应用彭曼公式进行灌溉预报的初步探讨

利用史河灌区姚李站的灌溉试验资料，用改进的彭曼公式计算作物的参考需水量，预测作物的实际需水量。     

基于彭曼法的长系列灌溉制度及灌水率研究

基于彭曼法计算作物需水量,采用长系列法对湖水东调灌区进行灌溉制度及灌水率研究。结果标明:彭曼法及长系列法计算得到的灌溉制度及灌水率成果是合理可行的。彭曼法计算的作物需水量精度高;长系列法更能准确反映灌区的实际缺水过程,设计灌溉制度及灌水率更科学,工程规模更合理。     

宝鸡峡灌区农田灌溉水量供需平衡分析

依据1991-2000年宝鸡峡灌区的气候、水文气象、作物种植结构及灌溉面积等资料，计算分析了农田灌溉需水量及其变化趋势，并进行了灌区供需水量平衡分析。结果表明：灌区农田净灌溉需水量和实际灌溉净供水量均呈递减趋势，年均净灌溉需水量为6．07亿m^3，年均实际净供水量仅为3．65亿m^3，年均缺水量为2．43亿m^3，说明灌区存在着严重的农田灌溉水量供需矛盾。结合灌区实际情况，从灌溉方式、灌溉工程管理和灌区水资源统一管理三方面提出了缓解水资源供需矛盾的建议。     

用模拟方法计算灌区灌水和排水过程

目前国内在水利工程的规划设计中,灌区灌溉用水计算,一般是分别计算各种作物在各个生长阶段的净灌溉定额,用净灌溉定额乘作物面积得净灌溉用水量.净灌溉定额是用作物各生长阶段的需水量减有效降水量求得.常规的方法在确定作物各生长阶段的需水量时考虑当时土壤水分条件和蒸散发能力的影响不够,甚至未考虑,因而由此计算出的作物各生长阶段需水量与各年作物的实际蒸散发量有很大差别.作物各生长阶段的需水量是作物散发量和棵间蒸发量的总和(即蒸散发量),而蒸散发量又与作物的供水条件(旱作地可用土壤含水量来代表)及蒸散发能力(受气象条件制约)有密切关系,这两种因素在不同的年份差别很大.根据山东省冶源、石马等灌区的试验资料,冬     

干旱区植被生态需水量计算方法评析

在综合分析有关研究文献的基础上，介绍了植被生态需水的概念；对干旱区植被生态需水量常用的几种计算方法——面积定额法、土壤含水量定额法、潜水蒸发法、改进后的彭曼公式法、水量平衡方程法、基于遥感技术的计算法进行了详细评析，并对这些方法在实际应用中的优缺点予以说明；最后提出未来应在＂3S＂技术应用、模型建立、尺度转换方面加强研究。     

基于农业气象和农业种植结构的区域农业需水研究——以唐山市为例

农田需水量预测是农业灌溉需水量的关键,其合理利用与农业水资源高效利用、科学管理有极为重要作用。为合理分析区域农田需水量,本文在全面分析农田需水量计算方法的基础上提出了以区域水资源合理配置为基础,将优化作物布局,调整种植结构,和采取作物适时灌溉相结合条件下的经济灌溉需水量预测方法;并以唐山市为例,采用45年的水文气象资料对未来20年全市充分和经济灌溉条件下的农田灌溉需水定额和灌溉需水量作了预测。结果表明,唐山市2010年、2020年经济灌溉需水量较充分灌溉条件下的农田综合灌溉定额分别减少76.9mm、68.0 mm,对应的农田用水量分别下降了4.07×108m3和3.59×108m3。比较不同灌溉条件下的农业需水量变化发现在农业灌溉中采用经济灌溉方式将有利于缓减未来农业供需水不足的矛盾。     

秘鲁阿雷基帕地区苜蓿需水量的计算与思考

文章系作者在秘鲁阿雷基帕地区开展灌区规划工作期间,运用修正后的彭曼公式,利用单作物系数法,计算当地多年生作物苜蓿的长系列逐旬需水量,并与西班牙人2004年所做的同一地区苜蓿的需水量计算成果进行对比与验证,从而提出作者对于利用彭曼公式计算作物需水量的几点体会和思考。     

基于生态安全的阿瓦提灌区生态需水量研究

阿瓦提灌区地处塔里木盆地西北边缘,气候极端干旱,降水稀少,蒸发强烈。近年来,由于大批开荒、水资源不合理利用、土壤盐渍化等导致灌区生态环境越发脆弱,阻碍其经济的可持续发展。在灌区实地考察、分析整理多年新疆统计资料的基础上,考虑灌区生态用水安全,针对不同植被生态需水特点,分别采用彭曼公式法、定额法和比值法等相适宜的生态需水研究方法,计算其生态需水量。结果表明:阿瓦提灌区生态需水总量为13. 37×10~8m~3,其中,河道外生态需水量为6. 8×10~8m~3,河道内生态需水量为6. 57×10~8m~3。通过生态需水量研究,提出适宜的用水建议,为阿瓦提灌区生态系统的健康与稳定提供一定的理论依据。     

新疆典型团场水资源供需分析

随着工农业的发展,新疆生产建设兵团灌区用水量逐步增加,致使灌区水资源供需矛盾日趋突出。选取新疆兵团典型团场———150团作为研究对象,通过对现状年、预测年水资源供需平衡计算,得出现状年、预测年的缺水程度。结果表明:现状条件下,平水年供水量已不能满足需水要求,中等干旱年缺口更大;随着灌区节水改造,输配水效率提高,农业灌溉定额降低,然而由于种植面积逐年增加,因此农业需水量仍呈增加态势。150团场水资源短缺,有水资源不足的因素,也有水资源利用率低的缘故,因此不仅要采取适当措施节约用水,提高水资源有效利用率,加快团场改造工程建设,而且必须在团场实行非充分灌溉和水资源优化配置,以缓解灌区水资源紧缺局面。     

基于作物需水的灌溉用水量核算方法及应用

用水量核算方法是最严格水资源管理制度实施的一项技术支撑。以山东济宁市梁山县为研究区,采用FAO(国际粮农组织)推荐的Penman-Monteith公式,计算了该县3种主要农作物的逐日作物需水量及净灌溉需水量。研究中考虑到研究区的作物种植面积、灌溉水利用系数等因素提出理论需水量和折算系数的概念,通过推求理论需水量与实际用水量的折算系数,对2011年和2012年梁山县灌溉用水量统计数据进行核算,核算的相对误差分别为0.08%和-1.52%,核算结果较好。     

气候变化对灌区农业需水量的影响研究

气候变暖不仅影响水资源量及其时空分布的变化,而且也会使农作物蒸发蒸腾量增加,从而加剧农业水资源供需矛盾。因此,研究气候变化对农业需水量的影响对保障农业用水安全具有重要的意义。本文利用陕西省宝鸡峡灌区11个气象站28 a的气象资料,分析了灌区气候变化特征;计算了主要作物需水量和农田灌溉需水量;利用单因素敏感性分析法研究了气候变化对农业需水量的影响。研究结果表明:灌区年平均气温显著上升,降水量持续下降,蒸发量明显增大,大部分地区相对湿度和风速显著下降,而日照时数有所增加;冬小麦、玉米、棉花和油菜生育期需水量明显增加;各气候因素对农田灌溉需水量影响顺序为:降水量>相对湿度>最高气温>日照时数>平均气温>风速,气温的上升、相对湿度的下降、降水量的减少以及日照时数的增大使作物需水量明显增大,而灌溉面积减小使农业需水量有减少的趋势。     

北京市农业节水与作物种植结构调整

从农业供水资源对作物种植结构的影响、作物种植结构对农业用水量和农业水资源供需平衡的影响,以及作物种植结构对农业节水灌溉方式的要求和对灌溉效益的影响等几方面研究探讨了农业节水与作物种植结构这种既相互制约,又相互促进的关系,并就北京市作物种植结构调整和今后农业节水灌溉工程建设提出几点建议.     

基于水文-作物耦合模型和CWAPI指数的农业干旱评估

基于模拟土壤含水量构建的干旱指数可反映农业干旱的时空发展过程,已被广泛用于大范围农业干旱评估中。当前模拟用于干旱评估的土壤含水量时,常采用水文模型进行模拟。然而,水文模型常过于简化作物模块甚至缺少作物模拟方案,无法模拟作物需水量,因此仅基于土壤含水量构建的土壤干旱指数因忽略作物需水而难以准确评估实际的农业干旱情况。研究构建了考虑灌溉过程影响的水文-作物耦合模型VIC-EPIC（Variable Infiltration Capacity-Environmental Policy Integrated Climate）,提出了基于VIC-EPIC模拟作物需耗水过程的作物缺水距平指数CWAPI（Crop Water Anomaly Percentage Index）,在青口河流域开展了区域农业干旱评估方法研究。验证分析表明,构建的CWAPI因考虑作物需水影响可直接反映作物的缺水状态和缺水对作物生长的累积影响;由于在干旱评估中引入了作物种植比例、轮作类型和灌溉的影响,CWAPI能够较SMAPI（Soil Moisture Anomaly Percentage Index）更客观地反映区域作物旱情。因此评估农业干旱时,需要考虑作物种植比例、轮作和灌溉过程的影响。     

南京地区水稻节水灌溉定额及适宜灌溉模式

收集南京地区55年气象观测资料,采用Penman-Monteith公式计算参考作物需水量;以多年实测数据与分段单值平均法相结合确定水稻作物系数;采用单作物系数法计算水稻需水量,再根据水量平衡原理,结合浅湿灌溉制度,推算南京地区不同分区、不同水文年、不同灌区类型的水稻耗水量和灌溉定额。根据未来水稻生育期暴雨发生概率增加的特点,提出更适宜南京地区推广的水稻蓄水控灌模式,以减少水量损失、提高降雨利用率。结果表明:南京地区一般干旱年降雨有效利用率达70%~85%,特枯年接近100%。     

供需双侧调控下水稻灌区水-能源-粮食系统耦合协调评价与优化研究

对于水资源主要消耗用户和粮食重要生产基地的大型灌区,进行供需双侧调控是缓解灌区水资源供需矛盾、提高区域高质量可持续发展的重要途径之一。为了揭示灌区水-能源-粮食复杂的协调关系,针对性地开展系统优化调控。首先基于系统评价理论构建大型灌区水-能源-粮食系统耦合协调度评价模型,再基于灌区水资源系统模拟模型,以灌区水-能源-粮食耦合协调度最大为目标,以灌区主要作物水稻种植比例、水库分级分期旱限水位、水稻需水关键期限制供水比例作为优化调控变量,结合加速遗传算法,开展基于水资源供需双侧优化调控的灌区水-能源-粮食系统耦合协调评价与优化调控研究。杭埠河灌区应用结果显示:优化调控确定的灌区水稻种植比例、水库分级分期旱限水位、水稻需水关键期限供比例,相较于灌区运行现状能提高水-能源-粮食系统耦合协调水平,双季稻种植面积一定程度恢复使粮食产量明显提高,优化的水库旱限水位及水稻需水关键期水库限供比例,可在提升灌区干旱年份水资源利用效率的同时,较好地降低粮食作物因旱减产损失。可见,开展灌区供需双侧优化调控能显著提高灌区水-能源-粮食系统耦合协调性和适配性,可为提高水资源利用效率、布局主要粮食作物生产以及落实灌区水利高质量发展实施途径提供参考。     

基于作物耗水定额控制的灌溉管理模型

海河流域水资源供需矛盾突出,其中农业灌溉所占用水量和耗水量比例最大,而其水分利用效率相对偏低,因此节水潜力较大,为合理调控区域灌溉用水,本文将田间试验观测为基础的灌溉节水理论和方法与遥感数据反演区域耗水(ET)的点面优势相结合,提出了基于作物耗水定额管理的农业灌溉管理模型,通过控制区域上的作物耗水量分布,促进区域灌溉水资源的合理调配和利用,实现资源性节水。模型主要功能包括遥感反演数据统计分析、区域耗水目标分解、作物ET定额分配、种植结构调整、节水潜力分析以及净灌溉需水量估算。可实现从区域综合耗水控制目标向主要作物ET定额的分解,并转化为灌溉用水管理中可控制的灌溉定额,通过逐年设置主要作物的ET控制定额和种植结构情景方案,分析区域的节水潜力,消除奢侈耗水,实现不同水文年和耗水控制阶段目标下的灌溉定额管理,为区域灌溉水管理提供技术支持。     

RBF神经网络在阿拉尔垦区需水预测中的应用

利用RBF神经网络,建立了阿拉尔垦区需水量预测模型。选取农业用水灌溉定额、工业用水重复利用率、城镇生活人均日需水量、农村生活人均日需水量作为模型输入,农业、工业、城镇生活、农村生活需水量作为输出。将2001—2007年用水量数据作为训练样本,用2008—2009年用水量数据对模型进行检验。在农业、工业、城镇生活、农村生活4类需水量中,2009年工业需水量预测的相对误差最大,为-16.24%,总需水量的最大误差仅为1.80%,取得了较满意的结果,表明RBF神经网络模型用于该区需水量预测是可行的。     

北方干旱内陆河灌区节水农业综合技术模式研究与示范

根据21世纪北方干旱内陆河灌区农业高效用水的发展趋势,开展了北方干旱内陆河灌区节水农业综合技术集成与示范,探索该类型区农业高效用水技术及发展模式。通过组装、集成近几年来研究开发的适应于干旱内陆河灌区农业高效用水的新技术,提出流域水资源合理配置与优化调度方案、抗冻胀防渗渠道的结构设计、田间节水灌溉技术及相应的灌区管理技术,形成干旱内陆河灌区农业高效用水综合技术模式。     

GMS 农业水价改革模块设计与应用

为解决灌区管理中用水效率低、工程建管不完善、农业水价总体偏低等问题,利用“以电折水、以时折水”等方法,获取灌区重要节点水量,并通过有线和无线方式进行数据传输,形成具有实时显示、查询、管理等功能的智慧灌区平台（GMS）,进而提升灌区科学管理水平和用水效率。以颍上县人民河灌区为例,对智慧灌区平台（GMS）的农业水价改革专题模块的设计及应用进行了探讨,模块设计包括专题水价管理、灌溉定额、用水单位管理、用水量统计、水费征收管理等功能,分析了 GMS 在颍上县人民河灌区的应用成效,智慧灌区平台（GMS）的应用提升了灌区用水计量精准率和灌区现代化管理水平,为推进农业水价改革提供了支撑。