【正文】 太原理工大學(xué)工程碩士研究生學(xué)位論文 22 表 33 FAO模型和指數(shù)模型的參數(shù)及其取值范圍 Table 33 of the FAO model and exponential model parameters and their range 模型 Wp(mm) Wj(mm) n Kcm tm(d) c a d Wc(mm) FAO 模型 150~160 － － 1~ 200~220 40~100 0~1 0~10 240~300 指數(shù)模型 150~160 200~300 0~1 1~ 200~220 40~100 0~1 0~10 240~300 表 34 FAO模型和指數(shù)模型的參數(shù)優(yōu)選結(jié)果 Table 34 of the FAO model and the exponential model parameter optimization results 模型 Wp(mm) Wj(mm) n Kcm tm(d) c a d Wc(mm) FAO 模型 150 － － 209 50 1 252 指數(shù)模型 158 248 1 210 50 1 255 利用以上模型模型 對不同灌水處理下的土壤水分動態(tài)過程進(jìn)行模擬，土壤 1m 貯水量實測值與模擬值的比較見圖 32。 根系層底部水分交換量 Q 可以采用不同的方法進(jìn)行估計，如簡化法（近似認(rèn)為0?Q ）、零通量面法、經(jīng)驗方法等。首先建立 jW與 pW 、 fW 之間的關(guān)系，由于 fjp WWW ?? ，所以 jW 可以表示為兩者的加權(quán)平均，即： fpj WppWW )1( ??? )10( ??p (36) 上式表達(dá)了 sK 與土壤因素的關(guān)系。 水分脅迫系數(shù) sK 是計算作物騰發(fā)量和模擬土壤水分狀況的一個關(guān)鍵因素。田間水量平衡要素主要包括降雨（ P）、灌溉（ I）、騰發(fā)（ ET）、根系層底部水分交換量（ Q，以滲漏為正）、地面徑流（ R）等，如圖 31 所示。 最終 確定在項目區(qū)推廣的玉米品種為晉單 35 號、沈單 16 號、晉單 42 號及沈單 10 號。 5)建立農(nóng)業(yè)高效用水管理制度。 3)研究節(jié)水高產(chǎn)灌溉制度。因此，只有通過全方位的采取多種水源的聯(lián)合調(diào)配利用，充分解決好水資源不足問題，才能夠從根本上達(dá)到提高糧食產(chǎn)量的目的。本項目區(qū)在全省具有一定的代表性。 有條件的地方要采用計算機(jī)遙感、遙測技術(shù)，土壤墑情和灌區(qū)用水的監(jiān)、測預(yù)報系統(tǒng)，灌區(qū)用水自動化管理操作系統(tǒng)。常規(guī)的園田化小畦灌溉、溝灌、隔溝灌、長畦改短畦、寬畦改窄畦以及水平畦田灌等行之有效的田間灌水技術(shù)仍應(yīng)予以推廣；先進(jìn)的激光平地技術(shù)、間歇灌溉、閘管灌溉等技術(shù)應(yīng)引進(jìn)、試點(diǎn)、推廣。 太原理工大學(xué)工程碩士研究生學(xué)位論文 14 4)把渠灌區(qū)高效節(jié)水改造作為發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)的重點(diǎn) 灌溉水損失總量中的 80%以上發(fā)生在從水源到田間的輸水過程。 節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展方向與對策 概況 1)重視井渠結(jié)合灌溉 山西省有許多灌區(qū)采 用井渠并用的灌溉方式，但并未合理地利用地表水和地下水。回補(bǔ)方式以引洪田面灌溉為主，同時輔以渠道蓄存下滲和坑塘洼地回補(bǔ)。隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，對水資源的開發(fā)利用強(qiáng)度發(fā)生了較大的變化，加之降雨量的減少和上游水土保持工 作的深入開展等，灌區(qū)的地表水資源量銳減，供需矛盾日趨嚴(yán)重。項目區(qū)干旱缺水的現(xiàn)狀決定了農(nóng)業(yè)發(fā)展必須走節(jié)水的道路。 表 21 示范區(qū)基本情況表 Table 21 Demonstration area in Table 村名 人口 耕地（畝） 其中水地（畝） 糧田面積（畝） 經(jīng)濟(jì)作物面積（畝） 總產(chǎn) （萬 kg） 畝產(chǎn) （ kg） 農(nóng)村經(jīng)濟(jì)總收入（萬元） 人均收入（元） 合計 6823 10247 10247 7099 5240 488 18358 3448 演武 1905 3354 3354 1599 2265 768 480 4332 3197 王村 2688 4230 4230 4200 1175 474 5946 2797 近城 2230 2663 2663 1300 1800 510 8080 3467 太原理工大學(xué)工程碩士研究生學(xué)位論文 12 水資源可持續(xù)利用與節(jié)水增產(chǎn)方略概況 水資源可持續(xù)利用概況 水資源持續(xù)利用強(qiáng)調(diào)的是水資源持久地利用，不僅要滿足當(dāng)代人的用水需求，而且又要為后代人繼續(xù)利用創(chuàng)造條件，維持世世代代的持續(xù)利用。瀟河灌區(qū)始建于 20 世紀(jì) 50 年代，沒有調(diào)蓄能力，多年平均徑流量為 億 m3，一般集中在汛期，屬于比較典型的洪水灌區(qū)，灌區(qū)多年平均引水量為 4545 萬 m3，洪灌次數(shù)平均為 次。瀟河灌區(qū)的水源工程為無調(diào)節(jié)引洪灌溉工程，灌水總面積 萬畝，多年平均引洪量 2800 萬 m3，畝均洪灌水量84m3/畝，項目區(qū)地面水年用水量（洪水 +污水）為 1100 萬 m3，畝灌水定額按 150m3/畝計，地面水的年平均灌溉次數(shù)為 次。地面澇災(zāi)威脅較小，致使區(qū)內(nèi)地面排水系統(tǒng)維修跟不上，退排水溝道淤積較為嚴(yán)重，存在著一定的隱患。有 40～ 50%的井需要更新改造。斗農(nóng)渠全部為土渠。樞紐由混凝土滾水壩、南北沖沙閘及南北引水閘組成。畝均擁有水資源量為 193 m3，只有全國畝均占有量的 %，全省畝均占有量的 %。受地形、母質(zhì)、地下水位等因素的影響。 自然資源 1）光熱資源 該 項目 區(qū)氣候?qū)贉貛Т箨懶园敫珊禋夂?，四季分明，光熱資源豐富。 研究方法 本試驗采用理論與試驗相結(jié)合、小區(qū)試驗與大田示范相結(jié)合、軟件和硬件措施相結(jié)合的方法進(jìn)行研究。隨 著經(jīng)濟(jì)與社會的發(fā)展，水資源矛盾更加突出，傳統(tǒng)的地面水源已不能保證 灌溉的需求，從上世紀(jì) 70 年代開始，大量開發(fā)地下水用于灌溉，形成了多水源（河井雙灌、井渠結(jié)合）的灌區(qū)。 2020 年全國灌溉用水量為 億 m3，大型灌區(qū)灌溉用水量占總灌溉用水量的比例最高，達(dá) %，中型、小型、井灌區(qū)的灌溉用水量分別占總灌溉用水量的 %、%和 ％。 50 年代末期我國開始從國外引進(jìn)先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)和設(shè)備，但這時期推廣使用的噴灌設(shè)備主要是柴油機(jī)或電機(jī)帶動的單機(jī)單噴頭的手臺式或小推車式的輕小型噴灌機(jī)。在美國干旱的西部 17 個州噴灌得到了廣泛使用， 1996 年美國噴灌面積達(dá)到了 1082 萬 hm2，占全美國灌溉面積的 44%，其中圓形和平移式大型自走噴灌機(jī)的噴灌面積占全國噴灌面積的 64%；羅馬尼亞的噴灌面積占全國耕地面積的 80%以上，絕大部分是移動管道式噴灌。 針對目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及農(nóng)業(yè)水資源利用中存在的主要問題，本課題選取了典型的井渠結(jié)合灌溉灌區(qū)，就華北半濕潤偏旱 井渠結(jié)合灌區(qū)普遍存在的水資源利用不合理、水環(huán)境惡化、節(jié)水措施單一、節(jié)水效果得不到充分發(fā)揮、灌溉效益不高等一系列問題進(jìn)行技術(shù)研究和探索，將對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和水資源的可持續(xù)利用發(fā)揮重要作用，同時對類似地區(qū)也有重要的指導(dǎo)意義。因此，在未來的半個世紀(jì)內(nèi)，我國糧食產(chǎn)量必須在現(xiàn)有 5 億 t 左右產(chǎn)量的基 礎(chǔ)上再提高 ～ 2 億 t,才能基本滿足人口增長和生活水平提高的糧食需求。黃河、海河、 淮河三流域，土地面積占全國的 %，耕地面積占 %，人口占 35%，而水資源占有量僅為 %，人均年占有量約為 500m3，是我國水資源最為緊張的地區(qū)。水資源是一種 戰(zhàn)略性經(jīng)濟(jì)資源， 更 是一個國家綜合國力的重要組成部分，在國家經(jīng)濟(jì)和民生中起著舉足輕重的作用。 通過本項目的實施所形成的節(jié)水農(nóng)業(yè)綜合技術(shù)集成體系及其一系列關(guān)鍵技術(shù)和成果，將對 晉中市 井渠結(jié)合地區(qū)解決水資源高效利用和農(nóng)業(yè)節(jié)水增產(chǎn)問題起到一定 指導(dǎo)性作用。太原理工大學(xué)工程碩士研究生學(xué)位論文 I 多水源 灌區(qū) 節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)研究 摘 要 目前水資源利用中存在的主要問題是：一是重視水利工程建設(shè)，輕視農(nóng)業(yè)水資源管理。 關(guān)鍵詞： 節(jié)水農(nóng)業(yè) ， 干旱地區(qū) ， 井渠 ， 晉中市 太原理工大學(xué)工程碩士研究生學(xué)位論文 III RESEARCH ON THE TECHNOLOGY OF SAVING WATER AGRICULTURE IN IRRIGATIVE AREA OF MANY WATER SOURCE ABSTRACT At present there are three primary problems in water resource using: first, we only regard construct on water conservancy , but despise manage on agricultural water resource. Some advanced agricultural saving water technology and modern managing measure can not be extended in large area, in the great mass of irrigative area irrigative water using efficiency is low, irrigative ration is large, so water resource is heavy wasted。但如今隨著世界人口和經(jīng)濟(jì)的增長，人類對自然資源過度開發(fā)，導(dǎo)致水資源不斷遭到破壞，再加上基礎(chǔ)設(shè)施投入嚴(yán)重不足等因素的影響，水資源的供應(yīng)量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人類生產(chǎn)和生活的需要， 這 嚴(yán)重制約了社會和經(jīng)濟(jì)的正常發(fā)展，如今水資源短缺問題已經(jīng)受到世人的 密 切關(guān)注，成為 21 世紀(jì) 亟待 解決的全球性問題。而且水資源在時間上的分布也十分不均，江水過于集中，一般地區(qū)每年汛期（一般 3~4 個月）降水量占全年的 70%太原理工大學(xué)工程碩士研究生學(xué)位論文 2 左右，這意味著將有大部分水量形成洪水徑流而流失 [4]。水和土地是糧食生產(chǎn)的戰(zhàn)略資源，在我國尤其如此，農(nóng)作物生產(chǎn)中灌溉面積上的生產(chǎn)占有舉足輕重的作用，近 80%的糧食產(chǎn)于灌溉農(nóng)田。 太原理工大學(xué)工程碩士研究生學(xué)位論文 3 國內(nèi)外節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展概述 節(jié)水灌溉是根據(jù)作物需水規(guī)律及當(dāng)?shù)毓┧畻l件，為了有效的利用降水和灌溉水，獲取農(nóng)業(yè)的最佳經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、生態(tài)環(huán)境效益而采取的多種措施的總稱 [23]。 滴灌技術(shù)隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而不斷進(jìn)步。 70 年代噴灌技術(shù)在我國受到普遍的重視，從而推進(jìn)了我國噴灌技術(shù)的發(fā)展。全國畝均灌溉用水量 。在這樣一個地區(qū)開展節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)研究，實現(xiàn)有限水資 源條件的最大農(nóng)業(yè)產(chǎn)出是 非常必要的。 太原理工大學(xué)工程碩士研究生學(xué)位論文 7 第二章 項目區(qū)基本情況 自然概況 地形地貌 該 項目 區(qū)位于太行山脈西麓，屬洪積傾斜平原地貌和沖積平原地 貌，由瀟河洪沖積物堆積而成?？偟臍夂蛱卣鳛椋憾韭L，干冷晴朗；春季升溫快，日 溫差大，干旱多風(fēng)；夏季多雨；秋季短暫，天高氣爽。主要分布有草甸土和褐土兩種主要類型的土壤。此外，還有榆次城區(qū)經(jīng)處理的污水 500 萬 m3。滾水壩全長 ，壩高 ，南、北沖沙閘各5 孔，每孔凈寬 ,總設(shè)計泄洪量 500m3/s。民豐灌區(qū)共有渠系建筑物 3233 座，其中干渠建筑物 52座，完好率 73%（ 38 座），支渠建筑物 246 座，完好率 66%（ 162 座）。 灌區(qū) 95%的井灌渠道 ——管道系統(tǒng)與洪灌渠系分離，平行布設(shè)，很少有清洪共用渠道。 節(jié)水工程概況 項目區(qū)節(jié)水灌溉從 20 世紀(jì) 90 年代初開始發(fā)展，特別是高效用水模式與產(chǎn)業(yè)化示范工程實施以來，已發(fā)展節(jié)水灌溉面積 52020 畝，其中噴灌面積 8000 畝，微灌面積 1000畝，管灌面積 43000 畝。畝均毛用水量 180m3/畝。 太原理工大學(xué)工程碩士研究生學(xué)位論文 11 社會經(jīng)濟(jì)概況 榆次區(qū)為山西省 “全省超前發(fā)展改革試點(diǎn) ”縣市之一，其模式為 “輕紡型 ”工業(yè)和 “城郊型 ”農(nóng)業(yè)協(xié)調(diào)并重，共同發(fā)展。根據(jù)我國人口、經(jīng)濟(jì)的增長、生態(tài)環(huán)境的惡化，以及水資源緊缺和貧乏等基本國情，決定了水資源的開發(fā)利用必須走保護(hù)生態(tài)環(huán)境、保護(hù)水資源、合理利用和節(jié)約水資源的持續(xù)發(fā)展道路。目前水資源的緊缺，除與水資源本身特性有關(guān)外，還與 水資源的浪費(fèi)有關(guān)。地下水資源是本區(qū)農(nóng)業(yè)用水的主要水源之一，由于地表水資源的衰減、引水需求量的增加、洪水的不可調(diào)節(jié)性與作物需水不同步、水資源缺乏統(tǒng)一管理等，地下水位處于持續(xù)下降狀態(tài)。此外，要充分?jǐn)r蓄利用本區(qū)降雨徑流。各地應(yīng)根據(jù)不同的水資源分布特點(diǎn)，制定相應(yīng)的井渠結(jié)合灌溉制度。目前我省全部有效灌溉面積中，純井灌區(qū)僅占總面積的 30%，河井雙灌區(qū) 17%，利用地 面水的渠灌區(qū)占53%，渠灌區(qū)的灌溉水利用效率遠(yuǎn)低于井灌區(qū)。清洪水灌區(qū)及水源不足采用大定額灌溉灌區(qū)的合理田面工程形式及田間灌水技術(shù)應(yīng)認(rèn)真研究。應(yīng)重視田間水管 理、加強(qiáng)輸水、配水、量水設(shè)施建設(shè)，并鼓勵農(nóng)民參與管理。近年來，雖然在節(jié)水工程建設(shè)和高效農(nóng)業(yè)用水方面有所突破，取得了一定進(jìn)展，但總體來說，尚未形成適合于當(dāng)?shù)氐墓?jié)水農(nóng)業(yè)模式，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)還達(dá)不到高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。 項目區(qū)可利用的水資源有瀟河來水、本區(qū)降水、當(dāng)?shù)貜搅鳌⒌叵滤约巴寥浪?，必須在充分分析各種水源的特點(diǎn)和規(guī)律的基礎(chǔ)上，結(jié)合項目