一、喷灌强度和土壤入渗速度的几个问题(论文文献综述)
李静思[1](2021)在《大型引黄灌区退水规律与退水量预测方法研究》文中认为本文在查阅国内外相关文献资料的基础上,针对我国大型引黄灌区退水量大、影响因素多和退水规律复杂的问题,采用实际监测、理论分析、数值模拟与实证研究相结合的技术路线,结合甘肃景电灌区的实际,主要开展了大型引黄灌区退水规律与影响要素、退水时空分布特征、退水量预测方法和水资源优化配置及退水利用方式的研究,主要研究成果如下:(1)研究了灌区沟道退水规律与地下水埋深动态变化特征,阐明了灌区退水组成、退水特征、沟道退水与影响因素的关系及地下水埋深对灌溉的响应关系。灌区退水组成主要包括灌溉产生的深层渗漏水、山洪、地下排水、地表径流及少部分的生活污水与工业废水。灌区沟道退水规律受灌溉、降水、蒸发与地下水埋深变化的影响,在不同空间尺度、不同汇水区域表现不同的变化特征。灌区沟道退水以年为周期往复变化,一期灌区整体和南沙河子汇水区沟道退水的年内变化为灌溉月份退水量小,非灌溉月份退水量大;红鼻梁子汇水区退水年内变化为7、8月份大,而其他月份小。景电灌区沟道退水影响因素中地下水埋深与灌溉的影响较大,蒸发与降水的影响较小,其中退水与蒸发呈负相关关系,且变化具有一致性,而退水与其他因素存在一定的滞后性。灌区不同地下水埋深变化受包气带的调节作用,相对于灌溉具有明显的滞后性。(2)分析了沟道退水与影响因素之间的滞后关系,提出了适用于具有滞后性的沟道退水量预测方法,提高了退水量的预测精度。基于退水量与影响因素的相关分析,并通过交叉小波分析方法确定了不同空间尺度、不同汇流区域退水量相对于灌溉量和降水量的滞后时间。其中,一期灌区整体和南沙河响水退水量相对于灌溉量的滞后时间较长,而相对于降水量的滞后时间较短;红鼻梁五佛退水量相对于灌溉量与降水量的滞后时间均较短。基于退水量对影响因素的滞后性,提出采用交错时段输入要素的神经网络模型对退水量进行预测,相较于采用同一时段输入要素的方式,改进的方法对退水量的预测精度显着提高,且子汇水区退水量的预测精度高于一期灌区整体退水量的预测。同时,交错时段输入要素的方式也适用于其他回归预测模型。(3)针对无退水量监测资料的地区,提出了采用耗水系数法估算灌区退水量,为退水量的计算提供了思路。通过计算灌区内农田灌溉、生态和生产生活耗水量等,得到灌区整体与局部耗水系数,进而估算出灌区整体与各汇水分区的退水比例与退水量;其中景电二期灌区各分区退水比例明显高于一期灌区各分区退水比例。通过耗水系数法对退水量的计算得到灌区耗水量占供水量的比例小,揭示了灌区退水比例大,水资源利用率较低的问题。同时,通过灌区供—需水量计算,表明灌区供需水矛盾突出,盐分淋洗需水量加大了灌区整体水资源的需求量。耗水系数法估算灌区退水量为无资料地区水资源管理提供了依据。(4)构建了 MIKE SHE与MIKE 11分布式耦合模型,揭示了灌区退水机理,从水循环角度计算了灌区退水量,阐明了退水的过程与转化关系。通过模拟灌区各汇水流域水文过程,揭示了地表径流与地下水位变化特征,明确流域主要水循环过程为引水灌溉—深层渗漏—地下排水—河道汇流,其中灌溉产生的深层渗漏量是退水的主要组成部分。基于模型在率定期与验证期的Nash-Sutcliffe系数和均方根误差评价指标的结果表明,耦合模型能够较好地模拟灌区水循环过程。从水量平衡角度分析,灌区降水量与灌溉量之和大于蒸发量,多余的灌溉水量通过深层入渗补给地下水,使得灌区饱和带水量处于盈余状态。进一步对有灌溉与无灌溉两种条件下模拟的径流量进行差值分析,得到灌溉产生的退水量。(5)根据灌区退水量的计算与模拟,研究了当前灌区水资源量的状态,构建了多目标优化模型,合理配置了灌区水土资源,并提出了退水资源化利用方式。模型在获取现状与未来水土资源参数的基础上,以经济效益、粮食产量、生态效益和水分生产效率最大化为目标,以耕地面积、可用水量、最低水资源需求量和粮食产量为约束,采用粒子群法求解优化模型。研究表明,优化后现状年与规划年,粮经作物种植比例减小,作物种植结构更趋于合理化;作物灌溉定额显着减小;综合效益达到最优,其中经济效益、生态效益和水分生产效益均有所提高,粮食产量有小幅下降。通过优化灌溉定额从根本上减小了灌区退水量,同时根据退水量特点,提出了通过再次灌溉与生态用水的退水资源化利用方式,实现灌区水资源高效利用。
曹必成[2](2021)在《海绵城市技术导向下山地住区径流污染控制评估》文中研究指明
范雷雷[3](2021)在《河套灌区地面灌溉灌水质量评价及技术要素优化》文中研究说明干旱半干旱地区,实现水资源的高效利用是农业可持续发展的重要途径。河套灌区是我国一首制特大型引黄灌区。受输配水制度影响,灌水不适时特点突出,同时由于地下水可用资源有限,灌区高效节水灌溉技术(滴灌、喷灌等)应用难度较大,地面灌溉(畦灌、沟灌)在未来一段时间内仍会是灌区灌溉主要方式。畦田灌水质量是影响作物产量和水分利用效率的重要因素,针对河套灌区大畦块导致的灌水效率低等问题,探求变化环境下适宜灌水技术参数是改善当前地面灌溉技术的关键所在。研究河套灌区盐渍化土壤垄背地膜和秸秆覆盖下沟灌土壤水盐迁移特征,明确沟灌作物产量及水分利用效率变化规律,可为灌区沟灌栽培技术推广提供借鉴。本文以河套灌区上、中游试验区为主要研究区域,从灌区农业生产实际需求出发,开展畦灌与沟灌试验,分析不同灌水技术要素对灌水质量的影响,采用WinSRFR模型模拟、数值计算等方法确定最优灌水技术参数组合,并结合实测资料分析不同垄背秸秆覆盖量下的土壤水盐运移规律,确定适宜秸秆覆盖量。主要研究结果如下:(1)对比分析不同土壤类型下畦田规格对农田灌水质量及水分生产效率影响发现,畦田规格由1亩增加至3亩时,灌水时间延长,水流推进过程中渗漏损失增加,造成灌水效率和灌水均匀度下降,尽管产量略有增加(1.87%~5.81%),但水分生产效率降低8.49%~21.05%。结合WinSRFR模型模拟,对影响畦灌灌水质量的入畦流量和灌水时间等主要技术参数进行了系统研究,确定了不同土壤类型下典型田块规格获得最优灌水效果时所需灌水时间和入畦流量组合。除黏壤土1亩较小田块和砂土3亩较大田块灌水效果无法达到最佳,其余工况均可获得最优灌溉管理参数组合。(2)砂土畦田规格(80m×25m)较大时农田灌水效果较差。利用WinSRFR模型模拟分析不同变量参数对灌水质量影响发现,采用“改进田块规格+控制灌水时间”灌溉设计方案后灌水效果较典型田块得到显着改善,建议将砂土较大田块按照垂直分割缩块(80m×12.5m),此时在较大流量水平(q=2.08~2.40L/(m·s))下灌水效率可从67%~80%提升至97%~99%,灌水均匀度从0.59~0.79提高至0.84~0.95,储水效率从1.17降低至0.76,可节省灌水时间20%以上。中等流量(q=1.60L/(m·s))情况下在获得更优灌水质量的同时可以节省40%的灌水时间,节水效果显着。(3)通过田间试验发现,农业生产中化肥、种子、地膜等费用占比较大,占总成本的70%以上;畦宽缩小后机械成本较对照增加0.3~4.6倍,尽管水费略有减少,但总成本仍增加2.72%~9.98%。采用模型模拟、数值计算相结合的方法,确定精细畦灌最优单宽流量q为2.81L/(m·s)、灌水时间t为21.21min、畦宽B约为10.7~14.2m。建议灌区推广节水新技术时适当对农民发放节水补贴,用以增加农民积极性。(4)通过构建农机耗油量数学模型,计算不同田块农机耗油量,并与实测值对比,其决定系数R2为0.9824,RMSE为0.32L,结果可靠。考虑农机效率后,灌区砂壤土适宜畦长由90-100m减小为80-100m,单宽流量由2.5-3.5L/(m·s)降为1.5-3.5L/(m·s),畦宽由5.7-8.0m增加为5.7-13.3m。尽管灌水效率、灌水均匀度较未考虑农机效率前分别减小2.21%~6.07%、6.82%~7.08%,但无显着差异。(5)通过模型模拟与理论分析相结合的方法,分析3种灌水深度控制目标(即水流恰好推进至尾端时关口(Zmin>0),灌溉水入渗量最小的1/4田块内的平均入渗水深等于计划需水水深时关口(Zlq=Dreq),最小灌水深度等于计划需水水深时关口(Zmin=Dreq))条件下不同沟长、田面坡度以及入沟流量对沟灌灌水质量的影响,确定有坡度且入沟流量较小(S0=1‰、Q=1、2L/s和S0=2‰、Q=1L/s)的100m中沟与零坡度或坡度较小时(S0=0、1‰)的150m长沟最适采用的控制目标为Zmin=Dreq,其他工况建议采用Zlq=Dreq。(6)覆膜和秸秆覆盖均能有效抑制沟灌盐分聚集,生育末期各处理土壤含盐量较对照显着减少42.76%~52.30%。秸秆覆盖量达到1.2kg/m2时,过量秸秆覆盖会造成播期土壤温度偏低,降低玉米出苗,使得玉米产量和水分利用效率较覆膜处理略有减少,但差异不显着(P>0.05)。建议采用0.9~1.2kg/m2的垄背秸秆覆盖量代替常规地膜覆盖,以减少地膜残留带来的环境影响。
欧阳淼[4](2021)在《根系构型调控对植物固土护坡性能的影响研究》文中研究说明植物固土护坡的能力与植物根系形态密切相关,往边坡上坡向生长穿过滑动面的植物根系受到拉力作用,对表层土体起到锚固作用;而往边坡下坡向生长的根系受到压力作用,对滑动土体起不到加固作用。因此在已有的根系固土理论和研究基础上,将植物根系调控技术引入植物边坡固土机理研究中,旨在调控植物根系往有利于加固边坡土体的方向生长,从而提高植物边坡的抗剪切能力,扩大植物护坡技术在工程实践中的应用。论文以根系发达的“深远探索型”护坡植物——香根草为研究对象,依托国家自然科学青年基金项目“基于根系构型定向调控的植物边坡固土机理研究”(项目编号:51608545)及中铁十二局科技研发项目“生态边坡技术在重庆铁路枢纽东环线工程中的应用研究”(项目编号:YF1900SD07B)等开展研究。通过土壤水分入渗特性试验和不同水肥组合调控试验,研究了香根草根系生长与水分、养分等空间异质性之间的响应关系。其次,基于上述响应关系,进一步开展原状土剪切试验和数值模拟分析,从而探明了根系构型调控对边坡土体强度及稳定性的影响规律,提出了提高边坡稳定性的根系构型调控方法。主要的结论如下:(1)在间接地下滴灌的条件下,随着土壤初始含水率的增加,水分趋于垂直向下运移,湿润体水平方向对称轴不断下移,随时间呈对数函数变化。滴头流量大时,水分向水平方向运移的趋势明显;滴头流量小时,水分更趋向于向垂直方向运移。当采用间接地下滴灌的方法调控香根草根系构型时,可通过调节滴头流量和土壤初始含水率来控制土壤湿润体特征参数,定向调控植物根系构型。(2)自然生长条件下,65%左右的香根草根系偏向边坡下坡向生长。下坡向生长的根系粗长且密集,上坡向生长的根系细短且稀疏。水肥组合调控条件下,香根草在上坡向大量增生2级根和3级根,其根系占比约为60%~66%。试验结果表明,水肥组合调控条件下,水分对香根草根系生长的影响要远弱于养分,而相比较于氮肥,香根草根系又更加偏爱磷肥,以水肥组合M3W2的方式调控,上坡向的根系增生最多。(3)通过原状土剪切试验发现,边坡土体中根系数量越多,根系直径越小,根系表面积越大,其抗剪强度越大。当试样受剪,根系与土体产生相对滑动时,根系与土体之间的摩擦力和胶合力转化成剪阻力来阻止土体滑动。通过回归分析发现,土体的粘聚力随根系表面积密度呈线性增大趋势。根系数量越多,根系直径越小,抗拉强度越大,与土体胶结能力越强;根系表面积越宽,与土体的摩擦力就越大,越能抵抗剪切力。(4)基于Wu氏模型,推导了边坡根系分布角度与边坡土体强度的关系表达式,并对单株香根草边坡根系对土体抗剪强度的增量△S进行了计算。根据该结论,对边坡土体内生长的香根草根系进行水肥调控,结果表明,调控后香根草2级根和3级根在边坡上坡向土体中大量增生,且增生的大部分根系与竖直方向的夹角大于坡角,使得单株香根草边坡土体的抗剪强度提高了17.59kPa~33.97kPa。(5)通过数值模拟分析发现,水肥组合调控后,改善了自然生长条件下的边坡植物根系构型在固土护坡方面的不足。相比于自然生长条件下香根草根系,调控后上坡向生长的香根草根系较大地提高了坡脚承受水平应力的能力,较好地约束了边坡位移,坡脚能够承受的水平应力增大了14.21%,坡顶水平位移减少了57.14%。对比自然生长条件下香根草植物边坡,根系调控后的香根草植物边坡安全系数提高了7.20%。
刘敏国[5](2021)在《内陆干旱区调亏灌溉对紫花苜蓿草地生产性能和水分利用的影响》文中研究表明干旱一直是严重影响作物产量和品质的世界性问题,对农业生产的稳定和提升造成重大挑战。中国西北地区长期面临干旱问题,优化灌溉策略和调整作物结构是该地区提升水资源利用效率和生产力的有效途径。相比传统作物,牧草作物具有较强的水分适应能力,但是水资源相对不足依然限制着牧草生产。苜蓿(Medicago sativa L.)作为主要的优质牧草,研究苜蓿的水分管理和水分利用特征对苜蓿的栽培有重要的意义。调亏灌溉以追求最大的水分生产力为目标,是干旱地区平衡水分投入和产量输出的重要手段,但有关调亏灌溉在牧草方面的应用仍需进一步研究。本研究以紫花苜蓿草地为研究对象,设置畦灌和地埋滴灌两种灌溉方式,每种灌溉方式各设置7种灌溉处理。灌溉处理包括全生育期充分灌溉(Ifu)和6种调亏灌溉(RDI)处理:全生育期轻度亏水(Isl)、全生育期中度亏水(Imo)、分枝期和现蕾期中度亏水(Ibb)、再生期中度亏水(Ire)、分枝期中度亏水(Ibr)、现蕾期中度亏水(Ibu)。于2017至2019年,定期测量了苜蓿产量和品质、株高、叶面积指数、光截获、土壤水分和棵间蒸发等主要指标,分析了不同灌溉方式中调亏灌溉对苜蓿生产性能和生长动态的影响,模拟了不同年限和灌溉处理下的耗水及水分运移变化。主要结果如下:1)在两种灌溉方式下,调亏灌溉均显着影响苜蓿产量和品质。灌溉对建植年苜蓿干物质产量无显着影响,但显着影响次年以后产量。与全生育期轻度亏缺相比,单物候期中度调亏处理保持较高的产量。在调亏灌溉下,干物质产量与株高间呈显着的二次关系,与叶面积指数呈显着的线性关系。调亏灌溉显着影响苜蓿粗蛋白含量和相对饲用价值。在调亏灌溉下,品质与茎叶比间有显着的线性关系。在两种灌溉方式下,干物质产量与粗蛋白含量、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、相对饲用价值间都存在二次项关系,随干物质产量的增加,品质呈先降低后增加趋势。地埋滴灌下的灌溉水利用效率显着高于畦灌下。2)调亏灌溉主要通过降低辐射利用效率来影响地上部分的生长。全生育期亏缺灌溉下,茎叶比、株高、叶面积指数随亏缺程度增加而显着降低,而在物候期调亏灌溉下,这些指标在处理间的差异较小。全生育期亏缺灌溉降低了株高和叶面积指数模型(logistic)的K值(反映株高和叶面积指数的上限),但是对快速生长阶段所对应的积温影响较小;物候期调亏对大部分茬次中K值的影响较小。在大部分茬次中苜蓿的光截获率差异较小,特别是每一茬的中后期。在全生育期亏缺灌溉下,大部分茬次的累积光截获量随亏缺程度增加而呈降低趋势;在物候期调亏灌溉下,处理间差异较小。在全生育期亏缺灌溉下,辐射利用效率随亏缺程度增加而显着降低,而在物候期调亏灌溉下,处理间差异较小,但低于Ifu处理。主成分分析表明,在大多数情况下,辐射利用效率与干物质积累间存在较强的正相关关系,而且其相关性大于累积光截获量与干物质积累间的相关性。3)灌溉方式和调亏灌溉影响苜蓿草地的耗水规律。建植年苜蓿的耗水量可达650 mm,2龄和3龄的耗水量可达800 mm以上。在全生育期亏缺灌溉下,蒸散量和蒸腾量均随亏缺程度增加而降低,但蒸发量呈增加趋势;物候期调亏灌溉下,处理间蒸散量和蒸腾量差异较小。在研究点,地下水补给在水分投入中占比较小(9%-26%);蒸发量占水分输出的比例较小(13%-26%)。地埋滴灌下的蒸腾量和蒸发量小于畦灌下。模型模拟还表明,在每一茬的中后期微型蒸渗仪测量得到的土壤蒸发量高于模拟值。4)调亏灌溉影响畦灌下土壤水分的垂直运移过程和根系吸水。畦灌对0-60cm深度土壤含水量影响较大,其中不同处理中10和30 cm处的水分变动趋势相近,但是在30 cm以下土壤含水量波动较小,呈下降趋势。在全生育期亏缺灌溉下,30 cm以下土壤含水量随亏缺程度增加而呈降低趋势;在物候期调亏灌溉下,处理间的差异较小。不同年份和水分处理土壤剖面的水分垂直运动方向存在很大的差异。Hydrus模型模拟还表明,建植年苜蓿根系的吸水速率较小,第1茬的根系吸水速率高于第2和第3茬。5)调亏灌溉影响地埋滴灌下土壤水分的垂直和水平运移过程。在地埋滴灌下,土壤20 cm深度处两边滴灌管各有一个点状渗水源,在灌溉后首先形成半椭圆或近似扇形的湿润区域。Hydrus模型模拟表明,较大的灌溉量能在更短的时间内使水分从扇形水平分布转向形成垂直分布。在全生育期亏缺灌溉下充分灌溉处理(Ifu)在灌溉3-4 d后恢复土壤水分的垂直分布,而中度亏缺灌溉(Imo)下则在第7-8天恢复垂直分布。在物候期调亏灌溉下,分枝期和现蕾期中度亏水处理(Ibb)在分枝期扇形水分分布的持续时间最长,分枝期中度亏水处理(Ibr)也表现出较长的持续时间。处理Ibb和现蕾期中度亏水处理(Ibu)在现蕾期扇形水分分布持续时间更长。综上结果表明,调亏灌溉能够调控苜蓿的产量和品质,单物候期调亏灌溉可获得较高的生产性能,其中现蕾期调亏灌溉最有优势。地埋滴灌在提高水分利用效率方面比畦灌更有优势。由于密闭的冠层结构,苜蓿辐射利用效率比累积辐射截获量对水分胁迫的响应更敏感,对干物质积累的影响更大。在研究点,2、3龄苜蓿草地的耗水量可达800 mm,蒸腾损失占比超70%。随亏缺程度增加,蒸散和蒸腾明显降低,但是蒸发变化不明显。畦灌和地埋滴灌的土壤水分分布和运移模式存在差异,且受调亏灌溉显着影响。灌溉主要影响表层40 cm土壤含水量。在内陆干旱灌溉区苜蓿栽培利用中,建议优先选择地埋滴灌方式,在苜蓿现蕾期进行中度调亏灌溉。
骆紫藤[6](2020)在《华北土石山区典型林地根土层优先流特征及其影响因素研究》文中研究表明森林生态系统根土层中的优先流直接影响土壤水分入渗、养分流失以及污染物迁移的过程。根系、土壤大孔隙和石砾的空间结构特征是根土层优先流运移过程的重要影响因素。开展不同林地根土层优先流特征及其主要影响因素的研究,有助于深入认识林下土壤水分及溶质运移规律,为区域林木配置以及林分的经营管理提供数据支撑,进而为保障区域水土生态安全提供理论参考依据。本研究以华北土石山区典型分布的阔叶林(栓皮栎,Quercus variabilis Bl.)和针叶林(侧柏,Platycladus orientalis(L.)Franco)为研究对象,选取两种示踪特性不同的示踪剂(亮蓝和溴化钠)开展40和70mm两种入渗水量条件的示踪试验,并结合工业CT扫描技术和三维图像重建分析方法,通过探究优先流路径分布特征、调查水分和溶质运移规律、分析根系分布和构型指标、重构和量化土壤大孔隙和石砾三维空间结构,最终揭示了土石山区典型林地根土层优先流特征及其形成机理。所得主要研究结果如下所示:(1)林地土壤垂直和水平方向中均存在优先流现象。根土层中壤中流类型主要为均质基质流、非均质指流和高相互作用的大孔隙流,其中大孔隙流类型占比最大。当入渗水量由40mm增加至70mm时,两种林地土壤中优先流均可以携带溶质快速进入深层土壤,但这种现象在优先流发育程度更高,优先流路径空间变异性更大的针叶林土壤中更明显。(2)林地根土层中存在优先流的区域与基质流区的含水量空间分布呈现异质性,且存在优先流的区域其含水量整体呈现出大于基质流区的现象。亮蓝和溴化钠浓度均呈现出表层聚集且随土壤层深度增加而递减的趋势。虽然溴离子比亮蓝运移范围更广,但在优先路径中出现了明显的聚集效应。根土层中优先流发育程度越高,深层土壤中溶质浓度越高。(3)林地根土层中根系空间分布特征是影响优先流运移过程的重要因素。与针叶林相比,阔叶林富集于表层土壤的根系引导侧向流运移的现象更明显。与粗跟(d>5mm)相比,土壤中总量占比较大的细根(d≤5mm)是影响优先流的主要根系类型,且径级越小的细根贡献越大。(4)林地土壤限制层(10~40cm)中石砾不同三维空间结构指标在不同土壤层中分布特征存在差异,而大孔隙三维空间结构指标随土壤层深度增加有减小的趋势。与针叶林相比,阔叶林中大孔隙表面积密度、体积密度、平均费雷特最大和最小直径更小,但数量密度更大。石砾三维空间结构对大孔隙特征的作用主要体现在对大孔隙数量密度、平均最大和最小费雷特直径的影响。大孔隙体积密度、平均费雷特最大和最小直径越大对土壤导水能力促进作用越大,而石砾体积密度越大对入渗过程限制作用越明显。与土壤大孔隙相比,石砾三维空间结构特征对土壤水分入渗过程影响程度更小。
赵智广[7](2020)在《基于物联网技术的喷灌调度系统设计与实现》文中提出随着乡村土地流转,土地开始规模化经营,零散土地开始集中形成万亩连方大田,并引入大型平移式喷灌机进行灌溉。由于单次灌溉成本巨大,导致对节水灌溉的需求非常迫切,本文基于上述背景设计并实现了一套基于物联网技术的喷灌调度系统。基于Spring MVC和Spring Boot技术,系统实现了基于土壤湿度传感器的墒情监测与旱情预警功能,实现了基于水平衡方程模型和经验灌溉模型进行灌溉智能决策,实现了喷灌调度计划的自动生成,并最后下达到喷灌机进行喷灌作业。本文主要内容与成果:(1)研究了基于水平衡方程的调度模型和基于种植专家经验的调度模型;研究了土壤湿度传感器的技术原理以及它的测量值与田间持水量、作物生长最佳含水量之间的对比关系;研究了平移式喷灌机的水量控制机制,以及灌溉量与控制量的对应关系。(2)根据节水喷灌需求,对智能喷灌调度系统进行面向对象分析,建立用例模型和领域对象模型。(3)对系统进行面向对象设计,采用面向服务的架构方法对系统进行架构设计,绘出系统架构图与系统部署图;使用Power Designer设计系统的PDM物理数据模型。分析大田环境下的网络通讯难点,设计了4G与网桥技术相结合的网络通讯方案。(4)对喷灌智能调度与墒情监测功能进行详细设计并实现。基于经验模型,实现了根据作物需水量、土壤类型、土壤墒情、天气预报等数据的喷灌量的计算与调度计划的自动生成;基于水平衡方程,实现了根据彭曼公式与作物生长最佳的土壤含水量上限等数据的喷灌量的计算与调度计划的自动生成。本文设计与实现的系统,实现了墒情的及时监测,灌溉的智能决策,调度计划的自动生成以及喷灌作业的自动执行,为实现大田环境下粮食作物的精准灌溉提供了参考,具有一定的实际意义。
牛靖冉[8](2020)在《自动化滴灌农田土壤水盐运移规律及作物生长试验研究》文中指出随着科学技术的不断发展、智能化和信息化的不断普及。大力发展自动化灌溉技术已经成为现代化农业发展的必然趋势,自动化膜下滴灌技术具有高效性。所以,农田土壤水盐运移、农田小气候状况及作物生理生长等农田灌溉指标对该高效节水灌溉技术的响应情况还需要做进一步的研究,以便更好把高效节水技术应用到田间。因此通过传统的膜上灌技术(T1)、一般膜下滴灌技术(T2)、自动化膜下滴灌技术(T3)的田块跟踪试验,选取农丰133号棉花为研究对象,对棉花水盐运移规律、作物生理生长指标影响、农田小气候指标以及产量的影响作出分析;同时结合八师148团的实地调研及取样数据,将这些这指标结合环境、经济、社会等其他共26个具有代表性的评价因素来进行自动化滴灌的综合效益分析,找到其主要的不足与优势,为未来的改进和更好的推广提供理论依据,并得出以下结论:(1)从土壤水盐环境上分析:膜上灌整体含水率最高,土壤盐分的淋洗效果也较好。T3在花铃期的土壤水盐运移规律与T2处理一致,但是其土壤含水率水平要高于T2处理,盐分淋洗效果也要优于T2处理。T2及T3土壤水盐在灌水前后的空间运动上,也体现出了以滴头为中心水分向四周扩散,且在根系层会形成一个以滴头为中心的盐壳。之后盐分会整体在水平方向上朝着膜间移动。T1、T2、T3两年平均脱盐率为57.1%、10.45%、14.95%。各处理的盐分及水分在水平及垂直方向上均呈现相反的变化规律,充分体现了“盐随水动,水去盐留”的土壤水盐变化特点。(2)从棉花生长的农田小气候分析:T1处理在各生育期的四种深度的空气温度都要显着高于T2(P<0.05)。且T2显着高于T3(P<0.05)。空气温度随着生育期的进行,体现为蕾期>苗期>花铃期>吐絮期,均呈现中层高,两边低的规律。相对湿度呈现T3>T2>T1(P<0.05)的规律,随着生育期的进行,相对湿度也随之上升。各处理地温的变化趋势与当日大气温度变化趋势相同,上层(5-15cm)受大气温度影响较大,T1受地膜破损和植被覆盖率的影响,地温日波动幅度大于其他处理。(3)从棉花生理生长特征上分析:自动化膜下滴灌的4项光合指标显着优于其他两种处理。依据热图,综合各指标可以分析得出,自动化膜下滴灌可以给作物生长提供相对较好的田间小气候环境且作物的生理生长状况为最优。(4)通过不同灌溉方式下作物生长发育和农田小气候指标与产量的拟合分析发现除了空气温度,其他指标与产量均呈现正相关关系,且相对湿度、株高、叶面积与产量具有一定的的拟合度,R2分别为0.8661、0.8585、0.8371;自动化膜下滴灌较膜下滴灌及膜上灌产量分别提升了5.8%、73.2%。(5)综合效益结果:通过评价指标体系的评价结果显示,自动化膜下滴灌为最优灌溉技术。相比于膜上灌其灌溉水利用系数提高了38.7%,尤其是节约了62.3%的人力。(6)通过评价结果发现,自动化单位面积的投资成本虽然比常规滴灌要高,但是综合考虑它控制面积较大,大幅节省人力,且信息化符合现代农业的发展趋势,所以该技术在新疆地区有较大的应用潜力。同时还需消化国外先进技术降低成本、适当茬灌来改善土壤环境、残膜污染问题亟需解决、需要组织农户培训和宣传。
蒋宇新[9](2020)在《伊犁河流域滴灌冬小麦水肥高效利用技术研究》文中提出目的:伊犁河南岸灌区自2015年开荒耕种以来,水肥利用效率低下,本文通过对伊犁河流域新垦并且种植滴灌冬小麦耕地土壤理化性质进行研究,探究不同水肥处理对伊犁河流域滴灌冬小麦土壤含水率变化、生理生长、产量等指标的影响,根据试验数据运用数学统计分析方法对水分利用效率和肥料偏生产力进行综合评价,以获得伊犁河流域滴灌冬小麦水肥高效利用灌水施肥区间,并通过设置浅埋式滴灌应对区域内特有的气候状况,为其优化区域内滴灌冬小麦水肥管理提供理论依据。方法:2018-2019年于新疆生产建设兵团第四师水利局、伊犁河南岸灌区管理处、石河子大学灌溉试验联合基地采用大田试验,以试验站灌区内不同开垦年限的滴灌冬小麦“伊农20号”为试验材料,2018年播种前对现行灌水施肥制度下,滴灌年限对土壤理化性质的变化进行研究,2018-2019年结合当地生产管理经验,设置灌水、施肥两个因素,其中灌水处理设置3个水平,施肥处理设置3个水平,并设置一个当地常规对照组,试验根据《灌溉实验规范》进行完全组合设计,共10个处理,设置3次重复,为应对区域内大风天气,于常规对照处理设置3个不同滴灌毛管埋深,全生育期灌水7次(其中播种后出苗水1次,返青后6次),肥随水入。结果:(1)在不同灌水施肥处理下,土壤含水率在050 cm深度随灌水量的增加而增大,但是较高的灌水量会形成积水导致浪费造成减产,灌水360 mm处理灌水量处于较优水平。灌水和施肥量对冬小麦株高和叶面积及干物质积累影响显着,随生育期的推进大致表现为先增加后降低的单峰变化曲线。不同水肥处理间表现为:在相同施肥条件下,随灌水量增加先增加后降低;相同灌水水平下,随施肥量增加先增加后降低。不同灌水施肥处理对不同生育期滴灌冬小麦净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和叶片水分利用效率(WUE)影响显着。随生育期推进,净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和叶片水分利用效率(WUE)在相同灌水条件下表现为随施肥量的增加而增加;在相同施肥水平下,随灌水量增加先增加后降低。(2)灌水和施肥量对滴灌冬小麦产量、千粒重、公顷穗数影响显着。千粒重随灌水和施肥量的增加大致呈先增加后减小的趋势,灌水360 mm,施肥900 kg/hm2处理千粒重最大,公顷穗数与千粒重相似。产量表现为随灌水量增加先增加后减少,灌水360 mm,施肥600 kg/hm2处理最终产量较大,为8968.04 kg/hm2。作物系数出苗期为0.80,分蘖期为0.93,越冬期为0.79,返青期为0.90,拔节期为0.96,抽穗期为1.03,灌浆期为1.05,成熟期为0.88。(3)伊犁河流域新垦耕地土壤含水率较自然荒地增加104.3%182.6%,即使成熟期停止灌水,各开垦地块060 cm土层土壤含水率均高于荒地处理,较未开垦荒地增长14.3%。在伊犁河流域新垦荒地种植和灌溉会改善原有荒地土壤的水分入渗条件,有利于土壤水分调蓄。伊犁河流域新垦耕地土壤肥力随滴灌应用时长增加而增加。即060 cm土层土壤全氮含量及土壤有机质随滴灌应用时长增加呈增加趋势,土壤全氮和有机质年均增长量分别为0.13 g/kg和2.17 g/kg。随滴灌应用年限的增加,根据全国第二次土壤普查中有关养分分级的相关标准,土壤养分等级均提高一级,有助于碳氮的积累,对作物增产具有积极的意义。同时,010 cm土层土壤电导率随滴灌时长的增加显着增加,有可能会带来土壤盐渍化的风险。(4)伊犁河流域荒地开垦为灌溉农田,冬小麦产量随开滴灌应用年限增加而增加。滴灌应用4a地块的冬小麦穗长、穗重和千粒重均为最高,新开垦土地12 a由于土壤质地较为贫瘠,基肥较少,虽然冬小麦单穗粒数较多,但是肥力不足,小麦千粒质量较低。(5)在当地现行常规灌溉管理之下,适当增加滴灌毛管埋深可以改变土壤含水率分布情况,埋深5 cm时更有利于水分横向迁移,同时可以有效湿润根区土壤,促进冬小麦根系生长,减少地表径流及积水的产生,可以起到节水增产的效果。结论:通过采用一化方法对伊犁河流域滴灌冬小麦各响应指标进行分析,2018-2019年伊犁河南岸灌区滴灌冬小麦的相对产量、水分利用效率和叶片净光合速率同时达到≥0.85,肥料偏生产力≥0.5的灌水量区间为340370 mm,所用水溶性复合肥施肥量区间为400600 kg/hm2。种植滴灌冬小麦较适宜的滴灌毛管埋深为5 cm。
刘瑞[10](2020)在《基于ACPS的宁夏引黄灌区紫花苜蓿水氮精准调控技术研究》文中指出随着西部农业结构调整,在复杂物理环境下应用先进的计算机技术实现气候、紫花苜蓿和环境资源的协同调控管理至关重要。现有研究侧重于物物相联的物理环境构建,在精准调控中对作物生长动态及其与物理环境的反馈关注度不够,从而影响了调控策略的精准性。农业信息物理系统(agriculture cyber-physical systems,ACPS)是信息物理系统(cyber-physical systems,CPS)在农业中的应用,它可通过建模刻画物理世界,并通过物理环境与计算环境间的深度交互和融合来提高农业系统的调控能力.紫花苜蓿的生长过程是一个随时间连续变化的生物过程,土壤水氮变化是一个随时间连续变化的物理过程,水氮调控策略借助计算机技术完成,是一个离散的计算过程,计算过程与生物物理过程通过持续交互来提高紫花苜蓿水氮调控的精准性。因此,紫花苜蓿水氮精准调控符合ACPS信息与物理交互的典型特征。ACPS信息与物理融合的思想为解决紫花苜蓿水氮精准调控问题提供了一种新思路,对宁夏引黄灌区农业生产资源有效分配和优化具有重要意义。基于ACPS的紫花苜蓿水氮精准调控是一个物理与计算深度融合的智能体,调控中如何获取不同灌溉方式下和不同水氮条件下的紫花苜蓿生长动态,如何在ACPS中构建紫花苜蓿生长模型,设计水氮调控算法以实现与生物物理过程的交互和融合,以及如何构建ACPS精准调控信息平台以实现策略动态制定和预测是需要研究的三个主要问题。本文深入分析了目前紫花苜蓿生长模型和ACPS基础理论及运行方式,采用建模与田间试验相结合的方法,针对这三个问题,深入研究了基于ACPS的紫花苜蓿水氮精准调控方面的关键技术。主要结论如下:(1)提出了一种基于水氮因子的紫花苜蓿生长模拟模型(alfalfa growth simulation model based on water and nitrogen factors,ALFSIM-WN),分别构建作物动态模拟子模型、水分平衡模拟子模型和氮素平衡模拟子模型,可对紫花苜蓿的产量进行模拟和估算。2016-2017年在宁夏引黄灌区的田间物理试验结果表明该模型模拟的紫花苜蓿生长期与当地以饲草为收割目的的生长期基本相符,叶面积指数、土壤水分动态和产量的平均相对误差分别在2.3%~17.6%、2.3%~17.6%和 1.7%~16.2%间,均方根误差分别在 0.09~0.44、0.009~0.039 cm3/cm3 和 0.3~2.3 t/hm2间,说明ALFSIM-WN模型在宁夏引黄灌区模拟精准度较高,适用性良好。(2)基于ACPS体系结构,首先提出了一种基于ACPS的精准饲草调控架构(precision regulation architecture of forage based on ACPS,PRACPS),分析了物理空间、网络空间、信息空间、管理者和评价体系间的交互关系。然后,基于PRACPS架构,将紫花苜蓿生长模型(ALFSIM-WN)构建到ACPS中,提出了一种基于ACPS的紫花苜蓿水氮精准调控模型(precision regulation model of water and nitrogen for alfalfa based on ACPS,PRACPS-ALFA),分别构建了生物物理模型、计算模型和信息物理交互模型。在计算模型中综合考虑了紫花苜蓿所处物理环境因素和未来天气预测服务,提出了一种基于预测的多因子水氮精准调控算法(multi-factor water and nitrogen precision regulation algorithm based on predictive,MWFAP),可根据不同外部物理环境及未来天气制定紫花苜蓿水氮精准调控策略并对紫花苜蓿产量进行估算。2018年连续4茬的田间物理试验验证结果表明该模型在不同水氮调控策略下土壤水分动态和产量的平均相对误差分别在5.9%~12.8%、1.2%~8.7%间,均方根误差分别在 0.018~0.037cm3/cm3、61.2~639.3 kg/hm2间。说明PRACPS-ALFA模型在宁夏引黄灌区的适用性和准确性良好,可以较好地实现复杂物理环境下紫花苜蓿的水氮精准调控。(3)以PRACPS-ALFA模型为基础,采用树形分层结构设计方法,基于Ptolemy工具搭建了集连续系统与离散系统于一体的ACPS紫花苜蓿精准调控信息平台。通过该信息平台预测并制定了 2019试验区灌溉制度及紫花苜蓿产量,对比分析宁夏引黄灌区田间实际定额灌溉制度。结果表明,该信息平台能灵活且精准地根据紫花苜蓿生长动态、外部物理环境变化和未来降雨量对西部地区紫花苜蓿生长期内灌溉量进行精准调控和预测,在保证产量的基础上,漫灌方式下节水44%,地下滴灌方式下节水8%。本文建立的基于ACPS的紫花苜蓿水氮精准调控模型较好的实现了在不同气象条件下、不同灌溉方式下紫花苜蓿的水氮精准调控,田间试验验证该模型在宁夏引黄灌区的适用效果良好。此外,该模型具有较好的可扩展性,通过对物理环境参数及算法调整可实现不同地区不同生产需求下的紫花苜蓿水氮调控策略制定,为西部地区紫花苜蓿精准调控管理及预测提供了参考依据。
二、喷灌强度和土壤入渗速度的几个问题(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、喷灌强度和土壤入渗速度的几个问题(论文提纲范文)
(1)大型引黄灌区退水规律与退水量预测方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 灌区退水研究进展 |
1.2.2 灌区退水量计算方法研究进展 |
1.2.3 灌区水土资源优化配置研究进展 |
1.3 研究存在的问题 |
1.4 研究内容与技术路线 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
2 灌区概况及水资源转化分析 |
2.1 景电灌区概况 |
2.1.1 自然地理与社会经济条件 |
2.1.2 引排水工程概况 |
2.2 水文和地质条件 |
2.2.1 水文水资源 |
2.2.2 水文地质 |
2.3 水资源转化特征 |
2.4 灌区监测 |
2.4.1 气象数据 |
2.4.2 土壤数据 |
2.4.3 水文数据 |
3 灌区气候变化特征与人类活动的演变分析 |
3.1 降水的时序变化 |
3.1.1 降水的特征值 |
3.1.2 降水的年际与年内变化特征 |
3.1.3 降水的趋势分析与突变检验 |
3.1.4 降水的周期变化 |
3.2 灌区干旱演变特征 |
3.2.1 SPI标准化降水指数 |
3.2.2 Hurst指数 |
3.3 灌区气温变化特征 |
3.3.1 气温的年际变化 |
3.3.2 气温的年内变化 |
3.4 灌区风速、湿度等气象要素变化特征 |
3.5 潜在蒸散发ET0的变化特征 |
3.5.1 ET0的计算方法 |
3.5.2 ET0变化特征 |
3.5.3 ET0影响因子辨析 |
3.6 人类活动因素的变化特征 |
3.6.1 灌区土地利用类型时空演变分析 |
3.6.2 灌区作物种植结构变化分析 |
3.7 灌区气象与人类活动对引水灌溉的影响 |
3.8 本章小结 |
4 景电引黄灌区退水规律分析 |
4.1 灌区退水特征与退水组成 |
4.2 景电一期灌区沟道退水变化规律 |
4.2.1 沟道退水的年际变化 |
4.2.2 沟道退水的年内变化 |
4.2.3 灌区沟道退水影响因素 |
4.2.4 沟道退水量的关联分析 |
4.3 灌区地下水动态变化特征 |
4.3.1 灌区地下水位空间分布特征 |
4.3.2 灌区地下水埋深变化特征 |
4.3.3 地下水埋深变化对灌溉的响应 |
4.4 本章小结 |
5 基于滞后性的灌区沟道退水量预测 |
5.1 沟道退水量变化的滞后性 |
5.1.1 一期灌区退水量滞后性分析 |
5.1.2 子流域退水量滞后性分析 |
5.2 基于退水滞后性的交错时段模型预测原理 |
5.2.1 模型选择 |
5.2.2 模型改进原理 |
5.3 沟道退水量预测与效果评价 |
5.3.1 一期灌区退水量预测 |
5.3.2 响水退水量预测 |
5.3.3 五佛退水量预测 |
5.4 本章小结 |
6 基于耗水系数法的退水量估算及供-需水量平衡分析 |
6.1 灌区供水量 |
6.2 灌区耗水量与耗水系数计算 |
6.3 灌区需水量时空分布计算 |
6.3.1 灌区农业灌溉需水量 |
6.3.2 灌区生活、生态及工业需水量 |
6.3.3 灌区农业需水量的空间分布 |
6.4 供需水量平衡分析 |
6.5 本章小结 |
7 基于MIKE耦合模型的灌区退水量模拟 |
7.1 MIKE SHE与MIKE11耦合模型结构原理 |
7.1.1 模型简介 |
7.1.2 模型模拟方法及过程 |
7.1.3 MIKE SHE与MIKE11耦合过程 |
7.2 景电一期灌区分布式水文模型的构建 |
7.2.1 基础数据 |
7.2.2 数据建模 |
7.3 模型参数率定与验证 |
7.3.1 参数率定 |
7.3.2 模型验证 |
7.3.3 模型效果评价 |
7.3.4 水量平衡结果分析 |
7.4 灌溉回归水量评估 |
7.5 本章小结 |
8 灌区水土资源优化配置研究 |
8.1 未来气候情景与人类活动变化 |
8.1.1 未来气候条件的变化特征 |
8.1.2 未来人类活动的变化特征分析 |
8.2 多目标优化模型 |
8.2.1 多目标优化概述 |
8.2.2 粒子群算法基本原理 |
8.3 基于粒子群算法的多目标约束优化模型的建立 |
8.3.1 决策变量 |
8.3.2 目标函数 |
8.3.3 约束条件 |
8.4 灌区灌溉制度与作物种植结构优化 |
8.4.1 模型参数 |
8.4.2 模型求解与结果分析 |
8.5 退水资源化利用研究 |
8.6 本章小结 |
9 结论与展望 |
9.1 结论 |
9.2 创新点 |
9.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间主要研究成果 |
(3)河套灌区地面灌溉灌水质量评价及技术要素优化(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 引言 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 激光平地技术研究进展 |
1.2.2 土壤入渗参数研究进展 |
1.2.3 灌区畦灌技术研究现状 |
1.2.4 灌区沟灌技术研究进展 |
1.3 研究目标、内容与技术路线 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
1.3.3 技术路线 |
2 研究区概况与试验设计 |
2.1 研究区概述 |
2.1.1 试验区I概况 |
2.1.2 试验区II概况 |
2.2 试验设计 |
2.2.1 不同土壤类型下畦灌灌水质量评价及优化试验 |
2.2.2 典型砂土田块灌水质量优化及其敏感性分析试验 |
2.2.3 激光平地条件下畦田宽度对灌水质量影响及优化研究试验 |
2.2.4 秸秆覆盖对沟灌土壤水盐迁移与玉米水分利用效率影响试验 |
2.2.5 沟灌灌水深度控制目标分析优化试验 |
2.3 试验观测项目及方法 |
2.3.1 气象资料 |
2.3.2 田间微地形 |
2.3.3 灌水量计算 |
2.3.4 地下水位 |
2.3.5 土壤水分和盐分(电导率EC) |
2.3.6 作物产量及水分利用效率 |
2.3.7 供试土壤基本条件 |
2.4 数据统计分析 |
3 不同土壤类型下畦灌灌水质量评价及畦田规格优化 |
3.1 灌水技术评价 |
3.1.1 入渗参数的估算 |
3.1.2 模型精度验证 |
3.1.3 灌水质量评价 |
3.2 灌水技术参数优化 |
3.2.1 多目标优化模型构建及求解 |
3.2.2 灌水参数优化 |
3.3 畦田规格对水分生产效率的影响 |
3.4 典型砂土田块灌水质量优化及其敏感性分析 |
3.4.1 改进方案评价及优选 |
3.4.2 最佳方案优选 |
3.4.3 敏感性分析 |
3.5 讨论 |
3.6 小结 |
4 激光平地条件下畦田宽度对农田灌水质量影响及参数优化 |
4.1 试验区土地平整变化 |
4.2 灌水技术评价 |
4.2.1 不同畦宽下水流推进与消退 |
4.2.2 各处理土壤入渗水深变化 |
4.2.3 灌水质量评价 |
4.3 畦灌灌水技术参数优化 |
4.3.1 单目标优化模型 |
4.3.2 灌水质量模拟与优化 |
4.4 讨论 |
4.5 小结 |
5 激光平地条件下畦田宽度对作物产量与水分利用效率影响及多目标综合评价 |
5.1 不同畦宽对土壤水分分布的影响 |
5.1.1 不同畦宽条件下土壤水分随时间变化 |
5.1.2 灌水前后田块首中尾土壤储水量变化 |
5.2 作物产量及水分利用效率影响 |
5.3 社会经济效益评价 |
5.3.1 节水效果 |
5.3.2 经济效益 |
5.4 综合评价 |
5.4.1 主成分分析 |
5.4.2 多目标综合分析 |
5.5 节水补贴 |
5.6 讨论 |
5.7 小结 |
6 基于农机效率与畦灌灌水质量的灌水技术参数优化 |
6.1 农机耗油量数学模型构建及验证 |
6.1.1 模型构建 |
6.1.2 模型验证 |
6.2 基于农机效率及灌水质量的灌水技术参数优化 |
6.2.1 评价指标 |
6.2.2 农机效率变化 |
6.2.3 灌水质量变化 |
6.2.4 考虑农机效率前后综合灌水性能指标变化情况 |
6.3 讨论 |
6.4 小节 |
7 沟灌灌水质量评价及垄背覆盖技术研究 |
7.1 沟灌灌水质量评价及优化 |
7.1.1 灌水质量评价 |
7.1.2 不同灌水参数组合下灌水深度控制目标优化 |
7.1.3 讨论 |
7.2 秸秆覆盖对沟灌土壤水盐迁移及玉米水分利用效率影响 |
7.2.1 地下水埋深 |
7.2.2 秸秆覆盖对沟灌土壤水盐迁移影响 |
7.2.3 秸秆覆盖对沟灌玉米水分利用效率影响 |
7.2.4 沟灌秸秆覆盖对农田水土环境及产量等因素的综合影响 |
7.2.5 讨论 |
7.3 小结 |
8 结论与展望 |
8.1 主要结论 |
8.1.1 河套灌区现状畦灌灌水技术评价及优化研究 |
8.1.2 激光平地条件下畦田宽度对农田灌水质量影响及效益评价研究 |
8.1.3 河套灌区沟灌灌水质量评价及垄背覆盖技术研究 |
8.2 创新点 |
8.3 不足与展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者简介 |
(4)根系构型调控对植物固土护坡性能的影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
1.2.1 植物根系的固土效应 |
1.2.2 植物根系的分布形态 |
1.2.3 根系调控的相关方法 |
1.3 研究内容及方法 |
2 考虑植物根系形态的根系固土模型 |
2.1 植物根系固土理论 |
2.1.1 植物根系的加筋理论 |
2.1.2 植物根系加筋作用的力学模型 |
2.2 根系生长角度的影响 |
3 植物根系构型调控试验 |
3.1 土壤水分入渗特性试验 |
3.1.1 材料与方法 |
3.1.2 试验结果与分析 |
3.2 水肥组合调控试验 |
3.2.1 试验场地概况 |
3.2.2 试验设计 |
3.2.3 根系形态观测及数据采集 |
3.3 本章小结 |
4 定向调控对根系构型的影响 |
4.1 根系数量与土层深度的关系 |
4.2 不同根径的根系占比 |
4.3 根系生长形态分布 |
4.4 本章小结 |
5 调控后根系构型对边坡土体强度的影响 |
5.1 原状土剪切试验 |
5.1.1 试验材料与设备 |
5.1.2 试验方法与步骤 |
5.1.3 试验结果分析 |
5.2 根系表面积密度与边坡土体强度的关系 |
5.3 根系生长角度与边坡土体强度的关系 |
5.4 本章小结 |
6 数值分析根系构型调控对边坡稳定性的影响 |
6.1 边坡模型 |
6.1.1 裸坡模型 |
6.1.2 自然生长条件下香根草植物边坡模型 |
6.1.3 水肥调控条件下香根草植物边坡模型 |
6.2 边坡稳定性分析 |
6.2.1 边坡塑性应变特征 |
6.2.2 边坡应力特征 |
6.2.3 边坡位移特征 |
6.3 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 研究展望 |
参考文献 |
附录 (攻读学位期间取得的学术成果) |
致谢 |
(5)内陆干旱区调亏灌溉对紫花苜蓿草地生产性能和水分利用的影响(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 前言 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究目的及意义 |
第二章 国内外研究进展 |
2.1 灌溉在农业上的发展 |
2.2 农业中调亏灌溉研究进展 |
2.2.1 调亏灌溉的概念 |
2.2.2 调亏灌溉与作物水分生产力 |
2.2.3 调亏灌溉的优缺点 |
2.3 农田灌溉方式与效应研究进展 |
2.3.1 灌溉方式对作物生长和生产性能的影响 |
2.3.2 灌溉方式对土壤理化性质的影响 |
2.3.3 灌溉方式对水资源利用的影响 |
2.4 苜蓿灌溉及效应研究进展 |
2.4.1 苜蓿草地的灌溉实践 |
2.4.2 灌溉调节苜蓿的生长 |
2.4.3 灌溉影响苜蓿的生产性能 |
2.4.4 灌溉调控苜蓿耗水和水分利用 |
2.4.5 灌溉影响苜蓿水分适应性的生理生化机制 |
2.5 水分传输研究进展 |
2.5.1 土壤-植物-大气连续体(SPAC)中的水分传输 |
2.5.2 土壤水分传输理论与模型 |
2.5.3 根系吸水研究 |
2.5.4 蒸散发研究 |
2.6 常用蒸散发模型 |
2.6.1 单作物系数法 |
2.6.2 双作物系数法 |
2.6.3 其他蒸散发模型 |
2.7 问题的提出 |
2.8 研究内容和技术路线 |
2.8.1 研究内容 |
2.8.2 技术路线 |
第三章 材料与方法 |
3.1 试验地概况 |
3.2 试验设计与样地布置 |
3.2.1 处理设计 |
3.2.2 样地布置 |
3.3 苜蓿草地建植与管理 |
3.4 主要指标与测定方法 |
3.5 模型修正与设置 |
3.6 数据统计分析 |
第四章 调亏灌溉下苜蓿草地生产性能 |
4.1 苜蓿干物质产量 |
4.2 粗蛋白含量和相对饲用价值 |
4.3 苜蓿干物质产量与品质的关系 |
4.4 苜蓿水分利用及灌溉量与苜蓿生长和生产的关系 |
4.5 讨论 |
4.6 小结 |
第五章 调亏灌溉下苜蓿草地生长动态和光能利用 |
5.1 物质积累与分配动态 |
5.2 茎叶比动态 |
5.3 株高生长动态 |
5.4 叶面积指数生长动态 |
5.5 光能利用特征 |
5.6 苜蓿生长指标与土壤相对含水量的关系 |
5.7 讨论 |
5.8 小结 |
第六章 调亏灌溉下苜蓿草地耗水规律和水量平衡特征 |
6.1 双作物系数模型的验证 |
6.2 作物系数曲线 |
6.3 草地蒸散特征 |
6.4 土壤水分平衡过程 |
6.5 最大根系层土壤含水率动态 |
6.6 讨论 |
6.7 小结 |
第七章 畦灌下苜蓿草地土壤水分动态和根系吸水 |
7.1 土壤水分动态验证 |
7.2 根区土壤含水率变化 |
7.3 不同土层深度水分运动趋势 |
7.4 根系吸水特征 |
7.5 讨论 |
7.6 小结 |
第八章 地埋滴灌下苜蓿草地土壤水分运移模式 |
8.1 土壤水分的验证 |
8.2 第1茬根系层土壤水分运移模式分析 |
8.3 第2茬根系层土壤水分运移模式分析 |
8.4 第3茬根系层土壤水分运移模式分析 |
8.5 讨论 |
8.6 小结 |
第九章 结论、创新点和存在的问题 |
9.1 主要结论 |
9.2 创新点 |
9.3 不足之处和有待进一步研究的问题 |
参考文献 |
在学期间的研究成果 |
致谢 |
(6)华北土石山区典型林地根土层优先流特征及其影响因素研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 引言 |
1.1 研究背景 |
1.2 优先流理论研究进展 |
1.2.1 优先流的定义 |
1.2.2 优先流的分类 |
1.3 优先流研究方法进展 |
1.3.1 土壤孔隙尺度 |
1.3.2 土柱尺度 |
1.3.3 单个土体尺度 |
1.3.4 区域大尺度 |
1.3.5 多尺度相互融合 |
1.4 优先流的影响因素研究进展 |
1.4.1 根土层结构对优先流的影响 |
1.4.2 外部因素对优先流的影响 |
1.5 优先流对生态环境的影响 |
1.5.1 正效应 |
1.5.2 负效应 |
1.6 目前研究存在问题及发展趋势 |
1.7 研究目的和意义 |
2 研究区概况 |
3 研究内容与研究方案 |
3.1 研究内容 |
3.2 研究方法 |
3.2.1 野外试验前调查 |
3.2.2 野外试验 |
3.2.3 室内分析试验 |
3.3 数据分析及图像绘制 |
3.4 研究技术路线图 |
4 典型林地优先流路径分布特征研究 |
4.1 垂直剖面优先流路径分布特征 |
4.1.1 优先流形态判定 |
4.1.2 染色面积比 |
4.1.3 染色路径宽度分布特征和壤中流类型划分 |
4.1.4 优先流发育程度指标 |
4.2 水平剖面优先流路径分布特征 |
4.2.1 染色面积比 |
4.2.2 不同平均直径优先流路径分布特征 |
4.3 优先流路径空间变异性 |
4.4 讨论 |
4.5 小结 |
5 土壤水分及溶质运移研究 |
5.1 土壤剖面含水量对优先流的响应 |
5.1.1 土壤剖面含水量分布特征研究 |
5.1.2 土壤剖面含水量对优先流的响应 |
5.2 优先流对溶质迁移的影响 |
5.2.1 溶质迁移特征研究 |
5.2.2 优先流对溶质迁移的影响 |
5.3 讨论 |
5.4 小结 |
6 根系对优先流的影响 |
6.1 根系富集度与优先流关系研究 |
6.1.1 根系富集度分布特征 |
6.1.2 根系富集度与优先流关系研究 |
6.2 根系其他特征与优先流关系研究 |
6.2.1 根长密度 |
6.2.2 根系表面积密度 |
6.2.3 根系体积密度 |
6.3 根系对优先流贡献率研究 |
6.4 讨论 |
6.5 小结 |
7 土壤大孔隙和石砾三维空间结构对水分运动的影响 |
7.1 石砾三维空间结构特征对大孔隙的影响 |
7.1.1 石砾三维空间结构分布特征 |
7.1.2 石砾空间结构参数相关关系 |
7.1.3 土壤大孔隙三维空间结构分布特征 |
7.1.4 大孔隙空间结构参数相关关系 |
7.1.5 石砾三维空间结构特征对大孔隙的影响 |
7.2 大孔隙和石砾空间结构对饱和导水率的影响 |
7.2.1 饱和导水率分布特征 |
7.2.2 大孔隙和石砾空间结构对饱和导水率的影响 |
7.3 讨论 |
7.4 小结 |
8 结论、创新点与展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 创新点 |
8.3 展望 |
参考文献 |
个人简介 |
导师简介 |
获得成果目录清单 |
致谢 |
(7)基于物联网技术的喷灌调度系统设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外智能灌溉的研究进展 |
1.2.2 国内智能灌溉的研究进展 |
1.3 本文主要工作 |
1.4 本文章节安排 |
2 基于物联网的喷灌智能调度相关技术 |
2.1 智能灌溉决策调度模型 |
2.1.1 基于水平衡方程的调度模型 |
2.1.2 基于种植专家经验的调度模型 |
2.2 物联网土壤墒情传感器原理 |
2.3 气象数据获取技术 |
2.4 平移式喷灌机水量控制机制 |
2.5 本章小结 |
3 喷灌调度系统需求分析 |
3.1 用例分析 |
3.1.1 喷灌智能调度需求 |
3.1.2 墒情监测与通知需求 |
3.1.3 喷灌机车自动作业需求 |
3.1.4 调度大屏实时监控 |
3.1.5 系统管理需求 |
3.2 领域模型 |
3.3 网络要求 |
3.4 性能要求 |
3.5 本章小结 |
4 喷灌调度系统总体设计 |
4.1 系统架构 |
4.2 功能设计 |
4.2.1 喷灌智能调度 |
4.2.2 墒情监控 |
4.2.3 喷灌作业 |
4.2.4 大屏展示 |
4.2.5 基础信息 |
4.2.6 系统管理 |
4.3 数据库设计 |
4.4 网络规划 |
4.5 高可用系统部署 |
4.6 本章小结 |
5 喷灌智能调度的详细设计与实现 |
5.1 喷灌调度计划管理 |
5.2 选择喷灌调度计划自动生成方式 |
5.3 基于经验模型的喷灌调度计划自动生成 |
5.4 基于水平衡方程模型的调度计划自动生成 |
5.5 作物生长需水参数管理 |
5.6 种植计划的管理 |
5.7 本章小结 |
6 基于物联网的墒情监测的详细设计与实现 |
6.1 墒情数据采集及墒情判定 |
6.2 预警通知 |
6.3 天气预报采集 |
6.4 本章小结 |
7 系统测试与结果分析 |
7.1 测试方法 |
7.2 测试环境 |
7.3 功能测试 |
7.4 性能测试 |
7.5 本章小结 |
8 工作总结与展望 |
8.1 工作总结 |
8.2 工作展望 |
参考文献 |
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
致谢 |
(8)自动化滴灌农田土壤水盐运移规律及作物生长试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究动态 |
1.3 研究内容 |
1.4 技术路线 |
第二章 研究内容与试验设计 |
2.1 试验区概况 |
2.2 设计与过程 |
2.3 测试指标及计算方法 |
第三章 不同灌溉技术对土壤水盐运移规律及对土壤盐分累积的影响 |
3.1 灌水对土壤剖面内含水量的分布特征的影响 |
3.2 灌水对土壤剖面内含盐量的分布特征的影响 |
3.3 土壤含水率各生育期变化情况 |
3.4 土壤含盐量各生育期变化情况 |
3.5 土壤盐分累积情况 |
3.6 本章小结 |
第四章 不同灌溉技术对棉花农田小气候指标的影响 |
4.1 不同灌溉方式对空气温度的影响 |
4.2 不同灌溉方式对空气相对湿度的影响 |
4.3 不同灌溉方式下土壤地温随生育期变化规律 |
4.4 不同灌溉方式对土壤地温日变化的影响 |
4.5 本章小结 |
第五章 不同灌溉技术对作物生长指标的影响 |
5.1 不同灌溉方式对作物生长指标的影响 |
5.2 不同灌溉方式对对棉花净光合速率和蒸腾速率的影响 |
5.3 不同灌溉方式对棉花气孔导度及胞间CO_2 浓度的影响 |
5.4 不同灌溉方式下对作物产量及其构成因素的影响 |
5.5 不同灌溉方式下各指标与产量的拟合分析 |
5.6 本章小结 |
第六章 自动化膜下滴灌技术的综合效益评估 |
6.1 评价模型的构建与步骤 |
6.2 评价结果 |
6.3 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 主要研究结论 |
7.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
导师评阅表 |
(9)伊犁河流域滴灌冬小麦水肥高效利用技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 伊犁河流域滴灌冬小麦研究中存在的问题 |
1.4 试验研究主要内容 |
1.5 技术路线 |
第二章 试验材料与方法 |
2.1 试验地基本情况 |
2.2 田间试验布置 |
2.3 试验设计 |
2.4 观测项目与方法 |
2.5 数据分析 |
第三章 不同水肥处理对滴灌冬小麦生理生长及产量的影响 |
3.1 不同水肥处理下土壤含水率动态变化 |
3.2 不同水肥处理对滴灌冬小麦生长指标的影响 |
3.3 不同水肥处理对滴灌冬小麦生理指标的影响 |
3.4 不同水肥处理对滴灌冬小麦干物质积累的影响 |
3.5 不同水肥处理对滴灌冬小麦产量及其构成要素的影响 |
3.6 伊犁河流域滴灌冬小麦作物系数 |
3.7 讨论与小结 |
第四章 滴灌时长对伊犁河流域土壤理化性质及产量的影响 |
4.1 滴灌时长对土壤含水率分布的影响 |
4.2 滴灌时长对土壤全氮分布的影响 |
4.3 滴灌时长对土壤有机质分布的影响 |
4.4 滴灌时长对土壤电导率的影响 |
4.5 滴灌时长对冬小麦产量及其构成的影响 |
4.6 讨论与小结 |
第五章 不同滴灌毛管埋深对土壤含水率变化及冬小麦生长的影响 |
5.1 不同滴灌毛管埋深对土壤含水率变化的影响 |
5.2 不同滴灌毛管埋深对冬小麦生理生长指标的影响 |
5.3 不同滴灌毛管埋深对冬小麦产量的影响 |
5.4 伊犁河流域滴灌冬小麦水肥高效利用技术工程灌溉参数 |
5.5 讨论与小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历 |
附件 |
(10)基于ACPS的宁夏引黄灌区紫花苜蓿水氮精准调控技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 选题背景和目的 |
1.1.2 问题的提出 |
1.1.3 研究意义 |
1.2 ACPS精准农业研究现状 |
1.2.1 CPS在农业中的应用研究 |
1.2.2 ACPS系统建模与仿真 |
1.3 基于ACPS的紫花苜蓿水氮精准调控技术研究现状 |
1.3.1 紫花苜蓿生长模型研究 |
1.3.2 紫花苜蓿水氮调控研究 |
1.3.3 紫花苜蓿精准调控信息平台研究 |
1.4 研究内容 |
1.5 技术路线 |
第二章 材料与方法 |
2.1 试验区概况 |
2.2 试供材料 |
2.3 试验设计 |
2.3.1 基于水氮因子的紫花苜蓿生长模型验证试验设计 |
2.3.2 基于ACPS的紫花苜蓿水氮精准调控模型试验设计 |
2.3.3 紫花苜蓿田间生产定额灌溉试验设计 |
2.4 观测指标与测定方法 |
2.5 数据分析 |
2.6 模型精度计算 |
第三章 基于水氮因子的紫花苜蓿生长模型 |
3.1 引言 |
3.2 基于水氮因子的紫花苜蓿生长模型的建立 |
3.2.1 模型架构 |
3.2.2 紫花苜蓿动态模拟子模型 |
3.2.3 水分平衡模拟子模型 |
3.2.4 氮素平衡模拟子模型 |
3.3 模型参数确定 |
3.4 试验结果 |
3.4.1 紫花苜蓿收割日期确定及生长期分析 |
3.4.2 水分平衡模拟子模型参数率定与验证 |
3.4.3 LAI模拟值与实测值对比分析 |
3.4.4 预测产量与实际产量对比分析 |
3.5 讨论 |
3.6 本章小结 |
第四章 基于ACPS的紫花苜蓿水氮精准调控技术 |
4.1 引言 |
4.2 PRACPS架构 |
4.3 PRACPS-ALFA模型建立 |
4.3.1 模型架构 |
4.3.2 物理空间 |
4.3.3 信息空间 |
4.3.4 信息物理交互模型 |
4.4 基于预测的多因子水氮调控算法 |
4.4.1 精准调控因子及阈值设置 |
4.4.2 基于预测的多因子水氮调控算法制定 |
4.5 试验结果 |
4.5.1 生长期与收割日期分析 |
4.5.2 叶面积指数模拟值与实测值对比分析 |
4.5.3 土壤含水率模拟值与实测值对比分析 |
4.5.4 产量预测与实测值对比分析 |
4.6 讨论 |
4.7 本章小结 |
第五章 ACPS紫花苜蓿精准调控信息平台 |
5.1 引言 |
5.2 平台总体架构 |
5.3 物理空间设计与实现 |
5.4 信息空间设计与实现 |
5.4.1 树形分层结构设计 |
5.4.2 模型仿真设计与实现 |
5.5 信息物理交互设计与实现 |
5.6 ACPS紫花苜蓿灌溉制度制定 |
5.6.1 ACPS紫花苜蓿灌溉制度制定流程 |
5.6.2 灌溉制度组件定制 |
5.7 试验结果分析 |
5.7.1 输入数据 |
5.7.2 结果与分析 |
5.8 讨论 |
5.9 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
个人简介 |
四、喷灌强度和土壤入渗速度的几个问题(论文参考文献)
- [1]大型引黄灌区退水规律与退水量预测方法研究[D]. 李静思. 西安理工大学, 2021(01)
- [2]海绵城市技术导向下山地住区径流污染控制评估[D]. 曹必成. 重庆交通大学, 2021
- [3]河套灌区地面灌溉灌水质量评价及技术要素优化[D]. 范雷雷. 内蒙古农业大学, 2021(01)
- [4]根系构型调控对植物固土护坡性能的影响研究[D]. 欧阳淼. 中南林业科技大学, 2021(01)
- [5]内陆干旱区调亏灌溉对紫花苜蓿草地生产性能和水分利用的影响[D]. 刘敏国. 兰州大学, 2021(09)
- [6]华北土石山区典型林地根土层优先流特征及其影响因素研究[D]. 骆紫藤. 北京林业大学, 2020
- [7]基于物联网技术的喷灌调度系统设计与实现[D]. 赵智广. 郑州大学, 2020(02)
- [8]自动化滴灌农田土壤水盐运移规律及作物生长试验研究[D]. 牛靖冉. 石河子大学, 2020(08)
- [9]伊犁河流域滴灌冬小麦水肥高效利用技术研究[D]. 蒋宇新. 石河子大学, 2020(08)
- [10]基于ACPS的宁夏引黄灌区紫花苜蓿水氮精准调控技术研究[D]. 刘瑞. 宁夏大学, 2020(03)