农田土壤水分二区模型的研究

本文考虑作物根系吸水的特性,把农田土壤水分变化层分为包含根系的根区和无根系的储水区,以土壤-植物-大气连续体物质能量运动原理和土壤水动力学理论为依据,构建了农田土壤水分二区模型。对该模型的简化,即可得到了两个现在常用的描述土壤水分变化的概念性模型,表明本文提出的土壤水分二区模型是一通用式。对其中考虑下界面水分通量的概念性模型与二区模型进行了比较,结果表明,二区模型拟合精度较高,其复相关系数达到0.91以上,由二区模型计算的蒸发蒸腾量和根区下界面水分通量与实测值有更好的一致性。     

土壤-植物-大气连续体水分传输的计算机模拟

本文在土壤-植物-大气连续体(SPAC)水分传输机理研究的基础上,提出了包括根区土壤水分动态模拟、作物根系吸水模拟和蒸发蒸腾模拟三个子系统的SPAC水分传输动态模拟模型,设计了SPAC水分传输模拟的计算机软件,经冬小麦生育期模拟值和实测值的比较分析表明,该模型模拟田间土壤水分动态和作物蒸发蒸腾具有较高的精度。最后,分析了SPAC水分传输动态对土壤水分运动参数、气象因素的敏感性,并进行了SPAC水分传输动态的计算机仿真试验。     

土壤-植物-大气连续体水分传输的计算机模拟

本文在土壤-植物-大气连续体(SPAC)水分传输机理研究的基础上,提出了包括根区土壤水分动态模拟、作物根系吸水模拟和蒸发蒸腾模拟三个子系统的SPAC水分传输动态模拟模型,设计了SPAC水分传输模拟的计算机软件,经冬小麦生育期模拟值和实测值的比较分析表明,该模型模拟田间土壤水分动态和作物蒸发蒸腾具有较高的精度。最后,分析了SPAC水分传输动态对土壤水分运动参数、气象因素的敏感性,并进行了SPAC水分传输动态的计算机仿真试验。     

农田水分组成及其转化关系模型的研究

本文以概念１性模型为基础，把农田水分转化关系概括为降水（）或灌溉）入渗、作物腾发和根区下界面水分通量三个模型，并通过根区土壤水平衡方程有机的结合在一起，由此组成一个完整的田间水分转化模型。提出了一个能更好地描述土壤水盍听根区下界面水分通量模型，通过建立该模型中根区下界面水分通量变向临界土壤储水量与地下水埋深的关系，考虑了地下水埋深变化对作物发量及田间水分转化关系的影响。农田水分转化关系模型的建立钭     

基于作物水分关系改进土壤水分胁迫修正系数的反求方法

土壤水分胁迫修正系数是宏观根系吸水模型的重要组成部分,其所含拟合参数通常基于反求方法予以评估,但传统反求方法未考虑不同胁迫条件下作物生长差异对潜在蒸腾速率的影响,也难以顾及前期水分胁迫对根系吸水或蒸腾带来的滞后影响(常导致复水后作物蒸腾与根区土壤水分变化趋势不同步),从而对参数评估带来较大偏差。鉴于此,本文提出两点相应的改进措施:(1)利用有效叶面积指数对遭受水分胁迫作物的潜在蒸腾速率进行校正;(2)在了解复水后蒸腾变化过程的基础上,仅利用蒸腾与根区水分变化动态基本同步阶段的相关实测数据来优化参数,以尽可能规避或减小滞后影响(即蒸腾与土壤水分变化的不同步过程)。基于不同灌溉处理冬小麦室内土柱栽培试验对改进方法的可靠性进行了评估,结果表明:与传统方法相比,基于改进方法优化参数所建立的根系吸水模型显著改善了冬小麦实际蒸腾速率和相对蒸腾速率的估算精度,使估算值与实测值间的均方根差(RMSE)分别保持在0.07 cm/d、0.04 cm/d以内,而决定系数(R²)则均在0.96以上;模拟的土壤含水量分布也与实测值吻合良好(RMSE≤0.012 cm³...     

农田水分转化模型参数优选与应用

本文介绍了农田水分转化关系模型参数的确定方法。以在北京市水科所试验站观测的不同灌溉水平条件下的土壤水分资料为依据，进行了参数优选实例计算。并用该模型及其参数求得了该站１９９５年冬小麦不同灌溉供水量条件下的腾发量与根区下界面水分通量。该模型参数求解方法，对于充分利用大量的田间土壤水分观测资料研究农田水分转化规律和农田高效用水技术具有十分重要的意义。     

非充分灌溉条件下水稻蒸发蒸腾量估算方法研究

如何估算非充分灌溉条件下作物蒸发蒸腾量,这是目前节水灌溉工作中经常会碰到的问题。根据连续4 a的灌溉试验田间实测,获得水稻从充分灌溉到多种亏水水平的蒸发蒸腾量和田间土壤水分变化过程等资料,在此基础上,研究建立了非充分灌溉条件下水稻蒸发蒸腾量估算模型。作为经验模型,与估算相对产量等模型结合运用,可获得广东省范围水稻非充分灌溉、无灌溉条件下的水分生产率、灌溉水利用效率等节水灌溉各项设计指标和评价指标。该文以梅县为例,对该模型的应用方法进行了介绍。     

无地下水补给条件下玉米田水分微循环过程的动力学模式及其应用

本文通过对无地下水补给条件下玉米田水分微循环规律的研究,提出了包括玉米根区土壤水分传输动态模拟、玉米根系吸水动态模拟和蒸发蒸腾动态模拟三个子系统,描述了无地下水补给条件下玉米田水分微循环过程的动力学模式,论述了模型参数的测取方法。经初步应用结果表明,该模型模拟无地下水补给条件下玉米田土壤水分动态具有较高的精度。     

节水灌溉条件下作物系数和土壤水分修正系数试验研究

考虑土壤水分调控所产生的作物生长滞后效应与补偿生长效应,对节水灌溉条件下作物蒸发蒸腾量ETc的理论计算模型进行了研究。根据灌溉试验资料,确定了冬小麦、夏玉米、棉花及水稻作物的作物系数Kc,得出节水灌溉条件下主要农作物土壤水分修正系数Ks的计算公式。覆膜旱作节水灌溉模式的水稻需水量计算实例结果显示,计算值与实测值较为吻合,模型具有较高的精度。     

考虑下界面水分通量的棉田土壤水分模拟研究

考虑根系层下界面水分通量,以根系层土体水量平衡方程为依据,构建了棉田土壤水分模拟模型.用2006-2008年山西省水利职业技术学院灌溉试验基地棉花生长季的土壤水分观测数据,对该模型进行参数确定和试验验证.结果表明:采用的根系层储水量模型的模拟计算值与实测值吻合较好,其相关系数达到0.916 3,F检验结果达到显著水平.模型用于其他地区时,土壤供水系数、作物系数和下边界通量等具体参数必须通过田间试验获得.     

条带覆盖下土壤水热动态的田间试验与模型建立

描述了夏玉米生长期间麦秸条带覆盖(行间覆盖)条件下土壤水热动态的田间试验.在此基础上，采用交替方向有限差分法建立了模拟苗期条带覆盖下土壤二维水热迁移的数值模型.其中覆盖部分土壤表面的边界条件由能量平衡方程确定.模型的输入只需常规气象资料、土壤水热迁移参数及覆盖参数.数值计算结果表明，该模型具有一定的实用价值。     

葡萄根系分区交替滴灌的土壤水分动态模拟

在根系分区交替滴灌土壤水分动态和根系分布试验观测的基础上,提出了葡萄二维根系吸水模型,并确定了与土壤表层含水率有关的棵间土壤蒸发方程,然后在土壤水分运动基本方程的基础上结合交替滴灌的入渗特性,建立了根系分区交替滴灌的土壤水分动态模型(APRI-Model),模型考虑了该种灌水方式下棵间土壤蒸发和根系吸水的变化特征。通过与田间实测值进行比较,结果表明,模型的均方差在0.01~0.022cm3/cm3范围内,模拟值与实测值的平均相对误差在10%左右,因此,认为模型能很好的模拟干旱区蒸发力较大和作物根系分布不均匀条件下的土壤水分动态。     

冬小麦不同土壤水分控制下限灌溉试验研究

通过冬小麦生长期不同土壤水分下限的控制灌溉试验,提出了冬小麦在汾河灌区的耗水规律、耗水量与产量的关系,提出了试验年的优化土壤水分下限控制指标,并对其研究方法也作了论述。     

作物需水量与灌溉制度模拟

从作物需水量的基本概念出发，以水量平衡原理为基础，建立了模拟农田根层土壤水循环的计算机模型-ISAREG.这一模型具有多种功能，可模拟根层土壤水分变化，评价给定的灌溉制度，计算作物需水量和灌溉需水量，也可用以制订多种供水限制条件下的优化灌溉制度．用望都灌溉试验站的小麦、玉米、棉花3种作物两年的试验观测资料对上述模型进行了验证．     

冬小麦节水高效灌溉制度试验研究

通过冬小麦生长不同时期、不同土壤水分下限控制水平的灌溉试验,提出了冬小麦在当年水文和生产条件下的耗水规律、耗水量与产量的关系,提出了冬小麦试验年的优化土壤水分下限控制指标和灌溉制度,并对其研究方法也作了论述.     

苹果树根系吸水研究方法的讨论

介绍了根系吸水模型研究现状;对建立苹果树根系吸水模型所需要的植株蒸腾量、棵间蒸发量、根系密度、土壤含水量等的测定方法进行了探讨．分析了苹果树与作物根系吸水的不同之处．介绍了热脉冲技术测定苹果树蒸腾量、微型蒸渗仪(microlysimeter)测定棵间蒸发量、剖面法测定根系密度、TDR测土壤含水率的技术;最后,探讨了建立苹果树根系吸水模型应注意的具体问题,并进一步提出了利用空间随机场理论研究整个苹果园中苹果树的根系吸水模型的观点,即：将苹果园中的各个苹果树看作小扰动的空间随机变量,然后利用空间随机场理论研究整个苹果园中苹果树的根系吸水情况。     

Simulation of water allocation and salt movement in the root zone

This paper is concerned with the simulation of the water allocation and salt movement in the root zone of a particular crop. A mathematical model of four ordinary differential equations is developed. The model performs water balance and salt balance in unsaturated and saturated regions of the root zone. It is a lumped input and lumped parameter conceptual model, which considers the average soil moisture and salt concentration in the root zone. The equations are solved numerically over the time period of the growing season. Precipitation and irrigation water are treated as inputs.The analyzed results indicate that, for the shallow water table case, the water table elevation has an important effect on the soil moisture depletion dynamics of the unsaturated zone. An appreciable amount of water from the saturated zone is transferred through capillary rise to the unsaturated zone particularly in the case of sandy loam soils. It was found that the water table elevation varies significantly during the growing season.The salt movement simulation indicates a salt concentration build up in the unsaturated zone during the growing season. Contours of equal crop yield reduction as a function of the unsaturated zone initial salt concentration and the irrigation water salt concentration are obtained.The model was tested with data from the Mashtul Pilot Area in Egypt and its performance was satisfactory.     

改变土壤含水量影响的冬小麦根和冠生长动态模型

本文根据系统动力学原理，以土壤水分为环境因素，冬小麦为研究对象，从植株整体角度建立土壤含水量影响下的冬小麦根、冠生长的动态模型。根、冠作为植株的两大功能互补系统，在不同的土壤含水量作用下，二者产生不同响应，通过模型可定量揭示根、冠二者的生长变化规律。本文模拟结果表明：根系生长在分蘖期和拔节期受土壤含水量影响较大；而冠的生长则是在孕穗期到灌浆期影响较明显，但含水量的变化并不改变植株的总体生长规律。