节灌控排条件下氮磷迁移转化规律研究

针对我国灌排面积不断增加、水资源利用效率不高、化肥流失严重等问题,结合田间对比试验,考虑节水灌溉与控制排水的协同效应,通过控制变量法研究灌排因素对排水量、氮磷流失量的影响和土壤水中氮磷迁移转化规律,发现：浅灌深蓄（G1）模式下控制排水（L1）的排水量较非控制排水（L2）的排水量减少了7.59%,浅勤灌溉（G2）模式下L1的排水量较L2处理下减少了8.44%;同时L1处理下NO3--N、NH4＋-N、TN、TP流失量分别比L2处理下的流失量减少了34.08%、7.11%、11.31%、56.4%。由此可知,控制排水对减少排水量和氮磷流失量具有明显的效果,G1L1的灌排组合更有利于控制田间排水量、减少氮磷流失。     

不同年型控灌中蓄稻田水分变化特征分析研究

控灌中蓄是在控制灌溉(排水)技术和蓄雨型节水灌溉技术的基础上,依据南方地区稻植期雨量多而发展起来的一种节水灌溉制度。本文从不同年型稻田各水分要素在田间的分布和变化情况入手,通过比较控灌中蓄和常规灌溉模式下有效降雨量、灌溉用水量、水稻需水量、田间耗水量、稻田排水量之间的差异,掌握不同年型水稻生育期田间水分分布和变化规律。通过对水稻不同年型田间灌溉以及对降雨的利用情况进行分析,比较水稻控灌中蓄和常规灌排模式下水稻需水量之间的差异,探索水分利用效率之间差异的根源,阐明控灌中蓄生态节水灌溉模式的节水机理,旨在为节水灌溉技术下土壤水分管理和调控提供依据。     

大型灌区水平衡要素尺度特征研究

以河套灌区实测资料为统计基础,根据水量平衡方程和非条件模拟模型产生的地下水开采量,排水量,灌溉引水量,降雨可以计算出蒸发量在100km×100 km的网格上的随机场,通过统计分析各个尺度下的各要素的均值和方差得到:该灌区地下水开采量,排水量,引水量,降雨,四个水量平衡要素的均值不随尺度变化,而方差随着尺度的增大而减小,并在此基础上对各水平衡要素方差随尺度变化的趋势进行了回归分析,定量描述了各水平衡要素的尺度特征。     

寒地黑土区调亏灌溉对水稻蒸散影响 及其节水效果

为了确定寒地黑土区调亏灌溉对水稻蒸散量的影响及节水效果,采用蒸渗器试验法和田间水量平衡分析,开展水稻本田期不同灌溉模式需水规律与降水利用研究。结果表明,试验区域相对于调亏灌溉管理的水稻蒸散需水要求,多年平均降水量仅在返青、分蘖期有所亏缺,灌溉水主要满足泡田期用水和深层渗漏导致的水量消耗。为此,调亏灌溉的净用水量可降低到390 mm,节水效果比浅晒浅灌节约灌水量51.9%,地下渗漏量是浅晒浅灌的37.43%,降水有效利用率较充分灌溉模式提高4.2%以上。     

水管理策略对土壤水盐动态和区域地下排水影响的模拟评价

以宁夏惠农灌区平罗试验区为对象,基于田间观测与灌溉试验结果,在田间尺度采用SWAP模型开展不同地下水调控深度与灌溉制度相结合的水管理方案下土壤水盐动态的模拟,在区域尺度采用MODFLOW模型进行不同水管理方案对区域地下排水量影响的模拟评价,据此分析土壤水盐动态过程和农田排水系统的作用,对拟定的各种水管理方案进行评价。结果表明,现状灌溉用水量虽有助于减少表土盐分积聚,但地下排水量占灌溉用水量的39．4％;现状灌溉用水量减少50％时,浅埋地下水位会加重表土积盐;现状灌溉用水量减少25％时,作物根区没有产生明显的积盐,地下排水量减少31．4％。因此,较为合理的水管理方案是将现状灌水量减少25％的同时将地下水埋深控制在70cm以下,才能达到节水、增产、改善农田水土环境的目标。     

不同水肥模式对水稻需水量及产量的影响——以洱海流域为例

本文以洱海流域为背景,采用两季田间小区试验,研究不同水肥模式对水稻需水规律、田间水量平衡及产量的影响。结果表明:灌溉模式及施肥制度对水稻需水规律及产量等有显著影响。与传统淹水灌溉模式相比,间歇灌溉降低了水稻ETc、灌水量、排水量及田间渗漏量,提高水稻产量3.8%～5.5%。间歇灌溉在平水年可显著减少排水,在不同水文年均可提高水稻产量。增加施肥次数使得水稻成熟期延后,Kc在后期下降趋势减弱并使得水稻产量显著增加。综合来看,W1N1F2处理不仅可以显著提高水稻产量,还可以降低化肥施用量,降低面源污染产生的风险,是水稻水、肥处理的最优选择。     

渠井结合灌区多尺度灌溉水利用效率评价

渠井结合是中国北方灌区常用的灌溉方式,灌溉水利用效率评价进行科学灌溉的依据。文章总结了多种灌溉水利用效率评价指标及其尺度效应。选取柳园口灌区为研究对象,设计了农田尺度和中等尺度试验,分别监测其地下水补给量、各小区潜水蒸发量、自然降水和径流条件下的入渗过程及灌区的气象、引黄水量、产量等因素,进而进行田间尺度、中等尺度的水量平衡分析,获取两种尺度灌溉水利用效率评价指标-灌溉水分生产率、蒸发蒸腾量水分生产率及毛入流量水分生产率。结果表明,中等尺度灌溉定额大于田间尺度,因此中等尺度灌溉水分生产率较小;尺度间水稻腾发量水分生产率水平接近;田间尺度水稻腾发量占毛入流量的比率高于中等尺度,由此说明在两种尺度中水稻所消耗水量的水量均较低,有大量出流现象的存在。该研究可为渠井结合灌区灌溉提供指导。     

杞县农田水利项目概况及设计内容

杞县农田水利项目建设的主要内容为田间灌排设施,采用低压灌溉形式,建设高效节水灌溉面积1 918hm2,项目完成后,在确保当地耕地面积稳定、质量提高,粮食增产,粮食可持续生产等方面起到了积极作用,为保障当地粮食安全生产做出了重要贡献。文章结合实际对杞县农田水利项目现状、水量平衡分析、工程设计内容进行了阐述。     

不同灌溉制度对水稻减污效果的影响

化肥利用率低,大量化肥损失导致一系列影响环境。化肥的流失和水分有直接关系,对控灌、浅晒浅灌、湿润灌、间歇灌4种灌溉技术,采用基于RAGA的PPC模型进行不同灌排模式减污效果综合评价,分析不同灌排模式下的减污效果,为减少水田污染提供有效的灌溉制度。     

应用DRAINMOD-N II模型对暴雨后稻田排水量和氮素模拟

为研究暴雨后稻田氮素的排放过程,在宿迁市船行灌区开展了试验,测定了常规灌排和控制灌排模式下暴雨后NH_4~+—N、NO_3~-—N的浓度和稻田排水量,并用DRAINMOD-N Ⅱ模型对暴雨后稻田排水量、NH_4~+—N和NO_3~-—N流失负荷进行模拟。试验结果表明:控制灌排模式可以显著减少雨后稻田排水量和氮素排放量;在两种灌排模式下,DRAINMOD-N Ⅱ模型对雨后排水量模拟值与测量值的相对误差RE在2%以内,相关系数R在0.98以上,模拟效率系数NS在0.96以上,对NH_4~+—N和NO_3~-—N流失负荷的模拟值与测量值的相对误差在5%以内,相关系数R在0.95以上,模拟效率系数NS在0.90以上,因此通过模型率定得到的各参数值较为合理,可以利用该DRAINMOD-NⅡ模型对未来暴雨后稻田排水量、NH_4~+—N和NO_3~-—N流失负荷进行预测。     

土壤特性的空间变异性及PR1土壤水分速测仪的适用性研究

通过对河套灌区七排域明沟排水效益监测研究和对明沟运行现状,排水、排盐、侧渗情况的监测分析,表明在引黄水量逐年减少、地下水位逐年下降的新形势下,排水量逐年减少,排水任务相对减轻。节水灌溉实施后,节水灌溉必将成为灌区水利工作的中心;排水的方式、作用及规划设计标准、灌排关系有所改变。     

灌排系统水转化模拟模型研究

受自然与人为因素综合影响,灌区水转化过程复杂多变。以湖北漳河水库灌区为例,分别从水平和垂直方向描述典型灌排系统的水转化过程,以水量平衡原理为基础,研发灌排系统边界处置、稻作区田间多层土壤、塘坝及排水沟道之间多个水转化模拟子模块,由此构建一种客观描述灌排系统边界半封闭结构及其水平输送、垂直运动与渠-田-沟-塘水转化过程的耦合模拟模型,解决了应用流域分布式水文模型求解灌区水转化过程中面临的灌区边界不确定、分层土壤简化处理等问题。利用漳河灌区谭店灌排系统2014-2015年水平衡测试观测数据对该模型进行检验,采用拉丁超立方抽样法对模型参数进行分层抽样,并利用偏相关法分析参数敏感性。通过模型计算可得,支沟率定期和验证期模拟结果的复相关系数分别为0.83、0.70,Ens系数分别为0.81、0.68,斗沟率定期和验证期模拟结果的复相关系数分别为0.79、0.68,Ens系数分别为0.73、0.62,结果表明该模型适用于灌排系统水转化过程模拟。与SWAT模型对比,对于同一研究区域,复相关系数由0.11提高到0.73,Ens系数由-0.71提高到0.70,进一步验证了该模型的先进性,为灌排系统尺度水转化模拟和机制研究提供了新方法。     

河套灌区七排域的排水与节水灌溉分析

通过对河套灌区七排域明沟排水效益监测研究和对明沟运行现状,排水、排盐、侧渗情况的监测分析,表明在引黄水量逐年减少、地下水位逐年下降的新形势下,排水量逐年减少,排水任务相对减轻。节水灌溉实施后,节水灌溉必将成为灌区水利工作的中心;排水的方式、作用及规划设计标准、灌排关系将有所改变。     

冬小麦—夏玉米种植模式下的农田水量平衡模拟及人渗补给规律分析

在大量室内外实验及田间土壤水分动态监测基础上，模拟描述了雄县试区常见作物种植模式下层状土体的田间水量动态平衡过程，根据宏观根系吸水模型假设和根系吸水函数确定了冬小麦、夏玉米的实际蒸腾率。并依据模拟值与田间实测土水势值拟合最佳为准则估算作物的实际裸间土面蒸发，在田间水量平衡基础上，得到３３０ｃｍ土体底层处的下渗补给量，分析了区内降雨（灌溉）入渗补给规律及地下水变化特征。     

大庆油田水平衡试验及用水评价

文章介绍了油田水平衡试验的内容与方法,在查清油田用水状况的基础上,对大庆油田呼伦贝尔地区,自水源地取水点至油田内各生产环节的总用水量、新水量、循环水量、串联水量、排水量、漏失水量和耗水量,进行了全作业区生产和生活供水、用水、排水、耗水的水平衡测试。并对作业区用水进行了合理化分析、节水潜力分析,从而为作业区制定合理用水规划提出了建设性意见,也可为相关技术人员提供参考。     

鄱阳湖流域典型稻田水量平衡分析

为探索稻田田间水量平衡要素之间关系及其影响因素,通过在鄱阳湖流域赣抚平原灌区选取典型田块,结合江西省灌溉试验中心站系列灌溉试验资料,开展了稻田田埂渗流试验和田间水量平衡试验。田埂渗流试验表明,田埂侧向渗流速度为3.97 mm/d,侧向渗流占稻田蒸渗量49.2%,这一部分水将在下田块或下游区域得以重复利用;上框和双套环水位呈直线下降趋势,在田面低水层情况下(田面覆水30 mm),田面覆水深度对田间渗漏影响较小,田间渗漏(垂直入渗和侧向渗流)保持一个相对平稳状态。田间水量平衡试验表明,典型地块的灌水量和排水量明显小于有底测坑;在一季稻全生育期内,典型田块的侧向渗流在当地稻田渗漏量中占相当大比例,占全生育期耗水量的10.9%。     

DRAINMOD-NⅡ模拟暴雨后稻田排水及氮素变化

为探究暴雨后稻田排水与氮素流失规律,在宿迁市运南灌区试验基地开展了常规与控制灌排模式下暴雨后排水量及其NO-3-N和NH+4-N浓度的观测试验,并利用DRAINMOD-NⅡ模型模拟排水量及其NO-3-N和NH+4-N浓度。实测结果表明:控制模式与常规模式相比,排水量减少4.2%~54.9%,NO-3-N负荷减少39.9%~62.9%,NH+4-N负荷减少30.0%~63.3%,表现为次降雨量越大,减排量越大。模拟结果表明:2种模式各次暴雨排水量模拟值的误差均在10.0%以内,4次暴雨排水总量模拟值的误差在5.0%以内;4次暴雨排出的NH+4-N与NO-3-N负荷模拟值常规模式最大误差为6.0%左右,控制模式误差均在5.0%以内,2种模式的相关系数R与效率系数NS指标均较好。采用控制灌排模式能够有效减少排水量,提高雨水利用效率,减少NO-3-N和NH+4-N流失;DRAINMOD-NⅡ模型能够有效地描述暴雨后稻田排水及氮素运移过程。     

圣乔奎流域的资源在危机中:田间排水水源控制

美国加州各方面的情况均与我们有所不同,但译者认为,文中某些观点不仅是可以借鉴,而且与美国相比较我们更应该重视。如本文提出解决圣乔奎流域排水危机最现实的选择方案为控制田间排水水源。为什么是最现实的?译者曾见到加州的总体排水规划,其中考虑有若干修建排水干渠入海的方案和化学处理方案等,但正如译文所说“由于各种经济、政治或技术的原因,只经过短期的努力,这些可能性还不可能达到”。美国的经济力量比我们堆厚得多,但从本译文可以看到,他们也不得不想尽办法,探索研究各种措施以尽量控制田间排水水源,减少排水水量,并认为这是最现实的道路。因地,我们在考虑灌区排水问题、研究排水工程的规模时不是更应该考虑灌排结合,尽量减少排水量吗?当然,灌水量不能过少,除作物正常的需水外,还需要一定数量冲洗盐分的水量。但在美国加州目前的灌溉技术和管理水平条件下,他们仍认为排水流量还可以减少,我们的灌溉情况大家都较清楚,无疑是大有潜力的。在灌溉方面研究采取有效的技术和管理措施,减少目前的灌溉水量肯定不会影响作物的产量,从而减少排水量,为何乐而不为呢?至于输水灌渠的渗漏只有危害且对排水量影响甚巨,不言而喻更应首先加以考虑。     

加强ET管理实现农业真实节水

传统的农业节水主要依靠工程措施提高灌溉水利用率,并把因灌溉水利用率提高减少的渠系和田间渗漏量、渠道退水量以及田间排水量统归为节水量.事实上,在采取工程措施前,这些所谓节水量中的一部分并未损失,只是以不同形式被下游或生态环境所利用.     

首尾测算法在灌溉水利用系数测算中的应用

灌溉水利用系数综合反映了灌区工程状况、管理水平、灌溉水平,是评价灌溉水利用效率的重要指标,对地区农业节水灌溉健康发展具有重要的意义。河套灌区节水改造工程已逐渐完善,引黄水量削减、节水技术实施的大背景下,灌溉水利用效率成为新的研究内容。本文采用首尾测算法,根据研究区相关资料,计算得到河套灌区乌兰布和灌域干渠尺度下灌溉水有效利用系数为0.509,此计算结果综合考虑了干渠尺度下灌排系统状况、管理情况、气象条件等因素,与该灌域工程规模、工程管理水平基本相符,说明首尾测算法在灌溉水利用系数测算中较为可靠,可为灌区节水灌溉技术的实施提供决策依据。