【文章內(nèi)容簡介】 產(chǎn)函數(shù)試驗及模型研究；在此基礎(chǔ)上，制定主要作物的合理灌溉制度； (3) 作物種植模式研究 通過小區(qū)試驗，比選主要作物的復(fù) 播、間作、套種農(nóng)作制度與種植模式； (4) 選擇適合 晉中市 井渠結(jié)合灌溉類型區(qū)的多種節(jié)水技術(shù)，以節(jié)水高效為目標進行技術(shù)集成組合 ， 對所選定的典型組合進行田間示范，對產(chǎn)量、投入、效益等進行測試。提出各種技術(shù)集成組合形式的投入產(chǎn)出效益關(guān)系。 技術(shù)路線 本文的技術(shù)路線如下： 1. 調(diào)查、篩選國內(nèi)外與本課題技術(shù)集成有關(guān)的先進成熟技術(shù)，以農(nóng)業(yè)高效用水和水環(huán)境改善為最終目標，擬定技術(shù)上可行，經(jīng)濟上合理、實用、簡單而又具有超前性的技術(shù)集成方案、試驗方案等； 以既定的技術(shù)指標為目標，按試驗方案對重點技術(shù)進行小區(qū)試 驗，實現(xiàn)各項技術(shù)達標或優(yōu)化，為總體技術(shù)集成提供具體的技術(shù)支持； 按照所擬定的技術(shù)集成方案，組合裝配，進行技術(shù)集成試驗和效果觀測，實現(xiàn)太原理工大學(xué)工程碩士研究生學(xué)位論文 6 技術(shù)集成。同時對各項集成技術(shù)有關(guān)的設(shè)備、設(shè)施進行引進、完善、配套和應(yīng)用。形成可實施的、成龍配套的綜合集成技術(shù) 。 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)合的方法進行研究。 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。其東部邊界與洪積傾斜平原相連。區(qū)內(nèi)地形平坦，起伏不大。海拔高程在776m～ 803m 之間。地勢東高西低，由東北向西南傾斜，平均地面坡度 1/1000，東西向坡降略緩于 1/1000。由于長期引洪淤灌的結(jié)果，區(qū)內(nèi)微地形起伏較大，多數(shù)地帶形成了洪灌渠道地形高、向南兩側(cè)微傾斜的微地形。經(jīng)實測，耕地南北向地面坡度在 1/350～1/1500 之間變化。 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?？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；夏季多雨；秋季短暫，天高氣爽。一年四季氣候分明，晝夜溫差大。全年平均氣溫 ℃ ， 0℃ 以上，積溫 3988℃ ，10℃ 以上積溫為 ℃ 。年均無霜期約 171 天，終霜日出現(xiàn)在 4 月下旬，初霜日出現(xiàn)在 10 月上旬。平均日照時數(shù) 小時，作物生長季節(jié)太陽輻射的日照相當充足，且與高溫多雨相結(jié)合，為農(nóng)作物進行光合作用提供大量能源，光能利用潛力很大。年平均風速 ，風速的變化特點是： 1～ 3 月份為風速加大階段， 4 月份達到最大值， 5 月份以后風速減小， 9 月份最小；風速的日變化周期也十分明顯。 2）土壤 該 項目 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。受地形、母質(zhì)、地下水位等因素的影響。主要分布有草甸土和褐土兩種主要類型的土壤。 土壤耕作層深度一般為 20～ 25cm，質(zhì)地粘壤到中壤。代表性土種為耕沖重壤質(zhì)淺色草甸土，全剖面質(zhì)地多為重壤或粘土，有時底土可出現(xiàn)壤質(zhì)層次，出現(xiàn)部位較深。土壤粘粒比表面積大，粒間排列密實，毛管孔隙多，非毛管孔隙少，通氣透水性差，好氣性微生物活動受到抑制，有機質(zhì)分解慢，田間持水量大，保水抗旱力強。耕層土壤肥力好 ，典型剖面土壤（ 0～ 20cm）的有機質(zhì)含量 %，全磷含量 %，全氮含量 %，太原理工大學(xué)工程碩士研究生學(xué)位論文 8 PH 值 。 3）水資源 該 項目 區(qū)所處瀟河灌區(qū)，流域共有大小河流 12 條，分別是瀟河、涂河、龍門河、圪塔河、牛耕河、麻海河、澗河、黑河、白龍河、泉子河、河口河、涑水河，據(jù)榆次市水資源管理委員會的資料，該井灌區(qū)所在地榆次區(qū)水資源總量為 13118 萬 m3，其中地表水資源總量為 5400 萬 m3，地下水資源總量為 9416 萬 m3，重復(fù)量為 1698 萬 m3。人均占有水資源量為 290 萬 m3，只有全國占有量的 %，全省人均占有 量的 %。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 %。此外，還有榆次城區(qū)經(jīng)處理的污水 500 萬 m3。 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水。瀟河系汾河的第二大支流，發(fā)源于昔陽縣沾尚鄉(xiāng)馬道嶺，流經(jīng)壽陽、榆次、太原的小店、清徐等市縣，在太原市小店區(qū)洛陽、南馬村間匯入汾河，全長 137km，流域面積 3720km2。瀟河灌區(qū)取水樞紐位于榆次區(qū)東南源渦村，屬于低壩引水樞紐。樞紐之上流域面積 3090km2。瀟河多 年平均徑流量 13100 萬 m3，年平均實際引用量 2800 萬 m3。 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。樞紐由混凝土滾水壩、南北沖沙閘及南北引水閘組成。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。南北進水閘設(shè)計引水流量分別為 和 。 瀟河灌區(qū)以瀟河為界分為南北兩個灌區(qū)。南岸灌區(qū)為民生灌區(qū)，北岸灌區(qū)為民豐灌區(qū)。本課題所選灌區(qū)位于瀟河北岸的民豐灌區(qū)上游，屬北干二支、三支、四支及中三支的灌溉范圍。北干 渠長 、設(shè)計引水流量 、梯形斷面、防滲長度 ，防滲段完好率 %（ ）。 5 條支渠總長度 ，其中防滲長度 ，完好防滲長度 ，完好率為 %；斗渠 75 條，總長 ，農(nóng)渠 446 條，總長。斗農(nóng)渠全部為土渠。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）。斗農(nóng)渠建筑物293 座。 太原理工大學(xué)工程碩士研究生學(xué)位論文 9 瀟河灌區(qū)具有悠久的灌溉歷史，灌溉渠系完整，干、 支、斗、農(nóng)、毛五級灌溉渠系配套。由于骨干渠系建筑物多數(shù)修建于 20 世紀 50 年代，部分年久失修，老化嚴重，設(shè)備破損，在行水過程中常出現(xiàn)阻水、啟閉不靈等現(xiàn)象，影響了灌區(qū)的正常輸水，造成水資源的浪費。 井灌工程概況 截止 目前 ，灌區(qū)共有灌溉機井 451 眼，其中出水量大于 30m3/h 的機井 110 眼，占%，出水量在 20～ 29m3/h 之間的機井 169 眼，占 %，出水量在 10～ 19m3/h 之間的機井 109 眼，占 %，出水量小于 10t 的機井 63 眼，占 %。日提水估計可達20 萬 m3?，F(xiàn)有井中有約 50%為 20 世紀 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)大量引沙問題。有 40～ 50%的井需要更新改造。 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。但其布置服從洪灌渠系等框架。除現(xiàn)有的管灌管網(wǎng)外，井灌明渠的防滲率可達 50%左右。但由于凍脹、維修跟不上等方面的原因，防滲損害嚴重。 排水工程概況 項目區(qū)地形平坦，當?shù)貜搅骷俺菂^(qū)污水通過退水區(qū)向項目區(qū)外排放。骨干排水溝道有榆次區(qū)一退、榆次區(qū)二退、使趙退 水、主干退水。地面排水系統(tǒng)基本健全，但標準較低，特別是 20 世紀 70 年代以后，由于井灌井排使區(qū)域地下水位下降。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重，存在著一定的隱患。 節(jié)水工程概況 項目區(qū)節(jié)水灌溉從 20 世紀 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。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 。擁有移動噴灌機組 39 臺，井灌渠道防滲長度 。 表面上看，項目區(qū)節(jié)水灌溉面積較大，但由于工程建設(shè)標準低，管理不善等方面的原因，實際的節(jié)水灌溉水平還很低，管灌面積上的管網(wǎng)密度僅為 ，離國家 6～10m/畝的要求尚有較大差距。目前，所鋪設(shè)管道的大部分用來解決無井地塊灌溉水的遠距離輸送，或小流量井之間的并聯(lián)，管灌面積的實際管網(wǎng)密度比 。另外，太原理工大學(xué)工程碩士研究生學(xué)位論文 10 管灌面積上的畦長仍與洪灌條件下的畦長一致，一般長度在 150～ 220m 之間，導(dǎo)致田間水利用系數(shù)僅達 左右。 灌溉用水概況 項目區(qū)灌溉水源有洪水、城市污水和地下水三種水源。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。畝均毛用水量 180m3/畝。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，項目區(qū)年地下水灌溉用量在 1000 萬 m3左右，畝均 160～ 170m3/畝，灌水次數(shù) 2～ 3 次。兩項合計畝均灌水量 為 350m3/畝，從用水總量上看，項目區(qū)目前的地面水和地下水用水比例為 1:1 左右。 項目區(qū)目前屬于井渠結(jié)合灌溉類型，但它是在純引洪灌區(qū)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，從灌溉工程的布局上看，以洪灌渠系為骨架；從微地形變化上來看，項目區(qū)大多數(shù)地塊洪灌渠道雙向控制，渠道所在地地形高，向兩側(cè)傾斜；從田面工程看，畦埂高大，畦寬 4～6m 居多，更有甚者畦寬可達 10m 以上，畦長在 150～ 220m 之間。 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及社會經(jīng)濟概況 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)概況 項目區(qū)主要以農(nóng)業(yè)為主，農(nóng)業(yè)以種植業(yè)為主，主要種植作物為小麥、玉米、棉花、蔬菜 ，小麥的種植面積約占 42%～ 45%；玉米的播種面積約 %～ %；棉花的種植面積 4%～ 6%；蔬菜等經(jīng)濟作物播種面積約 26%～ 32%，其它豆類等種植面積約為5%～ 8%，復(fù)播指數(shù)接近 30%，種植模式為：小麥復(fù)播豆類、蔬菜，次年種玉米，玉米收割后種小麥，這樣一種種植模式。作為太原市和晉中市兩大城市的菜籃子基地，近年來，設(shè)施農(nóng)業(yè)得到了長足的發(fā)展，大棚、溫室集中連片已經(jīng)成為當?shù)剞r(nóng)業(yè)的支柱性產(chǎn)業(yè)，是當?shù)剞r(nóng)業(yè)的一大特色。 農(nóng)業(yè)灌溉基本靠地下水源，近年來發(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 來水。瀟河灌區(qū)始建于 20 世紀 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。 太原理工大學(xué)工程碩士研究生學(xué)位論文 11 社會經(jīng)濟概況 榆次區(qū)為山西省 “全省超前發(fā)展改革試點 ”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。全市國民生產(chǎn)總值達到 億元，年均遞增 %；財政總收入達到 億元，年均遞增 18%；農(nóng)村經(jīng)濟總收入達到 63 億元，年均遞增 20%以上；農(nóng)民人均純收入達到 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 億公斤；綜合經(jīng)濟實力在全省排名第三。 近年來，榆次區(qū)把建設(shè)生態(tài)市放在首位，這個發(fā)展方向既遵循了可持續(xù)發(fā)展的原則，又符合山西省建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)的總體技術(shù)路線，被國務(wù)院確定為首批 3000 個節(jié)水增產(chǎn)重點縣（市）之一后，又被國家環(huán)保局確定為全國 56 個縣 (市 )生態(tài)示范市之一，被省政府確定為林業(yè)生態(tài)建設(shè)示范市和農(nóng)業(yè)生態(tài)示范市。在城郊鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化建設(shè)進程中，堅持因地制宜，發(fā)揮優(yōu)勢，大搞開發(fā)性項目，先后建成國家商品糧基地、北方旱作農(nóng)業(yè)示范基地、北方淡水養(yǎng)魚基地、高新 技術(shù)示范基地、省級多樣化果品生產(chǎn)基地、瘦肉型豬生產(chǎn)基地、無公害蔬菜生產(chǎn)基地、日光節(jié)能溫室基地，有力地促進了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化和農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展。糧食生產(chǎn)居全省十強縣（市）之一；蔬菜生產(chǎn)連續(xù)六年奪全省之冠；禽蛋和肉類產(chǎn)量分別名列全省第三和第四；果品產(chǎn)量居全區(qū)第二。鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)營業(yè)收入、農(nóng)村經(jīng)濟總收入、農(nóng)民人均純收入、農(nóng)村經(jīng)濟綜合實力等主要指標均排名全省十強之中，被省委、省政府命名為全省首達小康市。 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)情況見表 21。 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)濟作物面積（畝） 總產(chǎn) （萬 kg） 畝產(chǎn) （ kg） 農(nóng)村經(jīng)濟總收入（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)利用強調(diào)的是水資源持久地利用，不僅要滿足當代人的用水需求，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。根據(jù)我國人口、經(jīng)濟的增長、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)利用必須走保護生態(tài)環(huán)境、保護水資源、合理利用和節(jié)約水資源的持續(xù)發(fā)展