内陆绿洲灌溉农田SPAC系统土壤水分动态模拟.pdf

文章编号 10002694 X 2006 0220194208 内陆绿洲灌溉农田SPAC系统 土壤水分动态模拟研究 收稿日期 2005204215 改回日期 2005205227 基金项目 中国科学院知识创新工程方向性项目 KZCX32SW2 329 项目 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所知识创新项目 CACX2003102 国家自然科学基金项目 40401012 中国科学院寒区旱区环境与工程研究知识创新项目 2004112 2003113 共同资助 作者简介 吉喜斌 1978 男 汉族 博士 助理研究员 主要从事流域生态水文学方面的研究 E2mail xuanzhij 吉喜斌 康尔泗 赵文智 陈仁升 张小由 张智慧 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 临泽内陆河流域综合研究站 甘肃 兰州 730000 摘 要 基于土壤水动力学原理 建立了内陆河流域山前农田绿洲SPAC系统土壤水分运移的子模型 应用该模 型对土壤剖面含水率 农田棵间蒸发和叶面蒸腾量进行了模拟研究 并以实测值进行了验证 对相同种植与田间 管理条件下的春小麦生长季田间土壤水分 土壤蒸发和叶面蒸腾量进行了预报 得到了较满意的结果 对模型主 要参数土壤饱和导水率Ks 土表排水系数Wmax 净辐射Rn 风速Uz 饱和差D 作物叶面指数LA I进行了敏感性 分析 得出这些参数对土壤水分运移的影响显著 应用该模型对西北干旱区内陆河流域山前绿洲灌溉农田的土壤 水分均衡和作物根系吸水规律以及SPAC系统中土壤水分运移规律进行了模拟研究 关键词 干旱内陆绿洲区 灌溉农田 SPAC系统 土壤水分运移 模拟 中图分类号 S152 7文献标识码 A 灌溉农田水分运移规律的研究是认识内陆河流 域绿洲灌溉农业发展对流域尺度水循环的影响过程 与机制及导致的生态环境效应的基础 1 2 建立能 定量描述当地农田水循环过程的动力学模式 力求 反映节水灌溉和植被生产力提高对区域水循环过程 的影响 实现把农田水循环过程与调控和水资源优 化配置有机地结合起来 对于定量评价绿洲灌溉农 业发展中用水水平与植被生产力提高对流域尺度水 循环的影响以及科学分配绿洲农业和生态用水 使 绿洲水资源利用与生态环境向良性循环方向发展 促进水科学与生态科学的创新和发展以及节水型生 态系统重建过程中的水资源的持续高效利用和生态 系统的良性循环有着极为重要的意义 3 6 田间土壤水分运移是以土壤 植被 大气连续系 统 简称SPAC系统 为基础的 其中最重要的子系 统是土壤水分运移系统 近年来我国相继在华北平 原 黄土高原区进行了将数值模拟方法应用于农田 水分运移研究中 7 13 并逐步从实验室引向田间 也考虑了土壤水分运移与作物生长动态之间的所具 有强烈的反馈和耦合作用 但在内陆绿洲灌溉区有 关这方面的研究还很薄弱 根据2003年春小麦生长季野外田间观测资料 和常规气象站的观测资料 基于SPAC系统中水分 传输理论 应用土壤水分运移动力学原理 建立了灌 溉农田春小麦生长条件下的土壤水分运移模型 着 重讨论SPAC系统土壤水分运移子模型的模拟方 法 分析模型模拟结果的可靠性及其对主要参数的 敏感性 并用该模型研究了内陆河山前绿洲灌溉农 田春小麦生长条件下的田间水量平衡 讨论了作物 根系吸水以及灌溉条件下SPAC系统的土壤水分 运移规律 从而为农田水资源管理 节水灌溉 农田 土壤水分预报以及内陆河流域生态水文过程提供数 值模拟的方法和依据 1 模型介绍 以作物冠层上方2 m处的大气为上边界 土体 3 m处为下边界 构造作物生长条件下灌溉农田 SPAC系统土壤水分运移模型 作物春小麦生长以 1 d 24 h 为时间步长 在作物播种后开始模拟 并向 土壤水分运移模型提供所需作物参数 而土壤水分 运移模型则以可变时间步长 1 60 min 进行模拟 因此 土壤水分状态经24 h循环后取值与作物发生 相互作用 当不良土壤水分条件发生时 作物生长受 到限制 从而也改变了向土壤水分运移模型提供的有 关作物参数 使作物生长与土壤水分运移的复杂关系 得到处理 14 其计算流程参见文献 11 1 1 土壤水分运移数学模型 黑河山前绿洲农田灌溉区地下水位埋深较浅 第26卷 第2期 2006年3月 中 国 沙 漠 JOURNAL OF DESERT RESEARCH Vol 26 No 2 Mar 2006 包气带与地下水交换非常活跃 灌溉水分运移基本 以垂直一维为主 将非饱和带和饱和带作为一个整 体是处理这种状况的理想方法 即当土壤水分饱和 时 C 0 在非饱和与饱和水分界面处 水势连 续 作物生长条件下灌溉农田土壤水分运移的动力 学方程可表示为 15 S SS C 5 5t 5 5Z K 5 5Z 5 K 5Z S Z 式中 为土壤体积含水率 cm 3 cm 3 S为饱和含 水率 cm 3 cm 3 SS为比贮水系数 cm 1 C d d 为比水容重 MPa 1 t为时间 min Z为土壤 深度 cm 坐标向下为正 K 为垂直方向的导水 率 cm min 1 S z 为源汇项 cm 3 cm 3 min 1 代表作物根系吸水 当 0 t 0 上边界条件 表层土壤有薄层积水或接近饱 和时 0 t 0 Z 0 t 0 土表向土壤供水 供 水强度低于入渗率时 K 5 5Z 1 Z 0 q0 t t 0 土表蒸发而土壤供水充足时 K 5 5Z 1 Z 0 Ep t t 0 式中 Ep表示土壤蒸发速率 土壤蒸发而土壤向土表供水速率低于蒸发速度 土表趋于风干状态时 ad z 0 t 0 式中 ad 表示风干土的基质势 下边界条件 Z l Zw 310时 l t l Zw 310时 K 5 5Z 1 Z Zw qw t t 0其 中 qw t 表示底层通量 正值表示入渗补给量 负值 代表毛管上升通量 模型用隐式差分格式离散 写成三对角方程 用 追赶法迭代求解 15 求解这一方程组变得到任一时 刻各结点的 值 迭代控制标准取前后两次迭代值 的相对误差小于或等于1 即可 时间步长以 t j 1 r t j r 取11 05 作自适应调节 当迭代次数超过5 时 将时间步长减半再重新计算 1 2 模型参数确定 1 2 1 土壤水力学特性 描述土壤水力学特性的参数和函数有饱和导水 率 非饱和导水率和土壤水分特征曲线 van Genuchten在1980年导出的水分特征曲线的特定 解析形式如下 16 r S r 1 n m 式中 r S分别表示土壤剩余含水量和饱和含水 率 m为土壤水势 m n为拟合参数 经曲线优化 拟合得分别为2149 01336 11507 其 中m 1 1 n r 0101 K 采用Gardner 1958 推荐的指数函数形式表示 17 K KSexp 0 KS 0 实验后 回归分析的结果为 耕作层0 20 cm 过渡 层20 100 cm和下层100 cm以下的 值分别取 0103 0102和0102 1 2 2 作物根系吸水函数 在描述根系吸水条件下的田间土壤水分运动方 程中 有关作物根系吸水函数的研究较多 如单根吸 水的 微 观 模 型 18 19 整 个 根 系 吸 水 的 宏 观 模 型 16 20 采用概念性根系吸水模型来定义土壤水分 连续性方程中的源汇项 S z 21 S z s z TP 式中 TP为作物潜在蒸腾速率 为土壤水势应 力函数 当不考虑土壤盐分作用时 其表达式为 1 1 50 P 式中 为土壤基质势 P为经验常数 对大多数作 物而言 P 3 16 50是作物潜在蒸腾速率减少50 时相应的土壤基质势 对于春小麦 50 0155 MPa g z 是作物根系分布函数 21 其表达式为 g z c 2z L L L 2 式中 z为土壤深度 L为作物根系长度 并且 L 0 g z dz 1 c为是依赖于作物种类和其生长状况 的常数 对于春小麦而言 c 018 22 并且认为 根系吸水总和等于实际总蒸腾量 1 2 3 作物潜在蒸腾速率和棵间蒸发速率的确定 作物潜在蒸发率ETP可通过叶面积指数L A I 划分为作物潜在蒸腾率TP和棵间潜在土壤蒸发率 EP 23 24 为 TP 1 e0 438LA I ET P EP ETP TP 1 3 模型的输入与输出 模型所需输入资料包括作物参数 根系密度 根 591 2期吉喜斌等 内陆绿洲灌溉农田SPAC系统土壤水分动态模拟研究 系伸展长度 株高 叶面积指数等 气象资料 净辐 射 地热通量 风速 空气温湿度 气压 降雨量等 和 土壤资料 土壤水分特征曲线 饱和含水率 剩余含 水率 风干土水势 比贮水系数 各土层土壤饱和导 水率和非饱和导水率 土壤质地类型 地下水位埋深 等 模型输出包括每日作物生长状态变量 各土层 根系吸水剖面分布 各土层土壤含水率剖面分布以 及田间水分平衡收入和支出各项 模型输入变量时 间步长采用可变时间步长 1 60 min 2 田间实验 试验点位于我国第二大内陆河 黑河祁连山 山前绿洲平原区临泽综合观测研究站 39 09 N 100 00 E 海拔1 382 m 内的农业实验地 土壤类型 为灌溉沙地 种植作物为春小麦 观测时间为2003 年4月1至2003年7月7日和2004年3月26日 至7月16日 土壤剖面0 20 cm范围的土壤含水量采用重 量分析法 在20 180 cm范围每隔20 cm用中子水 分仪测定土壤含水量 土壤水势采用水银压力式张 力计测定 每次灌溉或降雨后 连续2 3 d测定土 壤含水量 土壤水势 土壤剖面各层次饱和导水率 采用美国MODEL 2800 GUELPH入渗仪测定 饱 和含水率用渗透筒法获得 根密度用冲洗测量法获 得 作物叶面积采用LI23100型叶面积仪进行测量 叶面积指数通过统计单位面积叶面积求出 在0 180 cm每隔20 cm共9个层次于播种后20 d 40 d 60 d 80 d后取样测得叶面积指数 作物生长高度 作物根系密度分布 中间值采用线性差值获得 农 田微气象数据包括净辐射 地热通量 气温 气压 空 气相对湿度 风速等通过安装在农田中的综合环境 观测系统EERIL3获得 系统数采仪每30 min读取 一次数据 田间的地下水位观测井每10 d观测一 次地下潜水水位埋深 棵间蒸发量采用棵间蒸发皿 每天的称重结果得到 蒸发皿直径10 cm 深度10 cm 3 模拟验证与灵敏度分析 3 1 模型验证 对整个生育阶段作物生长与土壤水分运移耦合的 复杂过程进行了模拟 选取其中有实测值资料的42 d 的土壤含水率模拟值与实测值进行比较与分析 计算 了模拟值与实测值之间的绝对误差 剖面土壤体积含 水率最大绝对误差为 16 2 相当于重量含水量的 9 7 剖面总体模拟值的平均绝对误差为615 相当于重量含水率的319 土壤剖面含水率模拟效 果相当好 精度也较高 为了直观地了解模拟值与实测值的拟合情况 根据春小麦根系分布 确定其主要的作用区间分布 在土壤剖面的0 180 cm之间 还给出了作物整个 生长季以日为时间步长 以20 cm为空间步长的土 壤0 180 cm剖面的土壤含水率模拟值与实测值的 比较过程 图1 由于实测值是田间区域多点平均 值 从土壤含水率模拟值与实测值的比较可以看出 提出的基于SPAC系统的田间灌溉条件下土壤水 分运移模型是可用的 图1 作物生长季土壤剖面含水率模拟值与实测值比较 Fig 1 Comparison between observed and simulated value for soil volumetric moisture in the soil profile 此外 还比较了整个模拟期内总蒸散量的模拟 值与实测值 表 1 模拟从2003年4月11日开 始 7月7日结束 根据田间水量平衡方程求得实 测的春小麦种植条件下田间总蒸散量为372171 mm 模拟得到的总蒸散量为361141 mm 模拟值的 相对误差为0125 模拟效果较好 691 中 国 沙 漠 26卷 表1 农田蒸散模拟值T与实测值Tt对比 Tab 1 Comparison between simulated and observed value for evapotranspiration in filed 项目 日 期 04211 04224 04225 05207 05208 05211 05212 05221 05222 06201 06202 06210 06211 06217 06218 07201 07202 07207 生长季总和 mm 模拟值 mm31 6239 4513 5342 1056 9253 9835 5764 4725 77361 41 实测值 mm32 9842 0813 1943 9553 7954 7336 6969 0426 26372 71 灌水日期042100422405207052110522106201062100621707201 平均相对误差 0 25 为了更深入地检验笔者所提出的模型的可靠 性 还用该模型预测了相同种植与田间管理条件下 的2004年春小麦生育期内的田间土壤水分动态变 化过程及蒸发蒸腾的变化过程 预报从2004年3 月26日播种开始 到2004年7月16日收割结束 共113 d 随机选取有实测资料的作物生育期的4 月1日 5月10日 6月18日 7月10日总共4天代 表作物不同生育阶段的具有可比较性的土壤含水率 的实测值与模拟值进行比较 图2 模拟结果较为 可靠 同理 还比较了2004年整个作物生长季总共 113 d的总蒸发蒸腾量 蒸腾量与棵间蒸发量的模 拟值与实测值 叶面蒸腾量的实测值是通过水量平 衡计算得出的结果 表2 可以看出 无论是叶面蒸 腾还是棵间蒸发或总蒸发蒸腾量模拟值的精度均较 高 其相对误差均小于3 综上所述 基于SPAC系统水分传输理论 建 立的土壤水分运移模型对于灌溉条件下大田的土壤 水分动态 根系吸水以及蒸发蒸腾的预测均具有较 高的精度 模型能够反映实际 图2 土壤剖面含水率模拟值与实测值比较 Fig 2 Comparison between simulated and observed value for soil volumetric moisture 表2 2004年春小麦生育期内蒸发 蒸腾量 模拟值与实测值的比较 Tab 2 Comparison between simulated and observed value for evaporation and evapotranspiration during year 2004 项目 冠层蒸腾量棵间蒸 发量 总蒸腾蒸 发量 实测值 mm285 87132 35418 22 模拟值 mm277 62129 21406 83 相对误差 2 89 2 37 2 72 3 2 模型参数灵敏度分析 3 2 1 对田间土壤水分运移参数的敏感性 在同样的天气条件和初始土壤含水率分布 作 物冠层结构条件下 分别把土壤饱和导水率KS扩 大到10倍 把土表排水系数Wmax 土壤表面最大允 许积水深度 扩大1倍 对2003年5月1日至5月8 日春小麦种植条件下的土壤水分动态进行了模拟 并选取了5月5日的土壤水分剖面分布进行比较 图3 结果表明 KS值与Wmax值的改变对土壤水 图3 土壤水分运移参数对土壤含水率 剖面分布影响的模拟结果 Fig 3 Sensitivity of soil moisture content in soil profile to changes in saturated hydraulic conductivity and drainage coefficient 791 2期吉喜斌等 内陆绿洲灌溉农田SPAC系统土壤水分动态模拟研究 分动态变化影响较大 Wmax对土壤水分动态变化的 影响明显小于KS 而且KS与Wmax的变化主要对 100 cm以上土层含水率分布产生影响 对其下层土 壤含水率分布影响不明显 因此 在此模拟期间的 田间土壤水分流动上层比下层活跃 3 2 2 对作物生长参数的敏感性 在其他条件相同的情况下 把作物叶面指数 L A I增大1倍 预测了2003年5月1日至5月8日 的田间土壤含水率剖面分布 图 4 从图4可以看 出 叶面积指数增大 土壤剖面含水率将减小 叶面 积指数变化将改变冠层与土壤系统内能量的分配比 例 叶面积增大主要是减少了土壤表面蒸发而使作 物叶面蒸腾增大 同理 作者设计了2003年5月1日至5月8内 的3种不同根系深度zr 60 cm 100 cm和160 cm 用根系吸水速率 S z 乘以土层厚度再除以总蒸 图4 叶面积指数变化对田间土壤含水率 剖面分布的影响 Fig 4 Sensitivity of soil moisture content in soil profile to changes in leaf area index 腾速率求得相对根系吸水速率 图 5 从图5可看 出 虽然3种不同的根系深度情景对剖面上的根系 吸水总量没有影响 但对根系吸水速率的分布产生 重要影响 根系越深 其在剖面上的平均根系吸水 图5 根系伸展深度分布对相对根系吸水速率分布的影响 Fig 5 Sensitivity of the rate of water uptake by roots system in soil profile to changes in roots elongation 速率越小 且随着土壤水分消耗 最大根系吸水速率 出现在根系下层 因此 不同的根系生长深度对剖 面上的土壤水分运移产生重要影响 4 模型模拟结果分析 4 1 作物生长期田间水量总均衡的模拟分析 作物生长期内 地下水水位埋深在412 415 m 之间波动 土体3 m以下土壤水分 水势 变化甚 微 并保持在田间持水率以上 故模拟得到的3 m 底层下渗量可近似认为就是对地下水的直接补给 量 根据干旱区作物生理特性和需水特点将春小麦 全生育期分为播种 出苗 出苗 三叶 三叶 拔 节 拔节 抽穗 抽穗 灌浆 灌浆 成熟6个生长 阶段 表3为春小麦生长季各阶段内连续的田间水 量平衡的模拟结果 其中春小麦全生育期内降水总 量只有2713 mm 降水频率50 平水 灌水量达 到83918 mm 1次灌溉量约105 mm 其主要消耗 于底层下渗和根系吸水 作物根系吸水24318 mm 占总支出的3411 通过底层下渗通量为47014 mm 占总支出的6519 当地农田水分管理中 虽 然根据作物耗水需求 在拔节 抽穗 抽穗 灌浆期 增加了灌水量 但是消耗于底层下渗中的水量较生 育期其他阶段分别增加了10619 和8613 土层 蓄水量变化是作物根系吸水和灌水量综合作用的结 果 虽然在拔节 抽穗 抽穗 灌浆阶段根系吸水量 增加 但是随着灌溉水量的增加 在地下水位波动微 弱的情况下 土层蓄水量增加的模拟结果是符合土 壤水分运移规律的 模拟结果还表明 降水通过底 层通量很少 补给地下水的量很小 春小麦生长季有5次灌溉 每次灌溉定额控制 在825 975 m3 hm 2之间即可节水又可节水 此 灌溉定额大大低于现状灌溉水量1 200 1 500 m3 hm 2 由此可见 改变现有灌溉制度 对合理用 水 节约用水 尚有较大开发潜力 891 中 国 沙 漠 26卷 表3 田间土壤水分总均衡模拟结果 Tab 3 Water budgets results simulated by the model 平衡项 生育阶段 播种 出苗出苗 三叶三叶 拔节拔节 抽穗抽穗 灌浆灌浆 成熟全生育期 降水量 mm1 61 82 32 86 212 627 3 灌水量 mm105 0105 0105 0209 9209 9105 0839 8 根系吸水 mm0 824 052 568 575 222 8243 8 底层下渗 mm73 762 439 8122 7110 561 3470 4 棵间蒸发 mm30 821 115 411 58 929 9117 6 土层蓄水变化 mm 1 3 0 7 0 4 10 0 21 5 3 6 35 3 4 2 作物根系吸水规律模拟 春小麦根系吸水速率的分布如图6所示 从 2003年4月20日 湿 低蒸发力处理 5月10日 干 低蒸发力处理 6月2日 湿 高蒸发力 和7 月2日 干 高蒸发力处理 不同作物生育期根系吸 水速率随土壤深度的分布形式的以1 h为步长的模 拟的日平均值 图6中 a 可以看出 作物生育期不 同阶段 根系吸水速率随深度的分布形式不同 根 系吸水不仅与根系的分布状况和大气蒸发力有关 与土壤水分状况也有着密切关系 且较大气和根系 生长状况 土壤水分状况对灌溉农田作物根系吸水 速率起着重要的作用 图6 春小麦根系吸水分布动态模拟结果 Fig 6 Distributions of water uptake by roots system simulated by the model in the soil profile 在一日之内 不同时间的根系吸水速率也不同 随机选取6月6日的资料来分析根系吸水速率的日 变化过程 从图6中b可看出 从早8 00 地方时 下同 到中午13 00根系吸水速率逐渐增大 从中午 13 00到晚17 00逐渐减小 由于田间蒸发蒸腾而引 起的土壤水分变化而引起根系吸水速率的峰值逐渐 由表层向下层移动所致 4 3 SPAC系统土壤水分运移规律模拟 为了直观地看出土壤水分入渗通过底层 3 m 的速率随时间变化的过程 同样选取作物生育期内 的出苗期 三叶期 抽穗期和乳熟期的一次灌水后至 下一次灌水前入渗速率的变化过程 图7 从图7 中可以看出 随着作物根系不断伸展 土壤水分下渗 速率过程线坡度趋于减缓 在根系最发达的拔节 灌浆期最平滑 相反 在根系生长量较小的出苗期 下渗速率过程线最陡 模拟结果还表明 入渗速率 出现的高峰值也随着根系生长的不同 出现的时间 也不相同 出苗期 三叶期 拔节期 乳熟期下渗速率 达到最大值于灌水后的时间分别为 1143 d 1161 d 1185 d 1158 d 随着作物生长 根系吸水范围不 断变化 土壤中作物根系的侵入 局部改善了土壤结 构 延缓了土壤水分向下运移的速率 在作物生长 出苗期 根系发育范围较小 主要集中在土层0 20 cm 吸水速率较小 土壤水分向上和向下迅速运移 在三叶期 作物根系向四周扩散 根系密度增大 叶 面积指数不断增大 根系吸水量增大 土壤水分向下 运移的速率明显减慢 向上则减小 拔节 灌浆期 作物生理需水 叶面积指数和根系的吸水速率达到 最大值 土壤水分向上向下运移速率受到不断减小 的土壤蒸发和增大的植物蒸腾双重影响 在成熟期 部分近地层根系枯死 下层根系栓质化程度增加 作 物需水量减小 根系吸水速率减小 土壤水分向上和 向下运移的速率都有所增大 图7 春小麦不同生育期灌溉水入渗补给速率过程 Fig 7 Time courses for infiltration rate of irrigation water during the various growth seasons of spring wheat 991 2期吉喜斌等 内陆绿洲灌溉农田SPAC系统土壤水分动态模拟研究 5 结论 基于SPAC系统 利用土壤水分动力学原理 建立了作物生长条件下 灌溉农田水分运移模型 充 分考虑了作物生长与土壤水分运移的相互作用与反 馈效应 使土壤水分运移过程中液态水与气态水得 到同时处理 采用2003年 2004年临泽内陆河流 域综合研究站灌溉农田春小麦生长季相关资料 对 春小麦生长条件下土壤水分运移过程进行了模拟计 算研究 得出以下结论 1 该模型很好地反应了土壤水分运移与作物 生长动态之间的相互作用与反馈效应 提高了土壤 水分运移模拟的可靠性和适用性 增强了处理西北 干旱区内陆河流域作物生长条件下田间土壤水分平 衡问题的能力 对于分析西北干旱区内陆河流域山 前绿洲农业节水灌溉 研究土壤水分运移规律 分析 土壤水热耦合运移 作物需水和耗水规律有重要的 意义 选择适合本地灌溉农田中SPAC系统土壤 水分运移模型中的根系吸水函数和蒸散公式是精确 模拟和预报土壤水分的关键所在 2 田间水量总均衡模拟结果表明 春小麦生 育期间 降水量为2713 mm 灌水量83918 mm 而 农田蒸发蒸腾量仅为36114 mm 通过底层下渗补 给地下水的量为47014 mm 灌溉水量主要消耗于 底层下渗和田间蒸散发 降水对地下水的补给很小 3 通过对SPAC系统土壤水分运移规律的模 拟 西北干旱区内陆河流域山前绿洲灌溉春小麦农 田土壤水分运移与作物生长状况之间的耦合作用表 明 根系吸水不仅与大气蒸发力和土壤水分状况有 关 与根系的分布状况也有着密切关系 较大气和 根系生长状况 土壤水分状况对灌溉农田作物根系 吸水速率起着重要的作用 田间土壤水分向上与向 下运移速率分别与作物根系生长呈正相关和负相关 关系 4 根据作物不同生育期对于干旱的敏感性不 同 对供水期和田间用水量进行精确控制和科学管 理是西北内陆河流域山前绿洲进行节水性社会建设 的一个新动向 春小麦生长季5次灌溉 每次灌溉 定额控制在825 975 m3 hm 2之间即可节水又可 节水 此灌溉定额大大低于现状灌溉水量1 200 1 500 m3 hm 2 改变现有灌溉制度 对合理用 水 节约用水 尚有较大开发潜力 25 31 参考文献 References 1 尉元明 朱丽霞 周跃武 等 河西走廊水资源利用现状与节水 灌溉工程分析 J 中国沙漠 2004 24 4 400 404 2 肖笃宁 生态脆弱区的生态重建与景观规划 J 中国沙漠 2003 23 1 6 11 3 肖洪浪 赵文智 冯起 等 中国内陆河流域尺度的水资源利用 率提高研究 黑河流域水 生态 经济管理试验示范 J 中 国沙漠 2004 24 4 381 384 4 高前兆 仵彦卿 刘发明 等 黑河流域水资源的统一管理与承 载能力的提高 J 中国沙漠 2004 24 2 156 161 5 张丽 董增川 黄晓玲 干旱区典型植物生长与地下水关系的 模拟研究 J 中国沙漠 2004 24 1 110 113 6 武强 张志忠 董东林 西北干旱区SG2SPAC系统水力模型的 建立 J 水文地质与工程地质 2002 4 62 65 7 刘昌明 孙睿 水循环的生态学方面 土壤 植被 大气系统水 分能量平衡研究进展 J 水科学进展 1999 10 3 251 259 8 康绍忠 刘晓明 熊运章 土壤 植物 大气连续体水分传输理 论及其应用 M 北京 水利电力出版社 1994 1 5 9 刘昌明 于沪宁 土壤 作物 大气系统水分运动实验研究 M 北京 气象出版社 1997 1 18 10 康绍忠 熊运章 王振镒 土壤 植物 大气系统水分传输力能 关系的田间实验研究 J 水利学报 1990 7 1 9 11 邵明安 论土壤 植物系统中水流电模拟时间常数的变性 J 科学通报 1991 36 24 1890 1893 12 康绍忠 刘晓明 熊运章 土壤 植物 大气连续体水分传输理 论及其应用 M 北京 水利电力出版社 1994 13 吕军 作物生长田间水分平衡的系统模拟 J 水利学报 1998 1 45 50 14 许迪 蔡林根 冬小麦 夏玉米种植条件下的农田水量平衡模 拟及入渗补给规律分析 J 水利学报 1997 12 64 78 15 李保国 龚元石 左强 等 农田土壤水的动态模型及应用 M 北京 科学出版社 2000 107 111 16 Van Genuchten M Th A numerical model for water and sol2 ute movement in and below the root zone R Res Rep 121 USDA ARS CA USA 1987 17 Gardner W R Dynamic aspects of water availability to plants J Soil Sci 1960 89 63 73 18 Gardner W R Hillel D Benyamini Y Post irrigation move2 ment of soil water Redistribution J Water Resour Res 1970 6 851 861 19 Molz F Z Water transport in the soil2root system Transient analysis J Water Resour Res 1976 12 805 808 20 Feddes R A Bresler E Neuman S P Field test of a modified numerical model for water uptake by root systems J Water Resour Res 1974 10 1199 1206 21 Perrochet P Water uptake by plant roots A simulation model conceptual model J Journal ofHydrology 1987 95 55 61 22 Molz F J Remson I Extraction term models of soil moisture use by transpiration plants J Water Resour Res 1970 6 5 1346 1356 23 AI2Khafaf S Sharhan F A Some empirical relations transpi2 ration and root water uptake under field conditions J A gri2 002 中 国 沙 漠 26卷 cultural Water Management 1990 49 4 291 309 24 Penman H L Natural evaporation form open water bare soil and grass J Proc Roy Soc A 1948 193 120 145 25 Childs S W Model of soil salinity effects on crop growth J Soil Sci Soc A m J 1977 39 617 622 26 陈仁升 康尔泗 杨建平 等 Topmodel模型在黑河干流出山 径流模拟中的应用 J 中国沙漠 2003 23 4 428 434 27 李玉霖 张铜会 科尔沁沙地农田玉米耗水规律研究 J 中国 沙漠 2002 22 4 354 358 28 李玉霖 崔建垣 参考作物蒸散量计算方法的比较研究 J 中 国沙漠 2002 22 4 372 376 29 张济世 康尔泗 姚进忠 等 黑河流域水资源生态环境安全问 题研究 J 中国沙漠 2004 24 4 425 430 30 陈仁升 康尔泗 杨建平 等 内陆河流域分布式水文模型 以黑河干流山区建模为例 J 中国沙漠 2004 24 4 416 424 31 肖生春 肖洪浪 段争虎 干旱沙漠地区春小麦的水分与氮肥 利用效率研究 J 中国沙漠 2004 24 3 360 364 Simulation of Soil Moisture Content Dynamics in SPAC System