摘要：针对畦灌质量不高、波动较大的问题,研究了畦灌技术要素稳健设计方法。在定义灌水质量损失指标,建立畦灌系统信噪比计算公式的基础上,根据田口稳健设计理论,对畦灌各影响因素进行了正交试验组合,利用畦灌一维模拟的结果计算各方案的信噪比,筛选信噪比最大的畦灌技术要素组合为稳健设计方案。结果表明,与普通优化设计相比,采用稳健设计得到的灌水技术方案能够提高灌水质量,并有效减小其波动性。

摘要：以杨凌区进行的畦灌大田试验为基础,采用WinSRFR软件对各试验点的灌水质量进行了模拟,并分析了畦长、田面坡度、入畦单宽流量和改口成数对灌水效率Ea、灌水均匀度Ed和储水效率Es的影响;在此基础上,结合均匀试验设计与多元回归分析的方法,构建了包含灌水效率Ea、灌水均匀度Ed和储水效率Es在内的单目标优化模型,以入畦单宽流量和灌水时间为变量,采用遗传算法对模型进行求解,提出了试验点不同计划灌水深度条件下畦灌灌水技术要素的优化组合,结果表明其可获得高的灌水质量,达到常规畦灌节水的目的。

摘要：本文将零惯量数学模型和根据连续畦灌田面水流推进曲线确定的间歇入渗模型相结合建立了波涌畦灌田面水流运动的零惯量数学模型；提出了波涌畦灌灌水技术要素的设计方法，依此对灌水方案进行初步设计，然后应用模拟优化技术对波涌畦灌技术要素组合进行模拟──优化设计，最后以陕西泾惠渠灌区实际资料为例求得了波涌畦灌灌水技术要素的优化组合。

摘要：土壤入渗参数是地面灌溉设计的基本参数。针对现有估算方法存在计算工作量较大、精度不稳定的问题进行了研究,提出了畦灌土壤入渗参数的改进计算公式。在70m的畦田长度上等间距布置了8个水位传感器以观测地表水深沿畦长的分布,以及该分布随时间的变化。将畦灌地表水深与离畦首的距离之间的关系按指数函数进行非线性最小二乘拟合,并根据水量平衡原理提出了估算土壤入渗参数的线性回归法,避开了难以定值的地表储水形状系数。实例计算表明,地表水深与离畦首的距离之间呈现较好的指数函数关系,线性回归法估算土壤入渗参数的计算工作量较小,计算精度较高。

摘要：农田土壤入渗变异性给畦灌系统的设计和管理带来了困难。为进一步提高畦灌灌水质量,该研究利用已有考虑土壤变异条件下的畦灌灌水质量计算模型,采用数值模拟与理论分析相结合的方法,扩展了模型的使用范围,并结合畦灌试验资料对其进行了验证;在此基础上分析了土壤入渗变异性对畦灌灌水质量的影响,提出了考虑农田土壤入渗变异条件下入畦单宽流量的确定方法。结果表明,文中扩展后的模型可用于计算异质土壤和均质土壤情景模式下的畦灌灌水质量指标,其计算值与田间实测值和WinSRFR软件模拟值一致性较好,相对误差均值分别为10%;土壤入渗变异对畦灌灌水质量的影响显著,贡献度高达56.71%~95.68%,其对灌水均匀度的影响最为敏感,其次为灌水效率和储水效率;基于均质土壤入渗条件下优化的入畦单宽流量,可用于异质土壤畦灌灌水流量设计,两者符合1∶1的线性关系。研究结果可为考虑农田土壤变异性的畦灌系统设计和管理提供理论依据和技术支撑。

摘要：针对河套灌区农田规格不合理问题,为探求变化环境下适宜的畦灌灌水技术要素,在不同畦田宽度下进行田间灌水试验,采用模型模拟与回归分析方法,分析了畦灌水流运动状态及灌水质量变化情况。结果表明:畦田宽度为18~23 m时灌水质量不佳,灌水效率、灌水均匀度仅分别为59.78%~77.40%和84.61%~87.02%,尽管此时储水效率为100%,但其灌水效果仍然较差;畦田宽度缩小到10~15 m时,灌水效率为70.20%~87.00%,灌水均匀度为86.77%~90.80%,灌水质量最好;当缩小畦田宽度到5 m时,灌水质量反而降低。在此基础上,结合田间实测资料,通过模型模拟、均匀试验设计以及多元回归分析相结合的方法,构建了包含灌水效率、灌水均匀度以及储水效率的单目标优化模型(Single objective optimization model),将单宽流量和灌水时间作为决策变量,采用冒泡排序法(Bubble sort method)对模型进行求解,得到畦灌适宜的单宽流量和灌水时间组合,根据示范区实际入田流量,初步确定最优畦田宽度为10.7~14.2 m。研究结果为灌区节水改造设计、水资源高效利用和农业可持续发展提供了理论依据。

摘要：针对河套灌区宽畦田、大畦块导致的灌水效率低的问题,为探求变化环境下适宜的畦灌技术参数,在河套灌区沈乌灌域典型试验基础上,采用不同灌溉设计方案对典型砂土较大田块(长×宽为80 m×25 m)灌水质量进行评价,并在WinSRFR模型模拟基础上分析不同参数对最佳方案灌水质量指标的敏感性变化情况。结果表明:砂土畦田规格(80 m×25 m)较大时农田灌水效果较差,在中等流量(入畦流量Q=20 L/s、单宽流量q=0.80 L/(m·s))水平下,减少尾部25%的田间面积(改水成数从1.0降低至0.75)可节省40%的灌水时间,并可减少16%的灌溉水在水流推进过程中的渗漏损失。采用田块规格+灌水时间设计方案后灌水效果较典型田块得到显著改善,垂直分割田块(80 m×12.5 m)在较大流量水平(Q为26~30 L/s、q为2.08~2.40 L/(m·s))下灌水效率从67%~80%提升至97%~99%,灌水均匀度从0.59~0.79提高至0.84~0.95,储水效率从1.17降低至0.76,并且可以节省当前灌水时间的20%以上,中等流量(Q=20 L/s、q=1.60 L/(m·s))下在获得更优灌水质量的同时可以节省40%的灌水时间,节水效果显著。不同参数对灌水质量评价指标具有相同的变化规律,计划需水水深对灌水质量影响明显,极小单宽流量情况下灌水质量受田面坡度、畦田长度影响较小。建议灌区采用的砂土畦田规格为80 m×12.5 m,并且可根据实际不同来水流量选择所需的最佳单宽流量和灌水时间组合。

摘要：基于典型畦灌试验观测数据和地表水流运动模拟结果,对比分析采用混合数值解法和Roe有限体积法数值求解二维全水动力学畦灌模型在数值计算稳定性与收敛性、计算精度与效率间的差异,验证基于混合数值解法的模型模拟效果。结果表明,混合数值解法要比Roe有限体积法表现出更佳的数值计算稳定性和收敛性,形成的水平衡误差和平均相对误差相对较低,相同度量环境条件下的数值计算效率提高3倍以上。基于混合数值解法的二维全水动力学畦灌数值模型明显增强了数值计算的稳定性和收敛性,有效提高了计算精度和效率,为开展畦灌系统设计与性能评价提供了可靠的数值模拟手段。

摘要：为确定满足畦灌技术约束下的冬小麦最小灌水定额,采用地面灌溉水流运动模拟模型SISM,结合华北地区畦灌现状,考虑畦田长度、坡度、田面标准差、微地形空间分布差异及入畦单宽流量等要素,设计53088种畦灌技术要素组合,以地面灌溉水流覆盖整个田块和最小灌水深度Zmin>0为控制条件,对不同技术要素组合下的灌水过程进行模拟,分析畦灌技术要素和灌水性能指标值的对应关系,结合畦灌数值模拟试验结果,提出3种代表性畦田长度(50、100、150 m)下田面标准差、坡度、入畦单宽流量等畦灌要素的建议范围。在不考虑畦田布置优化方案的条件下,3种代表性畦长畦灌最小灌水定额不宜低于84、117、148 mm;在地面灌溉技术及畦田布置方案优化的条件下,3种代表性畦长畦灌最小灌水定额不宜低于71、75、79 mm。

摘要：数值模拟畦灌水流运动过程可为地面灌溉系统设计与评价提供必要的工具和手段。本文在利用隐式三点后差分隐时间格式对二维畦灌地表水流运动模型各矢量项进行时间离散基础上,采用有限差分法、有限体积法和有限单元法分别对由隐时间格式与线性化过程生成的物理通量线性近似式系数的空间导数、物理通量的空间导数和地形向量开展空间离散,对经时-空离散后形成的控制方程代数方程组进行数值解算,构建起基于混合数值解法的二维畦灌地表水流运动模型。