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咸水非充分灌溉条件下土壤水盐运动swap模型模拟

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农业工程学报 2014年第20期30卷 72-82页

作者：袁成福冯绍元蒋静霍再林季泉毅齐艳冰扬州大学水利与能源动力工程学院扬州225009 中国农业大学中国农业水问题研究中心北京100083 太原理工大学水利科学与工程学院太原030024

为了研究咸水非充分灌溉条件下土壤水盐动态变化规律,该文在2013年田间试验的基础上,利用试验观测数据,对swap模型进行了率定和验证,并对咸水非充分灌溉条件下土壤剖面水分和盐分通量变化过程进行了模拟和分析。研究结果表明:swap模型... 详细信息

为了研究咸水非充分灌溉条件下土壤水盐动态变化规律,该文在2013年田间试验的基础上,利用试验观测数据,对swap模型进行了率定和验证,并对咸水非充分灌溉条件下土壤剖面水分和盐分通量变化过程进行了模拟和分析。研究结果表明:swap模型模拟值较好地反映了实测值的变化趋势,经过率定和验证后的swap模型能够较好地模拟土壤水盐的动态变化规律以及制种玉米的产量情况。在制种玉米苗期阶段,3种灌水处理40 cm以上土壤剖面的水分通量主要以向上为主;在灌水和降雨阶段,各处理土壤剖面的水分通量主要向下,且灌水量越大的处理,向下的水分通量越大;在土壤蒸发阶段,各处理60 cm以下土壤剖面的水分通量向下,且向下的水分通量逐渐减小。土壤盐分通量模拟结果与土壤水分通量具有类似的规律,60 cm以下土壤剖面的盐分通量主要向下,表明土壤盐分主要向深层土壤运移。研究结果可为该研究区域咸水非充分灌溉制度的制定提供理论依据。

关键词：灌溉土壤水分盐分 swap模型土壤水分通量土壤盐分通量

基于swap模型同化遥感数据的黑龙江南部春玉米产量监测

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农业工程学报 2019年第22期35卷 285-295页

作者：王利民姚保民刘佳杨玲波杨福刚中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 浙江大学环境与资源学院杭州310012

农作物种植类型的地理分布差异,气候条件差异、土壤环境不同等因素的影响,需要开展农作物生长模型参数区域化、本地化的研究工作;通过改善区域气象数据空间化方法以提升插值精度的研究,也需要得到应用的重视。针对以上问题,该文以swap(s... 详细信息

农作物种植类型的地理分布差异,气候条件差异、土壤环境不同等因素的影响,需要开展农作物生长模型参数区域化、本地化的研究工作;通过改善区域气象数据空间化方法以提升插值精度的研究,也需要得到应用的重视。针对以上问题,该文以swap(soil-water-atmosphere-plant model,土壤-水-大气-作物模型)模型为基础,以中国黑龙江省南部地区作为研究区域,以其主要农作物春玉米为目标作物,确定研究春玉米的作物生长模型参数,并综合考虑纬度及海拔对气温的影响情况,研究将协同克里金(coKriging)方法引入作物生长模型气象数据插值获取中,从而提高模型输入参数中气象数据精度,并以叶面积指数(leaf area index,LAI)及蒸散发(evapotranspire,ET)数据作为同化遥感数据源,通过优化玉米灌溉量和出苗日期,获取了研究区2013年的玉米产量空间分布成果,与统计资料结果对比,玉米总产量监测结果的R2达到了0.939 4,均方根误差(root mean squared error,RMSE)达到了148 065 t,平均绝对误差(mean absolute error,MAE)为114 335 t。研究区15个县市区的预测单产和统计单产之间的决定系数达到了0.724 5,RMSE为598.5 kg/hm^2,MAE为531.5 kg/hm^2。研究结果表明,利用swap模型,以协同克里金方法获取气象数据空间插值成果作为输入数据,通过同化LAI和ET遥感数据,可以有效进行黑龙江南部区域的玉米产量遥感监测,为区域作物生长及生产力的遥感监测预测提供参考。

关键词：作物遥感模型玉米叶面积指数蒸散发协同克里金同化 swap模型

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swap模型在稻田水分运移模拟中的应用

江苏农业科学 2013年第10期41卷 369-372页

作者：缴锡云虞晓彬郭思怡河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室河海大学水利水电学院江苏南京210098

针对稻田的水分运移,研究了swap模型的应用条件并进行了效果验证。在格田尺度上,对土壤在垂直深度上划分为40个单元,确定了swap模型的边界条件和初始条件,估算给出模型参数,通过比较田间水层深度检验模拟值与实测值的吻合程度。结果表明... 详细信息

针对稻田的水分运移,研究了swap模型的应用条件并进行了效果验证。在格田尺度上,对土壤在垂直深度上划分为40个单元,确定了swap模型的边界条件和初始条件,估算给出模型参数,通过比较田间水层深度检验模拟值与实测值的吻合程度。结果表明,田间水层深度模拟值与实测值吻合较好,swap模型可用于模拟稻田的水分运移和相对产量,为稻田水分运移和水稻产量研究提供了方便可行的方法。

关键词： swap模型稻田田间水层深度模型效率系数

基于swap模型的春玉米咸水非充分灌溉模拟

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排灌机械工程学报 2020年第4期38卷 396-402页

作者：袁成福冯绍元霍再林王庆明扬州大学水利科学与工程学院江苏扬州225009 江西水利职业学院江西南昌330013 中国农业大学中国农业水问题研究中心北京100083 中国水利水电科学研究院水资源所北京100038

为了探究甘肃省石羊河流域适宜春玉米生长的咸水非充分灌溉模式,应用swap模型模拟不同灌溉模式下的土壤水盐平衡、春玉米相对产量和相对水分利用效率,并预测了较长时期土壤水盐动态变化规律.研究结果表明:灌溉水矿化度为0.71 g/L和3.00 ... 详细信息

为了探究甘肃省石羊河流域适宜春玉米生长的咸水非充分灌溉模式,应用swap模型模拟不同灌溉模式下的土壤水盐平衡、春玉米相对产量和相对水分利用效率,并预测了较长时期土壤水盐动态变化规律.研究结果表明:灌溉水矿化度为0.71 g/L和3.00 g/L的春玉米最优灌溉模式为生育期内灌4次水,灌溉定额均为408 mm,2种灌溉模式均能达到节约灌溉用水、提高作物产量和水分利用效率以及减少土体盐分累积量的目的.较长时期土壤水盐动态变化规律模拟结果表明:在冬灌条件下,春玉米最优灌溉模式下的土壤水分和盐分能够在模拟期内保持相对平稳的状态;在不同年份,相同土层土壤含水率随着土层深度的增加而增大,0.71 g/L的淡水灌溉土壤盐分主要累积在40~80 cm土层,3.00 g/L的微咸水灌溉土壤盐分主要累积在10~40 cm土层;5 a的模拟结果表明0.71 g/L和3.00 g/L的水持续灌溉5 a,不会引起土壤次生盐渍化.

关键词：春玉米咸水非充分灌溉 swap模型土壤水盐动态

石羊河流域制种玉米咸淡水轮灌模式的swap模型模拟

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干旱地区农业研究 2019年第4期37卷 1-9页

作者：袁成福冯绍元季泉毅霍再林扬州大学水利与能源动力工程学院江苏扬州225009 江西水利职业学院江西南昌330013 中国农业大学中国农业水问题研究中心北京100083

为了探究石羊河流域制种玉米的咸淡水轮灌模式,利用2014年田间试验观测资料对swap模型进行了参数率定和验证,模拟了不同咸淡水轮灌模式下的土壤水盐平衡,并筛选出了较优的咸淡水轮灌模式,预测了较长时期土壤盐分动态变化及制种玉米产量... 详细信息

为了探究石羊河流域制种玉米的咸淡水轮灌模式,利用2014年田间试验观测资料对swap模型进行了参数率定和验证,模拟了不同咸淡水轮灌模式下的土壤水盐平衡,并筛选出了较优的咸淡水轮灌模式,预测了较长时期土壤盐分动态变化及制种玉米产量。结果表明:swap模型率定与验证过程中,土壤含水量的均方误差( RMSE )值在 0.05 cm 3 ·cm^-3 以下,平均相对误差( MRE )值在15%以下;土壤含盐量的 RMSE 值在4.2 mg·cm^-3 以下, MRE 值在25%以下;制种玉米产量的 RMSE 值在380 kg·hm^-2 以内, MRE 值在10%以下,率定和验证后的swap模型可用于研究区咸水与淡水灌溉的模拟与预测。3.0 g·L^-1 微咸水条件下采用2次淡水、1次咸水和1次淡水、2次咸水的轮灌方式以及6.0 g·L^-1 咸水条件下采用2次淡水、1次咸水的轮灌方式为研究区制种玉米的较优轮灌模式,这3种较优咸淡水轮灌模式下的土壤盐分累积量较少,并且能够提高制种玉米的产量。3种较优轮灌模式模拟预测结果显示,在模拟期内土壤含盐量增幅不大,能够达到平稳,不会造成土壤盐渍化,制种玉米减产幅度较小,制种玉米产量能够保持平稳。

关键词：咸水轮灌制种玉米 swap模型土壤水盐平衡石羊河流域

基于swap模型的桓台县主要农作物灌溉制度优化

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节水灌溉 2021年第5期 56-62页

作者：焦贞张衍福刘凯于潇徐征和庞桂斌徐晶济南大学济南250022 山东省水利综合事业服务中心济南250013

为实现节水增产,以山东省桓台县冬小麦和夏玉米为例,运用swap模型模拟了不同灌溉方案组合下的土壤含水率以及作物产量,优化了灌溉制度。研究结果表明:swap模型能够较好地模拟桓台县冬小麦和夏玉米的生长过程,模拟效果理想;通过利用率定... 详细信息

为实现节水增产,以山东省桓台县冬小麦和夏玉米为例,运用swap模型模拟了不同灌溉方案组合下的土壤含水率以及作物产量,优化了灌溉制度。研究结果表明:swap模型能够较好地模拟桓台县冬小麦和夏玉米的生长过程,模拟效果理想;通过利用率定好的swap模型模拟3种ET_(c)条件下不同降雨年型的作物相对产量和水分利用效率,结果发现,小麦灌3水和玉米灌2水的模式能够提高作物产量,并且能明显提升水分利用效率;根据模拟结果获得最优灌溉制度为:80%ET_(c)下,不同生育期冬小麦平、枯水年的灌水额应为,拔节(87.3、92.9 mm)、抽穗(124.7、132.7 mm)和灌浆(62.4、66.4 mm);不同生育期夏玉米的灌水定额为,拔节(19.8、40.2 mm)和抽雄(29.8、60.6 mm)。优化后的方案可保证研究区冬小麦和夏玉米的产量,并且能提高作物灌溉水利用效率。

关键词：冬小麦夏玉米灌溉制度优化 swap模型生长过程模拟

基于swap模型的河套灌区向日葵农田土壤水盐通量模拟

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水资源与水工程学报 2023年第3期34卷 19-27,36页

作者：袁成福冯绍元江西农业大学国土资源与环境学院江西南昌330045 扬州大学水利科学与工程学院江苏扬州225009

为了探究河套灌区节水实施现状条件下农田土壤水盐动态变化规律,利用向日葵田间试验观测资料,对swap模型进行参数率定和验证,并利用该模型模拟向日葵生长条件下0~100 cm土层土壤水盐通量及水盐平衡状况。研究结果表明:在灌溉阶段,向日... 详细信息

为了探究河套灌区节水实施现状条件下农田土壤水盐动态变化规律,利用向日葵田间试验观测资料,对swap模型进行参数率定和验证,并利用该模型模拟向日葵生长条件下0~100 cm土层土壤水盐通量及水盐平衡状况。研究结果表明:在灌溉阶段,向日葵根系层土壤水分主要向下渗漏,水分通量和盐分通量为负,土壤盐分被淋洗;在非灌溉阶段,地下水向上补给向日葵根系层土壤,水分通量和盐分通量为正,根系层土壤积盐。2019、2020年模拟期间水分通量累计量分别为52.5、60.6 mm,盐分通量累计量分别为-4.5、-4.9 mg/cm^(2),0~100 cm土层土壤盐分通量分别增加了7.5、7.1 mg/cm^(2)。向日葵现状灌溉条件下0~100 cm土层土壤积盐,可能产生土壤次生盐碱化的风险,向日葵生育期结束后需要进行秋浇淋洗盐分来保证下一年度向日葵的正常生长。

关键词：土壤水分通量土壤盐分通量 swap模型向日葵河套灌区

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民勤咸水灌溉及swap模型模拟研究

中国沙漠 2011年第2期31卷 288-294页

作者：黄翠华王涛薛娴尤全刚彭飞中国科学院寒区旱区环境与工程研究所沙漠与沙漠化重点实验室甘肃兰州730000

采用0.8 g.L-1和5 g.L-1浓度咸水对民勤传统作物黄河蜜进行咸水灌溉试验。通过野外试验和实验室分析,评价了咸水灌溉对土壤性质和作物产量的影响,校正了swap模型并对相关因子进行了模拟分析。研究结果显示,尽管基于当地种植经验的灌水... 详细信息

采用0.8 g.L-1和5 g.L-1浓度咸水对民勤传统作物黄河蜜进行咸水灌溉试验。通过野外试验和实验室分析,评价了咸水灌溉对土壤性质和作物产量的影响,校正了swap模型并对相关因子进行了模拟分析。研究结果显示,尽管基于当地种植经验的灌水量与基于潜在蒸发蒸腾量(ET0)及根据田间持水量计算的需水量有一定差异,但灌溉水质和灌水量与田间产量具有较好的一致性;0.8 g.L-1处理的水利用效率高于5 g.L-1处理,湿润年的水利用效率高于干旱年;模拟结果显示,swap模型对不同试验处理和不同气候条件下的土壤性质和作物产量模拟效果较好。由此得出结论,在民勤可以利用swap模型模拟不同环境条件下的土壤水分状况及作物产量,为农田耕作提供理论支撑。

关键词：咸水灌溉 swap模型土壤转换函数水利用效率

基于swap模型的耕地-盐荒地-沙丘-海子水盐动态分析

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农业资源与环境学报 2018年第6期35卷 540-549页

作者：曾揭峰刘霞李就好夏玉红王丽萍内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院呼和浩特010018 华南农业大学水利与土木工程学院广州510642 巴彦淖尔市水利科学研究所内蒙古巴彦淖尔015000

为探讨盐荒地、沙丘和海子对耕地排盐的作用和机理,于2013—2016年在内蒙古河套灌区张连生研究区展开试验,利用土壤水分、盐分以及地下水盐分、埋深变化的观测数据,经swap模型率定和验证,对试验区水盐动态变化进行模拟和分析。结果表明,... 详细信息

为探讨盐荒地、沙丘和海子对耕地排盐的作用和机理,于2013—2016年在内蒙古河套灌区张连生研究区展开试验,利用土壤水分、盐分以及地下水盐分、埋深变化的观测数据,经swap模型率定和验证,对试验区水盐动态变化进行模拟和分析。结果表明,swap模型能够较好地反映试验区各地土壤水盐的垂直动态变化规律。模型验证结果显示,土壤水分的均方根误差均小于0.03 cm^3·cm^(-3),土壤盐分均方根误差均小于0.12 g·kg^(-1),且二者平均相对误差均小于16%。地下水动态分析表明试验区地下水走向基本为从西北流向东南。研究表明,耕地含水量受灌水影响较大,水分逐渐向深层渗漏并侧向补给盐荒地和沙丘。沙丘表层含水量低,而深层水分可侧向补给耕地、盐荒地。耕地盐分在灌溉期向盐荒地和沙丘运移,最终汇集到海子,盐荒地在作物的生育期积累盐分,而盐分在秋浇期流失。耕地和盐荒地的地下水在灌溉期侧向补给沙丘和海子,非灌溉期由沙丘的地下水侧向补给耕地、盐荒地及海子。

关键词：耕地-盐荒地-沙丘-海子 swap模型水盐动态地下水动态