小灌区农田土壤水分析

对山西省小灌区农田土壤水分在时空分布及其影响因素进行了分析.结果表明:大气降水、农田灌溉、作物蒸腾和田间土壤蒸发是影响土壤水分变化的主要因素.农田土壤水分分布随着作物的种类而变化.     

应用时域反射仪测定农田土壤水分

介绍了时域反射仪(TDR)测定农田土壤水分的方法及其应用,包括测定农田根系层土壤含水量和一定深度范围内土体贮水量,TDR自动、连续监测土壤水分,用TDR实测土壤水分来估算作物不同生长发育期内农田实际蒸散量以及用于探讨农田水分空间变异性。还对TDR、中子仪和土钻法测定的土壤含水量进行了比较,结果表明,应用TDR测定农田土壤水分要优于中子仪和土钻法。     

农田大尺度土壤水空间变异试验研究

为了解半干旱地区农田大尺度土壤水空间变异性特征,文章利用传统统计学和地统计学方法对清水河平原105个土壤剖面的6个水平层面的土壤水分进行了分析。发现旱作农田土壤水垂向分布与灌溉农田有较大区别。同一置信水平和精度要求下,同一深度上旱作农田土壤含水量观测试验的合理取样数目明显高于灌溉农田;深层的合理取样数目明显高于浅层。区域土壤水具中等偏弱空间相关性,土壤水高值区与灌溉区具有一致性。结果表明:在半干旱地区,农田类型(灌溉与旱作)是影响农田大尺度土壤水空间变异的重要因素,多年灌溉农田土壤水空间变异性弱于旱作农田;区域土壤水空间变异性浅层弱于深层;土壤水空间分布与农田类型具有一致性。     

气候变化及人类活动对水资源的影响探讨——以河北省为例

由于气候变化和人类活动的影响,河北省水资源量处于减少态势。降水量减少、气温升高是造成水资源减少的根本原因。地下水超采所引起的地下水位持续下降,造成地表产流减少,使降水对地下水的补给量减少。作物产量水平的提高,在直接消耗大量水资源和土壤水分的同时,也使农田蒸散加强,造成地表径流量和地下水补给量的减少。要充分考虑环境变化对水资源的影响,加强地下水位大埋深条件下,地表产流量,地下水补给量,以及作物产量水平提高对水资源影响的实验研究。     

测定农田蒸发量的土壤水动力学方法

决定农田蒸发量的主要因子是气象条件、土壤水分和作物种类.目前,测定农田蒸发量、的方法有水量平衡法、器测法、热量平衡法和乱流扩散法。众所周知,水量平衡法和器测法由于各平衡要素测定的繁重以及在地下水埋深     

农田尺度土壤水分的监测

根据田间试验实测资料分析了田间土壤水分的空间变化特征和时间动态变化,探索了监测农田水分变化时如何确定其合理的取样数目,讨论了农田尺度的土壤水分应如何监测,为节水灌溉,提高田间用水管理水平提供科学依据。     

地下水浅埋条件下毛乌素沙地农田土壤水分动态特征

为揭示毛乌素沙地春玉米农田在地下水浅埋条件下土壤水分动态特征,本文进行了多年春玉米生长期内农田土壤含水率与地下水埋深监测.监测结果表明:毛乌素沙地种植区浅层土壤含水率随深度增加而变小,深层土壤含水率随深度增加而变大,在枯水年浅层和深层的分界线为50 cm;浅层土壤含水率变化主要受降雨、蒸发、灌溉等外界因素影响,含水率波...     

以土壤水分为参变量的根冠系统模拟调控模型

针对以往在建造各类作物生长模拟模型中,对构成作物整体功能的根、冠关系这一系统未予(充分)考虑的现状,在整体、器官水平上,探讨、分析了根、冠之间相互关系,归纳了根、冠系统各种特性,并构建了以土壤水分作为调控因子的根、冠互相藕合机制模型。模型辨识及两年冬小麦试验数据验证结果表明,该模型具有较强普适性和较高模拟预测精度,不仅能模拟预测出不同土壤水分条件下根、冠干物重,研究根、冠间互利互制消长反馈关系,而且还可根据不同生产目标规划灌溉方案。     

农田水盐调控现实与面临问题

农田土壤盐碱化是农业可持续发展的主要威胁之一,为创建适应现代生态农业发展的农田水盐调控方法,在总结农田盐分来源及其累积动力特征的基础上,从土壤盐分影响土壤供养能力和作物生产能力两大方面,分析土壤盐分对土壤-作物系统功能的影响途径,明确农田水盐高效调控方向。根据不同时代的治盐理念,将水盐调控发展历程分成4个阶段,以抑制盐碱胁迫对土壤和作物的危害为切入点,解析水利措施、化学措施、生物措施和农艺措施的作用特点和调控目标及适用范围。根据现代农业绿色发展与提质增效需求,凝练盐碱胁迫农田控害增效水盐调控理念,提出水盐调控策略,即调控根际水盐传输动力特征,重构农田水盐分布空间格局,提升农业改土促生措施功效;指出农田控害增效水盐调控急需解决的关键技术,总结了创新水盐调控理论有待深入研究的基础科学问题,以期为盐碱胁迫农田绿色、高效和可持续利用提供指导。     

黄土丘陵小流域地形和土地利用对土壤水分时空格局的影响

采用1982～1985年和2002年两个时段的定点观测数据,系统分析了小流域尺度地形和土地利用类型对土壤水分时空格局的影响.结果表明:1)土壤水分变化特征为所有年份农地土壤水分都最大,灌木林地和荒草地较低,林地居中;不同坡向间以阴坡土壤水分最大;而不同坡位间以坡中部土壤水分最大.受降雨和植被耗水的影响,所有土地利用类型中土壤水分在整个生长期表现为降低型.2)在年尺度上表现为干旱年份土地利用类型和坡向对土壤水分的影响较大;而在湿润年份,其影响程度减弱;坡位在干旱和湿润年份对土壤水分的影响都较小.湿润年份,降雨量的增大弱化了地形和土地利用类型对土壤水分时空格局的影响;而干旱年份正好相反.3)在季节尺度上表现为在生长季节的中后期,土壤水分的变异格局主要受坡向影响;而在生长季节的中期,主要受土地利用类型影响;坡位在整个观测时段内影响都较小.4)在不同土壤层次方面特征为土地利用类型对0～20em层次影响较小,而对其他4个深度较大的层次(20～100cm)影响较大,并且5个层次中以40～60cm层次的差异最大;坡向对5个层次土壤水分的变异格局均有明显影响,并呈现随着深度的增加,其影响减弱的趋势;坡位对5个层次的土壤水分变异格局影响均较小.     

田间非饱和土壤水分运动的数值模拟：Ⅱ数学模型及数值模拟

经过对条件的概化，建立了带有作物根系吸水项的垂向一维土壤水分运动的数学模型，并推导了该数值离散方程，编制了用于该模型数值模拟的计算程序。通过模拟对模型的验证，计算值与实测值拟合较好，这表明，该模型是可靠的，数值方法是可行的，可以用来模拟作物生长条件下田间土壤水分的运动。     

环境变化对晋中市可利用水资源的影响

环境变化及其对可利用水资源的影响是复杂的,根据50年代以来的大量统计数据分析表明,近30年来,由于自然环境的变化、人类活动的增强,晋中市可利用水资源量处于减少的态势。降水量减少、气温升高是造成水资源减少的根本原因。地下水超采所引起的地下水位持续下降,不仅造成地表产流减少,而且使降水对地下水的补给量减少。作物产量水平的提高,在直接消耗大量水资源和土壤水分的同时,也使农田蒸散加强,从而造成地表径流量和地下水补给量的减少。在新一轮水资源评价中,要充分考虑环境变化对水资源的影响,加强地下水位大埋深条件下,地表产流量,地下水补给量,以及作物产量水平提高对水资源影响的实验研究,以提高新一轮水资源评价成果的精度。     

采用BBH模型模拟计算黑河中上游农田和草地的土壤水分研究

在农田管理中,土壤水分是极其重要的因素.为了对黑河中上游土壤水分进行合理评估,利用黑河流域中游自动气象站数据,采用BBH（Bucket with a Bottom Hole）模型,计算得到位于黑河中游盈科灌区农田的表层土壤水分,并与实测数据进行对比研究.结果表明,该模型模拟流域土壤水分有一定的精度,能够满足农田水分预测...     

低平原区土壤水资源补给量及其特征的研究

为探索土壤水资源的年内分配和年际变化规律.本文以水量平衡原理为基础.以实测资料为依据。对土壤水资源补给项及土壤水资源和作物不同生育期的关系进行课题研究,取得了成果.为农田水分调控和提高土壤水分利用率提供了科学依据.     

田间非饱和土壤水分运动的数值模拟：——I,源汇项及上边界…

本文通过对野外实测资料的分析计算，用多元非线性回归的方法，拟合了作物根系吸水的数学模型，建立了有作物生长条件下不同生育阶段表土相对蒸发强度Ｅ／Ｅ０与表土含水率θ的经验公式，为进行田间非饱和土壤水分运动的数值模拟奠定了基础。     

黄土高原区域尺度土壤水分空间变异性

土壤水分是黄土高原植物生长发育和生态环境重建的主要限制因子。为揭示黄土高原区域尺度深层土壤水分的空间变异性,在黄土高原共布点234个,采集深剖面土壤水分样品12198个。采用经典统计和地统计学相结合的方法系统分析了土壤水分的分布规律、变异特征及影响因素。结果表明:①黄土高原地区土壤水分在水平方向上表现出由东南向西北递减,在垂直方向上(0~500cm)表现出先减小后增加的分布特征;②土地利用对区域尺度土壤水分的数量及垂直分布规律具有显著影响;③土壤水分在不同土层深度(0~500cm)的变异系数、空间异质比等参数的垂直分布均呈先减小后增加趋势,这些参数在表达土壤水分变异的效果上具有一致性。相关结果对黄土高原区域尺度水土过程调控、生态水文过程研究具有一定参考价值。     

包气带水分运移问题讲座(四) 蒸发条件下土壤水分运动(上)

一、蒸发条件下土壤水分运动的基本微分方程式及定解条件 (一)蒸发条件下土壤水分运动的基本微分方程式 在第二讲中我们已经介绍了无作物根系吸水情况下土壤水分运动基本微分方程式的各种形式。     

黄土区切沟对不同植被下土壤水分时空变异的影响

为掌握切沟对土壤水分时空变异的影响,选取水蚀风蚀交错区两个典型切沟样点为研究对象。采用时间序列分析和经典统计学方法,从土壤水分时间变化特征和空间分布格局两方面探讨。结果表明:距沟道不同距离下土壤储水量差异明显。300 cm处样点可作为测定尺度下土壤储水量平均值。土壤水分在垂直方向上的变异受植被特征影响,沟道影响较小。坡面土壤储水量的空间分布呈现不同的分布格局。坡顶风速大,土壤水分蒸发快,坡中处土壤储水量最高,为949.9 mm,距切沟越近土壤水分快速散失,坡下土壤水分接近4%,亏缺严重。杏树地土壤储水量远高于柠条地,柠条地土壤储水量分布较为单一。土壤蒸发、植被、沟道等因素使得坡面土壤水分分布更加复杂。     

黑河流域山前绿洲灌溉农田蒸散发模拟研究

基于Penman-Monteith蒸散公式, 应用土壤-植被-大气系统水分和能量传输理论对Shuttleworth-Wallace蒸散模型的参数进行改进, 得出解析计算农田作物蒸腾和土壤蒸发的双源模型. 对黑河流域山前绿洲农田春小麦生长期土壤蒸发、作物蒸腾以及总蒸散过程进行了模拟研究. 对模型的计算结果以田间观测和水量平衡方法进行验证, 误差目标NSE=0.98, 说明该模型用于农田蒸发和蒸腾的计算是合理的. 对影响蒸发和蒸腾的主导因子净辐射、叶面积指数、土壤含水量进行了相关性分析, 得出三者的变化对土壤蒸发、作物蒸腾的影响. 通过不同时期日蒸散发量变化特征的分析, 表明土壤、冠层两个界面对能量和水汽传输的交互影响效应显著.     

海河流域不同下垫面土壤水分动态模拟研究

针对海河流域不同的下垫面类型,选取密云(果园林地)、大兴(城郊农田)、馆陶(平原农田)3个观测站,建立垂直方向上以含水率θ为因变量、含根系吸水项的非饱和土壤水分运动数值计算模型。该模型以一维Richards方程为基础(以下简称RE模型),采用实测的降水和蒸散数据作为模型的上边界条件,运用全隐式有限差分法,分别对不同生长期内的土壤水分进行数值模拟,得到时间序列的土壤水分廓线,并分别采用成熟软件HYDRUS-1D的模拟结果和各观测站实测土壤水分对RE模型进行交叉验证和直接验证。结果表明RE模型能够很好地模拟海河流域不同下垫面土壤水分动态变化过程,3个站模拟结果与实测土壤水分数据的均方根误差(RMSE)分别为0.03127,0.0359和0.0409 cm3/cm3。与HYDRUS-1D软件模拟结果(其与观测值的RMSE分别为0.03759,0.0647和0.0467 cm3/cm3)相比,RE模型模拟的土壤水分具有更高的精度,也显示出RE模型的可靠性。探讨3个站土壤水分的时空变异规律及其影响因子并以大兴站为例,通过优化RE模型参数,探讨犁底层对土壤水分模拟结果的影响,进一步改善RE模型的模拟精度。