玛河灌区参考作物蒸发蒸腾量时空分布特征与成因分析

根据玛纳斯河流域中游平原灌区(玛河灌区)24个标准气象站逐日气象资料,采用Penman-Monteith公式计算了各站逐日ET0,利用经验贝叶斯Kriging插值法、距平分析及偏相关分析等方法分析了玛河灌区ET0时空变化特征及其影响因素。结果表明:玛河灌区年ET0均值为972 mm,呈现东北高、西南低的分布规律;近56年ET0呈增加趋势(0.51 mm/a),通过第一主震荡周期预测2014年后玛河灌区ET0值将会是偏高期;偏相关分析表明风速是影响该灌区ET0的主要原因。     

作物灌溉设计中耗水强度问题研究

作物需水量是制定灌排工程规划、设计、管理和农田灌排实施的基本依据,如何准确估算某一地区作物需水量是我们水利工作者经常面对的问题.工作实践中,作物需水量通常是参照《微灌工程技术规范》(GB/T 50485-2009)中作物设计耗水强度确定,该规范给出的作物设计耗水强度范围较宽泛,同时没有考虑不同地点、不同水文年和不同生育阶段作物耗水强度不同的问题,这种方法推算的某一地块的作物耗水量准确性较差,继而使得规划成果带有极大的不确定性,如果以此来进行灌溉系统的运行管理也会带来一定风险.根据这一问题,建议采用更为科学的方法确定作物耗水强度,具体方法如下:①根据当地历年降雨排频寻找典型年;②根据典型年的气象数据采用FAO-1998提出的彭曼-蒙特斯方程计算参考作物需水量,再乘以作物系数得到作物需水量;③估算当地有效降雨量,确定作物灌溉需水量;④确定作物不同阶段日耗水强度.根据该方法以新疆乌鲁木齐棉花为例,对此方法进行了详细的阐述,得到了新疆乌鲁木齐中等干旱年棉花各个生育阶段的日耗水强度,并建议按作物的不同生育阶段进行灌溉系统的运行管理.     

河套灌区套种粮油作物耗水规律的试验研究

2009-2010年河套灌区磴口项目区试验结果表明,小麦套种玉米与小麦套种油葵2种立体种植模式下,生育期内作物日平均蒸发蒸腾量分别为:小麦4.31 mm、覆膜玉米4.43 mm、不覆膜玉米4.39 mm、油葵3.42 mm.根据田间波文比系统监测数据,通过多种方法确定项目区ET.比较,FAO-56推荐Penman-Mo...     

西藏高原灌区参考作物蒸散量模型的适用性研究

为明确参考作物蒸散量(ET_0)计算模型在西藏高原灌区的适用性,推荐适宜于气象资料短缺条件下的ET_0计算模型,本研究基于满拉、墨达、江北3个灌区的气象站的长系列数据,以FAO推荐的Penman-Monteith(FAO 56 PM)模型计算的ET_0为标准,对ET_0的5种常用计算模型的适用性进行评价。结果表明:Makkink、Irmark-Allen、FAO 17Penman、Hargreaves-Samani和Priestley-Taylor 5种模型模拟的日尺度ET_0变化趋势与FAO 56 PM模型一致,在年际间均呈先增后减的变化规律,且峰值出现在6～7月份,但各模型适用性存在显著差异。Makkink模型的日尺度MAE、RMSE、NSE值分别为0.37 mm/d、0.45 mm/d和0.84,模拟精度及可信度最高;Irmark-Allen模型次之,MAE、RMSE、NSE分别为0.65 mm/d、0.71 mm/d、0.62;Priestley-Taylor模型最差,MAE值最大达4.91 mm/d且NSE值小于0。年尺度下,各模型较FAO 56 PM均存在高估现象,其中FAO 17Penman、Hargreaves-Samani、Priestley-Taylor模型的NSE值介于-3 571.76～-118.00之间,模拟结果不可信;Makkink模型的NSE值最接近于0,模拟结果可信,但模拟过程的误差较大。综合评定,推荐Makkink为西藏高原灌区气象资料短缺条件下的ET_0简化模型。     

基于主成分分析的灌区参考作物蒸发蒸腾量预测模型研究

由于参考作物蒸发蒸腾量的影响因子众多,而且存在信息重叠,首先利用DPS软件对众多因子进行主成分分析,然后建立多元线性回归模型和BP神经网络模型对灌区参考作物蒸发蒸腾量进行预测,并将预测结果与Pen-man-Monteith公式计算值进行比较,结果发现多元线性回归模型预测的平均相对误差为10.05%,而BP神经网络模型预...     

作物设计耗水强度对滴灌系统的影响分析

在新疆,滴灌技术已经被广泛推广应用,滴灌系统设计也日趋成熟完善。作物设计耗水强度在滴灌系统设计中是一个非常关键的技术参数。探讨了设计耗水强度的确定方法,分析了它对滴灌系统工程造价、后期运行管理、经济效益发挥和生态环境可持续发展方面的深远影响。提出了应加强滴灌系统运行管理期对作物设计耗水强度的实时观测和分析研究,进一步开展对不同地区、不同作物、不同生育期作物耗水强度变化规律、影响因素及其敏感性等方面的科学研究。     

近34年玛纳斯河流域棉花生长和耗水特征研究

利用1980—2013年北疆玛纳斯河流域乌兰乌苏农业气象站长期的农气观测实验资料,对3个典型棉花种植时期:裸地沟灌(NF,1980—1993年)、覆膜沟灌(MF,1994—2004年)以及膜下滴灌时期(MD,2005—2013年)的棉花生长和耗水特征进行对比研究。结果表明:在充分灌溉的条件下,棉花籽粒产量主要受温度影响,而蒸散量的变化与灌水量有关。近34年,该站棉花籽棉产量和棉田蒸散量均呈增加趋势,每年籽棉产量的增加率大于蒸散量的增加率,棉田水分利用效率(WUE)和灌溉水利用效率(IWUE)也随之呈增加趋势。MD时期的WUE和IWUE值最大,分别为(0.7±0.1)、(1.0±0.3)kg/m3,在我国和世界其他干旱、半干旱棉花产区均处于较高水平。     

塔里木灌区参考作物蒸散与蒸发皿蒸发量比较分析

根据塔里木灌区-阿拉尔垦区1961—2010年逐日地面气象要素值,采用Penman-Monteith模型、距平相关和回归分析方法比较分析了近50年塔里木灌区-阿拉尔垦区ET0与E变化特征、影响因素和相关关系。结果表明,1近50年塔里木灌区-阿拉尔垦区年E高于年ET0,温暖季节(4、5、6、7、8、9月)E高于ET0,寒冷季节(12、1、2、3月)E低于ET0,ET0最大值出现时间、转折时间均滞后于E。2塔里木灌区-阿拉尔垦区ET0和E变化是由多种气象因子共同作用的结果,年、秋季ET0和E变化受温度影响较小,冬季受温度影响较大。3塔里木灌区-阿拉尔垦区冬季ET0和E线性关系明显(p0.01),可采用E值估算ET0;年、春、夏、秋季ET0和E线性关系不明显。     

西北干旱地区葡萄园作物耗水规律研究

通过大田试验,分析土壤蒸发、作物蒸腾和总耗水的变化。结果表明,葡萄园土壤蒸发、作物蒸腾和总耗水平均日变化均呈"钟型"曲线;全生育期葡萄园耗水420 mm,其中土壤蒸发量193 mm,占46%,作物蒸腾量227mm,占54%;日均总耗水、土壤蒸发和作物蒸腾分别为2.32、1.08、1.24mm/d。微型蒸渗仪结合茎流计测定的耗水与涡度相关仪测定的在小时和日尺度上均比较接近,差异不足10%;灌溉和降雨使土壤蒸发加剧,作物蒸腾对灌溉的响应滞后于土壤蒸发,而对降雨无明显响应。     

旱田主要作物耗水规律试验研究

作物的田间耗水规律是制定灌溉制度的主要依据,利用肇州县作物需水量试验区2000~2012年测坑和田测的作物需水量实测资料,对主要作物耗水量、需水量、缺水量以及生育期内降水量与产量的关系进行了分析,确定了三种作物在不同灌溉条件下的需水量,为制定灌水决策和灌溉制度打下基础。     

基于田间实际耗水的作物生产水足迹

为了衡量田间尺度粮食生产对资源的真实利用,基于水足迹及作物耗水理论,提出基于作物实际耗水的农作物生产水足迹计算方法,并以陕西关中的小麦、玉米为研究对象,对1998,2005及2010年的生产水足迹进行了计算.结果显示：同一年份同一作物不同地区间耗水量具有较大差异,同时,关中地区3个代表年份平均小麦、玉米耗水量分别比需水量小16.2%和12.4%;小麦、玉米生产水足迹有减小趋势,代表年平均值分别为0.96,0.77 m^3/kg;各地区小麦虚拟水中蓝水比例在10%-40%,玉米则在20%-50%范围内变化,且年际、地区间的蓝水占有比例均无明显变化趋势;3个代表年小麦、玉米的总水足迹之和分别为70.1,59.8及60.7亿m3,均大于当地的水资源总量,其中蓝水所占比例均值为29.1%.基于作物实际耗水的作物生产水足迹的计算对基于水足迹和虚拟水贸易的科学研究及政策制定均有重要意义.     

基于公共天气预报的广东青年运河灌区参考作物腾发量预报方法比较

为提出高精度适合广东青年运河灌区参考作物腾发量(ET₀)预报方法,制定精准的灌溉预报,降低农业用水量,本研究以灌区内的湛江站为研究对象,收集了该站点2003-01-01-2017-05-31逐日气象观测数据和2016-01-01-2017-05-31日的预见期为7 d的逐日公共天气预报数据,采用FAO-56 Penman-Monteith计算值作为基准,比较Hargreaves-Samani(HS)法、简化Penman-Monteith(PT)、逐日均值修正法的预报效果.结果表明:以上3种方法1~7 d预见期平均绝对误差平均值分别为0.908 3,0.903 1,0.947 9 mm/d,平均绝对误差分别为1.099 1,1.099 9,1.192 4 mm/d,相关系数分别为0.649 5,0.649 8,0.615 9,PT法的平均绝对误差以及相关系数均最好.就每个预见期而言,1~5 d预见期的最优预报方法均为PT法,6~7 d为HS法.因此,建议采用PT法进行青年运河灌区的ET₀预报.     

基于作物空间信息特征的灌区种植结构优化研究

针对目前北方许多大型灌区种植结构不合理、农业需水量偏大、水资源紧缺等问题,提出了一种基于作物空间信息特征的种植结构优化方法,通过调整种植结构和优化空间分布,减少农业需水量,提高农业效益。利用地统计学(GS)和地理信息系统(GIS)的空间处理能力,分区计算了灌区多年平均参考作物需水量(ET0)和作物需水量(ETc),并统计分区内作物单产和产值信息;构建了基于作物空间信息特征的多目标优化模型,设计了2种作物种植结构方案。结果表明,与传统多目标种植结构优化模型相比,基于作物空间信息特征的种植结构优化方法在节水效果和农业效益上都有一定的优势。     

汾河灌区参考作物蒸散发量变化趋势及影响要素分析

气候变化直接影响着区域的水循环和水资源管理,而研究潜在蒸散发的变化趋势及其影响要素对于灌区的水资源管理具有重要的作用。选择汾河灌区,利用灌区内气象站的长系列数据,分析了灌区内参考作物蒸散发(ET0)的变化趋势及主要影响要素。结果表明,1951―2014年,灌区ET0没有明显的变化趋势,这主要是由于温度升高和相对湿度降低引起的ET0增加与风速下降和日照时间减少引起的ET0下降相当。温度、相对湿度和风速变化主要影响4―6月ET0,而日照时间则主要影响了5―9月的ET0。     

阿拉尔灌区参考作物潜在腾发量的变化特征及相关分析

利用Penman-Monteith公式,根据阿克苏水平衡试验站1989～1996年逐日气象资料,计算了逐日参考作物潜在腾发量,分析了其变化特征,建立了其与其它气象要素、20cm蒸发皿蒸发量的相关关系。利用这些相关关系进行参考作物潜在腾发量的估算,方法简单,精度较高。     

基于遥感的宝鸡峡灌区作物面积信息提取

灌区中不同作物的种植面积是分配灌溉用水的重要依据,遥感方法不仅可以提取各作物种植面积,而且可以获取其空间分布情况。基于2009年Landsat5-TM影像,综合分析宝鸡峡灌区农作物种植特点和光谱特征,运用决策树分类法获取灌区各作物面积。并由地面实际调查数据和高分辨率影像对分类精度进行评价,各地物精度均达85%以上。结果表明该方法适合灌区的作物分类。     

基于SPSS的抚顺地区参考作物需水

根据抚顺地区3个气象站的气象观测资料，应用1990年联合国粮农组织推荐的Penman-Monteith公式计算各站1995-2004年10年来的参考作物需水量ET0。利用SPSS统计分析软件对ET0 进行回归分析。分析结果表明：章党气象站和新宾气象站之间具有较好的线性关系。而清原气象站和新宾气象站、清原气象站和章党气象站之间的回归不显著。此分析为分析抚顺地区的气候提供一定的依据，也为将来利用地理信息系统（GIS）分析区域的参考作物需水量的空间分布提供一定的基础。     

基于GA-Elman神经网络的参考作物需水量预测

根据通东灌区多年气象资料以及逐日参考作物需水量数据,构建了以日序数、日照时数、日平均气温等因子为输入向量,以逐日参考作物需水量为输出向量的GA-Elman神经网络参考作物需水量预测模型,通过随机选取方式,采用通东灌区2015年逐日气象资料及参考作物需水量等数据对模型进行了测试,结果表明:构建的GA-Elman模型具有较高的预测性能精度,其相对误差绝对值均值为7.24%,绝大多数处于0%～25%范围内,其中处于0%～10%范围内的占总数81.8%,模型具有较强的实际应用价值。     

河套灌区蒸散发分析及耗水机制研究

以河套灌区义长灌域永联试验区为研究对象,建立水均衡方程。首先,分析了水均衡法估算出的蒸散发量的合理性、蒸散发量与水均衡要素的关系以及根系层不同取土观测深度对水均衡法估算蒸散发量的影响。然后,分析了永联全区的水均衡要素构成以及土壤水和地下水的水分消耗过程。最后,分析水均衡法估算蒸散发量需注意的问题。     

西辽河平原主要作物耗水量及耗水规律研究

根据联合国粮农组织推荐的Penman-Monteith公式及单作物系数法,研究了西辽河平原不同典型年的春玉米、春小麦、谷子、大豆、甜菜5种作物的耗水量及耗水规律,并分析作物生育期有效降雨量与作物耗水量的关系。计算结果表明:以一般年为例,春玉米、春小麦、谷子、大豆和甜菜的耗水量分别为501.01、427.68、464.76、443.10、500.22mm;干旱年份作物的耗水量较大,一般年次之,湿润年作物耗水量最小;作物在发育期和生育中期耗水量较大,为需水的关键时期;作物整个生育阶段有效降雨量总体上不能满足作物的耗水量,在干旱年、一般年、湿润年平均有效降雨量分别占作物生育期耗水量的40%、50%、70%左右,对作物必须进行合理的灌溉。