滴灌土壤水分水平运移模型的辨识

在滴灌条件下,滴头流量对土壤的水分运移影响很大,是影响作物生长的主要因素。依据滴灌条件下土壤水分水平运移的观测数据,建立滴头流量与水分水平运移距离的传递函数模型,利用粒子群优化(PSO)算法对模型的各个参数进行辨识与优化。在同一滴头流量下,比较不同土壤水分水平运移模型的动态变化,验证了传递函数模型在不同流量下的有效性,提出了实现实时调控滴头流量与水平运移距离的传递函数模型,为实现作物根系所需水分水平运移距离的反馈调节,有效地保证作物根系所需的水分,减小了水资源的浪费创造了条件。     

不同矿化度微咸水灌溉条件下生物炭对盐碱土水盐运移影响

为探究不同矿化度微咸水灌溉条件下掺加生物炭对盐碱土水盐运移的影响,以黄河三角洲地区中度盐碱土为研究对象,在室内进行一维垂直入渗实验。设置淡水(CK)及2种矿化度微咸水(3、5 g/L)和小麦秸秆生物炭(5、10、20 t/hm²)组合实验,分别为CK、W1、W2、W1X1、W1X2、W1X3、W2X1、W2X2、W2X3,共9个处理。结果表明：微咸水灌溉条件下,掺加生物炭提高了土壤入渗能力;3 g/L微咸水灌溉条件下,施用生物炭对土壤入渗能力提升幅度更大,其中,W1X1处理效果最好,W1X2略低于W1X1;微咸水灌溉条件下,掺加生物炭处理土壤含水率均高于未掺加处理时;施加等量生物炭条件下,采用5 g/L微咸水灌溉的土壤含水率高于3 g/L时,其中,W2X2处理最优,W1X2略低于W2X2;与CK相比,各处理均增加了土壤含盐量,但脱盐深度均达到34cm以上,不会对作物产生盐害作用;施加等量生物炭条件下,3 g/L微咸水灌溉土壤含盐量显著低于5 g/L,其中,W1X2处理脱盐效果最好,脱盐率达53.7%;微咸水灌溉条件下,掺加生物炭增加了土壤pH值,且各处理之间无明显...     

渠水滴灌水质标准与沉淀技术的研究

通过实验研究,得出了新疆天业(集团)公司滴灌灌水器要求的水质标准,建立了计算玛纳斯河灌区渠水所含粘粒、粉粒、沙粒的去除率经验公式,并根据六宫支渠和西岸大渠水质算出了沉淀池设计表面负荷率。     

马铃薯草膜双覆盖垄作膜下滴灌节水增产研究

结合甘肃地区干旱的自然地理条件,在马铃薯种植过程中采取草膜双覆盖垄作膜下滴灌方式,对其节水增产效果进行试验研究.采取不同种植模式滴灌单因素区组设计,共设4组:草膜双覆盖垄作草下滴灌,覆膜垄作膜下滴灌,覆草垄作草下滴灌,垄作滴灌(CK).区组随机排列,重复试验3次.试验结果表明,草覆盖对提高产量有积极作用,而草膜双覆盖对提高产量所起积极作用更大,可大范围推广.     

机压滴灌管网优化设计与应用

传统滴灌工程设计过度依赖设计人员经验，滴灌系统成本和能耗较高。为了降低管网建设及运行成本，提出了机压滴灌系统管网的优化方法，以骨干管网中干管、分干管管径和水泵扬程为控制变量，以管网年费用最小为目标，建立优化设计模型，应用改进的萤火虫算法求解，实现骨干管网的管径组合优化。该算法针对标准萤火虫算法存在的内部缺陷，对萤火虫的初始位置、步长因子及最优位置进行了改进。4个测试函数的仿真实验结果表明，改进萤火虫算法较标准萤火虫算法和遗传算法在寻优精度和收敛速度方面更具优势，适合求解复杂优化问题。将改进算法应用到实际滴灌项目中，改进算法能够快速有效地得到符合工程实际的设计方案，骨干管网年费用较传统经济流速法设计降低了43.71%,节省投资效果明显。     

机压滴灌管网优化设计与应用

传统滴灌工程设计过度依赖设计人员经验，滴灌系统成本和能耗较高。为了降低管网建设及运行成本，提出了机压滴灌系统管网的优化方法，以骨干管网中干管、分干管管径和水泵扬程为控制变量，以管网年费用最小为目标，建立优化设计模型，应用改进的萤火虫算法求解，实现骨干管网的管径组合优化。该算法针对标准萤火虫算法存在的内部缺陷，对萤火虫的初始位置、步长因子及最优位置进行了改进。4个测试函数的仿真实验结果表明，改进萤火虫算法较标准萤火虫算法和遗传算法在寻优精度和收敛速度方面更具优势，适合求解复杂优化问题。将改进算法应用到实际滴灌项目中，改进算法能够快速有效地得到符合工程实际的设计方案，骨干管网年费用较传统经济流速法设计降低了43.71%,节省投资效果明显。     

不同灌溉方式对樟子松生长、光合特性及土壤水分运移的影响

【目的】研究滴灌、漫灌和对照3种处理方式下樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)生长状况和土壤水分运移规律,探讨其生长、光合、蒸腾特性和水分运移对不同灌溉技术的响应,为在干旱、半干旱地区高效栽培樟子松提供参考。【方法】以内蒙古大青山国家级自然保护区的樟子松林为研究对象,基于单因素方差分析比较不同灌溉方式下樟子松的生长(地径、树高、冠幅、抽穗长和生物量)与光合特性[光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)和水分利用效率(E_WUE)];采用土壤剖面观测法比较不同灌溉方式和灌溉时间下土壤水分垂直和水平运移的变化规律,并利用经验模型对土壤水分运移轮廓进行模拟。【结果】①滴灌处理下樟子松的地径、树高、冠幅、抽穗长和生物量分别比漫灌方式下高1.5 cm、0.5 m、10.0 cm、5.9 cm和11.5 kg,分别比对照高3.4 cm、0.9 m、60.0 cm、7.2 cm和2.5 kg;②滴灌处理下樟子松的光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO₂浓度显著高于漫灌和对照(P < 0.05),各种灌溉方式下的上述指标大小具体表现为滴灌>漫灌>对照;水分利用效率大小表现为对照>滴灌>漫灌,表明樟子松可在较低的土壤含水量条件下生长;③在灌溉2、4和6 h后,樟子松林地滴灌比漫灌处理下土壤湿润锋的垂直运移距离和停灌后最终垂直运移距离深,两种灌溉方式下3种不同灌溉时长的土壤湿润锋的最大水平运移距离都出现在0~20 cm土层,然而停灌后的垂直运移距离以滴灌>漫灌;④利用经验模型对土壤湿润体轮廓进行模拟,设定:为垂直方向上任意位置处土壤水分水平运移距离(i=1,2,3,4);L_MR为土壤水分水平最大运移距离;R_MH为垂直方向上任意位置处土壤水分垂直运移相对距离;a_i为模型参数。则滴灌和漫灌的最优模型分别为多项式模型(M_R1)和Baldwin模型(M_R4), $M_{\mathrm{R} 1}=L_{\mathrm{MR}}\left[a_{1}\left(R_{\mathrm{MH}}-1\right)+a_{2}\left(R_{\mathrm{MH}}^{2}-1\right)+a_{3}\left(R_{\mathrm{MH}}{ }^{3}-1\right)+a_{4}\left(R_{\mathrm{MH}}^{4}-1\right)\right]$; $M_{\mathrm{R} 4}=a_{1}+\left[\left(R_{\mathrm{MH}}-1\right) /\left(R_{\mathrm{MH}}+1\right)\right]+a_{2}\left(R_{\mathrm{MH}}-1\right)$。【结论】在北方干旱区,滴灌区樟子松的生长和光合特性明显优于漫灌;在持续灌溉2、4和6 h后,滴灌试验区60 cm土层以上的土壤湿润锋在最终水平运移距离上均大于漫灌区。将滴灌技术应用于樟子松林木培育,有利于根系吸收水分和促进树木生长,且樟子松的光合特性受水分利用效率影响,合理的灌溉可改善林木的生长机制。