漳河灌区水量分配和农业生产趋势研究

依据漳河灌区自开灌以来的实际运行资料,以水文气象条件相似为原则,划分了3个供水阶段,对每个阶段的水量分配、水源、作物种植面积、作物产量、农民支出、灌溉水分生产率的变化趋势以及影响作物产量和灌溉水分生产率增长的主要因素进行了比较。旨在总结灌区水稻高效节水和持续高产的先进经验,探索灌区进一步挖掘发展潜力、提高作物产量和灌溉水分生产率的有效途径。     

水分生产率指标随空间尺度变化规律

根据漳河灌区4年田间及中等尺度的水量平衡试验,以及同步的灌溉系统及灌区尺度的水量观测,结合利用遥感信息估算的灌溉系统及灌区尺度的腾发量获得不同年份不同尺度的水量平衡要素。根据实测或统计资料获得不同尺度的水稻产量资料。计算分析了各种水分生产率指标及水量消耗比例指标随不同空间尺度及不同水文年度的变化规律。结果表明：灌溉水分生产率及毛入流量水分生产率总体上随空间尺度的增大而增大,但于某些年份在中等尺度上有降低的现象;水稻腾发量水分生产率则随时空尺度变化不大;采用节水灌溉技术不仅可以提高田间尺度的灌溉水分生产率,也促进了灌区灌溉水分生产率的整体上升,达到了真实节水;水分生产率指标受降雨及其年内分配的影响,另外,水管理措施的好坏显著影响水分生产率指标的高低。     

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。     

基于SWAT模型的五化灌区灌溉用水效率评价

南宁市五化灌区是广西典型的平原代表灌区。通过构建五化灌区SWAT(Soil and Water Assessment Tool)分布式农业水文模型,探究其在灌区水管理措施下的水文循环规律,并对灌区尺度灌溉水均衡及水分生产率进行分析与评价。结果表明,研究区丰水年灌溉量小,枯水年灌溉量大;作物产量沿着主渠道北侧分布向北有减少趋势;该区域降水融雪对土壤水分的补给占主导作用;灌溉水分生产率主要表现为逐渐下降且趋于平稳,且研究区域边界的灌溉水分生产率较大,而研究区域中部的较小;作物水分生产率与总流入水分生产率随时间增长无明显变化,且两者的空间分布与作物产量空间分布相似。     

东港水稻灌区灌溉管理信息系统技术研究

针对东港灌区灌溉管理手段落后,水分利用效率不高,水资源浪费等具体问题,在东港水稻灌区进行了自动灌溉管理信息系统关键技术等方面的研究,并进行了系统实践性开发。目前,系统开发已基本完成,其应用将大幅节约水资源,提高水稻灌溉的科学管理水平,对当地的灌区信息化管理起到巨大的推动作用。     

基于SWAT的灌区分布式水文模型——Ⅱ.模型应用

以本文第Ⅰ部份提出的灌区分布式水文模型为工具,对典型灌区进行灌区小流域和区域尺度的水平衡模拟,定量分析了不同水管理措施对灌区小流域尺度水量平衡评价指标的影响,以及不同尺度间水量平衡评价指标的变化特点。结果表明：适当增加稻田最大蓄水深度可以减少出流水量损失,使更多的降雨和灌水转化为土壤水,满足水稻的蒸发蒸腾耗水;现状条件下适当减少渠道供水量不会导致水稻产量明显降低,但通过减少渠道灌溉水的投入,可以提高灌溉水分生产率;提高塘堰汇集回归水能力后,塘堰可供水量增加,此时减少渠道供水量不会导致水稻明显减产。输水、配水渠道水利用系数增减5％对灌区水量平衡评价指标没有显著的影响,说明企图通过提高渠系水利用系数来提高区域尺度灌溉水利用效率及节水的潜力有限。此外,灌溉水分生产率随尺度的增大而增加,证明尺度愈大对回归水的重复利用率愈高。     

基于AquaGIS模型的盈科灌区制种玉米农业用水效率分析

盈科灌区是黑河流域中游绿洲典型灌区之一,该灌区农业用水效率较低,农业用水矛盾十分突出。制种玉米是灌区主要种植作物,研究制种玉米的优化灌溉制度对实现该区域农业用水可持续发展具有十分重要的意义。利用分布式作物模型AquaGIS模型,基于盈科灌区土壤质地的空间变异性对该灌区制种玉米灌溉制度进行了优化,提出了适合灌区实际配水情况的最佳灌溉制度。通过灌溉制度优化,灌区制种玉米蒸散发量减少36~53mm,水分生产率WPET增加5%左右,灌溉水生产率WPI增加25%~48%,极大地提高了灌区农业用水效率。同时,对该灌区不同水文年灌溉制度进行优化,综合对比灌区制种玉米WPET、WPI和产量,其中丰水年灌溉3次、平水年灌溉4次、枯水年灌溉5次可以实现农业用水效率最高,为灌区高效节水灌溉提供理论指导。     

基于SWAT的灌区分布式水文模型——Ⅰ.模型构建的原理与方法

针对中国南方丘陵水稻灌区水文特点,在对自然流域水文模型SWAT改进的基础上,构建了灌区分布式水文模型,改进了SWAT的灌溉水运动模块、稻田水分循环模块、稻田水量平衡各要素和产量模拟的计算方法,改变了陆面水文过程的计算结构,增加了渠系渗漏模拟模块及其对地下水的补给作用、塘堰的灌溉模块等。以湖北省漳河灌区内的一个闭合小流域为例,对构建的灌区分布式水文模型进行校正和验证,模拟结果显示,该模型适合于水稻灌区水分循环的模拟。     

水稻节水控制灌溉技术推广效果

近年来柳园口灌区的水稻种植面积呈萎缩趋势,一方面水资源日益紧张,另一方面水稻种植区大量存在用水浪费现象,大面积推广水稻节水灌溉技术是引黄灌区可持续发展的唯一正确选择。通过柳园口灌区水稻种植区推广节水控制灌溉技术,节水达到63.92%,叶面积指数平均增加9.85%,水稻产量稳定增产,说明水稻节水控制灌溉技术在豫东引黄灌区有良好的推广应用前景。     

阿克苏河流域灌区灌溉水利用效益的研究

我国水资源紧缺,建设节水型社会丝毫不能懈怠。自上世纪80年代以来我国的节水已有明显成效,但我国农业是用水大国,新时期面临的水资源形势更加严峻,农业的干旱缺水呈现愈来愈严重的态势。在调研及试验的基础上,通过对阿克苏河流域典型农田小区、试验区、典型分区调研与分析,科学地总结出灌区作物水分生产率与灌溉效益的关系,得出灌区主要农作物的最佳灌溉水量和灌溉次数,为实现高效、节水的农业生产提供科学依据。