一维畦灌地表水流-土壤水动力学耦合模型Ⅰ：建模

畦灌地表水流-土壤水动力学耦合模型可从物理机制上综合模拟地面灌溉过程中地表水与土壤水系统之间的互动关系,为开展区域尺度地面灌溉系统性能评价提供了基础工具.利用二阶时空离散精度的混合数值解法求解一维全水动力学模型,建立了一维畦灌地表水流运动模型,并利用二阶时间离散精度有限差分法和构建的四阶空间离散精度有限体积法解算一维土壤水动力学模型.同时,以地表水和土壤水质量守恒方程交替迭代计算的地表水深收敛值为基础,利用动量守恒方程获得地表水流速场,实现了地表水-土壤水系统间的有效迭代耦合,构建起基于数值解法和迭代耦合模式同步改进的一维畦灌地表水流-土壤水动力学耦合模型.     

畦灌施肥地表水流与非饱和土壤水流-溶质运移集成模拟：Ⅰ模型

本文基于零惯性量方程和一维对流-弥散方程建立起畦灌溉施肥地表水流溶质运移模型，并利用HYDRUS-2D软件模拟二维非饱和土壤水流溶质运移过程，以一维地表水流溶质运移模拟得到的通量条件作为二维非饱和土壤水流溶质运移模拟的上边界，利用编制的程序将两个模型进行集成，构建起畦灌施肥地表与非饱和土壤水流溶质运移集成模型。基于多时段分步迭代计算方法，实现沿畦长地表入渗溶质通量动态变化条件下的二维非饱和土壤水流溶质运移模拟。     

基于SGA和SRFR的畦灌入渗参数与糙率系数优化反演模型Ⅱ——模型应用

利用作者开发的基于SGA和SRFR模型构建的畦灌土壤入渗参数和田面糙率系数优化反演模型，在不同田间灌溉实例条件下进行参数优化估值，分析评价依据地表水流推进(消退)数据估算得到的土壤入渗参数和田面糙率系数进行畦灌地表水流运动过程模拟的效果。结果表明，利用基于地表水流推进数据估算的参数可很好地模拟非稳定状态下的水流推进过程，但其模拟地表水流消退过程的效果却普遍较差，而采用基于地表水流消退数据估算的参数虽可较好地模拟稳定状态下的水流消退过程，但用其模拟水流推进过程的精度却有所下降，只有采用基于地表水流推进与消退组合数据估算的参数，才能获得较佳的综合模拟效果。与人工试算法和离散变量法估算的参数相比，基于SGA优化估值参数模拟的畦灌地表水流运动过程效果更好，SGA是改善参数估值精度的有效手段。     

智慧灌区建设发展思考

正灌区是强人类活动下二元水循环理论的重要实践,近年各级灌区管理部门以科学发展观为指导,积极探索可持续发展的管理思路,大力推进灌区信息化及现代化建设,在远程传输、远程控制、农业水价综合改革、水权交易等方面发挥了积极作用,受到社会广泛关注和认可。但与此同时,灌区的信息化管理目前仅限于对信息的采集和存储,未能对信息进行深度处理、利用、反馈与决策,即以人工智能或智慧的形式开展灌区用水过     

现代化灌区高效节水灌溉工程建设投融资及管理运行机制探讨

针对我国灌区农田水利工程尤其是高效节水灌溉工程建设,提出了投融资方案和工程运行维护管理方案,主要是工程建设投融资其基础部分国家主投、公共部分多元众投、专用部分用户参投,工程运行管护则依托专业化市场团队进行国有水利工程运行管护,组建农业用水合作社进行田间工程运行管护,引入社会资本参与田间工程的建设及运行管护。     

参与式灌溉管理模式科层化问题分析

从管理模式的权限结构和交易成本视角出发,分析参与式灌溉管理模式科层化的内涵、成因及类别,探讨解决科层化问题的途径与方法。结果表明,理论上参与式灌溉管理模式在权限结构、决策方式和管理机制等方面表现为混合关系、共同决定和多种管理机制相融合的特点,但实践中却往往体现出等级制、层级决策、单一行政管理机制的科层化特征。基于节约交易成本的组织行为激励,政府凭借其权限控制权进行的选择性干预和农民用水户协会等组织的适应性反应是导致科层化问题的主要成因。将政府职责限定在公共服务范围内、完善法律体系支持成立非政府灌溉管理经营组织以及提高农民用水户协会等相关组织的自我管理能力是参与式灌溉管理模式得以可持续发展的关键所在。     

基于混合数值解法的二维畦灌地表水流运动模拟I：模型建立

摘要：数值模拟畦灌水流运动过程可为地面灌溉系统设计与评价提供必要的工具和手段。本文在利用隐式三点后 差分隐时间格式对二维畦灌地表水流运动模型各矢量项进行时间离散基础上,采用有限差分法、有限体积法和有 限单元法分别对由隐时间格式与线性化过程生成的物理通量线性近似式系数的空间导数、物理通量的空间导数和 地形向量开展空间离散,对经时-空离散后形成的控制方程代数方程组进行数值解算,构建起基于混合数值解法 的二维畦灌地表水流运动模型。     

畦灌施肥地表水流与非饱和土壤水流-溶质运移集成模拟Ⅱ：模型率定及验证

摘要：利用冬小麦扬花水畦灌施肥试验数据,对构建的畦灌施肥地表与非饱和土壤水流溶质运移集成模型进行率定,基于冬小麦返青水田间试验数据,对该集成模型在不同畦灌施肥模式下模拟的地表水流推进时间、沿畦长土壤体积含水率和硝态氮浓度、畦灌施肥系统性能评价指标值等进行验证。结果表明,模拟结果与田间实测数据的相对误差值和平均相对误差值均小于相应的控制误差,构建的集成模型可用于模拟预测不同畦灌施肥模式下地表和非饱和土壤水流溶质运移转化过程及分布状况,为开展畦灌施肥系统优化设计和性能评价提供了有效的数值模拟工具。     

聚苯板在渠道衬砌防冻胀中的应用性能评价

聚苯乙烯泡沫塑料是中国北方渠道衬砌防冻胀中应用效果较好的一种保温材料,材料性能会随运行时间的长短而发生改变。为了探讨其变化规律,从已运行了27a的聚苯乙烯泡沫塑料板防冻胀渠道中现场采样,并进行了性能检测,结果表明,其绝大多数性能会随着工程运行而减低,其中关键的导热系数升高了60%以上,但吸水率不会超过标准规定值,能够满足工程防冻胀长期使用的要求。     

现代灌溉水肥调控原理与技术研究进展

我国一般年份农业缺水约300亿m~3,农业水肥利用率主要指标相当于国际先进水平的60%～70%,农业缺水和面源污染问题日益突出,严重影响国家粮食安全和生态安全。本文综述了创新团队在现代灌溉水肥调控原理、技术与模式等方面所开展的研究工作进展。通过多年的研究,发展了现代灌溉施肥变量调控理论方法,提出了精量滴灌水肥高效调控技术、变量喷灌水肥高效调控技术、精细地面灌溉水肥高效调控技术等关键技术,构建了东北粮食主产区覆膜滴灌水肥精量调控技术模式、华北地下水超采区灌溉水肥高效调控技术模式和西北干旱区滴灌水肥盐协同调控技术模式,节水、增产和节肥效益十分显著。