平原河网地区稻田灌排过程及用水管理研究

摘要

我国南方平原河网地区，地势平坦，雨水资源丰沛，降雨径流的调蓄能力较弱，雨水资源积蓄利用率低，再加上农田用水管理粗放，农田灌溉用水浪费严重,单方水粮食产出不高，尤其是在水稻的排水管理过程中，污染物排放未能得到有效控制，给地区水生态环境保护带来了很大压力。为了研究南方平原河网地区稻田灌溉排水过程与高效用水管理，本研究选在常熟水利技术推广站辛庄基地开展田间试验，进行控制排水条件下稻田水分状况观测与分析，利用DRAINMOD模型模拟稻田排水过程，并研究了稻田暗管排水系统的适宜布置方式，研发了用水管理计算机辅助系统。主要研究成果如下:
　　(1)运用土壤含水量与地下水埋深的关系曲线，即可按土壤含水量占饱和含水量的百分比来推算确定以地下水埋深为指标的灌水下限，研究结果表明:当试验区地下水埋深大于30cm，达到35cm时，土壤体积含水量降至饱和含水量的80％左右，接近或低于田持量，已不利水稻生长，因此，可以将试验区内的灌溉下限定为30～35cm。
　　(2)利用DRAINMOD模型计算可以获得农田水文变化的连续过程，DRAINMOD模型预测的稻田地下水埋深以及相应的排水量日变化与实测值变化一致，可用来分析以常熟试验区为代表的南方平原河网地区的农田水文循环过程。
　　(3)利用DRAINMOD模型计算的水稻生长期渗漏量随排水间距变化结果，得出当暗管埋深固定为90cm，暗管间距为20m，渗漏量可以达到600mm，适宜水稻生长，这个间距值远大于试验区现有的暗管布置间距(8m)。因此，在确定排水间距时，需要精确地测定影响计算排水间距的参数，尤其是农田的侧向排水率，以保证满足适宜的渗漏排水量。
　　(4)本文以水量平衡模型为基础，建立了农田用水管理计算机辅助系统，透过反复调用系统中的数据、方法、模型，模拟农田的生产过程，最后通过方案评估向决策者推荐可行的灌溉管理方案。

目录

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 稻田灌水模式和灌溉调控指标

1．2．2 DRAINMOD模型在稻田排水研究中的应用

1．2．3 农田用水管理软件研究

1．3 研究内容与技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

2 研究区概况与试验方案

2．1 试验区概况

2．1．1 自然地理条件

2．1．2 种植作物及灌溉方式

2．2 试验方案

2．2．1 试验设计

2．2．2 观测内容及方法

3 稻田土壤含水量及浅层地下水埋深的关系分析

3．1 土壤含水量数据分析

3．1．1 土壤水分时序变化分析

3．1．2 土壤水分垂向变化分析

3．2 土壤含水量与地下水位关系分析

4 不同排水强度下暗管排水对地下水位和排水量的影响研究

4．1 地下水埋深和暗管排水量的变化

4．2 DRAINMOD模型简介

4．2．1 DRAINMOD的研究背景及基本原理

4．2．2 模型组成部分

4．3 用DRAINMOD模型模拟平原河网地区稻田水文过程

4．3．1 模型输入参数

4．3．2 地下水位埋深和暗管排水量的模拟

4．4 以适宜渗漏量为指标的稻田最优排水布置

5 农田高效用水管理计算机辅助系统

5．1 系统需求分析

5．2 系统功能和组成

5．2．1 系统功能

5．2．2 系统组成

5．3 系统决策过程

5．4 计算机辅助系统软件实现

5．5 系统模型验证

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间参加课题研究情况

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