rainfall up to 55.7% (365 mm) of the total rainfall (636 mm) without reducing the yield. In terms of flood volume reduction, the alternate wetting and drying performed similarly with traditional continuous flooding, i.e., 37.2% and 40.8%, respectively.

基于物联网农业灌溉系统的参数检测方法研究

为提升农业灌溉系统检测环节准确性及整体作业效率为目标,基于物联网灌溉及参数检测方法应用展开设计。以当前灌溉作业机理及通信结构布局为出发点,通过建立合理正确的参数检测架构,选定高效适应的参数检测方法,实现整体灌溉系统功能优化。进行灌溉系统作业监测试验,结果表明:参数数据通信监测准确率及系统执行效率分别提升至93.70%与95.89%,系统丢包率相对降低至0.79%,平均节水效率相对提升了6.39%。基于物联网平台进行参数检测的有效性与适应性改进,较好地满足了智能灌溉的发展趋势,其方法研究理念对于灌溉系统及类似农机培育系统开发应用具有参考价值。

基于C-D生产函数的灌区节水贡献率研究

为挖掘灌区节水目标实现路径,提高灌区用水效率,研究分析了大中型灌区水利工程建设管护对节水战略目标的贡献程度。以江苏省为例,选取6个典型灌区,收集了2015-2022年统计数据,分别计算渠系工程、田间工程和非工程措施的节水潜力,并据此计算灌区总节水潜力。以水利工程投入、劳动力投入、土地投入、技术进步作为自变量,灌区总节水潜力作为因变量,利用改进C-D生产函数来构建“双对数模型”。利用SPSS软件对数据进行多元线性回归,运用步进法剔除无关变量后建立最优方程,通过弹性系数测算不同变量对节水目标的贡献率大小。结果表明,在灌区总节水潜力组成中,渠系工程节水占比最大,田间工程节水占比最小;水利工程投入、土地投入、技术进步对节水目标的平均贡献率分别为45.5%、30.4%、5.2%,但技术进步贡献率呈现逐年增长的趋势,水利工程收入贡献率先减小后增大。大型灌区水利工程对灌区节水的贡献率高于中型灌区。该研究将C-D生产函数模型运用到节水评价当中,结果较为合理可靠,可为大中型灌区节水发展提供技术参考。

农业灌溉水资源优化配置研究进展

水资源短缺是制约农业可持续发展的关键因素,因此农业灌溉水资源的优化配置对于保障粮食安全和水安全具有重要意义。该研究基于农业灌溉水资源优化配置的主要类型,对单一作物灌溉优化决策、多作物水土资源优化配置和灌溉渠系水资源优化调度3个方面的研究进展进行了系统综述。同时指出了当前农业灌溉水资源优化配置中存在的主要问题和未来研究方向,研究认为当前的农业灌溉水资源优化配置应在如下4个方面进行完善:1)建立更具生理意义的作物水分-产量-品质模型;2)在气候变化和人类活动的情景下实现农业灌溉水资源的优化配置;3)构建全面考虑水源、渠系、灌区面积、作物配置以及生育阶段的系统性农业灌溉水资源优化配置模型;4)建立以棵间蒸发最小为目标的动态灌溉优化决策模型。研究可为中国的粮食安全和水安全提供理论指导。

梅州市某生态灌区渠道断面节水改造设计研究

以广东省梅州市某生态灌区为例,针对灌区存在的渠道衬砌使得水系与附水生物环境相分离而致使相应自净能力减弱的问题,引入生态灌区建设理念,研究生态灌区断面的不同改造形式,在保证灌区渠道灌溉排水作用的同时,降低水资源浪费率,发挥其有利于保护生态环境的生态功能,解决渠道衬砌使得水系与其水生物环境相分离致使其相应自净能力减弱的问题。

土工膜在渠道防渗节水改造工程中的运用

为全面提升渠道防渗节水改造工程项目的质量水平,要根据水资源管理要求,充分发挥土工膜防渗材料较好的防渗优势,基于正确的设计方案、施工技术等落实更加可控的管理机制,从而促进渠道防渗节水改造工程项目的顺利落实,实现经济效益和安全效益的协同发展。文章结合南疆大中型灌区第三师前海灌区44团2019年骨干工程节水改造项目,从技术要求、工艺内容、土工膜检测三方面分析土工膜在渠道防渗节水改造工程中的运用,并提出土工膜在渠道防渗节水改造工程中的应用改进建议,以供参考。

灌区节水改造工程中的渠道防渗关键技术研究

为全面提升灌区日常管理质量,文章对灌区节水改造工程中的渠道防渗关键技术展开研究,首先阐述了渠道防渗技术的作用,然后对土料防渗技术、钢筋混凝土防渗技术、砌石防渗技术这几种常用的技术进行介绍,最后结合具体工程案例,进行工作内容、基本流程和注意事项方面的分析,以此更好地落实规范化技术施工作业方案,提高灌区节水改造工程项目的应用价值,更好地实现改造目标。

灌区节水改造中的渠道防渗技术研究

渠道渗漏是许多农业灌溉系统中普遍存在的问题,短时间看,渠道渗漏速度慢、影响小,但积年累月可造成严重的水资源浪费,且渗漏问题会影响渠道过水性能,影响灌区水资源调配速度和利用效率,不利于优化灌区的管理控制质量。渠道防渗是灌区节水改造的一项重要改造工程,需要充分考虑灌区自然条件、地质环境、灌溉需求等各方面因素,合理选择防渗技术对灌区渠道进行改造、优化防渗层结构、增强防渗效果。对常见的渠道防渗技术进行分析,并探讨梯弧形渠、“U”形渠等渠道类型以及渠基、砌缝等渠道位置的防渗处理方法,以期为灌区节水改造提供一定参考。

土工膜在洪潮江水库灌区改造工程中的应用

土工膜具有质量稳定、焊接性好、使用寿命长、抗穿刺能力强、施工方便等优点,已广泛应用于水利、交通、市政等建设领域。本文介绍土工膜在洪潮江水库灌区渠道防渗、渡槽堵漏、堤坝加固的具体应用情况,阐述了土工膜在灌区改造工程的施工要点及工程效果。

渠道衬砌对灌溉水利用系数的影响

【目的】研究渠道衬砌对灌溉水利用系数的影响。【方法】以新疆伊犁喀什河下游灌区为对象,根据实测资料测算不同衬砌形式典型渠段单位渠长输水损失率,据此推求不同衬砌形式、衬砌位置及不同级别渠道衬砌条件下的渠系水利用系数和灌溉水利用系数,分析了其变化规律,并建立了灌溉水利用系数与渠长衬砌率的定量关系。【结果】新疆伊犁喀什河下游灌区现状灌溉水利用系数值为0.485,如果各级固定渠道全部进行混凝土衬砌,灌溉水利用系数为0.691;采用预制混凝土U型衬砌渠道水利用系数最大,混凝土衬砌次之,浆砌石第三;衬砌在渠首的渠道水利用系数总是大于衬砌在渠尾的渠道水利用系数;从现状衬砌条件到干渠全部衬砌、干支渠全部衬砌、干支斗渠全部衬砌和干支斗农渠全部衬砌,灌溉水利用系数逐步增加的相对量分别为11.8%、14.0%、6.8%和4.7%;以渠长衬砌率为自变量,灌溉水利用系数为因变量,得到二者定量关系式。【结论】在灌区渠道衬砌方案比选中,衬砌形式优先选择预制混凝土U型渠;衬砌位置优先选择从渠首开始;衬砌渠道优先选择干支渠,其次才是斗农渠;灌溉水利用系数与渠长衬砌率呈对数关系,当渠道衬砌达到一定程度时,灌溉水利用系数增长较缓,不建议再加大投资进行渠道防渗。

基于Horton分形的河套灌区渠系水利用效率分析

大型灌区灌溉水利用效率是关系国民经济发展和水资源高效利用的重要评价指标。该文采用分维定律对内蒙古河套灌区输配水渠系布置结构与渠系水分利用效率进行评价。根据河套灌区现状的渠系资料,应用Horton定律计算出河套灌区及灌域的分形维数(乌兰布和1.14,解放闸1.86,永济2.21,义长1.8,乌拉特1.99,河套灌区1.88)。在此基础上对不同灌域的渠系水利用效率与分维值进行了分析,拟合了灌溉引水量、灌溉面积与分维值多元曲线,得出了渠系结构优化下的不同灌域的渠系水利用效率提高潜力(乌兰布和19.01%,解放闸28.8%,永济32.7%,义长27.07%,乌拉特30.7%)与灌区平均效率提高潜力(27.19%)。由此提出不同灌域渠系改造方案,对于灌区的科学管理与节水工程规划具有重要的理论意义和应用价值,同时对相似灌区的规划和节水改造具有很好的参考价值。

防渗渠道输水损失的估算

渠道防渗已成为我国大型灌区改造的主要手段 ,以提高水资源的利用率 ;如何估算防渗渠道的水量损失 ,已成为评价灌区改造的重要技术问题。在概括渠道输水损失的各种估算理论和方法的基础上 ,揭示了流量指数型估计式 σ=A/ Qm(% )对于防渗和非防渗渠道都具有广泛的适用性。并基于全国范围内的实测资料统计分析 ,对影响估计式参数的因素及规律性进行了深入分析 ,建议对防渗或非防渗渠道的渠道渗漏损失均采用该估计式 ,防渗渠道的参数可通过现场静水试验求得 ,或直接对透水性系数进行折减。

渠道防渗与灌溉用水有效利用系数关系分析

分析了渠道防渗措施对灌溉用水有效利用系数的影响,两者总体上成正比关系;针对某一灌区采取何种措施才能更快地提高灌溉用水有效利用系数要作具体分析;针对不同的井渠结合灌区及不同的区域,应根据机井密度、地下水位、渠道引水量及当地降水量等因素进行综合分析来确定其适宜防渗率。

泾惠渠灌区节水改造对地下水空间分布影响

为了客观评价泾惠渠灌区节水改造环境效应及制定适宜的农业节水方案,寻求灌区地下水合理开发利用模式,综合应用GMS和ArcGIS软件建立了灌区地下水分布式模型,结合灌区渠系衬砌、田间节水及农业种植结构的实际情况设置8种真实情景和假定情景分析了灌区节水改造对地下水空间分布的影响.结果表明:灌区田间节水工程可减少18.5%～33.4%的井灌水量,对缓解地下水位下降效果尤为明显;灌区渠系节水工程使渠系水利用系数增加16.9%,减少地下水开采的作用次之;灌区泾阳、杨府、楼底、张卜等地区农业种植结构与水土资源空间布局匹配不合理抵消了节水改造对地下水位下降的部分抑制作用,地下水降落漏斗呈扩大趋势.建议进行地下水人工调蓄、完善地下水取水许可制度、加大田间节水力度、合理调整农业种植结构,实现灌区水资源高效持续利用及节水农业可持续发展.

绿洲灌区小麦水分生产率在不同尺度上的变化

水分生产率是衡量农业生产水平和农业用水科学性与合理性的综合指标。文章根据民乐县洪水河灌区1995-2006 年的气象、灌溉用水量、灌溉面积、作物产量资料,从田间、斗渠、干渠、灌区4个不同尺度分析了小麦灌溉水分生产率年份间的变化情况。结果表明:不同尺度上平均灌溉水分生产率不同,田间尺度为1.414 kg/m3,斗渠尺度为1.013 kg/m3, 干渠尺度为1.089 kg/m3,灌区尺度为0.894 kg/m3,并且不同尺度上的灌溉水分生产率在年份间的差异也比较大。2001 年洪水河灌区实施了节水灌溉工程,不同尺度上的平均灌溉水分生产率在2001-2006年较1995-2000年有所提高,田间、斗渠、干渠、灌区分别提高了7.9%、19.4%、16.5%、7.4%,说明目前斗渠、干渠尺度上节水力度大,节水效益明显, 而灌区尺度还有较大的节水潜力,应成为未来农业节水研究的重点。

西北灌区水资源优化配置模型研究

针对西北干旱半干旱地区日益严重的水资源短缺和生态环境问题,以系统分析的思想为基础,建立了面向生态和节水的灌区水资源优化配置序列模型系统,提出了综合考虑节水、水权、生态环境等因素的多目标多情景模拟计算方法,并以南阳渠灌区为例,得出了比较合理的水资源优化配置方案.南阳渠灌区的应用表明,在现有水资源情况下,随着社会经济发展,当地水资源紧缺现象将会日益严重,现状、2010和2030年分别为工农业及城乡生活提供水资源量5641 5万m3,5796 7万m3和5657 2万m3,缺水量则达到1544 6万m3,2100 3万m3和3627 9万m3.

海河低平原渠灌区麦田深松的节水增产效应研究

【目的】研究海河低平原渠灌区土壤深松对冬小麦的节水增产效应,以提高冬小麦产量和水分利用效率。【方法】于2011—2012年和2012—2013年冬小麦生长季,以冬小麦品种良星99为材料,大田条件下,通过小麦季设置旋耕(RT)、深松(SRT)和深耕(MRT)3种耕作方式处理,在海河低平原渠灌区进行了2个周期的研究。【结果】(1)深松可提高土壤水分入渗速率。水分入渗速率稳定时,深松处理土壤水分入渗速率为0.05 mm·s-1,分别是旋耕处理和深耕处理的2.50倍和1.67倍。(2)渠灌条件下,深松有利于水分在土壤中快速下渗,优化水分在深层土壤中的分布,提升深层土壤对灌水的储蓄能力。灌水后48 h,在0—180 cm土层,深松处理土壤水分增量为158.5 mm,旋耕和深耕处理分别为142.5和144.1 mm,分别相当于深松处理的89.9%和90.9%。(3)在冬小麦冬前阶段,深耕处理棵间蒸发量最高,分别是深松和旋耕处理的1.15倍和1.35倍。冬小麦返青后,旋耕处理棵间蒸发量提高,尤其是春季灌水后,旋耕处理日棵间蒸发量上升更快,最高达1.32 mm·d-1,而深松处理和深耕处理则仅为0.78和0.85 mm·d-1。深松处理全生育期棵间蒸发量最低,仅为138.17 mm,分别相当于深耕处理和旋耕处理的86.9%和89.7%。(4)冬小麦播种至拔节期,旋耕处理0—100 cm土层含水量高于深松和深耕处理;拔节期至成熟,0—20 cm土层,旋耕处理含水量最高;20—80 cm土层,深松处理含水量最高;80 cm以下土层,3个处理差异不显著。(5)深松处理生育期耗水量为419.1 mm,比旋耕和深耕处理节水约6%;深松处理对灌水和降水的消耗比例分别为41.2%和22.0%,显著高于深耕和旋耕处理。(6)深松处理产量平均为8 550 kg·hm-2,分别比旋耕和深耕处理提高15.4%和6.9%,其水分利用效率比旋耕和深耕处理分别高22.9%和14.0%。【结论】土壤深松可增加麦田地表水入渗速率,减少灌水和降水的无效蒸发,提高土壤对灌水和降水的储蓄,降低冬小麦耗水量,提高其水分利用效率和灌水生产效率,最终显著提高冬小麦产量,具有较好的节水增产效应。建议在海河低平原渠灌区冬小麦种植中采用深松耕作措施。

雷州青年运河灌区农业节水补偿实践研究

在雷州青年运河灌区建立农业节水补偿机制,实施续建配套与节水改造工程建设,使农业用水年平均节约18 100万m^3,用于增加对工业和生活的供水。工业及生活受益后,以水价提高的方式反哺农业,补偿费用每年达3 728.6万元。结果表明,农业节水补偿机制的实施,使农业用水向效率高、产值高的工业用水和日益增长的生活用水合理转让,提高了用水效率和效益,促进当地经济社会的可持续发展,经济效益和社会效益显著。

新疆天山北坡滴灌发展现状、存在的问题及建议

通过对新疆天山北坡地方和兵团9个地区的滴灌技术应用情况进行实地调研,对新疆目前滴灌工程在生产中的运行和管理进行分析,认为目前新疆滴灌技术的应用较为粗放,急须对基层农技人员、农民进行滴灌技术的培训,以期更好地发挥滴灌技术在农业生产中的作用。

井渠结合灌区节水灌溉的有效途径

井渠结合具有提高灌溉水资源利用率和调控地下水双重作用。探讨了对井渠结合灌区灌溉水利用系数、灌区适宜的渠井用水比例、水资源开发利用中的节水与养水。