（研究生论坛）气候变化与灌溉对都江堰灌区参考作物蒸散量影响研究

摘 要：为解决气候变化与灌溉对区域参考作物蒸散量（ET0）的影响问题,利用Penman-Monteith公式计算都江堰灌区5个站点60a逐日ET0,定性定量研究了气候变化与灌溉对灌区ET0的影响。结果表明：近60a灌区ET0总体呈降低趋势;各气候变量对ET0的敏感性依次为相对湿度、平均温度、日照时数、风速,风速、日照时数的降低是ET0下降的主要原因,灌区建设前后相比,遂宁站风速的下降趋势远大于全国风速的下降趋势,灌溉主要使区域风速显著下降;在春、夏、秋、冬、主要作物生长期,ET0变化的主控因素分别为平均温度、相对湿度、平均温度、相对湿度和相对湿度;灌区灌溉与气候变化对ET0影响分别为49.97% 、50.03%,因此,气候变化与灌溉是引起灌区ET0变化的重要原因。     

门限自回归模型在水稻需水量预测中的应用

通过对三江平原井灌水稻各生育阶段需水量的长系列资料分析，建立了自激励门限自回归模型(SETAR MODEL)。采用9个参数有效地描述了水稻需水量各个生育期在多种气象及其它影响因子的作用下的周期变化的非线性复杂系统。模型拟合与预测精度较高，可在灌区规划管理与优化水稻灌溉制度中应用。     

不同灌溉模式下稻田降雨利用和径流量试验

对广西桂林不同降雨频率与不同灌溉方式下的降雨利用、径流量分析研究表明,晚稻降雨利用率远高于早稻;早稻在"薄、浅、湿、晒"、间歇灌溉、传统灌溉模式下降雨利用率随降雨频率的增加呈缓慢上升趋势,而晚稻节水灌溉模式下呈上凸趋势;早稻全生育期和晚稻分蘖期、拔节期径流量很大,对肥料流失产生不利影响.节水灌溉模式能够提高降雨利用率,减少地表径流量.在干旱水文年份,早、晚稻间歇灌溉较其他灌溉方式提高降雨利用率,减少地表径流量更显著.     

气候变化与灌溉对都江堰灌区参考作物蒸散量影响研究

为解决气候变化与灌溉对区域参考作物蒸散量(ET0)的影响问题,利用Penman-Monteith公式计算都江堰灌区5个站点60年逐日蒸散量,定性定量研究气候变化与灌溉对灌区蒸散量的影响。结果表明:近60年灌区蒸散量总体呈降低趋势。各气候变量对蒸散量的敏感性由高到底依次为相对湿度、平均温度、日照时数、风速;风速、日照时数的降低是蒸散量下降的主要原因,灌区建设前后相比,遂宁站风速的下降趋势远大于全国风速的下降趋势,灌溉主要使区域风速显著下降。在春、夏、秋、冬、主要作物生长期,蒸散量变化的主控因素分别为平均温度、相对湿度、平均温度、相对湿度和相对湿度。灌区灌溉与气候变化对蒸散量影响分别为49.97%、50.03%,因此气候变化与灌溉是引起灌区蒸散量变化的重要原因。     

不同灌溉模式下稻田降雨利用和径流量试验

对广西桂林不同降雨频率与不同灌溉方式下的降雨利用、径流量分析研究表明，晚稻降雨利用率远高于早稻；早稻在“薄、浅、湿、晒”、间歇灌溉、传统灌溉模式下降雨利用率随降雨频率的增加呈缓慢上升趋势，而晚稻节水灌溉模式下呈上凸趋势；早稻全生育期和晚稻分蘖期、拔节期径流量很大，对肥料流失产生不利影响．节水灌溉模式能够提高降雨利用率，减少地表径流量．在干旱水文年份，早、晚稻间歇灌溉较其他灌溉方式提高降雨利用率，减少地表径流量更显著．     

基于首尾测算法的灌溉水有效利用系数计算

灌溉水利用系数在一定程度上能反映灌区的工程质量、灌溉技术和管理水平。首尾测算法因操作简便、可靠性高等优点在全国各大灌区广泛应用。分析了用首尾测算法计算灌溉水利用系数的原理,以河南省三义寨引黄灌区为例,探讨了其计算过程,指出了该方法在毛灌溉用水总量计量、作物需水量计算方法选择、有效降水量系数和地下水利用系数的选取、计算时段的选择等方面存在的问题,并提出了相应的处理建议。     

水稻需水量预测的ANFIS构建及应斥

以“中国东北大米之乡”富锦水稻灌区为例,建立了自适应神经模糊推理系统（ANFIS）的水稻需水量预测模型,通过选择最合适的隶属度函数和模糊规则,从而实现了对水稻需水量的预测,并且与BP模型的比较,结果表明该模型具有很高的预测精度,对于指导该地区科学用水、发展节水灌溉、节约地下水资源,促进农业的可持续发展具有一定意义．     

用水户参与式灌溉管理探讨

介绍淠史杭灌区推行用水户参与式灌溉管理对提高灌区管理水平及水的利用率,减少搭车收费,减轻农民负担,所取得的成效.     

山东引黄灌区灌溉效益分摊系数分析

灌区的经济效益体现在农作物经过灌溉后所提高的产量（或产值）上，而农作物产量（或产值）的提高是农业措施和灌溉措施综合作用的结果，因而灌溉地区分摊系数的确定是决定灌溉效益大小的关键.本文采用统计的方法，根据灌区农作物历年产量的变化确定灌溉效益的分摊系数，并对山东引黄灌区的灌溉效益分摊系数进行分析，说明了该方法的合理性和实用性.     

逐日作物需水量预测数学模型研究

根据理论探讨以及对河北与广西旱物和水稻灌溉试验实测成果的分析，提出了预测逐日参照需水量的方法与模型，探作物正常供水和水分胁迫条件需水量，作物系数及土壤水分胁迫修正系的变化规律，提出了计算作物系数与土壤水胁迫系数的数学模型，据此，提出了预测逐日作物需水量的方法与模型，并介绍应用实例，理论分析与实际应用的结果表明，所提的方法与模型理论严密，精度较高。     

莫索湾灌区1998—2007年地下水埋深变化及影响因素

依据玛纳斯河中游莫索湾灌区1998—2007年(共120个月)的地下水位监测资料,分析地下水埋深年际变化情况,采用主成分分析法对灌区地下水埋深变化的影响因素进行分析.结果表明:地下水埋深年际变化持续或波动下降;灌水量和抽水量是影响地下水埋深的主要因子,其荷载分别为0.801和0.769,埋深随灌水量的减少、抽水量的增加而增大;蒸发量仅次于灌水量和抽水量,也是影响地下水埋深的重要因子;而降雨量对地下水埋深没有显著的影响,其贡献率只有15%.分析了主要影响因素与地下水埋深变化动态的关系,认为灌区地下水埋深在自然因素和人为活动的交互影响下年内季节变化明显.     

基于SFA的灌溉水利用效率指标随时间变化规律分析

以湖北漳河灌区长系列数据为背景,采用随机前沿分析(SFA)对灌溉水利用系数(IWUE)及灌溉水分生产率(WP)的生产函数模型及技术无效模型进行参数估计和假设检验,结果显示后者的模型拟合较好.总体而言,IWUE的技术效率高于WP,但WP的技术效率增长幅度较大.技术无效参数估计结果表明,作物生育期降雨量对IWUE技术效率影响最敏感,其次是田间节水灌溉面积比,再次是水稻种植面积比和年均ET0;作物生育期降雨量、田间节水灌溉面积比、水稻种植比与WP技术效率的相关性比较显著.由于资料系列较短,年节水改造投入和渠道衬砌率对两个指标的技术效率影响不明显.     

典型灌溉模式下灌溉水利用效率尺度变化模拟

为探讨灌区水分利用效率的尺度特征以及适宜的灌溉模式,以湖北漳河灌区为背景,基于改进的分布式水文模型,模拟得到"间歇"灌溉和"薄浅湿晒"灌溉模式下不同尺度水平衡要素和作物产量分布.结果表明,2种灌溉模式下的灌溉水分生产率和毛入流水分生产率在小于一临界尺度时,都随尺度增大而增大,当大于此临界尺度后,则处于平缓甚至有下降趋势."薄浅湿晒"模式比"间歇"模式节约灌溉水量19%左右,而灌溉水分生产率提高约1 kg/m3.因此对于漳河灌区,"薄浅湿晒"是一种值得推广的节水灌溉模式.     

人民胜利渠灌区多水源优化调配研究

针对人民胜利渠灌区水资源优化调配中存在的问题,为实现引黄水、地下水、有效降雨等水源的综合利用效益最大,建立了灌区缺水量最小和作物产量最大的人民胜利渠灌区多水源多目标优化模型,采用引力搜索算法求解模型,得出了不同水平年多水源在灌区不同用水部门及作物不同生育阶段的优化调配方案.     

SWAP和SWAT在柳园口灌区的联合应用

以河南柳园口灌区为背景,利用SWAP和SWAT分别建立模型,并进行了率定和验证.利用SWAT模型提取各水文响应单元的水平衡要素作为SWAP的输入,实现作物产量的空间分布式模拟.联合应用SWAP和SWAT模型模拟分析了不同灌溉水源及作物种植结构下灌区水平衡要素、作物产量和水分生产率的变化规律以及水分生产率随尺度的变化规律.结果表明,区域平均蒸发蒸腾量、产水量、土壤含水量变化、渗漏量都随着井灌面积比的增加而减少,合适的井灌面积比有利于控制适宜的地下水埋深,从而减少潜水蒸发损失,防止由于地下水埋深过深而导致取水困难;现有水稻种植区改种旱稻,区域平均蒸发蒸腾量、产水量、土壤含水量及渗漏量都减少,但变化幅度较小,同时水分生产率降低;现状条件下随着尺度的增大,灌溉水分生产率增大,蒸发蒸腾量水分生产率稍微降低,毛入流水分生产率变化不大.     

Effects of irrigation efficiency on chemical transport processes

Irrigation practices greatly affect sustainable agriculture development. In this study, we investigated the effects of irrigation efficiency on water flow and chemical transport in soils, which had significant impact on the environment. Field dye staining experiments were conducted at different soils with various irrigation amount. Image analysis was conducted to study the heterogeneous flow patterns and their relationships with the irrigation efficiency. Irrigation efficiency and its environmental effects were evaluated using various indictors, including application efficiency, deep percolation ratio, storage efficiency, and uniformity. Under the same irrigation condition, soil chemical distributions were more heterogeneous than soil water distributions. The distributions were mainly affected by soil texture, initial soil water content, and irrigation amount. Storage efficiency, irrigation uniformity, and deep percolation ratio increased with irrigation amount. Since the chemical distribution uniformity was lower than the water uniformity, the amount of chemical leaching increased sharply with decrease of irrigation uniformity, which resulted in high environmental risks of groundwater pollution.     

基于遗传算法的灌区水资源管理与灌溉决策系统研究

在北方引黄灌区灌溉水资源优化配置与管理理论研究的基础上,结合彭楼灌区的具体情况,研制了灌区水资源管理与灌溉决策系统．该系统具有完整的数据处理功能,具有较强的定性及定量分析能力,为灌区水资源监测和供需分析提供管理和计算平台,为灌区管理提供水资源优化分配和灌溉模式优选的决策支持．     

On the effectiveness of dry drainage in soil salinity control

Dry drainage is thought to be a potential approach to control soil salinity. This study took the Hetao Irrigation District as an example and evaluated the effectiveness of dry drainage by using remote sensing, a conceptual model and a field experiment. Archived remote sensing images from 1973–2006 were used to delineate the temporal and spatial change of soil salinity. The conceptual water and salt balance model was used to evaluate the role of dry drainage in removing excess salt from the irrigated land. The field experiment was performed to get field validation and give more accurate estimation. The results show that dry drainage did contribute to remove excess salt from the irrigated land and succeed in controlling soil salinity in the Hetao Irrigation District. It can be taken as an alternative approach in (semi-)arid area where artificial drainage is not applicable.     

漳河灌区农田排水氮素流失规律研究

为了揭示农业面源污染的机理及其成因,选取我国南方典型灌区——湖北省漳河灌区,在野外试验结果分析的基础上,开展了农田排水氮素流失的影响因子及其规律研究.试验结果表明:降雨是影响农田排水中N流失量的最主要因素;作物叶面积指数等生理生态指标对N的流失起着非常关键的作用;节水灌溉对农田排水径流量和渗漏量有明显抑制作用;不同土地利用类型改变了植被和土壤水肥状况,影响N的流失;地形地貌会对降雨侵蚀量、降雨径流特征入渗和养分流失产生一定影响.