水库灌区农田水分转化及节水灌溉模式分析探讨.doc

1、1水库灌区农田水分转化及节水灌溉模式分析探讨摘要：实验表明，在传统的灌溉条件下农田的水分转化为农作物所需要的水分的效率较低，水分的无效渗漏量很大，降水和灌溉是农作物主要的水分来源，并且降水量和灌溉量与农田的蒸散量和土壤的深层参渗量之间是正相关关系，所以在对农作物进行灌溉时要结合具体的灌溉区的降水量及土壤深层参渗量和农田蒸散量来进行灌溉，提高农作物对水分的吸收率，在充分利用水资源的情况下保证农作物的健康生长。 关键词：农田水分转化；节水灌溉模式；水库灌区；渗漏 中图分类号：S607+.1 文献标识码：A 文章编号： 以青岛最大的产芝水库为实验对象，由于灌区的先天自然条件的限制，再加上水资源的有效

2、利用率低，导致这一灌溉区效益逐渐下降，而目前政府采用的节水措施还停留在对灌溉渠道的防渗漏和使用低压管道输水的低级层面，与巨大的投资相比，取得的节水效果是有限的，所以为了能够真正的建设一套低成本、高效率的节水模式是目前急需解决的问题。 水库灌区农田水分转化及节水灌溉模式的现状 我国众多学者根据目前的农业发展现状研制出了一系列的节水灌溉模式，这些研究虽然在研制的过程中将农作物的复种指数、农作物的生长周期和农作物的需水量考虑在内了，但是没有考到水分在土壤中的渗2漏情况以及水分在农田中的转化情况，所以上述研究都无法根据灌溉区的具体情况来制定真正节约高效的农田灌溉节水模式。 农田水分渗透量的计算方法通常

3、使用张力计法 Darcy 来进行计算，但是这种方法程序复杂并且容易受外界因素干扰，所以近年来对农田水分转化的计算通常采用计算机仿真的方法来进行，通过美国实验室开发的 Hydrus-1D 软件来对灌区每年的不同降水情况及灌溉模式对灌区水分的转化情况进行模拟的数据实验。并根据实验结果来制定相关的节水灌溉模式。 二、实验灌区的基本情况概述 1、降水条件 这一灌溉区的气候是温带半湿润性的大陆季风气候，全年的最高气温是 37.5，最低气温是-21，全年的平均气温约为 11.3，每年的平均日照时数约为 2825.9h，每年的降水主要集中在 6 月到 9 月，平均降水量约为 645mm，而年平均蒸发量约为

4、984mm，蒸发量大于降水量，所以导致这一灌区每年的降水量和蒸发量年内分配不均匀、变化大，导致这一灌区将常出现季节性干旱的情况。 土壤情况 这一灌区的土壤多由第四世纪的冲击物组成，土壤类型多为壤土或砂质土壤，一部分洼地地区为粘土类型，并且这一地区的地下水大部分是由松散砂层中的孔隙水及基岩风化带的裂隙水组成，土壤中的水分与地下水之间能频繁的进行转化，所以这一灌区的地下水一定程度上能影响农作物对水分的吸收情况，对农作物的生长会产生影响。 3三、在农作物的生长情况下水分的转化情况 1、土壤中水分的运动情况 由于模拟实验的局限性，所以在分析土壤中的水分运动情况时，需要排除土壤中水分的水平和侧向流动的情

5、况，只对土壤中水分的垂向运动情况进行研究，根据实验所得的数据使用水流方程 Richards 来进行计算。 2、土壤中的水力学参数的计算 通常使用土壤水分特征曲线和非饱和导水率来描述土壤水力学的特征，在计算中所要用到的土壤基本的理化性质数据可以通过库区土壤的转换函数模型（PTF）来间接取得，根据实验取得的数据进行二者的计算，得出具体的数据。 3、农作物根系的吸水率的计算 农作物根系的吸水率是指农作物的根系在单位时间内在单位体积的土壤中流失的水分的体积，这一数据受农作物的根所处的不同土壤层的深度影响。 四、实验数据与结果的分析 1、对实验数据的分析 由上述模拟实验得出该灌区在模拟时段的总降水量为

6、757mm，并且主要集中在夏季，而农田的总蒸散量为 545mm，而且农作物的蒸腾量比农作物间的土壤的蒸发量大，农作物的蒸腾量占总蒸散量的 83%，而在冬季农田的蒸散量约为 216mm，降水量只有 180mm，夏季农田的蒸散量约为329mm，降水量为 577mm，由上述数据可以看出冬季的缺水量达到 36mm，4而夏季降水量比蒸散量多，能充分满足农作物生长发育所需的水分，但是这一过程将水分的渗漏和水分填蓄土壤库存的因素排除在外，并且夏季的农田渗透量占到了这一阶段的降水量和灌溉量的 53%，所以在灌溉库区农田的降水量和灌溉量主要是被农作物的蒸腾作用和土壤的深层渗漏所消耗。 2、分析降水量和灌溉量对土

7、壤深层渗漏量的影响 通过对模拟时段的实验发现，农田的土壤渗漏量与降水量和灌溉量有密切关系，降水量越大水分下渗量就越大，而在雨季土壤的含水量一直保持在较高的水平之上，如果降水量超过土壤的持水能力就会出现大量的水分渗漏的现象。而如果是在旱季由于土壤原来的含水量较低，所以降雨或是灌溉时，土壤的渗漏情况就不会那么明显。 3、农作物的蒸腾与棵间的蒸发作用分析 这里主要是以夏季的玉米与冬季的小麦为实验对象，通过对相关数据的记录及分析发现，这两种农作物自身的蒸腾量比作物间土壤的蒸发量要大，并且玉米的差异比小麦的差异明显。造成这种现象的原因是冬季小麦的叶的面积比夏季玉米的面积要小，而蒸腾作用主要通过农作物的叶

8、子来进行的。 在土壤的持水能力的范围之内，土壤的含水量越大，农作物吸收水分的速率越快，也就加快了农作物的蒸腾作用，所以降水量和灌溉量对农作物的蒸腾作用的影响较大。 五、不同的灌溉模式分析 由实验可以看出，传统的灌溉模式没有考虑不同季节的土壤渗漏量5的变化，而节水灌溉模式则将土壤不同季节的渗漏量、农作物的不同生长时期等多种要素考虑在内，在保证农作物正常需水量的同时还使土壤不产生较大的渗漏，节约了水资源，是应该大力推广的灌溉方式。 结语： 通过以上对产芝水库灌溉区的模拟实验发现，农田水分的转化受多种因素的影响，传统的大水漫灌方式不仅保证不了农作物健康生长，还会造成水资源的浪费，不利于我国农业的可持续发展。 参考文献： 1刘贯群;朱新军;王淑英 孪井灌区主要作物节水灌溉模式的研究 期刊论文 -中国海洋大学学报,2009(05) 2齐丽彬;樊军;邵明安 紫花苜蓿不同根系分布模式的土壤水分模拟和验证 期刊论文 -农业工程学报,2009(04) 3许迪;蔡林根 冬小麦-夏玉米种植模式下的农田水量平衡模拟及入渗补给规律分析 期刊论文 -水利学报,2010(12) 4郝芳华;欧阳威;岳勇 内蒙古农业灌区水循环特征及对土壤水运移影响的分析 期刊论文 -环境科学学报,2010(05)