精細(xì)地面灌溉集成技術(shù)研究.pdf

1、本文研究內(nèi)容為‘863’國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目第三子專題《精細(xì)地面灌溉集成技術(shù)》(項(xiàng)目編號(hào)2002AA2Z4311-3)的部分內(nèi)容。地面灌水技術(shù)(如畦灌、溝灌、格田灌、漫灌等)仍是目前世界上，特別是發(fā)展中國家普遍采用的灌水方法。我國有98％以上的灌溉面積采用的是地面灌水。由于國情的制約，當(dāng)前乃至今后很長一段時(shí)間內(nèi)，地面灌溉在我國仍將是主要的灌溉方法。與傳統(tǒng)地面灌水方法相比，精細(xì)地面灌溉技術(shù)具有灌水均勻度高、田間水利用率高、灌水定額小

2、等優(yōu)點(diǎn)。研究地面灌溉的土壤水分運(yùn)動(dòng)規(guī)律，分析地面灌水技術(shù)參數(shù)的影響因素，找到優(yōu)化這些灌水技術(shù)參數(shù)的方法，不但對(duì)于豐富灌溉理論、推動(dòng)土壤水分運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究具有重大的理論價(jià)值，而且它為推廣精細(xì)地面灌溉技術(shù)提供了科學(xué)依據(jù)，也是設(shè)計(jì)精細(xì)地面灌溉系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的重要基礎(chǔ)，同時(shí)它對(duì)總結(jié)出一套適合于干旱缺水地區(qū)發(fā)展精細(xì)地面灌溉工程的綜合技術(shù)體系具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。 本文基于項(xiàng)目區(qū)激光平地條件下多種土壤質(zhì)地和土壤結(jié)構(gòu)的大田土壤入滲和地面灌溉灌水試

3、驗(yàn)，全面、系統(tǒng)地研究了項(xiàng)目區(qū)大田土壤的入滲特性和影響土壤入滲特性的主要因素；建立了以大田土壤物理參數(shù)預(yù)測土壤入滲能力和入滲模型參數(shù)的模型，提出了預(yù)測大田土壤入滲過程的方法；分析研究了地面灌溉水流運(yùn)動(dòng)特性及其灌溉效果特點(diǎn)，建立了地面灌溉水流運(yùn)動(dòng)波模型與灌溉效果優(yōu)化模型相結(jié)合的灌水技術(shù)參數(shù)優(yōu)化一體化模型，提出了提高灌水效果的技術(shù)措施，將上述內(nèi)容有機(jī)地整合成精細(xì)地面灌溉集成技術(shù)。 論文從定性和定量兩個(gè)角度去揭示精細(xì)地面灌溉集成技術(shù)技術(shù)

4、構(gòu)成和集成關(guān)系。主要結(jié)論和創(chuàng)新點(diǎn)包括： (1)根據(jù)大田土壤入滲試驗(yàn)，分析大田土壤水分入滲能力的變化特性，得到大田土壤水分入滲特性的主要影響因素：土壤質(zhì)地、土壤結(jié)構(gòu)、土壤含水量和灌溉水含沙量。 (2)采用多元線性回歸模型用常規(guī)物理參數(shù)對(duì)土壤入滲能力和入滲模型參數(shù)進(jìn)行預(yù)報(bào)是可行的。以土壤物理性粘粒含量(小于0.01m)、干容重和含水量作為預(yù)測量的變量可獲得較好的預(yù)測結(jié)果。 (3)分析研究了地面灌溉水流運(yùn)動(dòng)特性及其灌溉

5、效果特點(diǎn)，建立了地面灌溉水流運(yùn)動(dòng)波模型與灌溉效果優(yōu)化模型相結(jié)合的灌水技術(shù)參數(shù)優(yōu)化一體化模型，實(shí)現(xiàn)了定畦長、定坡降條件下的優(yōu)化單寬流量求解和定單寬流量、定坡降條件下優(yōu)化畦長的求解，為變灌水條件下優(yōu)化灌水技術(shù)參數(shù)的確定提供了強(qiáng)有力的工具。同時(shí)得到了清、洪灌溉田間工程結(jié)合模式。采用試驗(yàn)研究和模擬分析相結(jié)合的方法，分別提出了項(xiàng)目區(qū)地面補(bǔ)充水分灌溉和地下水補(bǔ)源灌溉的優(yōu)化灌水技術(shù)參數(shù)及提高灌溉效果和補(bǔ)源效率的技術(shù)措施。 (4)有機(jī)地將激光平

6、地技術(shù)、地面灌溉實(shí)時(shí)土壤入滲參數(shù)預(yù)報(bào)技術(shù)、地面灌溉過程模擬技術(shù)、灌溉效果優(yōu)化技術(shù)、引洪補(bǔ)源田間灌溉網(wǎng)與正常灌溉網(wǎng)的結(jié)合模式等技術(shù)組裝整合成成龍配套的精細(xì)地面灌溉集成技術(shù)。 本文在大田土壤水分入滲機(jī)理的分析、灌水技術(shù)參數(shù)優(yōu)化技術(shù)的探討等方面取得了一定的進(jìn)展和成果，但由于時(shí)間、試驗(yàn)條件以及試驗(yàn)結(jié)果受人為影響大等方面的原因，尚有許多工作要做。在研究中發(fā)現(xiàn)，需進(jìn)一步分析的內(nèi)容包括：(1)土壤入滲能力和入滲參數(shù)預(yù)報(bào)模型的結(jié)構(gòu)尚需進(jìn)一步完善