典型井灌區(qū)水分循環(huán)及作物生長過程模擬研究
發(fā)布時間:2023-04-05 18:15
我國水資源極度匱乏,人均淡水資源量僅為世界平均水平的28%。國家統(tǒng)計局統(tǒng)計結(jié)果表明,2015年全國糧食播種面積、單位面積產(chǎn)量及糧食總產(chǎn)量繼續(xù)增長,持續(xù)增長的糧食生產(chǎn)給農(nóng)業(yè)灌溉提出更大的挑戰(zhàn)的同時也帶來了更好的機遇,因此,大力發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉已經(jīng)成為促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、緩解水資源供需矛盾的戰(zhàn)略選擇。我國農(nóng)業(yè)灌溉當前主要存在以下三大問題:(1)農(nóng)田有效灌溉率低,全國農(nóng)田有效灌溉面積9.37億畝,僅占耕地面積的51.5%,而節(jié)水灌溉工程面積僅占有效灌溉面積的50%。(2)灌溉水有效利用程度低,全國灌溉水有效利用系數(shù)只有0.53,水分利用效率提高的潛力巨大。(3)水生態(tài)破壞嚴重,日益增長的灌溉水量已造成我國華北、東北地區(qū)多處出現(xiàn)地下水漏斗。為解決上述三大問題,研究作物生長規(guī)律和田間水循環(huán)規(guī)律勢在必行。目前,作物模型用于對作物生長、產(chǎn)量評估的研究眾多,但傳統(tǒng)的研究往往只注重研究作物在不同條件下各性狀的變化,以此來優(yōu)化田間管理模式,達到增產(chǎn)的效果,但缺乏與其他學(xué)科的交叉整合;隨著我國生態(tài)文明建設(shè)的步伐逐漸加快,對水生態(tài)保護的需求也日益增加,如何將作物生長與區(qū)域水生態(tài)相結(jié)合,從而擬定節(jié)水增糧灌溉方案,對于...
【文章頁數(shù)】:100 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 選題的背景、目的與意義
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究目的與意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
1.2.1 作物模型模擬研究進展
1.2.2 地下水模型模擬研究進展
1.2.3 評價指標體系及國內(nèi)外研究進展
1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
1.3.1 研究內(nèi)容
1.3.2 技術(shù)路線
1.4 擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題暨論文創(chuàng)新特色
1.4.1 擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題
1.4.2 研究特色與創(chuàng)新點
第二章 井灌區(qū)水循環(huán)及作物生長試驗研究
2.1 試驗區(qū)概況
2.2 試驗設(shè)計、觀測項目與觀測方法
2.2.1 田間尺度水循環(huán)關(guān)鍵過程監(jiān)測
2.2.2 田間尺度作物生長監(jiān)測
2.2.3 區(qū)域尺度地下水動態(tài)監(jiān)測
2.3 試驗數(shù)據(jù)分析
2.3.1 管理數(shù)據(jù)分析
2.3.2 氣象數(shù)據(jù)分析
2.3.3 作物數(shù)據(jù)分析
2.3.4 土壤數(shù)據(jù)分析
2.3.5 水文地質(zhì)數(shù)據(jù)分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 井灌區(qū)水分循環(huán)及作物生長過程模擬
3.1 總體模擬框架
3.2 DSSAT模型基本原理及應(yīng)用情況
3.2.1 模型功能及適用性
3.2.2 模型結(jié)構(gòu)
3.2.3 核心計算模塊
3.2.3.1 產(chǎn)量計算方法
3.2.3.2 土壤水下滲計算方法
3.2.3.3 蒸散發(fā)計算方法
3.2.4 模型輸入輸出
3.2.4.1 模型輸入
3.2.4.2 模型輸出
3.3 Visual MODFLOW模型基本原理及應(yīng)用情況
3.3.1 模型功能及適用性
3.3.2 模型結(jié)構(gòu)
3.3.3 模型計算原理
3.3.3.1 空間離散化
3.3.3.2 時間離散化
3.3.4 模型輸入輸出
3.3.4.1 模型輸入
3.3.4.2 模型輸出
3.4 耦合模擬模型的構(gòu)建與應(yīng)用
3.5 本章小結(jié)
第四章 田間實測數(shù)據(jù)對模型的校驗
4.1 參數(shù)估計
4.1.1 GLUE
4.1.2 PEST
4.2 模擬效果分析
4.2.1 作物主要生長特征擬合效果
4.2.2 土壤水擬合效果
4.2.3 蒸散發(fā)擬合效果
4.2.4 地下水位擬合效果
4.3 本章小結(jié)
第五章 灌溉方案優(yōu)選
5.1 灌溉方案的設(shè)定
5.1.1 典型年的選取
5.1.2 灌溉制度擬定
5.2 模型模擬結(jié)果
5.2.1 不同灌溉方案對井灌區(qū)作物生長的影響
5.2.2 不同灌溉方案對水分生產(chǎn)率的影響
5.2.3 不同灌溉方案對地下水位的影響
5.3 評價指標體系的構(gòu)建
5.3.1 評價指標體系構(gòu)建的原則
5.3.2 評價指標選取與分級
5.4 方案評價與優(yōu)選
5.4.1 主要評價方法對比
5.4.2 指標權(quán)重的確定
5.4.3 灌溉方案定量評價及優(yōu)選
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 主要結(jié)論
6.2 研究展望
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的論文
參加的科研項目
參編論著
致謝
本文編號:3783888
【文章頁數(shù)】:100 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 選題的背景、目的與意義
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究目的與意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
1.2.1 作物模型模擬研究進展
1.2.2 地下水模型模擬研究進展
1.2.3 評價指標體系及國內(nèi)外研究進展
1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
1.3.1 研究內(nèi)容
1.3.2 技術(shù)路線
1.4 擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題暨論文創(chuàng)新特色
1.4.1 擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題
1.4.2 研究特色與創(chuàng)新點
第二章 井灌區(qū)水循環(huán)及作物生長試驗研究
2.1 試驗區(qū)概況
2.2 試驗設(shè)計、觀測項目與觀測方法
2.2.1 田間尺度水循環(huán)關(guān)鍵過程監(jiān)測
2.2.2 田間尺度作物生長監(jiān)測
2.2.3 區(qū)域尺度地下水動態(tài)監(jiān)測
2.3 試驗數(shù)據(jù)分析
2.3.1 管理數(shù)據(jù)分析
2.3.2 氣象數(shù)據(jù)分析
2.3.3 作物數(shù)據(jù)分析
2.3.4 土壤數(shù)據(jù)分析
2.3.5 水文地質(zhì)數(shù)據(jù)分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 井灌區(qū)水分循環(huán)及作物生長過程模擬
3.1 總體模擬框架
3.2 DSSAT模型基本原理及應(yīng)用情況
3.2.1 模型功能及適用性
3.2.2 模型結(jié)構(gòu)
3.2.3 核心計算模塊
3.2.3.1 產(chǎn)量計算方法
3.2.3.2 土壤水下滲計算方法
3.2.3.3 蒸散發(fā)計算方法
3.2.4 模型輸入輸出
3.2.4.1 模型輸入
3.2.4.2 模型輸出
3.3 Visual MODFLOW模型基本原理及應(yīng)用情況
3.3.1 模型功能及適用性
3.3.2 模型結(jié)構(gòu)
3.3.3 模型計算原理
3.3.3.1 空間離散化
3.3.3.2 時間離散化
3.3.4 模型輸入輸出
3.3.4.1 模型輸入
3.3.4.2 模型輸出
3.4 耦合模擬模型的構(gòu)建與應(yīng)用
3.5 本章小結(jié)
第四章 田間實測數(shù)據(jù)對模型的校驗
4.1 參數(shù)估計
4.1.1 GLUE
4.1.2 PEST
4.2 模擬效果分析
4.2.1 作物主要生長特征擬合效果
4.2.2 土壤水擬合效果
4.2.3 蒸散發(fā)擬合效果
4.2.4 地下水位擬合效果
4.3 本章小結(jié)
第五章 灌溉方案優(yōu)選
5.1 灌溉方案的設(shè)定
5.1.1 典型年的選取
5.1.2 灌溉制度擬定
5.2 模型模擬結(jié)果
5.2.1 不同灌溉方案對井灌區(qū)作物生長的影響
5.2.2 不同灌溉方案對水分生產(chǎn)率的影響
5.2.3 不同灌溉方案對地下水位的影響
5.3 評價指標體系的構(gòu)建
5.3.1 評價指標體系構(gòu)建的原則
5.3.2 評價指標選取與分級
5.4 方案評價與優(yōu)選
5.4.1 主要評價方法對比
5.4.2 指標權(quán)重的確定
5.4.3 灌溉方案定量評價及優(yōu)選
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 主要結(jié)論
6.2 研究展望
參考文獻
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參加的科研項目
參編論著
致謝
本文編號:3783888
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