【正文】 區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，使各種水源的利用率得到最大限度的提高。通過(guò)項(xiàng)目的實(shí)施，研究各種作物的節(jié)水高產(chǎn)灌溉制度，根據(jù)多年降水資料和試驗(yàn)的田間平均耗水量及土壤干旱指標(biāo)，擬定出不同水文年型的節(jié)水高產(chǎn)灌溉模式。一般認(rèn)為灌溉節(jié)水的潛 力 50%在管理方面，只有科學(xué)的管理才能使其它節(jié)水措施得以順利實(shí)施。 表 31 不同春玉米品種產(chǎn)量試驗(yàn)結(jié)果 Table 31 spring maize varieties yield results 玉米品種 灌 1 水 產(chǎn)量 (kg/畝 ) 水分生產(chǎn)率（ kg/m3） 晉單 35 號(hào) 沈單 16 號(hào) 655 晉單 42 號(hào) 649 沈單 10 號(hào) 農(nóng)大 108 農(nóng)大 3138 對(duì)于冬小麥品種篩選，在 2020~2020 年期間，先后試驗(yàn)示范了長(zhǎng) 687石家莊 8號(hào)、晉麥 4西峰 中旱 1中麥 32中麥 190、西農(nóng) 291西農(nóng) 104臨豐53臨豐 61節(jié)優(yōu) 21旱優(yōu) 112 等 18 個(gè)小麥抗旱節(jié)水新品種（系），篩選出適合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件的抗旱節(jié)水小麥新品種（系） 6 個(gè)，推薦選用石家莊 8 號(hào)和臨豐 615。農(nóng)田水量平衡的基本方程為： RQETIPWWW ???????? 12 (31) 式中 ， W W2 分別時(shí)段始、末的根系層貯水量， ΔW為其變化量。通常認(rèn)為 sK 的大小由土壤含水量 W 和一個(gè)介于田間持水量 fW 和凋萎含水量 pW 之間的臨界含水量 jW 決定。從中可以看出， p 越小， jW 越大，越接 近田間持水量，則作物在土壤水分消退過(guò)程中越容易遭受水分脅迫；反之亦然。在水量平衡模型中采用經(jīng)驗(yàn)方法比較 合適，模型中采用文獻(xiàn)經(jīng)驗(yàn)方法計(jì)算 Q ： )()/( cf WWWWaQ d ?? (310) 式中 a 、 d 為經(jīng)驗(yàn)參數(shù)； fW 為根系層田間持水量； cW 為根系層底部水分交換的臨界貯水量，與土壤持水能力、地下水埋深等因素有關(guān)，在地下水位變化不大時(shí)，可近似視為常數(shù)。 由圖 32 可以 看出， 實(shí)測(cè)值與模擬值 基本一致，表明以上所建立的兩個(gè)水量平衡模型和參數(shù)是適用的。N）冬小麥試驗(yàn)資料對(duì)以上參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選，得到的參 數(shù)見(jiàn)表 34。當(dāng) jp WWW ?? 時(shí)， FAO56 認(rèn)為 W 和 sK 之間是一種太原理工大學(xué)工程碩士研究生學(xué)位論文 21 線性變化關(guān)系，即： pjps WW WWK ??? (38) 將 (36)、 (37)兩式代入 (38)式中，整理得 (39)式，這就是 FAO 法計(jì)算作物水分脅迫系數(shù)的最終公式： pfpcs WWWWETbK ?????? 1 (39) 上式右端第 1 項(xiàng)表示作物因素和氣象因素對(duì)作物水分脅迫的影響，第 2 項(xiàng)表示土壤供水能力對(duì)作物水分脅迫的影響。FAO56 認(rèn)為 sK 的計(jì)算應(yīng)同時(shí)考慮土壤供水能力的大小和作物潛在騰發(fā)量的大小，并據(jù)此提供了一套具有更為明確的物理意義的 sK 計(jì)算公式 (以下簡(jiǎn)稱(chēng) FAO 法 )。對(duì)于一定的作物， cK 與作物生育階段和生長(zhǎng)狀況有關(guān)，為簡(jiǎn)化可將其近似視為生育時(shí)間 t 的函數(shù)，采用下式進(jìn)行估算： ? ? 22 / cttcmc meKK ??? (34) 式中 cmK 為生育期最大作物系數(shù)， mt 為 cmK 對(duì)應(yīng)的時(shí)間， c 為形狀參數(shù)。 冬小麥農(nóng)田水量平衡與消耗規(guī)律分析 1) 農(nóng)田水量平衡模型 水量平衡模型是一種概念性模型，根據(jù)一定時(shí)段內(nèi)土壤水分的輸入和輸出來(lái)確定土壤水分的變化。玉米生育期內(nèi)降水較多，灌水相應(yīng)較少，主要試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 31。如管灌和田間改進(jìn)地面灌水技術(shù)結(jié)合，渠灌、管灌與噴灌的結(jié)合，各種節(jié)水灌溉技術(shù)和農(nóng)藝技術(shù)如耕作技術(shù)、覆蓋技術(shù)等結(jié)合，形成節(jié)水的綜合體系和集成技術(shù)。另外，項(xiàng)目區(qū)為井渠結(jié)合區(qū)，田間工程的布局要滿足洪水灌溉和井水灌溉兩者的需要，通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)施，認(rèn)真研究解決井渠結(jié)合的田間工程問(wèn)題。但節(jié)水效果仍不顯著，水資源不足的問(wèn)題依然存在。 提高糧食 產(chǎn)量途徑概況 項(xiàng)目區(qū)所在區(qū)域是晉中市及全省糧、棉、蔬菜及農(nóng)副產(chǎn)品的主要生產(chǎn)基地之一，財(cái)政情況良好，農(nóng)民收入較高，對(duì)于節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用具有較強(qiáng)的意識(shí)和積極性，并具有一定的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)。在灌溉管理節(jié)水方面，應(yīng)從理念上明確，我省灌溉水源嚴(yán)重不足，農(nóng)田灌溉只能實(shí)行非充分灌溉或調(diào)虧灌溉，要加強(qiáng)土壤墑情監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)，要在灌溉試驗(yàn)和多年灌溉實(shí)踐的基礎(chǔ)上，制定非充分灌溉條件下的優(yōu)化太原理工大學(xué)工程碩士研究生學(xué)位論文 15 灌溉制度，將有限的灌溉水資源用于農(nóng)作物對(duì)缺水最敏感的生育期，提高灌區(qū)的水分生產(chǎn)率。目前全省噴微灌面積僅占水澆地面積的 12%，其余 88%的面積仍為普通的地面灌溉面積，節(jié)水潛力很大。今后要更加重視配套采用農(nóng)業(yè)綜合技術(shù)，注重各種高新技術(shù)的組合集成，使之成套化和系統(tǒng)化，達(dá)到事半功倍的效果。 通過(guò)多種水資源的科學(xué)調(diào)配利用，在工程措施方面做到河、井、渠、坑并用，排、灌、蓄、滯結(jié)合，各項(xiàng)工程和措施相互聯(lián)合運(yùn)用，就可達(dá)到最佳水量平衡與可持續(xù)利用。為此，必須在汛期加大引洪灌溉力度，通過(guò)多種方式逐年定量進(jìn)行回補(bǔ)地下水。項(xiàng)目區(qū)所在的瀟河灌區(qū)是 20世紀(jì) 60 年代建設(shè)的，其建設(shè)規(guī)模都是以當(dāng)時(shí)的水資源條件決定的。干旱缺水限制了灌溉，也限制了農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展。 示范區(qū)選擇在張慶鄉(xiāng)演武村和郭家堡王村、近城，其社經(jīng)情況見(jiàn)表 21。 農(nóng)業(yè)灌溉基本靠地下水源，近年來(lái)發(fā)展了為數(shù)不少的噴灌、管灌等節(jié)水農(nóng)業(yè)面積，地表水主要引用瀟河 來(lái)水。 灌溉用水概況 項(xiàng)目區(qū)灌溉水源有洪水、城市污水和地下水三種水源。地面排水系統(tǒng)基本健全，但標(biāo)準(zhǔn)較低，特別是 20 世紀(jì) 70 年代以后，由于井灌井排使區(qū)域地下水位下降?，F(xiàn)有井中有約 50%為 20 世紀(jì) 50～ 70 年代成井的大鍋井，成井技術(shù)落后，井深小，單井出水量小，尚有近 20%的井由于成井技術(shù)等方面的原因，出現(xiàn)大量引沙問(wèn)題。 5 條支渠總長(zhǎng)度 ，其中防滲長(zhǎng)度 ，完好防滲長(zhǎng)度 ，完好率為 %；斗渠 75 條，總長(zhǎng) ，農(nóng)渠 446 條，總長(zhǎng)。 該灌區(qū)渠道引水樞紐工程興建于 1951 年， 1962 年又修復(fù)改造。人均占有水資源量為 290 萬(wàn) m3，只有全國(guó)占有量的 %，全省人均占有 量的 %。 2）土壤 該 項(xiàng)目 區(qū)位于太行山西側(cè)河流瀟河、黑河和澗河下游的傾斜平原和沖積平原地帶，土壤物質(zhì)為河流洪積和沉積物及黃土狀堆積物。經(jīng)實(shí)測(cè)，耕地南北向地面坡度在 1/350～1/1500 之間變化。形成可實(shí)施的、成龍配套的綜合集成技術(shù) 。 太原理工大學(xué)工程碩士研究生學(xué)位論文 5 本文的研究?jī)?nèi)容、技術(shù)路線及研究方法 項(xiàng)目研究區(qū)的確定 晉中市是我省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主產(chǎn)區(qū)之一，其土地資源較好，但水資源極為匱乏。萬(wàn)畝以上灌區(qū)固定渠道防滲長(zhǎng)度所占比例 %，其中干支渠道防滲長(zhǎng)度所占比例 %。 1950~1970 年這 20 年間，我太原理工大學(xué)工程碩士研究生學(xué)位論文 4 國(guó)基本上是充分灌溉的節(jié)水灌溉發(fā)展階段，主要是開(kāi)發(fā)新水源、建設(shè)新灌區(qū)和改建擴(kuò)大舊灌區(qū)，采取渠道防滲技術(shù)，健全渠系建筑物，劃小畦塊，平田整地，按作物需水量進(jìn)行灌溉，以及加強(qiáng)灌區(qū)管理，合理配水等節(jié)水措施。 第二次 世界大戰(zhàn)以后，西方國(guó)家經(jīng)濟(jì)恢復(fù)很快，噴灌技術(shù)和機(jī)具設(shè)備的研制也得到了迅速發(fā)展。三是灌溉工程老化不配套，灌溉面積下降 [2022]。按人均每年 400～440kg 糧食計(jì)算，人口高峰時(shí)的糧食需求量為 ～ 7 億 t。而且我國(guó)水資源在時(shí)空分布上也很不均勻，同時(shí)水資源在空間上的分布也與土地資源分布極不匹配，普遍存在著南豐北枯的現(xiàn)象，華南地區(qū)年降水量為1400~2020mm，而北方地區(qū)年降水量卻少于 800mm。 從古至今，人類(lèi)的各項(xiàng)活動(dòng)都離不開(kāi)水，水作為一種不可替代的自然資源，為人類(lèi)的基本生存提供了必不可少的條件。提出各種技術(shù)集成組合形式的投入產(chǎn)出效益關(guān)系。一些先進(jìn)的農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)和現(xiàn)代化的管理措施得不到大面積推廣，大部分灌區(qū)灌溉水利用率低、灌水定額偏大，造成水資源的大量浪費(fèi)；二是對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境重視不夠。 second, we less regard on agricultural entironment. Some the area of well and irrigation appear water table falling, and form filler area, in our country there are 56 filler areas, the total area excess ten thousand km2. third, irrigated projects is old and is not layout, irrigated areas drop. Aimed at problems of above mention this paper selects typical irrigated areas and progresses technical research and explore for those problems in Jinzhong city, for example water saving is irrational, water environment deteriorate, saving water steps are singleness, saving water effect can not fully exert, irrigated benefit is lowrise. This will exert important effect for advancement of agricultural production, economic continuable development and water resource continuable using, at one time there is directive meaning in similar areas. 太原理工大學(xué)工程碩士研究生學(xué)位論文 IV This paper main content are following: (1) the filtering on fighting a drought breeds of crop The main crops are corn and wheat in item area, through literature research, examination in area and output research put up analysis for output of differ breed and water using rate, at last some fighting a drought breeds of crop and wheat are filtered. (2)the waterfertilizer coupling relation of main crop and study on rationalization irrigated system Waterfertilizer creative function and model are studied with the aim of saving water and increasing production。 我國(guó)水資源現(xiàn)狀 我國(guó)是一個(gè)缺水國(guó)家，水資源短缺正在日益成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活提高及生態(tài)環(huán)境改善的重要因素。同時(shí)，北方干旱地區(qū)年蒸發(fā)量約為 1500~2020mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)降水量 [5]，造成嚴(yán)重干旱、洪澇災(zāi)害和土壤鹽堿化現(xiàn)象。根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織發(fā)布的《生產(chǎn)年鑒》分析，雖然中國(guó)耕地面積只占世界總耕地的 7%，人均耕地也不足世界平均水平的 1/3，但是中國(guó)灌溉面積卻占了全球灌溉面積的 21%，人均灌溉面積與世界平均水準(zhǔn)相平。其最終目的是以最少的水量消耗獲取盡可能多的農(nóng)作物產(chǎn)量、最高的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)環(huán)境效益。 20 世紀(jì) 50 年代末期，以色列研制長(zhǎng)流道滴頭成功，使得滴灌系統(tǒng)在技術(shù)上有了顯著的進(jìn)展。到了 80 年代 ，在噴灌方面，我國(guó)已經(jīng)具備了自己的一整套設(shè)備和技術(shù)，為噴灌的大面積推廣創(chuàng)造了條件 [37]。 2020 年全國(guó)灌溉用水有效利用系數(shù)平均值為 ，大型、中型、小型和純井灌 區(qū)灌溉用水有效利用系數(shù)平均值分別為 、 、 和 ，分別提高了 、 、 和 。所以本項(xiàng)目的研究 試驗(yàn) 區(qū)確定在晉中市范圍內(nèi)。其東部邊界與洪積傾斜平原相連。一年四季氣候分明，晝夜溫差大。 土壤耕作層深度一般為 20～ 25cm，質(zhì)地粘壤到中壤。 水利工程概況 渠灌工程概況 該灌區(qū)屬瀟河灌區(qū)范圍，渠灌灌溉水源的主體為瀟河來(lái)水。南北進(jìn)水閘設(shè)計(jì)引水流量分別為 和 。斗農(nóng)渠建筑物293 座。但其布置服從洪灌渠系等框架。已埋設(shè)各種地下輸配水管道 ，其中固定式噴灌管道，管灌管道 ，滴灌管道 ，半固定式噴灌管道 ，微灌管道 。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，項(xiàng)目區(qū)年地下水灌溉用量在 1000 萬(wàn) m3左右，畝均 160～ 170m3/畝，灌水次數(shù) 2～ 3 次。全市國(guó)民生產(chǎn)總值達(dá)到 億元，年均遞增 %；財(cái)政總收入達(dá)到 億元，年均遞增 18%；農(nóng)村經(jīng)濟(jì)總收入達(dá)到 63 億元，年均遞增 20%以上；農(nóng)民人均純收入達(dá)到 3000 元，為全區(qū)第一；糧食 總產(chǎn)量 億公斤，人均產(chǎn)糧660 公斤；蔬菜產(chǎn)量達(dá)