非充分灌溉理论应用研究

非充分灌溉理论是现代节水农业的重要内容，系管理措施。本文结合“九五”期间陕西省节水技术应用研究课题，在临潼区开展了专题试验，论述了小麦、玉米种植区应用非充分灌溉理论的方法及经验，提出了该类课题进一步研究的内容与方向。     

非充分灌溉在节水示范项目中的应用

代王街办是西安市临潼区有名的"水中旱"地区,属于渭河南台塬区,地下水埋深 80～200 m,单井水量 32 m3/h 左右,70 年代打成一批深井,由于配套设施不完善无法使用,当地群众只有靠天吃饭.1998 年水利部正式立项批准在该区实施高效节水增效灌溉示范项目,实施面积 0.7 万亩.工程经过近8年运行效果良好;为干旱缺水地区如何利用有限的水资源扩大灌溉面积,达到节水增产方面探索了有效途径,取得了十分显著的效果.     

非充分灌溉制度设计优化模型

研究了缺水地区冬小麦灌溉问题.分析了作物模型,作物水分影响函数,并以农作物产量最大为目标,提出了非充分灌溉制度优化设计二维动态规划模型和相应的动态规划逐次逼近(DPSA)求解方法.针对山东省临沂市小埠东灌区的实际情况进行研究,求得了冬小麦三个典型年不同供水水平的最优灌溉制度、排水过程及相应产量.实例表明,模型及方法是合理的.     

作物水分生产函数与农田非充分灌溉研究述评

介绍作物水分生产函数国内外研究现状,把目前通用的各类模型归纳为最终产量模型和动态产量模型两大类,分析评述两类模型的特点及适用条件.此外,对作物水分生产函数的试验方法和试验处理设计作了介绍.     

一种新的优化灌溉制度算法——自由搜索

应用现有典型算法求解灌溉制度优化设计模型时,由于各种算法本身存在着不足,可被接受的模型最优解往往不能够被成功搜索到。自由搜索(Free Search,FS)是一种新的优化算法,对其进行了适当改进,针对灌溉制度优化设计模型实例,在不同的可供水量下,应用FS算法对该模型进行求解。结果表明,FS算法表现出良好的稳健性和收敛性;与以往的动态规划逐次逼近法(DPSA)、遗传算法(GA)及混沌算法(CA)对该实例的寻优结果相比,FS算法提高了寻优精度。FS算法原理简单,操作简便,是一种较好的优化灌溉制度的新方法。     

喷灌条件下冬小麦田间水分运移数学模拟及灌溉模式的研究

为探讨节水高产喷灌模式,用数学模拟和田间试验相结合方法,研究了冬小麦在喷灌条件下田间水分运移规律。数学模拟结果与田间实测土壤含水率吻合良好。在此基础上模拟计算出不同喷灌定额下,消耗于作物蒸腾、表土蒸发和深层渗漏的水量,结果表明40～60mm喷灌定额下的农田水分无效消耗(表土蒸发+深层渗漏)最小,从而得出节水高产的冬小麦喷灌灌溉模式。经田间试验对比,获得相同产量条件下,本文提出的模式比现行喷灌模式节约灌溉水45%。     

灌区实时灌溉供水模型研究

研究了灌溉系统供水计算模型.将灌区内作物概化为水稻和旱作物两种,分别以水量平衡原理和土壤水分模拟理论为基础建立稻田和旱作物灌溉供水计算模型.模型中所需要的参数如水文气象、土壤和作物参数均可通过分析历史资料或实测得到.模型系统可进行实时计算操作,并可预测下次灌溉方案,并在取得实测资料后对原预报方案进行实时修正,从而编制实时灌溉方案.模型还可研究灌溉系统内各子系统的优化供水流量和优化轮灌方案.     

基于非充分掺混模式的流域来水组成模型

针对如何减小数值求解对流输运方程耗散误差的问题,引进断面计算浓度的概念来计算河段平均浓度,提出了非充分掺混模式的有限控制体积法离散对流输运方程的新算法,据此构建了模拟流域内的水源组成以及不同水源在流域内的时空变化情况的流域来水组成模型。通过数值试验与具体实例验证,结果表明所提出的非充分掺混模式的新算法可有效地提高流域来水模型的计算精度。     

河套灌区井渠联合运用优化灌溉模型

针对河套灌区的地面水与地下水联合运用问题,提出了井渠结合优化灌溉模型,以最佳种植模式和最优工程运行策略,达到控制地下水位、防治土壤盐碱化、获得农作物稳产高产的目的.模型有调蓄地面水源、土壤贮水层、地下含水层的能力.优化计算成果与266.7hm2试验示范区的实际运行结果相吻合,节水、节能、增产及控制地下水位、改良盐碱地等效果十分显著,这对发展节水型灌溉农业具有重要的现实意义.     

基于量纲分析的非充分采动导水裂缝带高度预测

为准确预测非充分采动导水裂缝带高度,选取开采厚度M、煤层埋深H、工作面倾斜长度L、煤层倾角α、覆岩力学性质R、覆岩结构特征S为非充分采动导水裂缝带高度主要影响因素。采用量纲分析建立了导水裂缝带高度与M,H,L,α,S间的无量纲关系式。结合30组实测数据,采用多元回归得到无量纲关系式的最优函数关系式。选取2个非充分采动工作面导水裂缝带现场实例对预测模型进行了工程验证,预测模型预测结果与实测结果吻合良好,其相对误差分别为3.64%和2.93%,预测模型的预测精度可以满足煤矿安全生产现场需要。     

节水稻基农田作物轮作与灌溉模式需水规律研究

采取田间试验方法,研究了南方丘陵典型季节性干旱区节水稻基农田作物轮作与灌溉模式的需水规律和稻田水分利用率.结果表明,节水稻基农田作物轮茬与灌溉模式通过对水稻和油菜等作物产生的生长调控作用和补偿生效应,使植株蒸腾量、棵间蒸发量及稻田渗漏量大幅降低,各阶段的腾发量、需水强度和需水模系均发生显著变化,形成了稻基农田作物轮茬与灌溉模式新的需水规律.与常规双季模式相比,节水灌溉双季稻模式、水旱轮作双季稻模式、稻油轮作模式的需水强度分别减少了0.76、1.15、0.71 mm/d,渗漏强度分别减少了0.12、0.16、0.19mm/d,水分利用率提高了30.14%、47.95%、17.81%.     

松辽盆地白垩系非海相沉积层序模式

本文阐述了层序地层学在松辽盆地应用的主要依据,总结了白垩系层序地层的基本特征。归纳出层序边界的识别标志。在岩芯中层序边界附近见古土壤或根土层、河床滞留砾岩、水进滞留砾岩、水下滑塌、钙质结核及相突变现象,层序边界之上覆盖风暴岩、三角洲前缘席状流沉积、冲积扇、鲕粒灰岩、生物屑灰岩、物性良好的砂岩和火山岩。层序边界的测井响应特征为退积/前积渐变型、退积/加积突变型、加积/前积型、前积/前积型等。在地震剖面上,层序边界处见削截、上超、顶超等反射结构。根据地震、测井和岩芯资料的综合解释,重点论述了主要含油层系的体系域特征,由此提炼出松辽盆地白垩系层序地层理想模式。低水位体系域由滞后平衡表面之下的冲积扇、河口砂坝、“下切谷”充填物、滑塌、碎屑流沉积、浊积岩及三角洲前缘席状流沉积组成;水进体系域发育风暴岩、砂滩、砂坝、三角洲前缘席状砂、叠层石和碳酸盐浅滩;典型的密集段形成于海泛期,赋存于水进体系域顶部和高水位体系域底部;高水位体系域主要有三角洲、扇三角洲和曲流河体系组成。经对比,松辽盆地与海相基准面变化的二级旋回趋近,但三级旋回高于后者。     

非贯通裂隙岩体破坏模式研究现状与思考

非贯通裂隙岩体是石油、采矿、水电、公路、铁道、核废料处理等各种行业岩体工程中最常见、最重要的介质之一。开展非贯通裂隙岩体力学性质研究是认识、利用、改造非贯通裂隙岩体的前提,而非贯通裂隙岩体表现出的力学性质与其破坏模式、破坏机制有着决定性的联系。从非贯通裂隙岩体的结构出发,研究其破坏模式是深入研究非贯通裂隙岩体力学性质重要途径。基于非贯通裂隙岩体结构的特点,总结前人对非贯通裂隙岩体破坏模式研究成果,试图对当前的研究手段、分析角度、研究结论等进行归类、分析、总结、思考,指出当前对非贯通裂隙岩体破坏模式研究存在的主要问题,并进一步地提出解决问题的思路与方向。     

定量模拟层序叠加模式对断陷盆地非均一构造沉降活动的响应

利用SEDPAK二维层序模拟软件,通过考虑控制层序沉积过程的不同参数,探讨层序叠加模式对断陷盆地非均一性构造沉降活动的响应。结果表明,在非均一构造沉降活动作用下,盆地两侧同期层序显示出同步和非同步的叠加模式。同步叠加模式即盆地两侧同期层序同为退积或进积特征,非同步叠加模式即盆地两侧层序叠加模式相反（一侧退积,另一侧则进积）。同期层序非同步叠加模式的形成机理是盆地一侧可容纳空间的增量（△A）小于沉积物供应（△S）（△A＜△S）,而另一侧盆地一侧可容纳空间的增量大于或等于沉积物供应（△A≥△S）。此外,二者可以控制非同步叠加模式的持续时间。同期层序非同步叠加模式的识别,对陆相层序地层研究提出新的认识,尤其是对我国东部新生代断陷盆地的层序研究,具有一定的参考价值。     

平动模式下挡土墙非极限主动土压力

针对平动模式下墙背倾斜的挡土墙,假定墙后所形成的土拱为圆弧形,建立位移同内摩擦角、外摩擦角的非线性函数,并考虑土层间剪应力作用,通过水平层分析法,得出了挡土墙平动模式下非极限主动土压力分布、合力、作用点高度的解答,其解析解与试验值较其他方法吻合得更好,验证了该方法的合理性。结果表明：是否考虑土层间剪应力,土压力的大小均随墙体位移的增大而减小,不会影响土压力合力大小,仅影响土压力的分布,且考虑剪应力作用的土压力在墙体上部较不考虑剪应力要小,下部反之。剪应力对土体起阻碍作用,随内摩擦角的增大,剪应力出现先显著增大后略微减小的状态;随外摩擦角、位移的增大,剪应力增大;随着墙背倾角的增大,剪应力先减小,再反向增大,土压力随之增大。同时考虑土拱效应与剪应力所得出的合力作用点高度介于仅考虑土拱效应与库仑解之间。     

曲流点坝沉积模式、三维构形及其非均质模型

通过对曲流点坝形成过程、洪水事件的水动力条件及冲淤机制分析,结合大庆长垣曲流点坝垂向层序、侧积体类型与组成、岩石相、粒度、储油物性,建立了单一侧积体横向与垂向沉积模式和点坝侧积体沉积迭式,由此建立了点坝三维构形,进而对点坝砂体内部非均质控制格架、层次性、各级实体规律性、空间形态进行研究,建立三维非均质模型。     

不同变位模式下无黏性土非极限被动土压力计算分析

假定内摩擦角与位移呈非线性关系,采用所提出的土压力计算理论,结合室内模型试验结果,对墙体的平移（T模式）、绕墙体底采点转动（RBT模式）、绕墙顶采点转动（RTT模式）变位模式下考虑位移的被动土压力进行计算分析,分析表明：计算结果在土压力强度沿墙高度上的分布、土压力合力大小以及合力作用点位置均与实测值较为吻合,从而表明：（1）用该计算理论公式计算不同变位模式下被动土压力是可行的。（2）从土压力强度的计算值和实测值吻合情况来看：RBT变位模式下计算值与实测值符合最好,T变位模式下次之,RTT变位模式下相对最差。（3）从达到朗肯被动土压力合力所需位移量来看：T变位模式下最小,RTT变位模式下次之,RBT变位模式下相对最大。（4）土压力合力作用点位置：T变位模式下在离墙底1/3高度处,RBT模式下均位于离墙底1/3高度以上,RTT模式下均位于离墙底1/3高度以下,并且RBT和RTT模式下均随着转动点至挡土墙最近端点的距离与墙高的比值n的增大逐渐向T变位模式下的合力作用点位置靠拢（即离墙底1/3高度处）,这一观点与事实情况完全相符。     

多失效模式下基于区间非概率的岩质隧道稳定可靠度分析

对于岩质隧道工程的稳定可靠度分析,一方面由于岩体参数的统计数据获取困难使得概率可靠度方法难以适用,另一方面其工程稳定与多种失效模式密切相关,须考虑隧道结构体系的可靠度问题。首先,基于区间理论,通过区间变量形式表征不确定性参数;然后,针对岩质隧道工程中多种失效模式并存的情况,引入结构体系可靠度理念,建立基于区间非概率的岩质隧道结构体系可靠度指标计算及其稳定性评价方法;在此基础上,通过工程实例验证了该方法的合理性;最后,定义不确定性参数的波动幅度,进一步分析各失效模式中不同参数对相应可靠度指标以及结构体系可靠度指标的影响。分析结果表明,各失效模式相应的非概率可靠度指标均随区间变量范围的增大而降低,且同一参数在不同失效模式中表现出不同的影响;另外,不确定性参数的变化还将导致影响岩质隧道结构体系稳定的主要失效模式发生相应的变化。     

深层—超深层碎屑岩储层非均质性特征与油气成藏模式

深层—超深层地质条件下,储层的孔渗物性特征和流体动力连通关系决定了油气在储层中的流动状态,这也就决定了油气运移的动力条件和聚集成藏的机理与过程。本文基于对深层—超深层碎屑岩储层结构非均质性的研究,认识深层—超深层油气运聚成藏机制和过程,总结油气多期复合成藏模式,探索深层—超深层油气分布规律。碎屑岩储层普遍存在强烈的非均质性,受到沉积结构构造及成岩作用控制,表现出空间结构性特征,在埋藏至深层—超深层的过程中经历了差异性的成岩演化和油气充注。结构非均质性储层中的油气总体向上倾方向运移,受储层中砂体分布、隔夹层结构以及连通方式的影响,油气运移路径的分布极不均匀,在储层中任何部位都可能聚集,并可能继续运移到有利圈闭中富集。在深埋过程中,多期多幕的构造变动促使深层—超深层储层中已聚集的油气向着上倾方向运移调整,或沿着断裂向上运移调整至中—深层与之相关的有效储层中运移、聚集。深层—超深层勘探具有更为广泛的目标选择,洼陷区和斜坡区都可能成为有利勘探区域。现实的深层—超深层油气勘探新领域包括：构造高点油气藏向供源方向的拓展,深层—超深层烃源由断裂调整至中深层—超深层的次生油气聚集,深层—超深层与油气源...     

富县探区低孔低渗砂体的成因类型与层内非均质模式

根据露头剖面、钻井、岩芯、分析化验、测井等资料的沉积相精细分析,鄂尔多斯盆地富县探区上三叠统延长组长6段主要发育三角洲、湖泊和湖底扇三种沉积相,在其中识别出的砂体成因类型主要有分流河道、河口坝、远砂坝、重力流水道、远源浊积等10种不同微相类型的砂体,它们的孔隙度分布于2.20%～14.90%,渗透率为0.01×10-3～6.50×10-3μm2,多数属于低孔低渗储层类型。导致这些砂体最终演变成低孔低渗储层的主要原因是沉积期后的压实作用和胶结充填作用,求得压实损孔率为18%～19％,胶结充填损孔率平均约为9％,最终使这些砂体的现今平均孔隙度仅在10％左右。根据单砂体内粒度、孔隙度、渗透率等储层参数及其测井响应特征在垂向上的变化型式,区分出孔渗向上变差型、孔渗向上变好型、复合型、复杂型等四种基本类型的层内非均质模式,分析并指出了前三种层内非均质性主要受控于砂体微相类型、沉积水动力、沉积物粒度、沉积序列等因素,而复杂型层内非均质性则主要与砂体内差异胶结作用、差异埋藏溶蚀作用等成岩改造因素有关。