灌溉排水学报

JOURNAL OF IRRIGATION AND DRAINAGE

  • 微润管长期出水性能试验研究

    全天惠;周梦娜;杨庆理;石懿

    为探明微润管每日出水量随运行时间的规律,以4类不同初始出水量的微润管为研究对象,采用室内流量测试方法,分析了I、II、III和IV型微润管每日出水量与运行时间的关系及其月际变化。结果表明:微润管每日出水流量随运行时间的延长不同时期呈现不同的出流行为,分为弛豫期与稳定期两个区间。弛豫期内微润管出水量迅速衰减,一直衰减至初始出水量40%左右,进入稳定期。在稳定期内,微润管出水量进入稳定状态,不再随时间推移而剧烈变化。弛豫期现象是管状半透膜材料固有的物理特性,是微润管正常的水分出流特点。

    2017年Z1期 [查看摘要][在线阅读][下载 76K]
  • 1961—2015 年山东省降水量时空变化特征分析

    栾金凯1;刘登峰1;冯九梁2;王佰伟3;林;木4

    选用山东省18个站点1961―2015年的年降水量,利用线性趋势估计、滑动平均法、Mann-Kendall非参数秩次相关检验法、Spearman秩次相关检验法对年降水序列进行了趋势性分析。结果表明,总体上山东省年降水量呈现减少的趋势,但是不同方法得到的趋势分析结果差别较大,造成这种差别的原因可能为选取站点太少且代表性差。从检验结果来看,只有定陶县通过了Kendall 的95%置信度检验,说明山东省年降水量趋势变化并不显著。应用R/S分析方法进行持续性分析,发现山东省年降水序列未来的变化趋势与现有趋势相反,未来山东省年降水量会呈现增加趋势。

    2017年Z1期 [查看摘要][在线阅读][下载 1108K]
  • 地面灌溉模型的耦合类型及误差分析

    董勤各;许迪;白美键;章少辉;魏志斌

    地面灌溉模型能够精确模拟灌溉水流运动过程,有助于评价农田灌溉性能。现有地面灌溉模型主要包括外耦合模型、迭代耦合模型和完全耦合模型。现有地面灌溉数值模型运用较多的是外耦合模式和迭代耦合模式,基于完全耦合模式的地面灌溉数值模型研究鲜见。地表水流模型与土壤水流模型耦合过程将引起耦合误差,这是由于地表水流模型和土壤水流模型计算时会产生误差,并且基于耦合模式的地表水流计算与土壤水流计算转换也易引起部分误差。

    2016年z1期 [查看摘要][在线阅读][下载 281K]
  • 温室作物蒸散发估算模型研究进展

    邱让建,杜太生,刘春伟,王振昌

    总结概括了目前国内外温室作物蒸散发的估算模型,主要包括经验模型、 FAO 作物系数法和以Penman-Monteith 模型为主的机理模型,其中经验模型有较强的经验性和区域性, FAO 作物系数法应合理选择温室内参考作物蒸散量, Penman-Monteith 模型中温室作物的冠层阻力和温室环境中空气动力学阻力的确定是关键。

    年z2期 [查看摘要][在线阅读][下载 1502K]
  • 膜下滴灌油葵优化补充灌溉制度及水分胁迫研究

    王怀博※,徐利岗,鲍子云,杜 历

    采用彭曼-蒙特斯方程和双值作物系数法,计算和分析了不同水分处理条件下油葵实际需水量。结果表明,随着灌溉定额的增加,油葵实际需水量相应增加,同时灌水量占实际需水量的比重越来越大;适度的水分胁迫对膜下滴灌油葵产量(如S3处理产量为4 810.65 kg/hm2)增加有利;土壤含水率为15.5%时,水分胁迫有利于油葵增产,建议实际生产中应以15.5%作为水分下限进行补充灌溉。适宜宁夏中部干旱带膜下滴灌油葵补充灌溉制度为灌水定额525 m3/hm2、灌水次数3次(现蕾期、开花盛期、开花终期)。

    年z1期 [查看摘要][在线阅读][下载 1531K]
  • 城市屋面降雨径流污染物一维运移规律研究

    陈伟伟1,薛建国2,郭 宇3,苏 欣1

    开展天然情况下降雨径流水文水质过程试验监测并采集分析水样,污染物指标包括SS、COD和TN。基于质量平衡原理,构建了雨水径流污染物在地表的一维运移模型,根据有限差分法基本原理建立了差分方程,利用牛顿迭代法对其求解。模型模拟污染物浓度变化过程与实测值较为一致,纳什效率系数在0.80以上。构建的雨水径流污染物在地表的一维运移模型的实用性较好。

    年期 [查看摘要][在线阅读][下载 1059K]
  • 人民胜利渠灌区不同典型年灌溉供水能力研究

    陈 震?,李金山,段福义,范永申,韩启彪,贾艳辉

    通过估算干旱、正常、湿润三个典型年灌区农业灌溉需水,参考灌区研究资料,重点分析地表水、地下水、引黄水的供水能力。得到地表水、地下水、引黄水各能满足灌区需水的能力大小为引黄水>地下水>地表水;不同水源结合条件下,地下水和引黄水结合供水在正常年份可保证灌区农业基本供水,引黄水是灌溉水源主体,地下水起到重要的灌溉补充作用。灌区未来应加大引水灌溉管理,提高水资源利用率。

    年期 [查看摘要][在线阅读][下载 905K]
  • 负压灌溉对土壤水分含量与小白菜产量品质的影响

    王相玲1,武雪萍1,肖海强1,2,王碧胜1,蒋雨洲1,3,龙怀玉1,张淑香1

    采用盆栽试验,在日光温室内研究了负压灌溉对土壤含水率、根系生长特征、小白菜水分利用效率、产量、品质等的影响。结果表明,负压灌溉条件下,随着负压的增大,土壤含水率呈降低趋势;小白菜产量随着负压增大呈先上升后下降趋势,-5、-10 kPa负压处理产量较高,而负压过高(-20 kPa)和过低(0)都不利于小白菜产量的形成;0、-5、-10 kPa负压处理和常规灌水处理的根长、根体积、表面积等指标均能体现其根系生长良好,-20 kPa负压处理土壤含水率过低,根系生长不良且根冠比较大;随负压值增大,维生素C显著提高,硝酸盐先降低后增加,-10 kPa负压处理硝酸盐最低,可溶性糖变化无明显规律;-10 kPa负压处理水分利用效率最高,较对照高出了21.4%。综合考虑,小白菜日光温室负压灌溉条件下负压设定在-10 kPa。

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  • 基于PRZM-GW模型菜田农药施用对地下水环境污染风险评估

    李远瞩1,李源清1,李扬飏2,吕丹彤1,孙 英1※,李少宁3

    利用GIS与PRZM-GW模型,建立了北京市露天菜田标准场景,并以杀毒矾和扑海因在西红柿菜田中的施用为例,对农药施用对地下水环境的污染风险进行了评估。结果表明,在现行施用与灌溉条件下,持续施用杀毒矾将在第20 a时超过地下水健康阈值,而扑海因的施用没有地下水污染风险;若不改变施用条件,杀毒矾不能连年连续施用,且施用1 a后需要停止施用5 a以上才能避免出现地下水健康风险。

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  • 内蒙古河套农业灌溉区小型扬水站机组设备的优化配置

    辛智鸣;王志刚;李新乐;刘明虎;葛成

    为解决内蒙古河套灌区高泥沙、高柴草污物运行环境下小型扬水站功效低、故障多的问题,对主要设备配置的常见工程病害特征进行了解析,提出了机组设备的优化配置办法,推荐手控式底阀配合混流泵配置,该配置为正压充水启动,启动速度快、对管路气密性要求低,不需要特别压紧填料,克服了轴套被填料抱死引发的故障,延长了水泵寿命;该底阀在水泵运行过程中阀门板被锁定在全开启的位置,因而对水流阻力可忽略不计,节能效果良好;该底阀在停泵时阀门板仍被锁定在全开启的位置,管路中的水可以顺利下泄,方便排除叶轮室柴草污物,能维持较好的水泵工况;完全没有水锤破坏问题,不需要使用厚重的高强度材料制造,因而结构轻巧、制造工艺简单、维修成本低。经河套灌区16 a实践检验,该配置具备良好的耐久性、易维修性、节能性和操作便捷性,是小型扬水站适宜的机组设备配置。建议存在大量泥沙和柴草污物、启动困难、功效低且故障频发的小型扬水站自行制作改造。

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  • 人民胜利渠灌区地下水埋深对矿化度的影响

    琚龙昌

    人民胜利渠灌区在二十世纪五六十年代曾发生过严重的盐渍化问题,目前盐渍化由明转暗,利用ArcGIS软件,通过分析灌区中部地下水埋深与矿化度的丰枯水期分布特征及二者之间的响应关系,以期为了解灌区盐渍化风险和地下水位调控提供依据。结果表明,研究区枯水期浅层地下水埋深平均为4.42 m,矿化度平均为1.55 g/L;随着灌溉和降水入渗,丰水期浅层地下水埋深总体明显减小,平均值为3.77 m,矿化度总体也略有减小,平均值为1.38 g/L。从空间上看,灌区浅层地下水埋深自西北、西南向东南呈递增趋势;矿化度在灌区西北和东南较高,中间部分相应较低。从整个灌区来看,浅层地下水埋深与矿化度的空间分布趋势不一致。但从时间变化规律来看,矿化度随地下水埋深增大呈增加趋势,反之亦然。对灌区地下水埋深变化与矿化度变化之间的回归分析表明,二者具有一定的线性相关关系;地下水位每下降1 m,矿化度升高0.148 g/L,因此,从盐渍化风险来看,地下水水位控制应引起重视。

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  • 潼关县秦东镇河滩地新增耕地土壤养分和重金属状况

    朱代文,夏龙飞,蔡苗

    为了探明潼关县秦东镇河滩地新增耕地土壤养分和重金属状况,通过测定当地土壤的有机质、全氮、有效磷、速效钾、有效硼、有效硅和交换性钙及土壤重金属量,及当地黄河水、渭河水、地下水和机井水水样的p H值、全盐量及重金质量浓度,分析了新增耕地的施肥及种植建议。结果表明,1)项目区水样的p H值、全盐量及重金属量均符合《农田灌溉水质标准》。项目区表层为粉壤土,表层土壤孔隙比例分配合理,具有一定通气透水性,满足水稻田耕作层的土质需求,但随土壤剖面深度增加黏粒量逐渐减小,砂粒量逐渐增多,饱和导水率逐渐增大。2)该区域土壤表层的速效钾(49~445 mg/kg)和交换性钙(35.4~78.33 cmol/kg)丰富,有效硼(0.56~0.77 mg/kg)和有效硅(30.1~87.9 mg/kg)中等水平,基本可以满足水稻的生长需求;有机质(0.72~17.5 g/kg)、全氮(0.24~0.91 g/kg)、有效磷(2.4~14.7 mg/kg)质量分数低,不能满足水稻的生长需求。3)表层土壤中重金属铬(23.9~120 mg/kg)、镍(22.5~40.1 mg/kg)、铜(10.1~45.7 mg/kg)、锌(42.0~95.4 mg/kg)、砷(8.6~12.3 mg/kg)、镉(0.110~0.132 mg/kg)、铅(19.9~27.6 mg/kg)、汞(0.048~0.122 mg/kg)质量分数符合《土壤环境质量标准》二级标准。综上可知,潼关县秦东镇河滩地新增耕地土壤可用于耕作,但应加大氮肥、增施磷肥。

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  • 基于DSSAT模型的冬小麦氮肥效应预测—以黄土高原沟壑区渭北旱塬为例

    徐娜,党廷辉

    为评价DSSAT模型在黄土高原沟壑地区的适用性,以渭北旱塬雨养农业区域为研究基础,采用DSSAT模型模拟预测当地冬小麦的潜在产量,并将模拟值与实测值进行对比分析,评价了模型在当地的适用性。在完成模型调试的基础上,设定一系列的施肥情景(N1、N2、N3、N4和N5,分别表示纯氮施用量0、45、90、135和180 kg/hm2;M1、M2、M3 和 M4 分别表示有机肥施用量 15 000、30 000、45 000 和 60 000 kg/hm2;P2O5施用量90 kg/hm2),利用DSSAT模型在2006年、2009年和2012年的光照、气温、降雨等不同气象条件下模拟不同氮素水平下的冬小麦产量。结果表明,(1)DSSAT模型对黄土高原沟壑区冬小麦产量的模拟具有较好的适用性。(2)在黄土高原沟壑区,丰水年、平水年和干旱年的最佳氮素配比分别为N4M2处理、N2M2处理和N3M2处理。氮素的适量使用可以促进冬小麦产量的提高,但为了防止土壤潜在污染及资源浪费,应适当控制当地肥料使用。

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  • 微灌初级拦污筛装置研究

    谭 明1,李文昊1,2※,王振华1,2

    从专业技术方面分析了微灌用初级拦污筛装置的优缺点。该装置应用简单的控制方法,可做到喷水臂旋转,扇形喷头连续直接喷射水反冲洗筛网,提高了初级拦污筛的工作效率。通过应用消除水漩涡技术,完善水池中进水管口初级拦污筛装置综合功能,有效降低进(吸)水管口周围水流速及稳定和改善水流态,反冲洗清水取过滤桶内水,可提高水泵工作效率及供水质量。

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  • 渠道糙率影响因素分析及预测模型研究

    李一鸣,管光华,陈琛,毛中豪

    输水明渠的糙率作为渠道关键的水力学参数,直接决定了渠道的沿程水头损失及其过流能力,因此对于渠系的运行管理及用水效率有显著影响。为研究减小渠道糙率相关措施,在参考国内外调水工程糙率取值研究的基础上,重点分析了影响糙率的4个因素,分别为流量、水力半径、表面粗糙度和泥沙淤积。通过建立各因素与糙率间的相关关系以及敏感性分析,定量衡量4个因素对糙率的影响。结果表明,敏感性由大到小依次为淤积厚度、水力半径、流量和表面粗糙度。根据各因素与糙率的相关关系,提出了清淤、除藻、控制闸门开度等不同的糙率恢复工程措施并分析了其恢复效果,对于我国调水工程及灌区渠道系统运行管理工作具有一定的参考价值。

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  • 灌溉渠道增温观测与影响因素分析

    赵高磊,蒲迅赤,梁瑞峰,李永,李克锋

    我国农作物灌溉大多通过渠道从水库引水,然而引用水库的低温水会对农作物的发育和产量造成不利影响。为了探究灌溉渠道的増温效果及其影响因素,对某灌溉渠道进行了原型观测。结果表明,在观测期内灌溉渠道上下断面的水温分别在12.7~13.5 ℃和13.2~18.2 ℃之间,上段面水温变幅远小于下段面的,这是因为上断面水温主要受水库取水口处水温影响的原因;灌溉渠道温度的日变化规律为,在 8:00 之前和 18:00 之后增温分别为0.3~0.9 ℃和 0.6~0.7 ℃,渠道温度几乎不随时间的变化而变化;在 8:00—18:00 之间,渠道增温在 0.6~5 ℃之间,渠道增温随时间先增大后减小,在 12:00 左右达到最大值 5 ℃。通过影响渠道增温的 5 个气象因素:气温、太阳辐射、相对湿度、平均风速、云量,建立了预测灌溉渠道增温的模型,该模型的计算值与实测值的误差在10%以内,绝对值误差很小,可满足实际工程的需要;对气象因子进行灵敏度分析发现,气温、相对湿度和太阳辐射为主要因素。

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  • 参照作物需水量尺度特征方法研究进展

    王娟,袁成福,张瑜

    水是生命之源,伴随着全球水资源的紧缺日益严重,我国也面临着同样地水资源问题,而农业是用水大户,因此在我国干旱缺水的北方地区,灌溉用水短缺矛盾日益凸显。研究参照作物需水量的计算方法,可为科学估算作物需水量、合理进行灌溉提供指导,从而为发展节水农业提供理论依据。兹介绍了参考作物需水量计算的研究背景和意义,系统总结了国内外参考作物需水量研究的基本理论和研究方法,并对各种方法进行了简要评述。通过不同尺度角度介绍了参考作物需水量的计算方法,小尺度田间ET0宜用经验公式法计算,中等以上尺度宜用统计学方法计算,并主要总结了神经网络分析方法。

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  • 国内外暗管排水研究知识图谱可视化分析

    丁新军;田军仓;朱和

    【目的】探明国内外暗管排水研究领域的研究内容、发展动态。【方法】基于CNKI与WOS数据库,采用科技文本挖掘可视化软件VOSviwer对国内外暗管排水研究的文献引文数据进行了科学叠加可视化分析,国外机构耦合分析,国内外引文关键词共现分析,国内外研究人员合作网络分析。【结果】通过科学叠加图谱,从学科的宏观角度分析了暗管排水研究学科发展方向;通过国家合作网络分析,得出了该领域的研究强国;通过机构耦合分析,确定了暗管排水研究高影响力研究机构;通过国内外关键词共现网络图比较,揭示了国内外暗管排水研究的主要内容上的差异;通过国内外合作网络图分析,得出了国内外暗管排水核心研究学者之间的合作关系及他们为推动暗管排水研究所做的贡献。【结论】我国的暗管排水研究领域正处于引进吸收与发展的状态,在流域尺度暗管排水的研究、田间尺度农药与磷淋失机制、排水水质净化等方面研究薄弱。未来的新兴趋势是从暗管排水释放源头到排水的末端建立系统的研究体系,考虑多元化因素的排水管理,工程技术上在田间排水源头采用建立反硝化除氮生物反应池改善排水水质,农艺措施上非耕作期进行覆盖作物种植研究,气候变化与暗管排水研究耦合也将成为研究热点。

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  • 施氮和土壤水热条件对河西绿洲灌区休耕季小麦玉米间作农田土壤N_(2)O排放的影响

    刘姝彤;马忠明;王智琦;赵凡;金军民

    【目的】研究施氮和土壤水热条件对河西绿洲灌区休耕季小麦玉米间作农田土壤N_(2)O排放的影响。【方法】依托河西绿洲灌区地下淋溶长期定位监测试验,选取CK(不施肥)、CONV(常规施肥)、OPT(优化施肥)、OPT-N(减量施氮)和OPT+N(增量施氮)5个处理,采用静态箱-气相色谱法在休耕季监测小麦玉米间作农田土壤N_(2)O通量动态变化,并建立二次多项式逐步回归方程,绘制交互效应曲面图。【结果】整个休耕季,小麦玉米间作农田是土壤N_(2)O排放的弱源,土壤反硝化过程起主要作用。2018年11月中旬—2019年2月中旬,N_(2)O通量总体表现为吸收,CONV处理和OPT+N处理虽有较高的N_(2)O排放,但是处理间N_(2)O通量排放差异未达显著水平(P>0.05)。在冬灌后,CONV、OPT、OPT-N、OPT+N处理N_(2)O排放呈现增长趋势,CK处理N_(2)O通量表现为吸收。通过交互效应曲面图发现10 cm地温与土壤N_(2)O排放关联度最大,以及在交互作用的影响下,休耕季10 cm土壤地温与土壤N_(2)O排放呈相反趋势。【结论】休耕季小麦玉米间作农田土壤N_(2)O排放受生长季施肥影响较小,受土壤水热条件的影响较大。

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  • 江河源头区生态补偿标准测算方法研究

    刘军政;白绍斌;张新华;范习超;黄火键;赵钟楠

    江河源头区生态、经济和社会特征突出,常规生态补偿方法在江河源头区适用性存在问题。【目的】提出江河源头区生态补偿标准测算方法。【方法】通过皮尔曲线和土地利用占比分别赋予主体功能价值和次要功能价值不同的权重,确定了主体功能法的两种补偿标准测算方法。以雅砻江支流安宁河源头区作为典型进行实例计算,并与常规生态补偿方法的计算结果进行了对比分析。【结果】核算金额大小关系:生态系统服务功能法(23.15亿)>主体功能法1(皮尔曲线5.89亿)>主体功能法2(土地利用5.68亿)>机会成本法(4.93亿)>条件价值法(1.92亿)。按照主体功能法实施生态补偿后,源头区上下游人均财政收入差距从原来的2.5倍缩小到1.1倍左右。【结论】本研究提出的主体功能法充分考虑了源头区的生态特征、社会的经济发展阶段以及补偿主体的可承受能力,能够有效调整源头区上下游损益关系,并且两种主体功能法中的主要与次要功能价值权重确定客观,具有普适性。

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  • 覆盖方式对旱地不同熟性马铃薯土壤水热特征和产量的影响

    马建涛;陈玉章;程宏波;兰雪梅;李亚伟;李瑞;柴雨葳;常磊;柴守玺

    【目的】为深入了解西北半干旱雨养条件下覆盖种植对马铃薯产量和土壤水热的影响。【方法】通过大田试验研究了覆盖方式(玉米整秆带状覆盖平作SM、黑膜双垄沟覆盖PM、露地平作CK)对当地典型早熟“LK99”、中熟“克新1号”和晚熟“青薯9号”马铃薯土壤水热状况、产量及水分利用效率的影响。【结果】与CK相比,覆盖(SM、PM)可显著降低各品种马铃薯全生育期耗水量11.0%~19.0%,平均分别提高早、中、晚熟马铃薯出苗至成熟期0~200 cm土壤贮水量24.6、29.5和48.9 mm,且SM和PM土壤贮水量在同一品种上无显著差异。早、中、晚熟马铃薯全生育期5~25 cm土壤平均温度,PM较CK分别提高1.6、1.6和1.4 ℃,而SM在各品种上均低于CK。与CK相比,覆盖可显著提高马铃薯各品种单薯鲜重和商品薯率;马铃薯干薯产量和水分利用效率分别比CK提高21.6%~51.4%和44.2%~77.1%。SM在早、晚熟品种上取得与PM相近的产量和水分利用效率,但在中熟品种上,SM的产量和水分利用效率均显著低于PM。【结论】综合马铃薯品种熟性、水热利用状况和产量等因素,SM是一种高产高效的种植方式,能显著提高马铃薯产量和水分利用效率。但在旱作区,若要获得更高的产量和水分利用效率,需通过马铃薯品种熟性与覆盖方式的科学搭配。

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  • 黏土矿物与磷肥复配对潮土中镉钝化效果及麦苗镉吸收的影响

    孙向辉;蔡寒玉;赵京;田莹莹;杜臻杰;牛得草

    【目的】探究不同黏土矿物及其与磷肥复配对潮土镉钝化和苗期小麦镉吸收的影响,为解决我国北方弱碱性土壤地区小麦镉重金属污染治理提供参考。【方法】采用室内盆栽试验,以不添加钝化材料为对照(CK),研究了海泡石、凹凸棒土、膨润土1%和2%添加量以及与0.04%磷酸二氢钾复配对土壤pH、土壤有效态Cd、苗期小麦生长及镉吸收的影响。【结果】不同处理均能提高土壤pH,显著降低土壤有效镉含量,降幅为5.84%~17.53%,同时促进苗期小麦生长,显著降低苗期小麦植株对镉的积累,使地上部、根部镉含量分别下降40.66%~63.35%和18.49% ~38.83%。3种黏土矿物降镉水平存在一定差异,表现为海泡石>凹凸棒土>膨润土,与磷肥复配可进一步增强其降镉效果。【结论】对于北方潮土镉污染土壤,1%海泡石+0.04%磷酸二氢钾复配处理对土壤酸碱环境影响较小,且降镉效果显著,可作为一种有效的原位钝化修复措施。

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