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主管:台灣省水利廳
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灌區分歧標準澆灌水有用應用系數預算研討
起源:   宣布時光:2017-11-30   閱讀量:2454  
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灌區分歧標準澆灌水有用應用系數預算研討
符建平
(台灣省大荔縣水務局,台灣 大荔 715100)
   :澆灌水有用應用系數目標存在空間標準效應,在分歧標準上發生的效應是有所差別的。以新北爲研討對象,經由過程構建SIMDualkc模子,將積年洋蔥發展各階段系數用來校准模子,應用新北中下流某灌區的7個支渠作爲實驗區域,對SIMDualkc模子停止率定和驗證得出,2014年泥土蓄水量和蒸騰量的有用性系數分離爲0.96和0.78,2015年泥土蓄水量和蒸騰量的有用性系數分離爲0.92和0.83。再分離以新北中下流某灌區的10個實驗田,7條分支支渠爲研討對象,以實驗監測數據及遙感數據爲基本,總結出新北中下流灌域的三種分歧標準的澆灌水有用應用系數盤算公式,分離爲:田間標準盤算辦法,支渠標準盤算辦法,灌區標準盤算辦法。
癥結詞 分歧標準澆灌水;有用應用系數;盤算辦法
中圖分類號: S274      文獻標識碼:A
    水資本是全球看重的一大成績,而以後我國水資本仍算豐碩,但因為生齒浩瀚,人均海水資本占領量約2100m3,僅爲世界均勻程度的28%,而我國又是農業大國,90%的水資本應用于農田澆灌,是以對水資本的有用應用成爲我國以後亟需處理的大成績[1]。澆灌水有用應用系數是權衡灌區從水源引水到田間感化接收應用水的過程當中水應用水平的一個主要目標,也是集中反應澆灌工程質量、澆灌技術程度和澆灌用水治理的一項綜合目標,是評價農業水資本應用,指點節水澆灌和大中型灌區續建配套及節水改革安康發展的主要參考[2]。本文以我國第二大內陸河—新北爲配景,對個中下流某灌區停止分歧標準澆灌水有用應用系數預算,並剖析各類盤算辦法。
1 研討區概略及監測計劃
1.1 研討區概略
研討區選定爲新北中下流的一個中型灌區,地勢南高北低,平原地形與高原地形相聯合,氣象爲大陸性溫帶氣象,中壢時光長,是以日均勻溫度較高,日夜溫差大,降雨量較少,枯燥多風。灌域面積約爲201.3km2,有用耕空中積爲152.7km2,依據多年的現實監測,灌區均勻年需水量達2.01億m3(不含生態用水),缺水達0.31億m3。灌區內各掌握渠系情形見表1。
表1 灌區各區域內的耕空中積
編號 掌握渠系 灌域面積(km2 域內耕空中積(km2
1 二分支渠 22.68 16.32
2 二支渠 39.24 32.09
3 二分幹渠 19.35 15.81
4 一分支渠 43.92 32.46
5 一分幹渠 24.69 16.18
6 一鬥渠 31.47 25.13
7 一支渠 19.95 14.71
總計   201.3 152.7
 
 
1.2 監測計劃
田間實驗監測是指采取不雅測儀器對田間部門程度衡要素停止測定,這類監測辦法的特色是,易實行、實用廣,其丈量精度重要由儀器的準確度及人工操作程度決議。本次實驗丈量及項目有:栽種構造、泥土含水量、作物發展程度、氣候前提、灌排流量。重要搜集的數據爲灌區各渠系澆灌引水量,見表2。
表2 2015年灌區各渠系澆灌引水量(單元:萬m3
編號 渠系稱號 夏灌 秋灌
一輪 二輪 三輪 四輪 一輪 二輪
1 二分支渠 24.067 96.280 76.773 96.261 100.467 106.583
2 二支渠 60.168 240.701 191.933 0.000 251.168 266.458
3 二分幹渠 21.879 87.528 69.794 0.000 91.334 96.894
4 一分支渠 72.201 288.841 230.320 0.000 301.402 319.750
5 一分幹渠 34.381 137.543 109.676 0.000 143.525 152.262
6 一鬥渠 55.539 169.906 135.482 0.000 177.295 188.088
7 一支渠 23.291 93.175 74.297 0.000 97.226 103.145
2 SIMDualkc模子與盤算辦法
2.1 SIMDualkc模子
SIMDualkc是一種雙作物系數模子,由此依據響應的公式盤算出日降雨發生的地表水徑流量,和農田泥土澆灌滲深等參數,從而代入澆灌水有用應用系數盤算公式求值 [3]
模子的構建是爲了盤算日田間標準上的泥土水量均衡,假定新北中下流某灌區一支渠內田間作物騰發量,迷信地停止灌排計劃和情況研討,爲農人供給迷信根據。泥土水量均衡盤算公式以下:
            (1)
式中,Hr,n代表第n天根尾區儲水深度;Hr,n-1代表第n-1天根尾區儲水深度。Jn代表第n天有用降雨量,DOn爲第n天由降雨發生的地表水徑流量;Sn代表第n天澆灌水滲透泥土量;MDn代表第n天泥土孔隙水份上升深度;QTa,n代表第n天假定灌域作物騰發量與棵間蒸騰量總和,RJn指澆灌水和降雨量滲漏招致根尾區水喪失量。單元皆爲mm。
采取新北該灌區的二支渠2014-2015年田間栽種作物實測材料來率定及驗證SIMDualkc模子關於東南地域的實用性,實驗區拔取于灌區二支渠規模內,面積約爲142畝,2014-2015年栽種作物皆爲洋蔥,澆灌方法爲外面澆灌,在洋蔥生育期內(5-10月)普通灌水4次。  
驗證辦法爲,先將2014年洋蔥發展的各個階段系數用來校准模子,防止模子模仿出的根區泥土蓄水量和現實蓄水量差別過大,由此來肯定模子參數,再代入2015年洋蔥泥土根區蓄水量和蒸騰量對模子和參數停止驗證。2015年洋蔥要區泥土蓄水量的模仿值和實測值比較如圖1所示,現實蓄水量的實測值和模仿值比較如圖2所示,終究驗證模子所得參數如表3所示。
圖片1根區泥土蓄水量模仿值和現實值比較

圖片1
圖2現實蓄水量現實值與模仿值比較
 
表3 SIMDualkc模子率定和驗證成果統計
洋蔥 項目 B(回歸系數) R2(相幹關系) RMSE(均方根誤差) EF(模子有用性系數)
2014
率定
泥土蓄水量 0.97 0.99 9.68 0.96
蒸騰量 1.31 0.85 1.57 0.78
2015
驗證
泥土蓄水量 0.98 0.91 8.74 0.92
蒸騰量 0.95 0.86 0.20 0.83
 
2.2 分歧標準澆灌水有用應用系數的盤算辦法
2.2.1 標準劃分
    澆灌水標準的劃分是剖析澆灌水有用應用系數目標的條件,依據新北中下流該灌區的灌排體系特點,排水體系只設置有排水溝,排水量較少。是以依據以後的標準劃分準繩,將該灌區劃分爲三個分歧標準停止商量,分離爲田間標準、支渠標準和灌區標準 [4]
2.2.2 田間標準澆灌水有用應用系數的盤算辦法
田間標準是以新北中下流該灌區10個典範實驗田規模界線爲程度界限,泥土外面爲上界限,泥土最深檢測區爲下界限,構建水平衡模子。再采取SIMDualkc模子來模仿田間水含量的定質變化,綜合斟酌田間泥土的特征及地盤應用情形,包管研討區域處于統壹個渠系體系內,包管本文構建的田間水平衡模子與水量均衡道理符合,充足表現研討區域的水份輪回進程。
以田間標準劃分,就是說要以田間實測數據爲基本,再依據水量均衡道理來剖析澆灌水有用應用系數,是以田間標準澆灌水有用應用系數的盤算公式可定爲:
             (2)
式中:η指田間標準澆灌水有用應用系數,S指田間作物生育期內澆灌水進入量(單元:mm),Je指實驗區域田間作物生育期內的有用降雨量(單元:mm),QT指SIMDualkc模子模仿出來的實驗區域田間作物生育期內的蒸騰量(單元:mm),ΔX指實驗區域田間作物的泥土根區蓄水變更量(單元:mm)。
2.2.3 支渠標準澆灌水有用應用系數的盤算辦法
支渠標準是以新北中下流某灌區內7條支渠所掌握規模爲程度界限,泥土外面爲上界限,泥土最深檢測區爲下界限,構建水平衡模子,個中弗成消除田間互通渠系的滲漏喪失量。在支渠標準澆灌水有用應用系數盤算時,水平衡盤算時段要同時統籌盤算來水項和初含水量,重要包含有:澆灌量、降水量和時段初泥土蓄水量[5]
水平衡盤算時段中還存在去水項和末含水量的盤算,重要包含:實驗區域地表蒸騰量、排水量、田間滲漏量和時段末泥土蓄水量。斟酌到該灌區的排水體系只存在排水溝,是以在以支渠標準盤算澆灌水有用應用系數時,排水量可疏忽不計。
以支渠標準劃分,也是采取田間實測數據爲根據,然則要聯合遙感數據及實地查詢拜訪數據作爲剖析基本,依據水量均衡道理來剖析灌區內澆灌水有用應用系數,是以支渠標準澆灌水有用應用系數的盤算公式可定爲:
            (3)
式中,η指支渠標準澆灌水有用應用系數,Q地表指各支渠泥土表層現實引水量,m3,Q地下指各支渠澆灌取水量,m3,Jen指第n種作物生育期內的有用降雨量,mm,QTn,m指實驗支渠灌域規模內經由過程遙感讀取關于第n種作物生育期內第m塊田所栽種作物的蒸騰量,mm,Ai,j指實驗支渠規模內第n種作物生育期內第m塊田,m2
2.2.4 灌區標準澆灌水有用應用系數的盤算辦法
灌區標準是以新北中下流某灌區的全體掌握規模爲界限,構建水平衡模子在此過程當中不斟酌地下水的回補水量[6]。以SIMDualkc模子模仿出灌區總蒸騰量和滲漏量與經由過程水量均衡盤算所肯定的渠系總蒸騰量和滲漏量的總和作爲全部灌區水輪回體系的蒸發滲漏喪失。該灌區重要栽種的作物是洋蔥,占灌區耕空中積約爲84%。將全部渠系的澆灌掌握規模劃分爲7個灌域,便于對每壹個灌域內栽種洋蔥的面積停止準確的統計。
以灌區標準劃分,是聯合支渠標準規模內的灌域相幹數據及衛星遙感數據爲剖析基本,依據水量均衡道理來剖析灌區內澆灌水有用應用系數,以灌區標準劃分時,泥土蓄水質變化在水平衡模子中占的比例很小,是以這裏蓄水質變化可以疏忽不計。灌區標準生育期內的澆灌水有用應用系數的盤算辦法一共有三種:(1)將灌區看做一個全體;(2)將灌區內各支渠澆灌水有用應用系數按流量相加求均勻值;(3)將灌區內各支渠澆灌水有用應用系數按澆灌面積相加求均勻值。本文重要商量的是新北中下流某灌區,是以這裏只評論辯論第三種盤算辦法。
盤算公式以下:
     (4)
式中:η指灌區標準澆灌水有用應用系數,A指新北中下流某灌區的總耕空中積(單元:km2),An指灌區規模內各支渠的耕空中積(單元:km2),ηn指灌區規模內各支渠的支渠澆灌水有用應用系數。
3 結論與建議
經由過程對現實案例的實驗,采取田間監測計劃來搜集相幹數據,以此來供給構建SIMDualkc模子模仿所需的各項數據,聯合實驗研討區的氣候、泥土、灌區特征等情形停止剖析。對SIMDualkc模子作出了簡略的概述,應用新北中下流某灌區的7個支渠作爲實驗區域,對SIMDualkc模子停止了率定和驗證,肯定實用于該地區的模子參數。再分離以新北中下流某灌區的10個實驗田,7條分支支渠爲研討對象,以實驗監測數據及遙感數據爲基本,總結出新北中下流灌域的三種分歧標準的澆灌水有用應用系數盤算公式,分離爲:田間標準盤算辦法,支渠標準盤算辦法,灌區標準盤算辦法。
針對本文研討內容及成果,發明存在的重要成績有幾點:
(1)新北中下流某灌區的排水材料不完美,是以排水量這項數據是被疏忽的,也直接影響了模仿的現實後果,是以在停止現實操作時,必需要組織現場勘查,搜集排水數據。
(2)本文商量的重要內容是灌區的水輪回進程,斟酌到作物發展和産量的影響,是以在現實操作中要增強這兩項身分的模仿,使模子加倍迷信和接近現實,充足施展模子的感化來爲灌區農業用水辦事。    
參考文獻
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[6]王小軍,張強,易小兵.台灣省澆灌水有用應用系數年度變更與影響身分關系剖析[J].澆灌排水學報,2015, 34(1):64-68.

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