地面灌溉优化模型研究及实用手册

2023-11-04 理论教育版权反馈

【摘要】：通过对田间实测资料的分析，得到地面灌溉条件下影响灌溉效果的主要因素如下:入地单宽流量q:较大的q值意味着较快的推进过程，有助于获得较好的灌溉特性。笔者在2001年提出本书采用的地面灌溉效果优化模型。

1.灌溉效果评价指标

灌溉效果是指灌溉过程结束后，灌溉水的有效利用程度，灌水质量的优劣。灌溉实践中常用灌水效率Ea、储水效率Es和灌水均匀度E d来评价灌水效果。

灌水效率是指某次灌水中，储存在计划湿润层内的水量Ws与灌溉水量W f的比值。即:

式（1.37）反映了灌溉水的田间有效利用程度。

储水效率是指某次灌水中储存在计划湿润层的水量W s与需要灌入计划湿润层内的总水量W n的比值。即:

式（1.38）反映了某次灌水时计划灌水量的满足程度。

灌水均匀度是指灌水后沿畦田长度方向入渗水量分布的均匀程度。即:

式中 z——灌水后土壤中的平均灌水深度；

Δz——灌水后沿畦各点的灌水深度与平均灌水深度的平均数值离差。

式（1.39）反映了入渗水沿灌水畦沟分布的均匀程度。

2.影响地面灌溉效果的因素

灌溉均匀度E d和田间灌溉水利用率E a也可以表示为如下技术要素的函数:

式中 q——入畦（沟）单宽流量；

L——畦（沟）长；

n——曼宁系数；(www.chuimin.cn)

S 0——田块微地形条件；

Ic——土壤入渗参数；

F a——畦（沟）横断面参数；

t——灌溉供水时间；

SMD——灌溉时土壤水分亏缺值；

θfc——土壤田间持水量；

θ——灌溉时土壤含水量；

RD——根区深度。

在影响地面灌溉效果的诸多因素中，q、L、及F a可根据田间实测数据确定；S 0可由田块地面高程确定；n和I c受土壤空间变异性影响难以在实地精确测定，一般可通过地面灌溉模型反求或通过大田试验确定；t为重要的管理参数，但入畦单宽流量和供水时间是相互制约的，只要确定其中一个，另一个也就确定了。灌溉均匀度E d反映了地面灌溉系统的自然特性，其值更多地取决于系统的自然条件与特征；田间灌溉水利用率E a除受这些特征参数的影响外，还取决于灌溉制度和田间灌溉管理水平，如作物需水量、SMD 值等。以上灌水技术要素对地面灌溉特性的影响并不是独立的，各因素间往往存在着内在联系。通过对田间实测资料的分析，得到地面灌溉条件下影响灌溉效果的主要因素如下:

（1）入地单宽流量q:较大的q值意味着较快的推进过程，有助于获得较好的灌溉特性。畦田宽度是控制q值大小的主要因素。

（2）微地形条件:田块的平整度对提高灌溉效率影响极大，较高的地面平整条件，将获得较高E d和E a值。

（3）入渗参数:入渗参数对E d和E a都有影响。入渗参数值较大时，需要的灌溉供水时间t也较长，在田间管理水平较低的情况下，极易造成E d和E a值的降低。

目前，农田灌水方法都选用E a或E d作为设计标准，而实施田间灌水则采用三个指标评估。应用多项指标评估灌水质量的缺点是，难以得到判断田间灌水优劣的清晰概念，甚至指标间相互矛盾。为此，Blair等人提出用一个专门作为地面灌水方法评估的指标即E d/e，E d/e为地面灌水方法的田间灌水有效利用率，表示储存于作物根系土壤区的水量占输入田间的总水量与欠缺水量之和的比值。该指标在超量灌水时仍不能判别和区分蒸腾与蒸发两种作用的有效性。林性粹等人于1995年提出田间灌水质量综合有效利用率（E g）指标，E g指标是指有效入渗水量（即蒸腾量）与有效入渗水量、深层渗漏量、田间灌水径流流失量、蒸发量和漂移损失量以及欠缺水量的总和的比值。E g指标可用于不同种类灌水方法、灌水技术间的比较与评估。笔者在2001年提出本书采用的地面灌溉效果优化模型。

地面灌溉优化模型研究及实用手册

相关推荐