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陕西关中灌区水费计收方式与水资源合理利用

农业工程学报 2005年第z1期21卷 11-14页

作者：王密侠汪志农尚虎军胡笑涛曹红霞西北农林科技大学教育部旱区农业水土工程重点实验室杨凌712100

依据对陕西关中九大灌区4年来的灌溉用水管理调查资料,就灌区末级渠道的水费计收方式与水资源的合理利用进行了讨论。针对各灌区目前所实行的3种主要水费计收方式,即“按量计费”、“按667m2(亩)计费”以及“合同供水”中存在的问题、... 详细信息

依据对陕西关中九大灌区4年来的灌溉用水管理调查资料,就灌区末级渠道的水费计收方式与水资源的合理利用进行了讨论。针对各灌区目前所实行的3种主要水费计收方式,即“按量计费”、“按667m2(亩)计费”以及“合同供水”中存在的问题、适用的条件以及各自的利弊等进行了分析,对目前灌溉用水管理中存在的问题提出了相应的改进意见。

关键词：关中灌区水资源利用水费计收

以水面蒸发量为参考推求土壤实际蒸发量的数学模型

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农业工程学报 2008年第3期24卷 1-4页

作者：李红星蔡焕杰王健赵伟霞西北农林科技大学教育部旱区农业水土工程重点实验室杨凌712100

为了准确估算土壤在实际条件下的蒸发量,该文以水面蒸发量为参考,结合能量平衡方程及微气象学方法,推导计算土壤实际蒸发量的数学模型。结果表明所建模型所需参数为水面及蒸发土壤表面的日最高温度和日平均温度、水面日蒸发量、风速等... 详细信息

为了准确估算土壤在实际条件下的蒸发量,该文以水面蒸发量为参考,结合能量平衡方程及微气象学方法,推导计算土壤实际蒸发量的数学模型。结果表明所建模型所需参数为水面及蒸发土壤表面的日最高温度和日平均温度、水面日蒸发量、风速等。模型的验证结果表明计算的土壤蒸发量与实测蒸发量比较吻合(R2=0.90)。模型所引入的参考蒸发面使其避开了土壤蒸发复杂的物理本质,从而使得对土壤蒸发的计算变得简单易行。

关键词：水面蒸发土壤实际蒸发土壤温度地表水循环

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蒸发和灌水频率对土壤水分分布影响的研究

农业工程学报 2003年第6期19卷 1-4页

作者：曹红霞康绍忠何华西北农林科技大学教育部旱区农业水土工程重点实验室杨凌712100

通过室内均质土柱试验 ,对不同灌水频率下有无蒸发土壤中的水分分布规律进行了分析。结果表明 ,灌水频率可改变土壤水分的空间分布和土壤蓄水量。在相同灌水量条件下 ,灌水频率加大 ,上部土层水分含量在一定范围内增高 ,且湿润锋深度变... 详细信息

通过室内均质土柱试验 ,对不同灌水频率下有无蒸发土壤中的水分分布规律进行了分析。结果表明 ,灌水频率可改变土壤水分的空间分布和土壤蓄水量。在相同灌水量条件下 ,灌水频率加大 ,上部土层水分含量在一定范围内增高 ,且湿润锋深度变浅 ,上部土层蓄水量增加 ;适宜的灌水频率可增加土壤蓄水量。有无蒸发条件下土壤水分差异在灌水初期主要体现在上部土层 ,随灌水次数增多 ,上部土层水分差异减少 ,且灌水频率越高 ,这种差异减少得越快 ,而下部土层水分差异增加。

关键词：灌水频率蒸发土壤水分分布湿润锋

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黄土高原典型小流域土壤侵蚀时空演变

地理学报 2024年第7期79卷 1787-1803页

作者：石学瑾张彪郭家龙冯浩吴淑芳西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室杨凌712100 西北农林科技大学中国旱区节水研究院杨凌712100

土壤侵蚀受土地利用、气候变化等多种因素的综合影响。王茂沟流域作为黄土高原丘陵沟壑区的典型治理小区,从20世纪开始实行了退耕还林等一系列水土保持措施。本文基于CSLE模型评估流域内2010年、2015年和2020年土壤侵蚀强度及时空演变特... 详细信息

土壤侵蚀受土地利用、气候变化等多种因素的综合影响。王茂沟流域作为黄土高原丘陵沟壑区的典型治理小区,从20世纪开始实行了退耕还林等一系列水土保持措施。本文基于CSLE模型评估流域内2010年、2015年和2020年土壤侵蚀强度及时空演变特征,并结合土地利用/覆被变化(LUCC)探究不同时段其土地利用空间分布格局与土壤侵蚀的响应规律,以此验证水土保持成效。结果表明:2010—2020年王茂沟流域年均土壤侵蚀模数下降0.11 t hm^(-2)a^(-1),整体土壤侵蚀状况略有改善,但微度侵蚀占比减少5.56%,极强烈侵蚀增加4.02%,侵蚀严重区域主要分布在流域北部、中部及西北部;由于降雨减少以及植被恢复,2015年流域土壤侵蚀状况较2010年得到极大缓解,而极端降雨的发生和植被覆盖质量下降又使得2020年土壤侵蚀模数出现回弹;2010—2020年间流域北部及东北部草地与耕地间转化极为明显,草地质量下降致使其土壤侵蚀模数均值较耕地更大,分别为13.69 t hm^(-2)a^(-1)与12.99 t hm^(-2)a^(-1)。研究成果有助于厘清黄土高原典型小流域土壤侵蚀与极端气候和土地利用变化间的响应关系,为未来提高水土保持效益与降低水土流失风险提供科学的数据支持。

关键词：土壤侵蚀 CSLE模型 LUCC 黄土高原

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基于矢量糙率的栅格单元流量分配模型

水利学报 2005年第11期36卷 1326-1330页

作者：张升堂康绍忠西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室

本文认为地表径流在汇流过程中由于流域坡面上地质层理走向、人类耕作活动、天然植被分布等一系列影响使坡面不同方向上具有不同的曼宁糙率系数取值,从而对栅格单元内地表径流向下游各栅格单元的流量分配产生影响,基于这一认识本文提出... 详细信息

本文认为地表径流在汇流过程中由于流域坡面上地质层理走向、人类耕作活动、天然植被分布等一系列影响使坡面不同方向上具有不同的曼宁糙率系数取值,从而对栅格单元内地表径流向下游各栅格单元的流量分配产生影响,基于这一认识本文提出矢量糙率的概念,并在分析以往模型的基础上,利用一维圣维南运动波方程结合曼宁方程建立了考虑糙率因素的栅格单元间地表径流流向及流量分配模型。经试验流域应用检验,该模型能更精确地模拟降雨径流过程。

关键词：糙率分布式水文模型地表径流

基于茎秆直径微变化信号强度监测交替沟灌玉米水分状况

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农业工程学报 2018年第2期34卷 98-106页

作者：杜斌冉辉胡笑涛王文娥周始威西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室杨凌712100

为研究茎秆直径微变化信号强度与交替沟灌玉米水分状况,试验设置常规沟灌处理、交替沟灌高水处理和交替沟灌低水处理,研究了3种处理玉米茎秆直径最大日收缩量(maximum daily shrinkage,MDS)、茎秆直径日增长量(daily increase,DI)与土... 详细信息

为研究茎秆直径微变化信号强度与交替沟灌玉米水分状况,试验设置常规沟灌处理、交替沟灌高水处理和交替沟灌低水处理,研究了3种处理玉米茎秆直径最大日收缩量(maximum daily shrinkage,MDS)、茎秆直径日增长量(daily increase,DI)与土壤含水率的关系,探讨了以信号强度(指标实测值与参考值的比值)诊断玉米水分状况的可行性,并通过"信噪比"结合水分敏感性对各生育期内MDS信号值(signal MDS,SIMDS)与DI信号值(signal DI,SIDI)适宜性进行评价。结果表明:MDS和DI在不同生育期表现出显著差异(P<0.01),易受到气象因素影响,对土壤含水率变化的响应较弱。信号强度可排除气象因素干扰,各水分处理信号值呈现出不同规律,交替沟灌玉米信号值高于常规处理信号值。不同生育期内信号强度与水分敏感性表现出显著差异,拔节期内3组处理SIDI信噪比平均值大于SIMDS,且复水后SIDI信号强度降低幅度平均值(51.44%)大于SIMDS(30.55%),因此SIDI是更适宜的拔节期水分诊断指标;抽穗期内2种指标敏感性和信噪比相差不大,SIMDS与土壤含水率相关性更好,抽穗期应选择SIMDS作为水分亏缺诊断指标。成熟期SIMDS信噪比平均值大于SIDI,复水后信号强度降低幅度平均值(65.12%)大于SIDI(52.78%),SIMDS更适宜作为玉米水分状况诊断指标。该研究可为监测交替沟灌玉米水分技术提供技术支撑。

关键词：信号分析灌溉水分日最大收缩量日增长量

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水氮处理对玉米根区水氮迁移和利用的影响

农业工程学报 2008年第11期24卷 19-24页

作者：刘小刚张富仓田育丰李志军西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室杨凌712100

为研究灌水和施氮位置对玉米根区水氮迁移和利用的影响,通过春玉米水氮同区、异区隔沟灌溉试验,研究了不同水氮处理根区土壤水氮迁移和水氮利用规律。结果表明同区低水处理和异区高水处理收获时根区土壤硝态氮残留量较大,同区高水处理... 详细信息

为研究灌水和施氮位置对玉米根区水氮迁移和利用的影响,通过春玉米水氮同区、异区隔沟灌溉试验,研究了不同水氮处理根区土壤水氮迁移和水氮利用规律。结果表明同区低水处理和异区高水处理收获时根区土壤硝态氮残留量较大,同区高水处理更容易导致硝态氮的淋失。异区高氮低水处理的籽粒产量最大为9953kg/hm2,并且水分利用效率也最高,为6.70kg/m3,比同区高氮高水处理的水分利用效率提高72.68%。高水处理的水分利用效率小于低水处理的水分利用效率;高氮处理玉米的氮素累积总量大于低氮处理的氮素累积总量,作物的氮素累积总量和施氮量呈正相关;其中异区高氮低水的氮素累积总量最大,同区低氮高水处理的最小。最佳的水氮耦合处理是异区高氮低水。

关键词：水氮迁移水氮同区水氮异区利用

Aquacrop模型在北疆棉花生育期灌溉洗盐制度优化中的适用性

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农业工程学报 2023年第20期39卷 111-122页

作者：宋喜山曹红霞何子建丁邦新姚宁西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室杨凌712100

为明确Aquacrop模型在北疆棉田膜下滴灌和地下滴灌方式下生长和生产模拟的适用性,并探究棉田生育期最优灌溉洗盐制度,该研究以2020和2021年的田间试验数据对模型参数进行校正和验证,并用校正好的模型揭示3种灌溉水平(100%ETc、80%ETc、6... 详细信息

为明确Aquacrop模型在北疆棉田膜下滴灌和地下滴灌方式下生长和生产模拟的适用性,并探究棉田生育期最优灌溉洗盐制度,该研究以2020和2021年的田间试验数据对模型参数进行校正和验证,并用校正好的模型揭示3种灌溉水平(100%ETc、80%ETc、60%ETc,其中ETc为作物需水量)、3种淋洗总定额(0、120和240 mm)、3种灌水频率(5、7和10 d/次)和3种降水年型(湿润年、平水年、干旱年)对棉花产量和灌溉水生产力的影响。结果表明,2021年所有处理的冠层覆盖度、地上生物量归一化均方根误差(normalized root mean square error,NRMSE)不大于20.998%,一致性指数d≥0.967,决定系数R^(2)≥0.914,产量均方根误差(root mean square error,RMSE)、NRMSE、d和R^(2)分别为0.389 t/hm^(2)、6.797%、0.836和0.754,模型整体模拟效果良好。基于58 a气象数据的模型模拟表明:灌溉水平、淋洗定额、降水年型对棉花产量和灌溉水生产力的影响显著,灌水频率的影响不显著;在平均土壤含盐量范围为12~18 g/kg的植棉区域,综合考虑产量、灌溉水生产力及实际生产情况,湿润年推荐80%ETc+120 mm的灌溉淋洗总定额,平水年和干旱年推荐100%ETc+120 mm的灌溉淋洗总定额;推荐延长灌水频率至10 d/次以减少灌水次数,节约成本。研究可以为Aquacrop模型在棉田中的应用积累经验,为农业水资源高效利用提供理论指导与技术支撑。

关键词：棉花灌溉盐分 Aquacrop模型洗盐滴灌北疆

梯形喉口无喉道量水槽设计及其水力性能模拟与试验

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农业工程学报 2017年第15期33卷 177-183页

作者：冉聃颉王文娥胡笑涛西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室杨凌712100

为了解决灌区普遍存在的通过增大水头损失来提高测流精度的问题,该文提出了一种具有梯形喉口的无喉道量水槽,并给出了量水槽参数与渠道尺寸的比例关系。该文在原型试验基础上,通过Flow-3D软件对过槽水流进行了数值模拟,分析了测流过程... 详细信息

为了解决灌区普遍存在的通过增大水头损失来提高测流精度的问题,该文提出了一种具有梯形喉口的无喉道量水槽,并给出了量水槽参数与渠道尺寸的比例关系。该文在原型试验基础上,通过Flow-3D软件对过槽水流进行了数值模拟,分析了测流过程中水流流态、纵向时均流速分布、水头损失、湍动耗散沿程变化以及测流精度。研究结果表明:纵向时均流速分布和水流流态的模拟值与实测值最大相对误差均不超过10%,其模拟结果与实测结果较为吻和;基于临界流原理和能量守恒推出的水位流量关系式,进一步回归分析得到测流公式,其计算值与实测值最大相对误差为9.21%,满足量水精度要求;水头损失随着流量增大而增大,当流量大于45 L/s时,增大趋势明显变缓;最大水头损失不超过上游总水头10%,相比长喉道、巴歇尔、抛物线形量水槽水头损失较小。该研究可为灌区渠道量水设施设计提供参考。

关键词：渠道数值模拟流量梯形喉口量水槽流速分布水头损失