ISAREG模型在灌区土壤墒情预报中的应用研究

土壤墒情预报是农田土壤水分调控的基础和前提。针对当前灌区土壤墒情监测工作量大且预报精度不高的问题,采用数值模拟和农田实测数据相结合的方法,应用以水量平衡法为基本原理的ISAREG灌溉模型进行灌区土壤墒情预报,并利用内蒙古河套灌区沙区灌溉试验站的大田实测数据对ISAREG模型的模拟精度进行验证,结果表明:ISAREG模型能较好地模拟作物土壤含水率的动态变化,模型输出的模拟值与实测值对比,回归系数约为1.02,决定系数在0.6以上,误差在10%以内,表明该模型参数经过校准和验证后,可以用来进行土壤墒情预报。该模型还具有识别作物是否处于水分胁迫状态,并对作物灌溉制度进行评价和优化的功能,可进行灌区灌溉预报。     

内蒙古河套灌区秋浇定额研究

秋季储水灌溉是内蒙古河套灌区一种特殊的灌水制度。它牵涉到在黄河水源紧缺的条件下 ,如何节约水量 ,进行合理灌溉的问题。通过土壤含水率、土壤盐分、地下水位的变化与秋浇定额的关系的试验研究 ,确定出秋浇定额为 15 0 0～ 195 0m3 /hm2 。该值比较符合河套灌区节水、保墒、淋盐的目的。     

内蒙古河套灌区秋浇定额合理优选的试验研究

秋季储水灌溉是内蒙古河套灌区一种特殊的灌水制度 ,它牵涉到在黄河水紧缺的条件下 ,如何节约水量 ,进行合理灌溉的问题。通过土壤含水率、土壤盐分、地下水位的变化与秋浇定额关系的试验研究 ,确定出切实可行的秋浇定额 ,实施科学、合理的秋浇制度     

内蒙古河套灌区秋浇灾额研究

秋季储水灌溉是内蒙古河套灌区一种特殊的灌水制度，它牵涉到在黄河水源紧缺的条件下，如何节约水量，进行俣理灌溉的问题，通过土壤含水率，土壤盐分，地下水位的变化与秋浇定额的关系的试验研究，确定出秋浇定额为1500－1950m^3/hm^2，该值比较符合河套灌区节水，保墒，淋盐的目的。     

论河套灌区秋浇的必要性及节水的途径

内蒙古河套灌区农作物的灌溉定额，系由播前灌水定额和生育期灌水定额组成。播前灌水俗称秋浇，其用水量约占总用水量的１／３左右。当今，引黄水量受到制约、能否压缩或停止秋浇将黄河水量节约下来，已成为各界关注的头等大事。河套灌区在特定的土壤含盐、灌溉水、地下水补充盐分的环境中，所有农田皆需秋浇，才能维持土壤根系层的盐分趋向平衡，并结合调整农业生产结构、压缩农田面积、制定合理的秋浇定额，才能达到可持续发展的目     

河北平原井灌区冬小麦灌水定额的计算分析

根据华北半湿润偏旱井灌区节水农业综合技术示范区的建设实践,在河北平原三河井灌区,通过实时监测冬小麦田间土壤含水率,计算出其田间土壤含水量与田间持水量之差即为灌水定额;当实时监测的田间土壤含水率低于冬小麦适宜生长含水率高于凋谢系数时,便对监测地块进行灌溉。采用移动式管道喷灌或支管退行式畦灌模式进行冬小麦灌溉,使灌水定额控制在750m^3／hm^2以内,达到节水增产增收的目的,促进农业又好又快发展。     

干旱扬黄灌区漫灌方式下土壤水盐运移模拟

干旱扬黄灌区田间灌溉过程的水盐运移具有独特性。选取甘肃景电灌区的典型试验点,构建基于HYDRUS-2D软件的土壤水盐运移模拟模型,模拟了间歇性定额灌水-蒸散发条件下饱和-非饱和土壤盐分的运移过程。结果表明,经过两次灌水-蒸散发循环试验,各试验点耕作层土壤平均含盐量均大幅下降,土壤盐分缓慢下移,耕作层土壤脱盐趋势明显。各试验点耕作层土壤在灌水压盐及蒸散发返盐双重作用下,交替发生了脱盐和积盐现象。灌溉和蒸散发是影响干旱扬黄灌区田间土壤水盐运移的重要因素。灌水定额取4 000~6 000 m3/hm2的土壤脱盐效率较高,且首轮灌溉使田间0~100 cm土层含水率达到饱和、后几轮灌溉逐步增加灌水量的灌溉方案更有利于排出田间土壤盐分。     

基于HYDRUS模型不同灌水模式下土壤水盐运移模拟

以田间试验为基础,应用饱和-非饱和土壤水分及溶质运动理论,利用HYDRUS-1D/2D数值模型对内蒙古河套灌区不同灌水模式下土壤水分、盐分运移规律进行数值模拟,分析了不同灌溉条件下的水盐运移状态,并将模拟结果与田间试验实测结果进行对比分析。研究结果表明,在相同灌水定额下,100cm土体内沟灌条件下生育期土壤盐分含量平均值比畦灌条件下土壤盐分含量平均值降低24.4%,沟灌可以有效控制土壤盐分的累积。利用HYDRUS模型对土壤水盐运移的模拟结果能够为灌区的水盐管理提供科学依据。     

基于水热耦合模型的干旱寒冷地区冻融土壤水热盐运移规律研究

运用水热耦合模型（SHAW）对内蒙古河套灌区3种盐渍化土壤冻融期水热盐的动态变化进行了模拟研究。研究结果表明：重度盐渍化土壤累积蒸发量最大,主要是由于土壤中盐分含量较大,降低了土壤的冰点,延长了土壤的冻结时间,从而增大了土壤的蒸发量,导致翌年土壤水分大量损失,影响作物播种出苗和发芽。而且重度盐渍化土壤在冻结和融解过程中表层盐分聚积严重,而中度和轻度盐化土壤在冻结期和融解期盐分增加幅度略小一些;当秋浇定额大于150mm时,其中30%～50%水量储存于0～1m土层中,具有明显的储水保墒作用。秋浇定额和秋浇时间对于土壤蒸发量以及1m土层的储水量和含盐量的影响只是在冻结前影响较大。     

膜下滴灌棉田土壤水盐分布特征及灌溉制度试验研究

在新疆库尔勒市西尼尔镇开展了膜下滴灌棉田土壤水盐分布特征及灌溉制度的试验研究,根据不同灌溉定额(375、525和675mm)及灌水间隔(3.5、7和10.5d)组合设置7个试验处理,通过对比分析研究了膜下滴灌条件下的土壤水、盐分布规律及其对棉花生长性状及最终产量的影响。试验结果表明:(1)主根区土壤含水率自靠近滴灌带的宽行往外至膜间逐渐降低,土壤含盐率则呈相反的规律分布,灌溉期靠近滴灌带的主根区土壤处于脱盐状态,远离滴灌带的土壤处于积盐状态;(2)相同灌水间隔下,灌溉定额越大,主根区含水率越高,主根区以下渗漏水分越多,棉花产量提高但灌溉水生产效率降低;相同灌水定额下,灌水间隔过大或过小均不利于棉花的生长;(3)在试验区的砂性土壤条件下,675mm灌溉定额和7d灌水间隔的灌溉制度可获得最大籽棉产量为6816kg/hm2,375mm灌溉定额和7d灌水间隔的灌溉制度可获得最高的灌溉水生产效率为1.33kg/m3。     

河套灌区套种模式下田间灌水有效性评价

针对河套灌区典型的套种模式以及地下水位较浅的情况,基于SPAC系统应用土壤水动力学理论定量分析了作物生育期内大气水、灌溉水、作物水、土壤水和地下水的相互转化关系。应用FAO推荐的Penman-Monteith法及双作物系数法,对小麦套种玉米、小麦套种向日葵模式的实际腾发量进行了计算。从动态观点出发,在时间尺度上考虑深层渗漏量和根系层储水量对作物的有效性,对灌区田间灌溉水的有效性进行了评价。结果表明:小麦套种玉米的实际腾发量为635.8 mm,小麦套种向日葵的实际腾发量为428.2 mm;小麦套种玉米灌溉水利用率为91.9%,小麦套种向日葵的灌水利用效率为88.4%。     

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。     

黄河下游灌区农田灌溉制度与供需平衡分析

在簸箕李引黄灌区上游和下游选择典型试验区，开展了连续两年的冬小麦一夏玉米连作种植模式下的田间试验观测，用模拟灌溉制度的计算机模型ISAREG对各试验处理进行模拟，验证了模型的模拟精度。依据模拟结果对现行灌溉制度进行了评价。模拟对比了灌区内3个县4个不同干旱程度典型年气候条件下10种主要作物的两种灌溉制度方案，包括充分灌溉和部分非充分灌溉方案，计算了不同方案的田间灌溉需水过程，分析了不同方案下灌区水资源供需平衡状况。研究表明，簸箕李灌区只有采用改进的田间灌水技术和有控制的非充分灌溉制度，才能使灌区供水和需水在平水年基本达到平衡。     

水管理措施对区域水盐动态的影响

以内蒙古河套灌区义长灌域永联试验区为背景,基于野外观测试验数据,利用Visual MODFLOW4.2地下水运动模拟软件建立了区域非饱和-饱和水流与溶质运移耦合模型,并运用该模型,分析了不同节水方案下区域水盐动态.结果表明:在实施渠道混凝土衬砌,总引水量为现状87%的节水方案下,总体积盐量与现状水平相当,耕地非饱和带积...     

不同灌水条件下田菁根际土壤水盐变化规律试验研究

通过盆栽实验研究了不同灌水条件下田菁(Sesbania cannabina Pers)根际土壤水盐变化规律,结果表明:各处理在不同时间段内0～50 cm深度内土壤平均含水率都呈现双峰曲线变化,除处理1(灌溉水额333.3 m3/hm2)土壤含水率随深度的增加而增大,其余各处理的随深度的增加先增大后减小;各处理0～50 cm深度内平均土壤含盐量较初始含盐量下降了38.41%～51.59%,体现了田菁较好的脱盐效果,其中处理3(灌水定额250 m3/hm2)田菁脱盐效果最好,0～50 cm土壤内盐分减少量的40.79%随灌溉水下渗至根系层以下,44.30%被植物吸收。     

内蒙古引黄灌区适宜秋浇定额研究

秋浇是内蒙古引黄灌区一种传统的洗盐压碱灌溉制度,秋浇用水量是灌区一年中灌水量最大的一次。以典型试验资料为依据,通过对不同秋浇定额灌溉条件下春播前土壤水盐条件、土壤的脱盐效果和增水效果的对比分析,研究提出内蒙古引黄灌区基于节水的适宜秋浇定额为1 500 m3/hm2。     

砾石土质条件下葡萄滴灌生育期土壤含水率变化规律研究

为探究酿酒葡萄在砾石土质条件下的土壤含水率变化规律及合理灌溉制度,选取贺兰山东麓砾石土典型试验区,以五年生赤霞珠品种为研究对象,设计2 550、2 850、3 225、3 600 m3/hm24个不同定额的灌水处理,应用TDR土壤水分剖面仪和土壤水势仪,监测生育期滴灌前后不同土层含水率与水势变化,针对监测数据从灌水处理整体与单个生育期不同角度进行分析,研究酿酒葡萄在砾石土条件下不同滴灌定额土壤含水率变化规律,最终提出生育期适宜灌溉制度。研究结果表明:随着灌溉定额的增加,土壤含水率在0~40cm土层范围内变化较明显;不同深度土层土壤水势变化规律与灌溉定额的大小有关;1m深土壤水分蓄存比并不是随着灌水量的增加而增大,而是当灌水量达到某一定额时,随着灌水量的增加,土壤水分蓄存比减小,砾石土单次灌水量高于300 m3/hm2时,土壤水分蓄存比较低,易产生深层渗漏。     

内蒙古河套灌区局部秋浇条件下农田水盐运动特征分析

针对河套灌区局部秋浇条件下田间水盐运动的特殊性,选取典型试验区对其进行研究。结果表明:与全面灌溉相比,灌溉区地下水位在局部灌溉后回落更为迅速,灌溉可以达到很好的洗盐保墒效果;而非灌溉区则部分承泄了灌溉区的排水,地下水位和地下水含盐量都显著升高,尽管在灌溉结束后其地下水位会随着排水过程而相应回落,但在其上涨过程中却促使盐分向上层土壤运动,从而增加土壤剖面的含盐量。分析还进一步表明,局部灌溉条件下,非灌溉区水盐运动所受影响在一定程度上取决于灌溉面积所占整个区域的比重。