农田土壤水资源评价与高效利用研究——以保定平原为例

发布时间：2023-11-25 05:11

　　海河平原是我国农业生产基地和商品粮生产基地。水资源紧缺是制约该区域国民经济可持续发展的瓶颈。该区农业生产用水量占区域总用水量的70%以上。能被农作物直接利用的水分形式是土壤水,而农田灌溉只是田间降雨形成的土壤水不足的补充。要缓解区域水资源紧缺状况,减少农业耗水、提高农田水分生产效率是关键,这必然要求区域的农业生产方式和农田结构形式应该按照“适水发展”的原则,与区域的土壤水资源状况相适应。因此进行区域土壤水资源评价和高效利用研究对于降低农业生产消耗传统水资源(重力水),缓解区域水资源供需矛盾具有重要的理论意义和现实意义。本文以保定平原为例,进行了农田土壤水资源评价与高效利用研究。主要研究内容与成果如下:(1)土壤水资源评价研究基本理论的分析与阐述。本文分析了土壤水资源与土壤水的关系、土壤水资源的概念和特性,阐述了土壤水资源的研究内容、评价指标和评价方法,明确了土壤水资源评价层概念和方法,运用水量平衡原理,提出了在地表产流上基于超渗产流模型计算,在评价层以下损失量上基于蓄满产流模型计算,在无效降雨上基于冠层截留模型计算的土壤水资源计算模型。(2)保定平原区土壤水资源数量评价。运用本文建立的...

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【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
1 引言
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外相关研究进展
        1.2.1 农业用水与水资源消耗
        1.2.2 土壤水与农业生产的关系
        1.2.3 土壤水与土壤水资源
        1.2.4 农田水分高效利用研究
        1.2.5 土壤水资源研究趋势
    1.3 主要研究内容和技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 拟解决的关键问题
        1.3.3 技术路线
2 土壤水资源及其评价方法
    2.1 土壤水资源的概念与特性
        2.1.1 水与水资源
        2.1.2 土壤水与土壤水资源
        2.1.3 土壤水资源的特性
    2.2 土壤水资源评价方法
        2.2.1 土壤水的评价指标与评价方法
        2.2.2 土壤水资源的评价指标与评价方法
    2.3 土壤水资源评价层深度的确定方法
        2.3.1 农业根系层分析法
        2.3.2 零通量面分析法
        2.3.3 土壤水分剖面分析法
    2.4 土壤水资源的计算模型
        2.4.1 田间水文循环
        2.4.2 土壤水资源量计算模型
        2.4.3 土壤水资源量各分项计算方法
        2.4.4 土壤水资源量计算模型参数确定方法
    2.5 小结
3 保定平原区土壤水资源量评价
    3.1 保定基本概况
        3.1.1 自然地理
        3.1.2 水文气象
        3.1.3 水资源状况
        3.1.4 土地资源状况
        3.1.5 种植结构状况
    3.2 保定平原区降水量分析
        3.2.1 保定平原区降水量频率分析
        3.2.2 保定平原区年降水量不同频率典型年选择
        3.2.3 保定平原区年降水量的分布特征及其变化趋势
        3.2.4 保定平原区月降水量的年际分布特征及其变化规律
        3.2.5 保定平原区不同频率年的月降水量分布特征
        3.2.6 保定平原区不同频率年的日降水量分布特征
    3.3 土壤水资源量计算所需参数确定
        3.3.1 日降水量资料
        3.3.2 评价层深度
        3.3.3 无效降水量
        3.3.4 地表径流量
        3.3.5 植物腾发量
        3.3.6 评价层含水能力
        3.3.7 评价层土壤的逐日含水量
        3.3.8 评价层以下日入渗补给量
    3.4 典型区不同水文年的土壤水资源量
        3.4.1 丰水年不同典型区土壤水资源量
        3.4.2 平水年不同典型区土壤水资源量
        3.4.3 枯水年不同典型区土壤水资源量
        3.4.4 砂土不同水文年土壤水资源量年内变化
        3.4.5 砂壤土不同水文年土壤水资源量年内变化
        3.4.6 壤土不同水文年土壤水资源量年内变化
        3.4.7 粘壤土不同水文年土壤水资源量年内变化
        3.4.8 粘土不同水文年土壤水资源量年内变化
        3.4.9 初始含水量值对土壤水资源量的影响分析
    3.5 保定平原区耕地的土壤质地面积
        3.5.1 保定平原区耕地的现状面积
        3.5.2 保定平原区土壤质地面积
        3.5.3 保定平原区耕地的土壤质地面积
    3.6 保定平原区耕地土壤水资源量
        3.6.1 保定平原区丰水年的土壤水资源量
        3.6.2 保定平原区平水年的土壤水资源量
        3.6.3 保定平原区枯水年的土壤水资源量
        3.6.4 保定平原区的土壤水资源量规模
    3.7 保定平原区土壤水资源量分布特征
        3.7.1 保定平原区土壤水资源的时间分布特征
        3.7.2 保定平原区土壤水资源的空间分布特征
    3.8 小结
4 土壤水资源田间调控试验研究
    4.1 棉花地膜覆盖调控田间试验
        4.1.1 试验布置
        4.1.2 试验观测内容与测定方法
        4.1.3 土壤水分常数测定结果
        4.1.4 覆膜对棉花生育期内根区土壤含水率影响
        4.1.5 覆膜对土壤水资源补给的影响
        4.1.6 覆膜对土壤水资源消耗的影响
        4.1.7 覆膜对棉花产量的影响
        4.1.8 覆膜节水增产效果评价模型
    4.2 花生地膜覆盖调控田间试验
        4.2.1 试验布置与设计
        4.2.2 试验观测内容与测定方法
        4.2.3 土壤性能参数测定表
        4.2.4 花生土壤水分空间垂直变化规律
        4.2.5 花生土层含水量变化规律
        4.2.6 花生产量和水分利用效率
    4.3 小结
5 土壤水资源高效利用调控体系
    5.1 保定平原区土壤水资源供需平衡分析
        5.1.1 保定平原区主要农作物需水量
        5.1.2 保定平原区主要农作物土壤水资源量
        5.1.3 土壤水资源量与作物需水量的耦合特征
        5.1.4 土壤水资源调控理论
    5.2 宏观作物层面调控体系
        5.2.1 作物种植种类的选择
        5.2.2 作物品种的选择
    5.3 微观界面层面调控体系
        5.3.1 增加土壤水资源补给量措施
        5.3.2 减少土壤水资源无效和低效消耗量措施
    5.4 小结
6 总结与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
在读期间发表的学术论文
作者简历
致谢



本文编号：3867337