农田土壤水分动态及其影响因素分析

利用太谷小灌区旱情监测资料,对农田土壤水分动态及其影响因素进行了分析。结果表明：农田土壤水分在降雨和蒸散发的交替作用下,不断发生变化,具有明显的年内和年际变化特征;在人为因素的影响下,农田基本可以满足作物生长所需的土壤水分条件,具有一定的持水和适应作物生长的特征。     

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。     

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...     

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     

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。     

黄土区坡地土壤水分运动与转化机理研究进展

土壤水分是作物生长、植被恢复以及生态环境建设的主要限制性因素.从降雨入渗及再分布、土壤水量转化以及土壤水分动态变化等几方面概述了黄土区坡地土壤水分运动与转化研究进展,认为应该把坡面土壤—植物—大气作为一个物理上的连续统一体,以大气水、地表水、植物水和土壤水相互转化过程和机制为基础,研究坡面土壤—植被—大气界面水分运动和转化规律,为植被恢复重建提供理论依据.     

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.     

基于遥感技术的贵州春季土壤水分空间分异研究

通过对已建立的土壤水分运动模拟模型的校正,使之适合于喀斯特环境的土壤水分运移,并以遥感和GIS技术为依托,反演出贵州省大尺度下的各陆表参数(如: 地表温度、NDVI、气温、日照时数等) ,进而模拟出贵州省土壤水分运动转化过程,定量描述了喀斯特地区土壤水分变化,并对影响土壤水分变化的相关因子进行相关性分析。结果表明: 贵州春季土壤水分含量均值为0. 23mm /mm,次降雨通过蒸散发和下渗等作用在10天左右的时间之后,土壤水分含量及其增长率接近稳定状态,平均土壤水分变化率为1. 16% ;降水量对土壤水分变化的影响程度较其它的气象因子大,与土壤水分的净相关系数较大,是土壤水分变化的最主要的净影响因子;春季贵州省土壤水分空间分布总体上呈现东南、南部较高,而中部,北部、西部地区较低的分布特征,主要原因之一是中北部地区主要以黄壤或水稻土为主,土壤孔隙较大,漏水较为严重,土壤保水性不强。      

区域土壤水分遥感反演方法研究

土壤水分是陆地表面参数化的一个关键变量.土壤水分含量随时空的转换而变化,对地面、大气间的热量平衡、土壤温度及农田墒情等都会产生明显的影响.传统的土壤水分测量方法采样速度慢、费用高、代表性差,无法满足实时、大范围监测的需要.遥感监测土壤水分克服了以上的缺点,利用遥感技术监测土壤水分是目前定量遥感研究的前沿和难题之一.总结了目前国内外遥感计算土壤含水量的主要方法和研究进展,同时进行了对比研究,对不同方法的原理及应用情况进行分析,指出这些方法的适用条件、存在问题及改进措施.     

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。     

季节性冻融对土壤水分的作用及其在农业生产中的意义

正冻土体冻结缘的水势梯度导致非冻结土中的水分向冻结土体迁移，使融解后的土壤水分含量显著提高。然而，土壤水分增加的数量决定于冻结前土壤水分的剖面分布状况。根据田间试验结果，利用土壤冻融作用对土壤剖面水分的再分布，储水灌溉时间可以提前至９月下旬至１０月中旬，灌溉定额可以降低至６０ｍ３／亩，甚至４０ｍ３／亩。灌溉后及时地进行地面覆盖保墒措施，可以改善较早灌溉和低定额灌溉条件下在播种期的土壤墒情，显著提高作物的出苗率。     

灌水定额对玉米膜孔灌土壤水氮运移特性影响试验研究

通过玉米膜孔灌测坑试验,分析了灌水定额条件下的膜孔灌农田土壤垂直剖面水氮分布规律。经研究表明：灌水定额越大,土壤含水量越大,分布范围越广,土壤80~100 cm层的含水量越高;灌水定额越大,土壤表层（0~20.0 cm）含水量变化越大,硝态氮含量越小,变化越大,对深层80~100 cm硝态氮含量影响越大;随灌水定额的增加,硝态氮累积峰越靠下,低、中、高灌水定额的硝态氮累积峰分别出现在30 cm4、0 cm5、0 cm左右,高灌水定额时,增加了硝态氮的淋失,不利于作物对水氮的吸收。     

泾惠渠灌区土壤水分动态变化研究综述

在干旱、半干旱地区,水分是环境体系中最活跃的因素,植被对水分具有高度的依赖性,水分成为影响植物生存、生长发育的关键因素,对植被的稳定性生长与恢复重建具有极大的限制性。泾惠渠灌区位于陕西省关中平原中部,属大陆性半干旱气候区,该区降水时空分布不均,水资源短缺。从土壤水分的测试技术和土壤水分的动态变化研究方面进行综述,分析研究灌区2004～2007年四年土壤水分动态观测资料,得出研究区的土壤水分动态变化规律,同时简述水分有效性的研究进展,对提高农业干旱防御能力,制定节水灌溉计划,提高水分利用效率具有重要意义。     

Soil water-salt dynamics state and associated sensitivity factors in an irrigation district of the loess area: a case study in the Luohui Canal Irrigation District,China

Soil salinisation determines the distribution pattern of crop processes in irrigation districts. The research presented here was conducted in the Luohui Canal Irrigation District, which is located in the loess area of Shaanxi Province, China. A back-propagation artificial neural network (BPANN) for the soil water-salt state was established to predict soil salinity and alkalinity. The degree of influence of numerous factors on the dynamics was quantitatively determined using the default factor testing method and verified with grey relational analysis. The results show that the BPANN prediction accuracy is very high, and it can efficiently depict the comprehensive relationships between the influential factors and dynamic states. The influence of soil moisture, evaporation, groundwater salt and groundwater depth on the dynamics is significant in the region. The current irrigation method, used for many years, cannot meet the water necessities for the vegetation, causing the groundwater levels to decline and a lowering of the soil moisture zone, leading to the occurrence of serious soil salinisation. Under the action of evaporation, more salt accumulates in the upper part of the soil, resulting in extensive soil salinisation. The higher the groundwater salt content, the more salt is carried by rising capillary water, and the more the soil is salinised. If groundwater depth was to exceed the critical water table, then groundwater and salt would move to the soil surface by moisture evaporation, and salt would build up on the soil surface in this irrigation district. The interactions between each factor forms a complex coupling relationship state.     

Research and Application of Cosmic-ray Fast Neutron Method to Measure Soil Moisture in the Field

It is very difficult to measure large region soil moisture. In recent years, measurement of surface soil moisture by the cosmic ray fast neutron probe has gradually attracted more attention. By this passive, non-invasive and intermediate scale measurement, soil moisture at a horizontal scale of around 300 m can be observed, which makes this method available to fill the gap between little scale of traditional point measurement and large scale of remote sensing in the measurement of soil moisture. In this paper, Cosmic-ray Soil Moisture Observing System (COSMOS) and Wireless Sensor Network (WSN) were used to observe field soil moisture in Zhangye Oasis. The results of the COSMOS soil moisture well reflected the variation trend of soil moisture at the field scale. There were some regular changes with the cosmic ray soil moisture during the irrigation period. Combined with irrigation data in cosmic-ray probe footprint, a bimodal change was showed in the cosmic-ray soil moisture figure during irrigation period. This was because that the order of irrigation of the three communities was different in cosmic-ray probe footprint. WSN data were used to validate this result and we found that root-mean-square error between cosmic-ray soil moisture and SoilNET average soil moisture was very large during irrigation periods because of the impact of cosmic-ray measurement theory. While root-mean-square error would decrease from 0.037 m³/m³ to 0.028 m³/m³ after we eliminated the data in irrigation period. So COSMOS can be used to measure field soil moisture under high heterogeneity condition and provide truly ground data for the validation of remote sensing     

膜孔灌溉下土壤入渗特征的多因素分析

为了研究土壤容重、初始含水率、压力水头、黏粒含量和入渗时间5个因素对膜孔灌自由入渗特性的影响,根据正交试验设计12组试验（9组试验,3组验证试验）。通过开展室内膜孔灌试验,研究了多因素交互对膜孔灌自由入渗单位膜孔面积累积入渗量、入渗率及平均体积含水率增量的影响,并分别建立了单位膜孔面积累积入渗量和湿润体内平均体积含水率增量与各影响因素之间的经验模型。两模型的均方根误差分别为0.032 cm、0.006 cm3/cm3,相关系数均大于0.97,决定系数均大于0.95（P<0.01）,经验证模型计算值与实测值相对误差均在±13%范围以内。研究表明:压力水头对单位膜孔面积累积入渗量影响不显著（P>0.05）,初始含水率对其影响显著（P<0.05）,而土壤容重、黏粒含量和入渗时间对其影响极显著（P<0.01）,其影响程度由大到小依次为入渗时间、黏粒含量、土壤容重和初始含水率;湿润体内平均体积含水率增量不受入渗时间影响,4个因素对其影响均极显著（P<0.01）,其影响程度由大到小依次为初始含水率、土壤容重、压力水头和黏粒含量。研究成果可为进一步优化膜孔灌灌水技术要素组合提供理论依据。     

基于土壤水势变化的灌溉节水机理与调控阈值

大量试验结果表明,在农田灌溉过程中,土壤含水率及水势变化具有入渗排气、渗吸增能、吸脱水减能和缓慢脱水减能的阶段性特征。当土壤处于水分亏缺状态急需补充水分(土壤吸水)时,土壤水势梯度大于1.0 cmH2O/cm;当土壤水分得到充分补给达到过水(土壤含水率不变,且水通量不为零)状态时,土壤水势梯度等于1.0 cmH2O/cm;当土壤中水分过剩而处于脱水(流出大于流入水量)状态时,土壤水势梯度小于1 cmH2O/cm。由此,根据上述特征指导农田灌溉调控节水,其中土壤层下部(深度15~60 cm)的水势梯度等于或小于1.0 cmH2O/cm可作为监测及预警节水灌溉的阈值。     

种植条件下降雨灌溉入渗试验研究

基于清水河平原头营和黑城试验场降雨(灌溉)入渗过程土壤水分运移观测试验数据的分析研究,笔者应用能量观点描述了包气带水分运移的分带性、降雨(灌溉)入渗补给地下水的水分条件和地下水入渗补给过程的基本特征。应用蒸散量模型、土壤水分通量模型,计算了作物生长期的蒸发蒸腾量、土壤贮水量的变化量、400cm深度处的土壤水分渗漏量及渗漏系数。从多年的角度分析了深层土壤水分渗漏量、渗漏系数与地下水入渗补给量和补给系数的关系。它对分析降雨(灌溉)入渗对地下水的补给过程和定量分析地下水入渗补给量、入渗补给系数具有重要价值。     

环渤海平原土壤盐分不同聚型的水动力学特征

为了解环渤海低平原微咸水灌溉的土壤容盐能力问题,对大量野外监测和采样测试数据进行了研究。结果表明,该平原的土壤盐分剖面分布特征具有表聚型、中聚型和底聚型3种类型,其与蒸发、降水或灌溉入渗影响和潜水位埋深变化相关。不同聚型剖面形成的水动力特征各不相同：表聚型土壤盐分剖面的水势梯度指向地表,其绝对值远大于1.0 cmH₂O/cm;中聚型土壤盐分剖面上部的水势梯度指向地下水面,剖面下部的水势梯度指向地表;底聚型土壤盐分剖面的水势梯度指向地下水面,水势梯度大于1.0 cmH₂O/cm。表聚型土壤盐分剖面不利于微咸水灌溉农田和作物生长。     

概念性土壤墒情模型在霍泉灌区的应用研究

由概念性水文模型出发,并经改造得到了本文的概念性土壤墒情模型。该模型在山西省洪洞县泉灌区动态配水系统中做了初步应用,发现由该模型计算所得的土壤含水量和实测值比较符合,且在应用时具有所需信息量少,实用性强和操作方便等特点。