山西省地面畦灌優(yōu)化灌水技術(shù)參數(shù)手冊(cè)
本書基于黃土高原區(qū)20多年來的規(guī)模化大田耕作土壤入滲和灌水試驗(yàn)，在充分分析影響土壤入滲參數(shù)和灌水效果各種因素的基礎(chǔ)上，建立了地面畦灌優(yōu)化灌水技術(shù)參數(shù)一體化預(yù)測(cè)模型，即從土壤入滲參數(shù)預(yù)測(cè)開始，通過畦灌灌水過程和效果模擬，再到灌水技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化等，實(shí)現(xiàn)了用易獲得的大田土壤常規(guī)理化參數(shù)直接預(yù)測(cè)地面灌溉最優(yōu)灌水技術(shù)參數(shù)的一體化過程。同時(shí)，針對(duì)山西省主要土壤類型，提出了可供廣大農(nóng)民直接應(yīng)用的不同灌水條件下畦灌優(yōu)化灌水技術(shù)參數(shù)。同時(shí)，提出了一些提高特殊灌水條件下灌溉效果的措施。
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目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 問題的提出 1
1.2 研究意義 2
1.3 地面灌溉理論的研究動(dòng)態(tài) 3
1.3.1 土壤水分入滲理論與參數(shù)研究動(dòng)態(tài) 3
1.3.2 地面灌溉水流運(yùn)動(dòng)理論與數(shù)值模擬研究動(dòng)態(tài) 14
1.3.3 地面灌溉水流運(yùn)動(dòng)效果優(yōu)化理論研究現(xiàn)狀 17
1.3.4 畦灌灌水技術(shù)參數(shù)優(yōu)化研究動(dòng)態(tài) 19
1.4 研究方案 21
1.4.1 研究目標(biāo) 21
1.4.2 研究?jī)?nèi)容 21
1.4.3 技術(shù)路線 21
第2章 試驗(yàn)條件與方法 23
2.1 氣候條件 23
2.2 研究區(qū)土壤條件 23
2.2.1 土壤條件概述 23
2.2.2 土壤質(zhì)地 25
2.2.3 土壤結(jié)構(gòu) 25
2.2.4 土壤含水率 26
2.2.5 土壤含鹽量 26
2.2.6 土壤有機(jī)質(zhì) 27
2.2.7 土壤的其他理化參數(shù) 28
2.3 試驗(yàn)方案 29
2.3.1 大田土壤水分入滲參數(shù)預(yù)測(cè)試驗(yàn)方案設(shè)計(jì) 29
2.3.2 畦灌田面水流運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證試驗(yàn)方案設(shè)計(jì) 30
2.4 試驗(yàn)儀器 31
2.4.1 大田雙套環(huán)垂直入滲儀 31
2.4.2 其他儀器 31
2.5 試驗(yàn)方法 32
2.5.1 大田土壤水分入滲試驗(yàn)方法 32
2.5.2 畦灌灌水試驗(yàn)方法 32
第3章 土壤水分入滲參數(shù)預(yù)測(cè)模型 33
3.1 土壤水分入滲特性的主要影響因素 33
3.1.1 土壤質(zhì)地對(duì)土壤水分入滲特性的影響 33
3.1.2 土壤結(jié)構(gòu)對(duì)土壤水分入滲特性的影響 37
3.1.3 土壤含水率對(duì)土壤水分入滲的影響 43
3.1.4 土壤含鹽量對(duì)土壤水分入滲特性的影響 47
3.1.5 土壤溫度對(duì)土壤水分入滲特性的影響 49
3.1.6 土壤有機(jī)質(zhì)含量對(duì)土壤水分入滲特性的影響 51
3.2 土壤入滲參數(shù)線性預(yù)測(cè)模型 54
3.2.1 線性預(yù)測(cè)方法與過程 54
3.2.2 Kostiakov三參數(shù)入滲模型和Philip入滲模型參數(shù)預(yù)測(cè)精度的比較 59
3.2.3 土壤水分入滲過程預(yù)測(cè)模型 63
3.3 土壤入滲參數(shù)非線性預(yù)測(cè)模型 73
3.3.1 土壤入滲參數(shù)非線性預(yù)測(cè)模型與方法 73
3.3.2 土壤水分入滲參數(shù)的各種非線性預(yù)測(cè)模型 76
3.4 土壤入滲參數(shù)BP預(yù)測(cè)模型 88
3.4.1 BP預(yù)測(cè)模型的方法與過程 88
3.4.2 土壤水分入滲參數(shù)的BP預(yù)測(cè)模型 95
3.5 土壤入滲參數(shù)預(yù)測(cè)模型的比較 121
3.5.1 預(yù)測(cè)模型結(jié)構(gòu) 121
3.5.2 預(yù)測(cè)模型比較分析 122
3.6 土壤水分入滲過程的預(yù)測(cè) 126
3.6.1 預(yù)測(cè)方法 126
3.6.2 土壤入滲模型參數(shù)預(yù)測(cè)實(shí)例 127
第4章 地面灌溉灌水過程模型與數(shù)值模擬 131
4.1 地面灌溉灌水過程概述 131
4.2 地面灌溉灌水過程模型 133
4.2.1 地面灌溉水流運(yùn)動(dòng)的全水流動(dòng)力學(xué)模型 133
4.2.2 地面灌溉水流運(yùn)動(dòng)的零慣量模型 140
4.2.3 地面灌溉水流運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)波模型 141
4.3 地面灌溉灌水過程的零慣量模型數(shù)值模擬 141
4.3.1 零慣量模型的定解問題 141
4.3.2 灌水條件的近似、假定及有關(guān)參數(shù)的處理 143
4.3.3 定解問題的數(shù)值求解 144
4.3.4 零慣量水流運(yùn)動(dòng)模型的模型驗(yàn)證 150
4.4 地面灌溉灌水過程的運(yùn)動(dòng)波模型數(shù)值模擬 154
4.4.1 運(yùn)動(dòng)波模型的定解問題 154
4.4.2 定解問題的數(shù)值求解 154
4.4.3 地面灌溉水流運(yùn)動(dòng)波模型數(shù)值解的驗(yàn)證 156
第5章 地面灌溉灌水效果優(yōu)化模型 159
5.1 地面灌溉灌水效果評(píng)價(jià)指標(biāo) 159
5.2 地面灌溉灌水效果優(yōu)化模型的構(gòu)建 159
第6章 地面畦灌優(yōu)化灌水技術(shù)參數(shù)一體化預(yù)測(cè)模型 162
6.1 地面畦灌優(yōu)化灌水技術(shù)參數(shù)一體化預(yù)測(cè)模型的功能 162
6.2 地面畦灌優(yōu)化灌水技術(shù)參數(shù)一體化預(yù)測(cè)模型的結(jié)構(gòu) 162
6.3 地面畦灌優(yōu)化灌水技術(shù)參數(shù)一體化預(yù)測(cè)模型的數(shù)據(jù)傳輸 163
6.4 地面畦灌優(yōu)化灌水技術(shù)參數(shù)一體化預(yù)測(cè)模型界面設(shè)計(jì) 164
6.4.1 軟件的安裝與啟動(dòng) 164
6.4.2 軟件菜單 166
6.5 地面畦灌優(yōu)化灌水技術(shù)參數(shù)一體化預(yù)測(cè)模型應(yīng)用實(shí)例 175
6.5.1 已知單寬流量條件下的優(yōu)化畦長(zhǎng) 175
6.5.2 已知畦長(zhǎng)條件下的優(yōu)化單寬流量 175
第7章 地面畦灌優(yōu)化灌水技術(shù)參數(shù) 220
7.1 灌溉前土壤入滲參數(shù)的確定 220
7.1.1 灌溉前土壤理化參數(shù)的確定 220
7.1.2 灌水前土壤入滲參數(shù)的確定 224
7.2 灌水畦田參數(shù)分析與確定 227
7.3 灌水定額與灌水次序類別的確定 228
7.4 畦灌單寬流量參數(shù) 228
7.5 給定畦長(zhǎng)情況下的優(yōu)化單寬流量 228
7.5.1 優(yōu)化方法 228
7.5.2 優(yōu)化單寬流量結(jié)果 234
7.6 給定單寬流量情況下的優(yōu)化畦長(zhǎng) 234
7.6.1 優(yōu)化方法 234
7.6.2 優(yōu)化畦長(zhǎng)結(jié)果 239
第8章 提高特殊灌水條件下灌溉效果的措施 240
8.1 土壤凍結(jié)條件下的灌溉 240
8.1.1 凍結(jié)土壤及其灌水過程的特點(diǎn) 240
8.1.2 提高凍結(jié)土壤灌水質(zhì)量和效果的措施 261
8.2 強(qiáng)透水土壤條件下的灌溉 266
8.2.1 強(qiáng)透水土壤條件下灌水過程的特點(diǎn) 266
8.2.2 提高強(qiáng)透水土壤灌水質(zhì)量和效果的措施 267
8.3 特弱透水土壤條件下的灌溉 267
8.3.1 特弱透水土壤條件下灌水過程的特點(diǎn) 267
8.3.2 提高特弱透水土壤灌水質(zhì)量和效果的措施 268
8.4 洪水補(bǔ)源灌溉 268
8.4.1 洪水補(bǔ)源灌溉與水分補(bǔ)充灌溉 268
8.4.2 提高洪水補(bǔ)源灌溉效果的措施 269
參考文獻(xiàn) 272
附錄一 278
附錄二 370
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