摘要：区域雨水资源化潜力的定量评价对于雨水资源开发利用的宏观决策、规划设计具有十分重要的意义。该文以黄土高原地区为例,系统分析了影响区域雨水资源化潜力的各个因子,确定定量评价区域雨水资源化潜力的各项指标,并运用GIS技术,集成多种来源、多种比例尺和多种类型的数据,建立区域雨水资源化潜力定量评价模型。评价模型对于黄土高原地区雨水资源可持续利用及生态与环境保护具有重要作用。

摘要：以提高迷宫流道灌水器的抗堵塞能力为目的,以齿型流道结构的灌水器为主要研究对象,首先应用计算流体力学(computational fluid dynamics)二相流模拟方法分析了迷宫流道灌水器的水力性能,重点模拟了含沙量在流道内的分布规律,提出了以较小的含沙量等值线为流道边界对流道进行优化设计的方法,通过对2次优化后的流道结构进行二相流数值模拟,发现优化后流道的含沙量分布较原型流道的含沙量分布更加均匀,大量固体颗粒集中在进出口附近流道单元壁面的现象基本消除,流道优化设计后灌水器的抗堵塞性能得到显著改善。其次,对优化结果进行了标准化设计,制作了原型与标准化模型片式滴头,生产了测试滴灌带。最后,分别对2种滴头进行了水力性能测试与抗堵塞试验,验证了数值模拟结果。结果表明:以较小的含沙量等值线作为流道基本边界进行流道抗堵塞优化设计与标准化设计获得的流道,保持了原型流道的优良水力性能,改善了抗堵塞性能,使用寿命是原型的2倍。

摘要：在分析目前水力偏差率以及流量偏差率计算方法的基础上,提出并定义了地面偏差率,确定了地面偏差率的计算方法,并对原有灌水器制造偏差率进行了重新定义;综合考虑制造偏差、水力偏差和地面偏差,分别推导出了不同偏差影响下的流量偏差率计算公式,并推导出了综合流量偏差率和极限综合流量偏差率的计算方法。研究结果为更准确设计微灌系统工程提供技术指导,使微灌系统实际运行指标与系统设计指标保持一致。

摘要：降雨径流的调控利用是缓解黄土高原干旱缺水与控制水土流失的有效手段,研究区域降雨径流调控利用潜力的定量评价对黄土高原降雨径流合理利用的宏观决策与规划设计具有重要意义。以黄土高原为例,将可以调控利用的最大降雨径流量作为资源化潜力值,从宏观尺度上,系统分析了影响该潜力的各个因素,确定出黄土高原降雨径流调控利用潜力的各项评价指标,利用GIS技术,建立了降雨径流各个影响因素的专题图层,提取出各个影响因素专题信息。在上述基础上,引入人工神经网络建模方法,建立了黄土高原降雨径流调控利用潜力BP网络模型,并利用实际资料对网络模型进行了训练和预测,取得了较好的结果。评价模型可供黄土高原降雨径流调控利用及其生态与环境保护工作参考。

摘要：干旱缺水与水土流失并存是制约黄土高原地区生态环境建设和经济可持续发展的二大瓶颈因子,也是导致该区生态脆弱的根本原因。这一问题不仅是国家关注的重点,也是科学界关注的热点和难点。长期以来,由于水土流失与干旱缺水互为矛盾,甚至互为因果,很难同时实现这二大问题的同步解决。我们在20世纪末曾提出“以降雨径流调控与利用”为主要手段,通过山地降雨径流的调控消除水土流失动力,通过现代农业节水技术实现有限径流的高效利用,从而同步解决上述二大难题的构想,并进行了多年探索与实践,系统地研究了人工汇集雨水利用技术及雨水高效集蓄利用技术,并在生产中得到了较为广泛的应用,并取得了一定的效果。滴灌是一种资金和技术需要较高的灌溉技术,其一次性投资较大,必须在经济价值较高的作物上实施才能产生较好的经济效益,也才能体现技术自身的优势。同时,实施滴灌技术在现有的土地联产承包机制下,也给该技术的应用和工程设计带来了一定困难。由于土地种植的不连续性,土地经营与管理的个体性,很难发挥技术本身的优势,不仅增加了工程设计的难度和建设成本,也给工程管理与运行带来了一定困难。所以,尽管我们在2005年就基本完成了这项成果的理论研究,但一直没有在生产中进行应用、...

摘要：陕北山地红枣集雨微灌技术综合集成了坡地降雨径流调控技术、山地红枣矮化密植栽培技术及修剪技术,在对微灌技术进行创新的基础上,形成了黄土高原山地红枣微灌技术体系,并在黄土高原丘陵沟壑区第一附区——陕西省榆林市米脂县创建了技术体系应用实体样板,该样板地红枣平均产量达到19 800 kg/hm^2,较无灌溉条件（产量4 500-6 000 kg/hm^2）增产2-3倍,较管灌条件（产量一般为12 000-15 000 kg/hm^2）增产30%-60%,且节水36%以上。在单项技术研究方面,利用Penman-Monteith公式确定了红枣生育期理论耗水量（438.8mm）;通过不同灌水量处理的田间试验,初步确定出合理的灌水量区间为396-1 320 m^3/hm^2;提出了坡地低压滴灌工程新的设计理论,即微地形影响下的均匀度计算方法、滴头设计工作压力取值理论及毛管设计新方法;在此基础上,提出了坡上部采用三项配套技术＋低压滴灌、坡下部采用三项配套技术＋涌泉根灌＋雾喷的工程模式。

摘要：针对低压滴灌系统对压力的稳定要求严格，而现有的压力调节产品不能满足其要求的现状，提出了一种双流道结构形式的低压系统压力调节器，并通过单因素试验对影响该调节器调压性能的主要因素进行了研究。结果表明，在入口端设定压力为0．05～0．35MPa，设计出口端压力为0．1MPa时，弹簧直径和装置的结构形式是影响压力调节的主要因素；当弹簧直径为1．5mm，长度为80mm，栅栏孔隙宽度为10mm时，此时入口端实测压力为0．049～0．320MPa，出口端压力为0．045～0．144MPa，流量为3．4～6．6m^3／h。

摘要：喷洒液滴分布特征是模拟喷头水量和能量分布的基础。为解决现有弹道轨迹模型过度简化运动液滴的破碎过程及形状变化导致模型精度不足的问题,该研究改进了弹道轨迹模型的液滴破碎过程、运动液滴形状参数和运动液滴阻力系数,提出了基于能量加权的等效液滴指标,建立了考虑射流破碎和液滴形状的喷洒水运动轨迹改进模型;采用HY50型蜗轮蜗杆式喷枪验证了模型精度,对比了不同模型的差异。结果表明:喷嘴直径20mm和工作压力0.35MPa时,改进模型的平均绝对误差MAE分别比Fukui模型和Li模型的降低了43.3%和75.1%(落地速度)、51.8%和27.1%(落地位置)和61.4%和76.1%(落地角度);以4个验证工况中落地速度为例,改进模型、Fukui模型和Li模型的均方根误差RMSE平均值分别为0.53、0.93和2.21 m/s;归一化均方根误差NRMSE平均值分别为0.10、0.17和0.40。研究可为应用弹道轨迹模拟喷洒液滴分布特征提供新思路。

摘要：为了合理利用水资源,探索实现低定额均匀灌溉的适宜方法和技术路线,设计作物高效用水的有限灌溉制度,在陕西省杨凌区中壤土玉米地开展了不同畦田规格和灌水定额对土壤水分及玉米产量影响的田间试验。结果表明:对于田面坡度一定的试验田块,入畦单宽流量在3～6lm/s范围内,畦田宽度在4m以内时,各处理小区的土壤平均含水量无显著性差异,但畦田内土壤水分分布却有不同差异,当畦宽2～3m,畦长50m时可达到较高灌水效率(Ea>80%)和灌水均匀度(DU>80%);玉米拔节-抽雄期的灌水定额处理对玉米的生长存在明显影响;不同灌水定额对作物产量、水分利用效率影响显著。

摘要：针对黄土高原丘陵沟壑区坡地作物普遍存在的干旱缺水与水土流失问题,基于作物需水过程和降雨径流调控理念,利用WEPP模型对不同梯田模式下春玉米生育期的降雨、径流、入渗、蒸发、土壤水进行作物生育期需水耗水过程计算。结果表明:研究条件下,单一模式隔坡梯田不能完全解决春玉米需水与天然来水在时间上的错位问题,且一般情况下需要1∶6～1∶8平坡比收集降雨径流,土地资源浪费严重;结合水窖,不但能大量节约土地资源、满足作物需水,且隔坡梯田作物年产量、作物水分利用效率和降水利用效率较无隔坡条件均增加50%以上,基本实现作物增产和减少水土流失的双重目标;得出的典型模式隔坡梯田平坡比取值参考表可供黄土丘陵沟壑区隔坡梯田设计规划参考。在黄土高原丘陵沟壑区,隔坡梯田与水窖蓄水配合,不但可满足作物生长过程需水,而且又可防止水土流失,是适宜推广的坡地降雨径流调控方式,这对坡地水土资源高效利用具有实际指导意义。