基于电气自动化的灌溉水电双控系统设计

针对我国灌溉系统水资源利用率较低的问题,基于电气自动化对灌溉水电双控系统进行了设计。灌溉水电双控系统主要组成包括控制模块、信息采集模块、收费管理模块、执行模块和通信模块。为了实现节水灌溉,提升水利用率,在管理方面对控制系统软件进行设计,在技术方面对控制系统算法进行设计。为了验证灌溉系统的性能,对系统进行了数据计量准确性试验和节水灌溉运行试验。试验结果表明:系统可以准确地测量用电量和用水量,且可自动启动节水灌溉。

不同灌溉量对矮化密植苹果树生理特性和苹果产量及品质的影响

【目的】研究不同滴灌量对苹果生理特性和苹果产量及品质的影响。【方法】以新疆阿克苏地区的矮化密植苹果树为研究对象,设置3种滴灌量处理,即:低水W 1(灌溉定额为216 m^(3)/667m^(2));中水W_(2)(灌溉定额为249 m^(3)/667m^(2));高水W_(3)(灌溉定额为282 m^(3)/667m^(2));漫灌为CK(灌溉定额为750 m^(3)/667m^(2))。利用TDP插针式茎流仪测定苹果树茎流速率、Li-6400便携式光合测定仪测定叶片光合参数、HOBO小型气象站采集气象数据、ECH_(2) O水分探头测定-20、-40、-60和-80 cm土壤含水量;测定苹果产量指标(单果重、纵径、横径、果形指数)和品质指标(可溶性糖、总酸、K、Ca、Na、Mg、Cu、Zn、Fe、Mn含量)。【结果】不同灌溉处理茎流速率表现为CK>W_(3)>W_(2)>W 1,不同月份平均茎流速率排序为7月>8月>6月>9月。净光合速率和蒸腾速率均随灌溉量的增加呈先增大后减小的趋势,W_(2)处理的水分利用效率较高。影响苹果树茎流速率的主要气象因子是太阳辐射和大气温度,30~50 cm土层是滴灌灌溉的重要区域。随灌溉量的提高,产量逐渐增加,但W_(2)、W_(3)和CK无显著差异性。灌溉水利用效率随灌溉量增加呈先增大后减小的趋势,W_(2)的灌溉水利用效率最大,较对照CK高出65.59%。W_(2)处理为最佳处理,但在干旱区可以适当多灌溉以提高其产量。【结论】新疆阿克苏地区矮化密植苹果树最佳灌溉处理为W_(2)处理,灌溉定额为249 m^(3)/667m^(2),全年灌溉次数为11次,7月蒸发量较大应及时灌溉。

不同灌溉方式对西北干旱区紫花苜蓿生产性能的影响

为了明确紫花苜蓿品质形成差异的水分生理特征,探索因地制宜、节水高效的灌溉模式,以河西地区为例,以不灌水(CK)为对照,对比分析了常规畦灌(M)、交替灌溉(T)和隔沟灌溉(G)等3种不同灌溉方式分别在灌底墒水、越冬水、返青水和现蕾水不同灌溉量下对“三得利”紫花苜蓿产量和品质的影响。结果表明:(1)不同灌水方式下株高与灌水次数呈正相关,分支数与灌水量呈负相关;交替灌溉在灌底墒水、越冬水、返青水和现蕾水条件下株高三茬平均值最高为91.92 cm。(2)各灌水模式下,紫花苜蓿净光合速率、蒸腾速率随灌水量的增大表现出增高的趋势,其中交替灌溉的净光合速率随灌水量的增大提高了15.64%,且均高于常规畦灌和隔沟灌溉在同等灌水量下净光合速率。(3)不同处理紫花苜蓿的产量随灌水量的增加而增加,漫灌处理紫花苜蓿的三茬总产量显著高于交替灌溉与隔沟灌溉在相同灌水量下苜蓿产量,在灌底墒水、越冬水、返青水和现蕾水条件下三茬总产最高达49447.6 kg/hm^(2)。(4)不同灌水方式紫花苜蓿粗蛋白含量和中性洗涤纤维含量显著高于无灌水(CK)处理,且随着灌水量的增加有不同程度的提高。河西地区地处干旱和半干旱区,以节水灌溉的角度出发,可以选择交替灌溉灌底墒水、越冬水、返青水和现蕾水的灌溉模式能够在保证高产的同时,达到节水的目的。

云南省九湖流域低污染水总量、类型及利用现状分析

为有效推进云南省九湖流域低污染水资源化利用,基于九湖流域2021年的城镇污水处理厂、气象和农业灌溉相关数据,分别从城镇污水处理厂尾水和农田径流排水水量2个方面计算九湖流域2021年低污染水总量,并结合实际调查对其利用现状进行分析。结果表明:1)九湖流域内产生的低污染水总量为150736.07万m^(3),其中城镇污水处理厂尾水水量为82544.14万m^(3),农田径流排水水量为68191.93万m^(3)。2)九湖流域低污染水回用总量为46279.44万m^(3),回用率为30.70%。城镇污水处理厂尾水回用率为54.46%,其中滇池流域回用率最高,其尾水主要用于景观用水,其次是农业灌溉和城市杂用;农田径流排水回用率为1.94%,主要是通过建有调蓄带的洱海、抚仙湖、杞麓湖、星云湖等流域实现回用,其中星云湖流域农田径流排水回用量最高。3)九湖流域低污染水回用还有很大空间,不同湖泊流域可根据产业结构及发展定位设立不同的低污染水回用目标,加强对农田径流排水的水质监测;根据不同时期农田径流排水水质,科学合理确定农田径流排水用途和去向,充分利用调蓄带的拦蓄储存净化功能,加强污水处理厂尾水、农田退水、初期雨水之间的综合利用。建议在九湖流域内选择典型地区开展低污染水利用配置试点工作,通过试点示范总结成功经验,形成可复制、可推广的低污染水资源化利用模式,促进流域内低污染水资源回用。

贺州市2018—2023年农田灌溉水有效利用系数年间变化分析

农田灌溉水有效利用系数是农作物利用的净灌溉水量与水源渠首处总灌溉引水量的比值,它反映灌区渠系输水和田间用水状况,能综合反映灌区灌溉工程状况、用水管理水平、灌溉技术水平等。贺州市选择了18个样点灌区,采用“首尾测定法”计算各样点灌区灌溉水有效利用系数并推算得全市农田灌溉水有效利用系数,通过对2018—2023年贺州市灌溉水有效利用系数年间变化对比分析,发现贺州市农田灌溉水有效利用系数逐年上升,预计在未来一段时间内仍将保持平缓增长态势。

城市地下综合管廊渗漏水病害成因及处理措施研究

城市地下综合管廊出现渗漏水病害将危及管线的运营安全,因此应及时妥善处理。本文对不同城市多种结构形式的已建成城市地下综合管廊开展渗漏水情况调研和统计,分析不同类型渗漏水病害的特征与成因,并针对不同成因的渗漏水问题提出具体处理措施。

旱地农田壤中防渗对灌溉水水分利用率的影响

在干旱半干旱地区,节水灌溉是农田增产的重要措施。为给壤中防渗措施在节水灌溉中应用提供理论依据。利用大型称重式蒸渗仪研究了两种防渗措施下冬小麦生育期灌溉水入渗再分布、蒸散、作物根系生长、产量和水分利用效率等。研究结果表明:在冬小麦生育期,采用壤中防渗措施能显著提高防渗层(0~40 cm)之上的土壤平均贮水量,壤中压实(C)和铺膜处理(P)分别比对照组(CK)提高6.8%和10.0%;明显提高蒸腾(T)在蒸散(ET)中的占比,促进作物对灌溉水的吸收利用;促进冬小麦根系生长发育,C和P处理0~100 cm根系生物量分别增加了10.4%和28.0%;C和P处理的产量分别比CK处理提高5.4%和18.3%,水分利用效率分别比对照提高0.94和3.19个百分点。在考虑环境因素的前提下,壤中压实防渗处理更适用于在西北旱地农业生产中应用。

自压滴灌技术在农田灌溉中的应用研究

该文以自压滴灌技术作为切入点,总结自压滴灌技术原理、系统组成结构与应用作用,用于论证自压滴灌技术应用可行性。结合自压滴灌技术实际应用情况,分析当前面临的技术难题,从管网布置、系统参数选择、设备选型、安全防护和建立灌溉制度几个方面阐述自压滴灌技术的应用策略。旨在有效提高农田灌溉的效率和水资源的综合利用率。

神灵电灌区农田灌溉水有效利用系数测算评估

为评估农业灌溉用水效率,本文采用直接量测法与观测分析法确定主要农作物的净灌溉定额。根据各类作物的实际灌溉面积推算灌区的净灌溉用水量,以及灌区管理站提水记录与灌区内塘坝复蓄系数推算神灵电灌区毛灌溉用水总量,通过首位测算法求灌区农田灌溉水有效利用系数,以此测算了神灵电灌区农田灌溉水有效利用系数。结果表明,神灵电灌区系数从0.5513提升至0.5889,主要得益于配套工程的更新改造与灌区日益完善的管理维护工作。

灌溉水利用系数测定方法研究

通过开展对灌溉水利用系数资料的搜集、整理并对灌区进行实地调研,在了解目前灌区灌溉水利用系数测量中存在问题及原因的基础上,对灌区灌溉水利用系数测量计算方法进行了分析研究,提出了测定灌溉水利用系数的综合测定计算方法。该方法既克服了传统测量方法中工作量大,需要大量人力、物力才能完成的缺点,又弥补了只测量典型渠段而引起较大误差的不足,而且能反映出灌区渠系用水情况、灌溉工程质量及灌溉用水管理水平等。为灌区今后经常性地测量符合实际的灌溉水利用系数及指导灌区节水工程改造等提供了一种切实可行的计算方法。并结合实例进行了应用分析。

滴灌施肥技术对生姜产量及水肥利用率的影响

为提高生姜产量和水肥利用效率,该文以‘莱芜大姜’为试材,研究了常规沟灌不施肥(CK0)、常规沟灌施肥(CK)、滴灌等量施肥(T1)及滴灌减量施肥20%(T2)等不同灌溉施肥方式对生姜生长及水分和氮磷钾利用率的影响。结果表明,滴灌施肥有利于生姜植株各器官的平衡生长,虽然生物产量与常规沟灌施肥无显著差异,但T1、T2的根茎经济产量分别比CK提高17.94%和15.78%。T1、T2的氮钾吸收量分别比CK增加12.54%、13.53%和6.09%、7.01%,而磷素吸收量T1、T2与CK间无显著差异;T1、T2的氮磷钾利用率分别比CK提高19.85%、12.38%、19.66%和37.06%、30.66%、37.76%;T1、T2的灌溉水利用效率分别比CK提高112.71%和110.64%。表明滴灌施肥处理可显著提高生姜根茎产量、氮磷钾的吸收量和利用率以及水分的利用率。

施氮与灌水对夏玉米产量和水氮利用的影响

通过田间裂区试验,研究了不同灌水量(900、1200和1500 m3/hm2)和施氮量(0、150、210和270 kg/hm2)对夏玉米生长状况、产量构成及水、氮利用效率等的影响。结果表明:当灌水量超过最低量900 m3/hm2、施氮量超过150 kg/hm2时,二者对玉米产量、产量构成因素(穗粒数、百粒重及穗粒重)和收获指数(HI)以及各生育期干物质积累量等均没有明显影响;氮肥农学效率和氮肥偏生产力随氮肥用量的增加呈明显降低趋势;灌水生产效率和水分利用效率随灌水量的增加也显著降低,二者均表现为900 m3/hm2>1200 m3/hm2>1500 m3/hm2。因此,在本试验条件下,以W900N150处理的水、氮利用效率、产量及其构成因素等较高,并且对环境造成潜在危害最小,为当地地域气候条件下夏玉米生产中节水减氮的较为适宜的水氮配比。

农业节水措施对地下水涵养的作用及其敏感性分析

以北京市大兴区为研究区,利用经校验的水平衡模型,通过调整灌溉满足率和灌溉水利用系数,探讨了不同农业节水措施对增加地下水补给量和减少地下水开采量的作用及其敏感性。结果表明,不同水文年型下,降低灌溉满足率及提高灌溉水利用系数都能减少地下水开采量,且降低灌溉满足率对减少地下净开采量的作用更为显著,有利于区域地下水涵养。在参数取值范围内,地下水净开采量对灌溉满足率的敏感性较大,而地下水补给量对灌溉水利用系数的敏感性较高。与提高灌溉水利用系数相比,对资源性缺水区域,采用先进节水技术,适度降低区域灌溉满足率,对促进水资源持续有效利用及加大地下水涵养具有更显著的效果。

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。

负压灌溉对烤烟生长及水肥利用率的影响

为探讨负压灌溉对烤烟生长及水肥利用率的影响,采用负压灌溉装置设置3个不同的供水负压,在日光温室内以盆栽方式考察了不同负压供水下土壤含水量的动态变化,以及负压供水对烤烟生长、干物质积累与分配、水肥利用率的影响。结果表明:1负压灌溉能维持土壤含水量在较稳定的范围内,但生长过程中土壤水分含量与供水压力没有明显的比例关系;2在-20^-10 k Pa范围内,随着供水压力的增大,烟株长势增强,烟株的干物质量、耗水量、钾素吸收总量及钾肥利用率逐渐增加,根干重及水分利用效率随供水压力的降低而增加,氮、磷素吸收总量及其利用率随供水压力的降低而呈现出先增加后降低的趋势;3以烤烟干物质积累为目标,烤烟伸根期适宜供水压力为-20^-15 k Pa、旺长期约为-10 k Pa、成熟期为-15^-10 k Pa。

灌溉方式和施氮量对直播稻氮素和水分利用的影响

为研究不同灌溉方式和施氮量对直播稻的光合生产、干物质积累、氮素利用、水分利用和稻谷产量的影响,采用裂区试验设计,主区因素为品种:‘德香4103’和‘金农丝苗’,副区因素为3种灌溉方式:浅水灌溉、轻干湿交替灌溉和重干湿交替灌溉,副副区因素为4个施氮量:0 kg(N)·hm^(-2)、120 kg(N)·hm^(-2)、180 kg(N)·hm^(-2)、240kg(N)·hm^(-2),分析测定直播稻的干物质积累量、氮素积累量和利用率、水分利用率和产量等指标。结果表明:灌溉方式和施氮量对直播稻氮素利用和产量形成的影响存在显著的互作效应。与浅水灌溉相比,轻干湿交替灌溉处理下‘德香4103’和‘金农丝苗’抽穗期剑叶净光合速率、拔节—抽穗期干物质积累量、结实期茎叶氮素转运量、成熟期籽粒中氮素积累量、氮素农艺效率和氮肥回收效率显著增加;抽穗期叶面积指数、拔节前干物质积累量、成熟期茎叶氮素积累量显著降低。施氮量对‘德香4103’和‘金农丝苗’氮素积累量、氮素利用效率、产量的影响存在差异。浅水灌溉处理中,与无氮相比,‘德香4103’和‘金农丝苗’施氮后产量分别提高31.79%~48.77%和29.72%~45.36%;施氮量超过180 kg·hm^(-2)后,‘德香4103’的产量显著下降,而‘金农丝苗’相应指标却无显著变化。轻干湿交替灌溉处理中,与无氮相比,‘德香4103’和‘金农丝苗’施氮后产量分别提高32.58%~61.10%和36.49%~48.45%;施氮量超过180 kg·hm^(-2)后‘德香4103’的产量无显著变化,氮肥回收效率、氮素农艺效率均显著下降,‘金农丝苗’的产量和干物质积累量无显著变化,成熟期氮素积累量显著提高。重干湿交替灌溉处理中,与无氮相比,‘德香4103’和‘金农丝苗’施氮后产量分别提高37.01%~42.88%和30.11%~42.63%;施氮量超过180 kg·hm^(-2)后,‘德香4103’和‘金农丝苗’的产量无显著变化;但‘德香4103’成熟期氮素积累量显著增加,‘金农丝苗’氮素积累量却无显著增加,两个品种氮素农艺效率均显著降低。综上所述,轻干湿交替灌溉更适合于直播稻高产、节水、高效栽培,其中‘德香4103’产量在轻干湿交替灌溉下施纯氮240 kg·hm^(-2)处理最高,‘金农丝苗’产量在轻干湿交替灌溉下施纯氮180 kg·hm^(-2)处理最高。

节水灌溉条件下水稻生长季降雨利用率的试验研究

通过小区试验与桶栽试验,研究了寒地稻作区不同灌溉模式下的天然降水利用率。基于试验对比法,湿润灌溉下天然降水利用率最高(89%),淹灌、间歇灌溉次之(84%、77%),控制灌溉最低(72%)。基于水量平衡法计算的天然降水利用率,以湿润灌溉下最高,为95.79%;淹灌和间歇灌溉次之,分别为91.42%和87.22%;控制灌溉最低,为76.79%。

不同水分管理对水稻生长与氮素利用的影响

应用土柱模拟法和^(15)N示踪技术研究了长期淹水和严重渗漏条件下水稻的生长和氮肥的吸收与转化。结果表明，两种水分条件下，水稻根系生长量和地上部干物质积累量明显不同。水稻在淹水条件下因根系生长受阻，氮积累在拔节后明显变缓；而渗漏条件下水稻对氮的吸收在孕穗期仍保持较高水平。前者对肥料氮的利用率较后者显著地低，且土壤矿化氮在所吸收的氮中的贡献率也相对较高。这与水稻在两种水分管理条件下的生长状况和氮在两种情形下的转化特点密切相关。本试验条件下，水稻于拔节后对土壤矿化氮的吸收数量明显增加，似有脱肥现象，因此，应提倡追施孕穗肥。

不同措施对灌溉水有效利用系数的驱动力贡献分析

灌溉水有效利用系数作为国民经济发展的一项重要的资源利用效率指标,也是实行最严格的水资源管理制度中用水效率控制红线的三项主要指标之一,国家也提出了明确的阶段目标。由于影响该指标的因素众多,在提高措施的选择和实施效果方面是各级政府在投资改造和决策中非常关心的问题。通过对广东省2005-2011年度实测基础上的资料进行统计,对影响灌溉水有效利用系数的相关驱动力措施进行量化分析,采用通径分析法对种植结构调整措施、输配水措施、用水管理措施、灌溉技术措施和田间用水措施五类措施的驱动力贡献权重进行了量度。结果发现各措施贡献主要以非稻面积比和节灌率指标为代表的措施为主,最大两类措施权重占到总贡献的79.11%。该研究从驱动力贡献的角度解构了影响灌溉水有效利用系数的各因素内在作用机制和传导路径,为更有效提高灌溉水的利用效率指出了具体实施的重点和方向,对于区域水资源的优化配置和保障区域经济社会的协调发展有着重要的理论和实际意义。

太行山低山区雨水集蓄与利用研究

太行山低山区干旱缺水严重,大大制约了山区经济发展。雨水集蓄利用技术是发展山区旱作林果业和旱作农业的重要技术手段。笔者在分析雨水集蓄利用理论和技术的基础上,对雨水汇集、蓄存和高效利用技术进行系统总结。并对其存在问题进行分析,提出相应的对策。