农田水分动态模拟研究

论文摘要

本文以中国科学院栾城综合试验站农田灌溉试验所得土壤水分数据为基础,应用荷兰Wageningen大学开发的土壤-水-大气-植物整合模型SWAP为软件工具,应用中国科学院栾城综合试验站农田灌溉试验站的土壤水分实测资料对模型的参数进行了率定和验证,运用SWAP模拟的方法研究了不同灌溉制度下农田水分动态变化过程。研究成果为定量评价水土资源环境,估测农田蒸散量﹑制定合理的农田灌溉制度与改善农业生态环境具有重要的意义。研究成果如下:（1）对当地的气象水文等资料分析整理之后,可以将我们的模拟的土柱确定为0-2米土柱（从地面起算）。（2）应用实测土壤水分数据对SWAP模型进行了率定,结果表明率定后的模型能够较好的反映出当地农田水分的动态变化过程。（3）由模拟的结果得出,在不同的灌溉组合的情况下,各实验区2米土柱底部的水流通量不大,故采用科学合理的田间水分管理措施,使更多的降雨存储于土壤中,并下渗补给地下水,提高雨水资源的利用效率的方法是可行的。（4）运用模拟的结果分析,初步得出了农作物的生长与地下水水位动态的关系,农作物生长季节与地下水位的关系:降雨量在玉米生长季节后才转换为地下水。（5）通过模拟结果可知:各试验区冬小麦生育期内0-2m土壤水分变化量基本达到平衡。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景、目的及意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 土壤水分运动研究现状
• 1.2.2 农田水量平衡研究现状
• 1.3 本文研究主要内容
• 第二章 研究区概况及实验方法
• 2.1 研究区概况
• 2.1.1 自然地理
• 2.1.2 气象条件
• 2.1.3 土壤类型
• 2.1.4 土壤基层分类
• 2.1.5 水文地质条件
• 2.2 农田灌溉试验
• 2.2.1 试验目的
• 2.2.2 试验处理
• 2.2.3 观测内容与方法
• 2.2.4 观测资料初步分析
• 第三章 SWAP 模型介绍
• 3.1 SWAP 理论特点与发展历史
• 3.2 土壤水运动
• 3.2.1 土壤水运动的基本方程
• 3.2.2 土壤水分特征曲线
• 3.3 作物蒸腾与土壤蒸发
• 3.3.1 作物潜在蒸散量
• 3.3.2 作物完全覆盖时的潜在蒸腾量及裸地的潜在蒸发量
• 3.3.3 作物部分覆盖时的潜在蒸腾量及潜在蒸发量
• 3.3.4 实际藤发量
• 3.4 作物生长模型
• 3.5 边界条件和初始条件
• 3.5.1 上边界条件
• 3.5.2 下边界条件
• 3.5.3 有效灌水量的计算方法
• 3.5.4 灌溉制度
• 3.6 模型的输入与输出
• 第四章 冬小麦－夏玉米农田水分动态模拟研究
• 4.1 试验准备阶段
• 4.2 模型的率定和检验
• 4.3 模拟结果与讨论
• 4.3.1 模拟土层底部水流通量
• 4.4 地下水动态变化与作物生长关系
• 4.5 农作物生长季节与地下水位下降关系
• 4.6 土壤贮水量的变化分析
• 第五章 结论与展望
• 主要结论
• 建议与展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢