灌水总量与灌溉技术约束下华北典型区域冬小麦灌溉制度优化研究
发布时间：2023-04-03 19:19
华北地区是我国冬小麦主产区,冬小麦生育期降水很难满足其需水要求,作物生长对灌溉严重依赖,地面灌溉仍是该区域冬小麦主要的灌溉方式。当前,水资源总量不足和地面灌溉水分利用效率偏低是华北地区农业生产面临的两大主要问题。基于华北地区节水压采策略,如何在用水总量控制条件下,通过优化作物灌溉制度和改进地面灌溉用水管理来提高水分生产效率,以保障农户利益不受损,是当前水务管理部门急需解决的问题。为此,本论文将田间试验与数值模拟相结合,采用作物生长模型和地面灌溉模拟模型,在分别对模型参数进行率定和适用性评价的基础上,确定研究区冬小麦受试作物品种参数和地面灌溉技术约束下的最小灌水定额。基于作物生长模型参数,以研究区灌溉定额控制指标为上限,地面灌溉技术约束下的最小灌水定额为下限,结合不同降水水平年、作物生育期、畦灌布置方案,确定灌溉制度模拟情景方案,应用作物生长模型进行模拟。基于模拟结果,构建灌溉制度评价及筛选的指标体系和评价模型,优化提出用水总量和地面灌溉技术约束下的适宜灌溉制度方案。本文主要研究成果和创新点如下:(1)采用作物生长模型DSSAT,基于田间试验数据,率定了模型参数并评价其适用性,优选出一套...
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究目的和意义
1.1.1 缓解有限灌溉水资源与冬小麦需水之间的矛盾
1.1.2 缓解有限灌溉水资源与较低地面灌溉水利用效率之间的矛盾
1.1.3 缓解用水总量控制下地下水节水压采与作物稳产之间的矛盾
1.2 国内外研究现状
1.2.1 作物灌溉制度优化方法及作物生长模型研究
1.2.2 地面灌溉技术要素评价方法及模拟模型研究
1.2.3 需要进一步研究的问题
1.3 研究内容与技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
第二章 试验观测与研究方法
2.1 研究区概况
2.2 试验设计
2.2.1 作物生长模型田间验证试验
2.2.2 地面灌溉模拟模型田间验证试验
2.3 模型选取与应用
2.3.1 作物生长模型
2.3.2 地面灌溉模拟模型
2.4 评价与统计分析方法
2.4.1 模型模拟性能评价方法
2.4.2 地面灌溉性能评价指标与方法
2.4.3 作物水分利用效率评价指标与方法
2.4.4 统计分析工具
第三章 作物生长模型参数率定与适用性评价
3.1 模型参数率定方法与方案
3.1.1 参数率定方法
3.1.2 参数率定方案
3.2 模型参数率定结果与验证分析
3.2.1 参数率定结果
3.2.2 不同方案模拟值和实测值验证结果分析
3.3 优选参数方案模拟结果分析
3.4 作物模型参数的确定及适用性评价
3.5 小结
第四章 不同畦灌技术要素下最小灌水定额的确定
4.1 模型参数率定与验证
4.1.1 土壤入渗参数率定
4.1.2 模型适用性评价
4.2 不同畦灌技术要素下最小灌水定额数值模拟分析
4.2.1 数值模拟试验设计
4.2.2 数值模拟试验结果分析
4.3 华北区域典型畦灌技术要素组合下最小灌水定额的确定
4.4 小结
第五章 地面灌溉技术约束下灌溉制度方案的模拟
5.1 冬小麦灌溉需水量计算
5.1.1 典型年选取
5.1.2 作物需水量计算
5.2 灌溉制度方案情景模拟
5.2.1 灌溉制度情景方案组合设计
5.2.2 灌溉制度情景模拟结果
5.3 灌溉制度模拟情景结果分析
5.3.1 不同降水年型降水量对模拟产量的影响
5.3.2 不同灌水定额对模拟产量的影响
5.3.3 不同灌溉定额对模拟产量的影响
5.3.4 不同灌水定额对土壤蒸发及作物蒸腾量的影响
5.4 小结
第六章 地面灌溉技术约束下灌溉制度的优化
6.1 基于产量和作物水分利用效率水平的灌溉制度优化
6.1.1 作物水分利用效率评价指标的选取
6.1.2 冬小麦生育期灌溉定额与产量及作物水分利用效率回归模型
6.1.3 不同水平年下最优灌溉制度的筛选
6.2 基于净收益和产出投入比的经济灌溉制度优化
6.2.1 评价及筛选模型的建立
6.2.2 冬小麦生育期灌溉定额与净收益及投入产出比回归模型
6.2.3 不同水平年下最优灌溉制度的筛选
6.3 小结
第七章 总结与展望
7.1 主要结论
7.2 论文创新点
7.3 研究展望
参考文献
攻读博士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢
本文编号：3780996
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
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摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究目的和意义
1.1.1 缓解有限灌溉水资源与冬小麦需水之间的矛盾
1.1.2 缓解有限灌溉水资源与较低地面灌溉水利用效率之间的矛盾
1.1.3 缓解用水总量控制下地下水节水压采与作物稳产之间的矛盾
1.2 国内外研究现状
1.2.1 作物灌溉制度优化方法及作物生长模型研究
1.2.2 地面灌溉技术要素评价方法及模拟模型研究
1.2.3 需要进一步研究的问题
1.3 研究内容与技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
第二章 试验观测与研究方法
2.1 研究区概况
2.2 试验设计
2.2.1 作物生长模型田间验证试验
2.2.2 地面灌溉模拟模型田间验证试验
2.3 模型选取与应用
2.3.1 作物生长模型
2.3.2 地面灌溉模拟模型
2.4 评价与统计分析方法
2.4.1 模型模拟性能评价方法
2.4.2 地面灌溉性能评价指标与方法
2.4.3 作物水分利用效率评价指标与方法
2.4.4 统计分析工具
第三章 作物生长模型参数率定与适用性评价
3.1 模型参数率定方法与方案
3.1.1 参数率定方法
3.1.2 参数率定方案
3.2 模型参数率定结果与验证分析
3.2.1 参数率定结果
3.2.2 不同方案模拟值和实测值验证结果分析
3.3 优选参数方案模拟结果分析
3.4 作物模型参数的确定及适用性评价
3.5 小结
第四章 不同畦灌技术要素下最小灌水定额的确定
4.1 模型参数率定与验证
4.1.1 土壤入渗参数率定
4.1.2 模型适用性评价
4.2 不同畦灌技术要素下最小灌水定额数值模拟分析
4.2.1 数值模拟试验设计
4.2.2 数值模拟试验结果分析
4.3 华北区域典型畦灌技术要素组合下最小灌水定额的确定
4.4 小结
第五章 地面灌溉技术约束下灌溉制度方案的模拟
5.1 冬小麦灌溉需水量计算
5.1.1 典型年选取
5.1.2 作物需水量计算
5.2 灌溉制度方案情景模拟
5.2.1 灌溉制度情景方案组合设计
5.2.2 灌溉制度情景模拟结果
5.3 灌溉制度模拟情景结果分析
5.3.1 不同降水年型降水量对模拟产量的影响
5.3.2 不同灌水定额对模拟产量的影响
5.3.3 不同灌溉定额对模拟产量的影响
5.3.4 不同灌水定额对土壤蒸发及作物蒸腾量的影响
5.4 小结
第六章 地面灌溉技术约束下灌溉制度的优化
6.1 基于产量和作物水分利用效率水平的灌溉制度优化
6.1.1 作物水分利用效率评价指标的选取
6.1.2 冬小麦生育期灌溉定额与产量及作物水分利用效率回归模型
6.1.3 不同水平年下最优灌溉制度的筛选
6.2 基于净收益和产出投入比的经济灌溉制度优化
6.2.1 评价及筛选模型的建立
6.2.2 冬小麦生育期灌溉定额与净收益及投入产出比回归模型
6.2.3 不同水平年下最优灌溉制度的筛选
6.3 小结
第七章 总结与展望
7.1 主要结论
7.2 论文创新点
7.3 研究展望
参考文献
攻读博士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢
本文编号：3780996
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