灌排试验系统研发及农田水肥高效利用理论研究

研发了功能完备、自动化程度较高、技术指标先进且稳定可靠的灌溉排水试验系统,建成了集灌溉、排水与面源污染控制功能为一体的灌溉排水试验基地;开展了水肥高效利用理论研究,提出了农田节水控污、作物高产优质的灌排技术模式,为水肥资源高效利用提供了理论基础,     

水肥一体化条件下内蒙古优势作物水肥利用效率及产量分析

利用2013-2014田间实测数据对比分析了传统种植条件下和水肥一体化条件下内蒙古优势作物(玉米、马铃薯、大豆)水肥利用效率、生长指标、产量构成因子、产量商品组成和最终产量,探讨了水肥一体化"以肥调水,以水促肥"的作用机理,最后提出了内蒙古发展水肥一体化技术存在的问题及相应对策。结果表明:相比于传统种植,水肥一体化条件下作物在高效利用水肥资源的情况下,水分利用效率提高8.50%~62.89%;肥料利用率提高16.0%~60.6%,玉米、马铃薯和大豆产量分别提高22.01%、171.60%和63.76%。总体来看,内蒙古发展水肥一体化技术意义重大,前景广阔。     

基于物联网的水肥一体化智能灌溉系统设计及效益分析

基于灌溉现代化发展需求和节水省工的目的,以物联网技术为支撑,对水肥一体化智能灌溉系统进行设计及效益分析。该系统主要包括智慧平台(信息中心),田间灌溉控制系统,智能施肥系统,农田气象环境监测系统,远程土壤墒情测报系统,远程管道压力、流量监测系统,远程作物长势视频监测系统,能效监测系统等8个组成部分。效益敏感性分析结果表明,物联网水肥一体化智能灌溉系统的年效益在其经济内部收益率指标中最为敏感,故该系统与普通滴灌工程相比投资虽较大,但年效益的提高使其在应用年限中获得较高的经济内部收益率,从而极大提高灌溉系统的收益创造能力。应用效果显示,物联网水肥一体化智能灌溉系统省工节水效果显著,随着科技的不断进步与水利信息化的发展趋势,有着良好的应用前景。     

我国节水灌溉设备企业发展对策

2030年我国人口将达到16亿,满足粮食需求的任务十分艰巨.在耕地总量有限的情况下,出路在于提高耕地的利用效率和生产能力.为此,必须大力发展农田灌溉排水事业,改变传统的农业灌溉方式,建立节水型农业.灌排事业的发展需要灌排设备的产业化支持,需要灌排设备生产企业的大力发展.……     

水肥耦合对设施塔菜花产量、品质及水肥利用效率的影响研究

以设施塔菜花为试材,通过设置不同灌水施肥处理,开展水肥耦合对设施塔菜花产量、品质及水肥利用效率等影响研究,通过对设施塔菜花生长指标、产量、品质指标、土壤含水量及灌水量等指标的监测,分析水肥耦合对作物耗水量、水分利用效率及肥料偏生产力响应机制.结果 表明:灌水施肥对设施塔菜花株高、冠幅等生长指标以及可溶性糖、果实水分、叶绿素及Ve含量等品质指标的影响不显著;全生育期内各处理耗水量在135.45～159.68 mm,日均耗水强度在1.01～1.19 mm/d;灌溉以及水肥交互响应对塔菜花产量及水分利用效率均达到极显著水平,产量及水分利用效率均以W2N2(高水中肥)处理最大,较其他处理分别增加4％～61％、7％～60％,高水中肥处理可提高作物产量及水分利用效率;不同灌水量、施肥量以及水肥交互响应对塔菜花肥料偏生产力的影响均达到极显著水平,肥料偏生产力以W2N1处理最大,较其他处理增加54％～171％,高水低肥处理可提高塔菜花的肥料的利用率;综合观测成果提出设施塔菜花适宜土壤水分灌水下限为田间持水量的80％,适宜追肥量为230 kg/hm2,研究成果对指导北京地区果蔬种植及灌溉有一定的指导意义.     

半湿润灌区控制排水条件下降雨洗盐计算模型研究

通过控制排水措施适当提高地下水位,可以增加半湿润灌区作物对浅层地下水的利用量,缓解灌溉水量的不足。然而,灌区地下水的含盐量一般较高,对盐分在作物根区的过分累积,所需淋洗水量很难得到保证。考虑到半湿润灌区具有一定量的降雨,可能对土壤盐分产生淋洗作用,建立了一个控制排水条件下降雨洗盐计算模型,并以某半湿润灌区盐碱地改良区为例,利用田间水文模型DRAINMOD预测出多年(1951—2005)田间水量平衡逐日变化过程,连续计算控制排水以及不同补充灌溉条件下根层土壤盐分多年的动态过程。结果显示,当地下水控制埋深为1.2 m时,在无灌溉条件下,研究区降雨虽能起到一定的淋洗作用,但根区盐分会随着时间的推移逐渐累积。当补充灌溉量在150 mm以上时,研究区降雨能够有效控制土壤盐分,使根区土壤在多年条件下达到良性的水盐平衡。所以,在与研究区类似的半湿润地区,通过控制排水措施合理调控地下水埋深,并充分利用天然降雨的淋洗功能,不仅可以维持灌区良性的水盐平衡,而且可以提高水资源利用效率。     

大中型灌排泵站标准化建设管理路径探索——以乌江抽水站为例

标准化建设管理可以确保灌排泵站工程的质量和安全性,提高工程效益,为农业灌溉和排水提供可靠保障,提高资源利用效率。本文以乌江抽水站为例,从组织管理、安全管理、运行管理、经济管理等方面探索了一条适合大中型灌排泵站的标准化建设管理路径,通过实施上述路径,推动大中型灌排泵站标准化建设管理,通过研究乌江抽水站管理实效,以期为其他类似工程项目的标准化建设管理提供借鉴和参考。     

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。     

关于竖井排水技术几个问题的商榷

坚井排水是指运用井群在相当的面积上,持久地抽取地下水灌溉,调控地下水位,调蓄地面水,使作物在一个适度的水、盐分含量的土壤中生长的一种工程设施,这种设施一般运用在冲积或洪积平原上。近年来,我国的竖井排水发展较快,但是在     

再生水灌溉研究进展

从再生水灌溉对土壤、作物、地下水和土壤斥水性4个方面简述国内外再生水灌溉的发展概况和研究进展。已有研究表明：再生水灌溉对土壤肥力和土壤酶活性的影响尚未有定论;再生水对农作物生长的影响尚有分歧;再生水灌溉对地下水水质具有一定的影响,并显著影响地下水水环境;长期的再生水灌溉会引发土壤斥水性的产生,且土壤斥水持续时间与土壤有机质质量分数呈正相关。目前存在的问题有：再生水灌溉对土壤和农作物的影响研究不一致,如何消除再生水灌水对地下水和土壤斥水性的影响。认为由于再生水中含有作物正常生长的必要营养元素,若能克服再生水灌溉存在的问题,可缓解淡水资源的压力和减少化肥的使用,避免环境的污染。     

农业灌排工程运行管理费用财政补助初探

节约用水、降低农民水费支出、保障灌排工程良性运行是农业水价改革的三大主要目标。在降低农户水费支出的情况下,如何通过发挥水价经济杠杆作用促进节约用水,如何保障灌排工程良性运行的费用,是迫切需要解决的难题。农业灌排工程运行管理费用财政补助可以在一定程度上解决灌排工程运行费用。而实现节约用水,就需要进一步研究农业灌排工程运行管理费用的补助方式。针对上述目标,根据大量调研,总结了农业灌排工程运行管理费用财政补助应注意的一些问题,针对国有骨干工程和田间工程分别提出了工程运行管理费用的补助形式。     

供需双侧调控下水稻灌区水-能源-粮食系统耦合协调评价与优化研究

对于水资源主要消耗用户和粮食重要生产基地的大型灌区,进行供需双侧调控是缓解灌区水资源供需矛盾、提高区域高质量可持续发展的重要途径之一。为了揭示灌区水-能源-粮食复杂的协调关系,针对性地开展系统优化调控。首先基于系统评价理论构建大型灌区水-能源-粮食系统耦合协调度评价模型,再基于灌区水资源系统模拟模型,以灌区水-能源-粮食耦合协调度最大为目标,以灌区主要作物水稻种植比例、水库分级分期旱限水位、水稻需水关键期限制供水比例作为优化调控变量,结合加速遗传算法,开展基于水资源供需双侧优化调控的灌区水-能源-粮食系统耦合协调评价与优化调控研究。杭埠河灌区应用结果显示:优化调控确定的灌区水稻种植比例、水库分级分期旱限水位、水稻需水关键期限供比例,相较于灌区运行现状能提高水-能源-粮食系统耦合协调水平,双季稻种植面积一定程度恢复使粮食产量明显提高,优化的水库旱限水位及水稻需水关键期水库限供比例,可在提升灌区干旱年份水资源利用效率的同时,较好地降低粮食作物因旱减产损失。可见,开展灌区供需双侧优化调控能显著提高灌区水-能源-粮食系统耦合协调性和适配性,可为提高水资源利用效率、布局主要粮食作物生产以及落实灌区水利高质量发展实施途径提供参考。     

沼液水肥一体化防堵塞灌溉系统在蜜桔园的推广应用研究

本文提出一种沼液水肥一体化防堵塞灌溉系统,并在新余市罗坊沼气站的蜜桔园进行推广应用。结果表明：在经过较长时间运行后流量未见明显损失,仍能保持原有效率,沼液过滤系统能够很好地将大中小固体颗粒除去,不易堵塞,保证处理后沼液满足作物正常生长使用。采用沼液水肥一体化防堵塞灌溉系统每亩平均减少肥料量50%,每亩产量平均增产2.8%,节本增收的经济效益平均每亩可达245.5元,经济效益显著,该沼液水肥一体化防堵塞灌溉系统适宜在南方果园推广应用。     

宁夏南部山区降水资源设施蔬菜高效利用技术集成研究

建立降水资源在设施农业中的利用研究基地,从集雨工程的建设、节水灌溉设备的配套、抗旱优良品种的引进、筛选,降水资源的集蓄、节水灌溉制度的制定、节水灌溉技术的应用、栽培措施、化学保水材料的引进筛选利用、工程的运行管理等多个方面开展了设施农业降水资源高效利用技术的集成研究,取得了显著的经济效益。     

水力一体化治漂与枢纽库面安防系统研究及实施

为改善水利工程现有治漂措施存在功能相互独立、操作被动、效率低等不足,保障工程效益和水面安全,依据漂浮物特性、河势及工程布置特点,利用水力一体治漂浮排、浮槽、浮闸进行水力学模型试验,对水力一体拦、导、清(排)漂治理技术进行研究,多方案组合试验均取得因势利导一体化综合治漂效果。其中,主要技术"水力一体治漂浮排"经工程现场实际运用检验可实现主动、大量治漂,可拦截各类大型危险漂浮物,减少中间操作环节。研究结果表明,水力一体化治漂方式能够适应漂浮物特点,改善治漂方式,可以为工程长效稳定治漂提供技术支撑,其实用装备可应用于各类相关工程,为水利枢纽构建水面安防系统提供技术支持。     

滨海圩区灌排系统改造规划设计的研讨

１９９２～１９９７ 年淮海农场对圩区内的中低产田进行了改良，在充分利用原有水利工程设施的基础上，对旱、涝、碱、渍害突出的农田灌排系统进行了改造。在规划设计中对几个与技术和经济密切相关的问题进行了探讨，给滨海圩区大面积治理中低产田积累了经验。     

盖州市节水灌溉水源论证及影响分析

节水项目采用管灌和微喷的方式灌溉,项目区内作物种植以玉米和西瓜为主,水源以地下水为主。从取水方案、补给项和排泄项的计算,地下水源论证及影响进行分析可知,所有论证单元的用水量均在地下水允许开采范围内,没有突破国家下达的地下水取用水总量控制指标,故此节水灌溉项目用水合理。     

农水规划简便信息采集系统关键技术研究

为了不断满足农村水利信息化建设和管理中的各项需求,水利信息化的技术手段急需随着信息技术的发展不断增强。针对目前农田水利规划前期工作中遇到的问题,将水利工程归纳为点状工程、线状工程和面状工程,同时为了统筹和简化不同工程的信息采集和管理,提出并开发了基于移动终端APP的农水规划简便信息采集软件。该软件操作简便,解决了农田水利规划等前期工作中遇到的问题,提高了规划前期的工作效率。通过初步应用的情况来看,该系统的特点及优势均较明显,具有推广应用价值。     

农村排水工程探析

农村排水工程是新农村建设中不可缺少的重要基础设施,是防治水污染、改善人居环境、提高居民生活质量的重要手段。在分析农村水污染现状及其成因的基础上,针对我国农村经济发展水平和当地实际条件,提出了农村污水处理以分散处理为主、充分利用生态处理技术、因地制宜采用组合型处理技术、污水再生利用、工程低造价、运行操作简便,以及近期设施与发展远景相结合等基本思路。针对目前农村排水工程存在的困难和问题,提出要将农村排水工程提到议事日程、建设低造价农村排水示范工程等建议。     

Simulation-Optimization Modeling of Conjunctive Operation of Reservoirs and Ponds for Irrigation of Multiple Crops Using an Improved Artificial Bee Colony Algorithm

Seasonal drought has become an important factor in agricultural production in humid and semi-humid areas. In this study, to mitigate the impact of seasonal drought, a new integrated mathematical model is proposed for optimal multi-crop irrigation scheduling, which is associated with conjunctive operation of reservoirs and ponds to maximize the annual returns for a reservoir-pond irrigation system. This objective is achieved via the use of two models: an operating policy model, which considers the regulatory role of ponds and optimizes reservoirs and ponds releases in one third of a month, and an allocation model, which optimizes irrigation allocations across crops by addressing water production function. The uneven distribution of ponds is also considered by dividing the irrigation district into many sub-districts. Artificial bee colony algorithm is innovatively improved by incorporating differential evolution algorithm and particle swarm optimization algorithm to solve this nonlinear, high-dimensional and complex optimization problem. The methodology is applied to the Zhanghe Irrigation Distict, which is located in Hubei Province of China, to demonstrate its applicability, and three additional models are simulated to demonstrate the validity of the integrated model. The results indicate that the integrated model can alleviate the impact of the seasonal drought and has remarkable optimization effect, especially for drought years. The average annual return calculated by the integrated model is 7.9, 7.0 and 3.1 % higher than that of the remaining three models, respectively. And in the special dry year, in which the frequency of rainfall is 95 %, the annual return calculated by the integrated model is 24.5, 21.8 and 10.1 % higher than that of the remaining three models, respectively.