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灌溉排水学报 2021年第7期40卷 113-121页

作者：钱争冯绍元庄旭东于昊袁成福扬州大学水利科学与工程学院江苏扬州225009

【目的】研究河套灌区葵花种植区暗管排水条件下农田土壤水分变化状态,探求当地适宜的农田排水暗管布置和控制排水方案。【方法】基于2018—2020年田间试验数据,对rzwqm2模型进行率定和验证,并利用该模型对不同排水暗管布置方案(同一间... 详细信息

【目的】研究河套灌区葵花种植区暗管排水条件下农田土壤水分变化状态,探求当地适宜的农田排水暗管布置和控制排水方案。【方法】基于2018—2020年田间试验数据,对rzwqm2模型进行率定和验证,并利用该模型对不同排水暗管布置方案(同一间距不同埋深和同一埋深不同间距)和控制排水方案(不同时期不同排水口深度)下的土壤水分运移和作物生长情况进行数值模拟。【结果】(1)模型率定和验证阶段,砂土层土壤含水率RMSE为0.049~0.065 cm^(3)/cm^(3),其余土层土壤含水率RMSE为0.012~0.037 cm^(3)/cm^(3),累计排水量和产量MRE分别在5.88%和3.40%以下,地下水位、1 m土层土壤储水量和叶面积指数R2分别在0.798、0.817和0.912以上;(2)以现有排水暗管埋深1.5 m、间距45 m为基础,模拟得到采用埋深1.4 m、间距45 m的布置方案其地下水位抬高5.2 cm、排水量减少40.0%、增产85.3 kg/hm2;(3)采用雨季1.5 m、非雨季1.2 m排水口深度的控制排水方案,地下水位抬高2.2 cm、排水量减少46.0%、增产66.4 kg/hm2。【结论】rzwqm2模型能较好模拟排水条件下葵花种植区农田土壤水分变化,研究区推荐采用1.4 m埋深、45 m间距的排水暗管布置方案,在现有布置下雨季1.5 m、非雨季1.2 m的控制排水方案较为合适。

关键词： rzwqm2 暗管排水控制排水葵花河套灌区

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模拟气候变化对极端干旱区棉花产量和水分利用效率的影响

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灌溉排水学报 2022年第9期41卷 23-32,51页

作者：董海波陈小平冯绍元张友良吴灏扬州大学水利科学与工程学院江苏扬州225009

【目的】探究气候变化对极端干旱区棉花生长和产量的影响。【方法】利用2018年新疆策勒绿洲棉田数据对根区水质模型(Root Zone Water Quality Model-version2,rzwqm2)进行率定和验证;基于验证后的模型模拟了1960—2019年气候变化对棉花... 详细信息

【目的】探究气候变化对极端干旱区棉花生长和产量的影响。【方法】利用2018年新疆策勒绿洲棉田数据对根区水质模型(Root Zone Water Quality Model-version2,rzwqm2)进行率定和验证;基于验证后的模型模拟了1960—2019年气候变化对棉花生育期、产量和灌溉水利用效率(IWUE)的影响;利用相关分析探究了关键气候要素与棉花生育期和产量的相关性。【结果】rzwqm2模型能够较好地模拟极端干旱区绿洲棉田各土层含水量(除0.15~0.25 m外)、棉花生长和产量,平均一致性指数(IOA)>0.75。棉花的出苗期、花期、吐絮期和成熟期均推迟,平均每10年推迟时间约为1.1、2.1、3.5、3.5 d;棉花产量和IWUE均呈下降趋势,每10年下降幅度分别为45.95 kg/hm^(2)和0.13 kg/(mm·hm^(2))。气温和太阳辐射量对棉花生长有显著影响,其中最低气温是影响棉花生育期的主导因子,最高气温对棉花产量有一定负面影响;太阳辐射量则是引起产量变化的主导因子。【结论】研究结果可为绿洲农业应对气候变化的影响提供一定的科学指导。

关键词： rzwqm2 气候变化棉花产量灌溉水利用效率绿洲农业

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南疆喀什噶尔河灌区膜下滴灌棉花耗水规律与灌溉制度优化研究

南疆喀什噶尔河灌区膜下滴灌棉花耗水规律与灌溉制度优化研究

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作者：郝闯闯石河子大学

学位级别：硕士

目的:喀什噶尔河流域位于我国新疆维吾尔自治区塔里木盆地西部,流域中水资源多供给于农业灌溉,但由于当地缺乏适宜的灌溉制度,导致水分利用效率较低。然而现有研究多集于北疆或塔里木河流域等地区,对于南疆喀什噶尔河流域灌溉制度还鲜... 详细信息

目的:喀什噶尔河流域位于我国新疆维吾尔自治区塔里木盆地西部,流域中水资源多供给于农业灌溉,但由于当地缺乏适宜的灌溉制度,导致水分利用效率较低。然而现有研究多集于北疆或塔里木河流域等地区,对于南疆喀什噶尔河流域灌溉制度还鲜有研究。为此,本研究通过连续两年田间定点观测试验,探究了喀什噶尔河流域灌区不同膜下滴灌制度下棉花生育期需水规律,明确了土壤水分、棉花产量、品质等田间多维信息响应特征,通过模型模拟构建了适宜该地区的棉花膜下滴灌灌溉制度。本研究可为喀什噶尔河流域灌区覆膜棉田滴灌制度的优化确定提供理论依据与数据支撑,为合理利用现有灌区水资源、提升当地水资源利用效率提供技术支持。方法:本研究于2021-2023年在喀什噶尔河流域布哈拉水管站(喀什市地区,伽师县)连续两年开展棉花膜下滴灌试验,在生育期的不同阶段设定了不同的灌溉土壤含水率下限同时设置了全生育期非充分灌溉(100%、90%和80%)与蕾期、花铃期、吐絮期内减量灌溉(90%和80%),增设沟灌处理,共计10个处理。使用“智墒”与“Trime”对棉花全生育期内土壤水分变化进行连续动态监测,对农田蒸散量、棉花不同生育期耗水特性、棉花产量、品质与水分利用效率等进行测算,将通过田间实测结果对根区水质模型(rzwqm2)进行校准率定,对不同灌溉场景下棉花产量与蒸散量进行模拟预测,结合田间实验与模型模拟得到喀什噶尔河灌区膜下滴灌棉花耗水规律与适宜灌溉制度。结果:(1)滴灌处理相较于沟灌处理可以有效降低10.86%-70.86%的蒸散量,在全生育期中滴灌处理条件下棉花的蒸散量、作物系数呈现先增加后降低的趋势,在全生育期均按照90%进行非充分灌溉,对降低作物系数的效果最佳,仅在蕾期或吐絮期进行非充分灌溉对作物系数的影响不显著。在全生育期内按照80%进行非充分灌溉不利于降低土壤电导率。(2)在相同的100%灌溉中滴灌处理较沟灌处理的衣分提升幅度为3.30%-6.61%,仅在蕾期和吐絮期进行80%灌溉处理籽指较其他处理提高了0.31%-14.14%。全生育期进行90%灌溉处理的产量较仅在吐絮期进行90%灌溉处理提升了7.93%-10.18%。仅在吐絮期降低灌溉程度能够保持较高的棉花百铃重,全生育期按照80%灌溉处理有利于棉花品质的提升。(3)模型计算结果提示,最高、低产量分别出现在130%增量灌溉组、70%减量灌溉组的场景。对不同水文年定额进行对比发现试验灌溉定额每亩降低了72.31m-132.74m。基于rzwqm2模型优化得出最佳产量、10%、20%节水水平的灌溉水量分别为290.28mm、229.81mm、213.24mm。结论:100%灌溉条件下滴灌沟灌处理可以降低了10.86%-70.86%蒸散量,提升了3.30%-6.61%的衣分。在全生育期内滴灌处理条件下的棉花蒸散量、作物系数呈现先增加后降低的趋势,花铃期阶段充分灌溉有利于土壤盐分淋洗,仅在蕾期和吐絮期进行80%灌溉处理的土壤电导率持续处于较低水平。全生育期90%灌溉处理的产量较其他处理产量提升幅度在4.67%-15.78%,灌水量较沟灌处理降低幅度在12.16%-27.75%。在基于rzwqm2模型得出在保障产量的前提下进行充分灌溉、10%、20%节水水平的灌溉水量分别为290.28mm、229.81mm、213.24mm。

关键词：棉花 rzwqm2 非充分灌溉灌溉制度优化

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