农业高效用水技术研究与创新

　　《农业高效用水技术研究与创新》主要依据作者“十五”期间承担的国家重大科技专项（863计划）“现代节水农业技术体系及新产品研究与开发”部分研究成果编著而成。全书共分10章，重点从工程节水与用水管理节水有机结合的思路出发，对农业高效用水关键技术开展创新研究与产品创制，相关内容包括1）农业高效用水技术发展趋势与需求及技术进步障碍；2）灌溉发展与粮食安全需求预测；3）污水灌溉土地处理复合系统；4）灌排条件下农田氮污染预测与控制技术；5）灌区渠系水量监控与水管理技术及产品；6）灌溉管网输配水调（量）控技术与产品；7）喷灌水分高效利用技术与产品；8）低压高效微灌技术与产品；9）精细地面灌溉技术与产品；10）精量控制灌溉预报与决策支持系统。《农业高效用水技术研究与创新》可供从事农业高效用水技术研究与推广应用的科技人员和大专院校有关专业师生参考。

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第1章 农业高效用水技术发展趋势与需求及技术进步障碍
1．1 农业高效用水技术发展趋势与研究重点
1．1．1 研究进展
1．1．2 发展趋势与主要特征
1．1．3 科技创新成效
1．1．4 研究重点与内容
1．2 农业高效用水技术发展目标与需求
1．2．1 科技发展目标
1．2．2 技术发展目标
1．2．3 节水潜力
1．2．4 分区发展目标与重点
1．2．5 技术与产品市场需求
1．3 农业高效用水技术进步障碍
1．3．1 政策与机制
1．3．2 技术创新与标准化
1．3．3 研发平台与基础设施建设
1．3．4 成果转化与服务体系
第2章 灌溉发展与粮食安全需求预测
2．1 概 述
2．1．1 研究背景与目的
2．1．2 国内外研究概况
2．1．3 研究内容
2．2 研究方法与模拟模型
2．2．1 粮食与灌溉发展需求预测模型
2．2．2 水与粮食生产决策支持模型
2．3 粮食与灌溉发展需求预测分析
2．3．1 粮食增长需求预测
2．3．2 灌溉用水供需平衡预测
2．3．3 灌溉与粮食发展需求关系
2．3．4 结 论
2．4 水与粮食生产决策支持预测分析
2．4．1 研究区域概况
2．4．2 模型校验
2．4．3 模型应用
2．4．4 结果分析
2．4．5 结 论
2．5 不同尺度灌溉水利用率的关系
2．5．1 灌溉水利用率
2．5．2 灌溉水利用率间的关系
2．5．3 提高灌溉水利用率的途径与措施
第3章 污水灌溉土地处理复合系统
3．1 概 述
3．1．1 研究现状与发展趋势
3．1．2 研发必要性
3．2 污水灌溉土地处理系统去污效果的土柱实验
3．2．1 实验装置
3．2．2 实验过程及观测内容
3．2．3 实验结果分析
3．2．4 结 论
3．3 污水灌溉土地处理复合系统的田间试验
3．3．1 复合系统结构
3．3．2 试验区布设与系统运行
3．3．3 试验结果分析
3．3．4 结 论
3．4 污水灌溉土地处理复合系统的应用效果
3．4．1 温室大棚灌溉
3．4．2 城镇生活污水处理
3．4．3 公厕污水处理
第4章 灌排条件下农田氮污染预测与控制技术
4．1 概 述
4．1．1 研究现状及发展趋势
4．1．2 研究必要性
4．2 农田氮转化运移模型
4．2．1 模型研究综述
4．2．2 有机或无机肥料氮转化运移模型
4．2．3 无机肥料氮转化运移模型
4．2．4 氮转化运移模型参数
4．3 有机或无机肥料氮转化运移模型参数的敏感性
4．3．1 有机氮的净矿化
4．3．2 NH3的挥发
4．3．3 NH4+?N的硝化
4．3．4 NO3-?N的反硝化
4．3．5 地表径流氮损失
4．3．6 地下排水NO3-?N 损失
4．3．7 作物的氮吸收
4．3．8 根区20cm内的NO3-?N动态
4．4 一维与准二维农田氮转化运移模拟结果
4．4．1 土壤水热动态
4．4．2 模拟结果对比
4．5 农田氮流失量模拟预测与控制措施
4．5．1 地下水位控制方式、耕作措施和作物种植模式对氮流失影响的预测
4．5．2 不同施肥类型下的氮流失量预测评价
4．5．3 控制农田氮流失量的水土管理措施
第5章 灌区渠系水量监控与水管理技术及产品
5．1 概 述
5．1．1 研究现状与发展趋势
5．1．2 研发必要性
5．1．3 技术与产品构成
5．2 渠系水位（量）监测技术与产品
5．2．1 压力式水位计
5．2．2 浮子式水位计
5．2．3 智能型量水计
5．2．4 水位计安装方式
5．3 渠系闸门控制技术与产品
5．3．1 自记式闸门开度仪
5．3．2 渠系闸门太阳能自控系统
5．4 灌区用水管理信息传输技术与产品
5．4．1 信息采集需求
5．4．2 动态信息点类别
5．4．3 智能IC卡信息转储技术与设备
5．4．4 无线移动网GSM信息传输技术与设备
5．5 渠系水管理模拟技术与软件
5．5．1 灌溉渠系用户可视化搭建系统
5．5．2 灌区渠系水流模拟仿真系统
5．6 灌区水管理信息系统
5．6．1 系统架构与程序设计
5．6．2 系统模块功能
5．7 灌区渠系水量监控与用水管理技术及产品应用
5．7．1 甘肃景泰川电力提灌区
5．7．2 甘肃张掖西俊灌区
5．7．3 甘肃黑河草滩庄水利枢纽
5．7．4 山东簸箕李引黄灌区
5．7．5 四川都江堰人民渠二处灌区
5．7．6 经济、社会和环境效益
第6章 灌溉管网输配水调（量）控技术与产品
6．1 概 述
6．1．1 研究现状与发展趋势
6．1．2 研发必要性
6．2 灌溉管网输配水系统运行安全性与模拟仿真
6．2．1 管网输配水系统安全性水力评价
6．2．2 管道进口空气吸入临界水深试验
6．2．3 管网输配水系统模拟仿真
6．3 灌溉管网输水量控技术与产品
6．3．1 管道灌溉用水管理信息系统
6．3．2 管道波涌灌溉控制系统
6．3．3 多功能调压分水控制装置
6．4 新型低压灌溉输水管材（道）与管件
6．4．1 竹-塑高分子复合管材（道）
6．4．2 地埋管道附件
6．4．3 复合管卡
第7章 喷灌水分高效利用技术与产品
7．1 概 述
7．1．1 研究现状与发展趋势
7．1．2 研发必要性
7．2 喷灌水利用率
7．2．1 试验方法与设计
7．2．2 喷洒水利用系数在灌溉季节内的变化趋势
7．2．3 喷洒水利用系数与环境因子的关系
7．2．4 作物灌溉季节的平均喷洒水利用系数
7．2．5 结 论
7．3 喷灌均匀系数
7．3．1 试验方法与设计
7．3．2 喷灌均匀性对土壤水分布特性的影响
7．3．3 喷灌均匀系数与喷灌分布均匀系数的关系
7．3．4 喷灌均匀系数对作物产量的影响
7．3．5 结 论
7．4 异形喷嘴喷头
7．4．1 异形喷嘴喷体与喷嘴尺寸
7．4．2 方形喷嘴设计原理及方法
7．4．3 双长方形喷嘴设计原理及方法
7．4．4 三角形喷嘴设计原理及方法
7．4．5 异形喷嘴喷头水力性能比较
7．5 短流道喷头
7．5．1 喷头结构特点
7．5．2 压力流量关系
7．5．3 能量转化率
7．5．4 转动均匀性
7．5．5 单喷头水量分布
7．5．6 耐久性试验
7．6 地埋升降式喷灌装置
7．6．1 喷头结构参数设计
7．6．2 散射升降式喷头水力性能
7．6．3 齿轮传动升降式喷头水力性能
7．6．4 涡轮驱动升降式喷头水力性能
第8章 低压高效微灌技术与产品
8．1 概 述
8．1．1 研究现状与发展趋势
8．1．2 研发必要性
8．2 低压微灌灌水器
8．2．1 流道结构形式对滴头水力性能的影响
8．2．2 流道结构参数对滴头水力和抗堵塞性能的影响
8．2．3 低压灌水器流道结构设计与性能指标
8．2．4 应用效果
8．3 滴灌管生产线
8．3．1 生产线构成与工艺流程
8．3．2 设备的引进、研发及配套
8．3．3 主要性能特点
8．4 低压压力调节器
8．4．1 影响压力调节器性能的结构参数
8．4．2 结构参数对压力调节器性能的影响
8．4．3 低压压力调节器结构设计与性能指标
8．4．4 应用效果
8．5 微灌施肥装置
8．5．1 压差式施肥罐水力性能试验
8．5．2 文丘里式施肥器水力性能试验
8．5．3 可调比例式施肥泵水力性能试验
8．5．4 水动式施肥泵结构与性能的改进及完善
第9章 精细地面灌溉技术与产品
9．1 概 述
9．1．1 精细地面灌溉技术体系构成
9．1．2 研究现状与发展趋势
9．2 激光控制土地精细平整技术
9．2．1 基于三维GPS设备的地面高程测量技术与方法
9．2．2 土地精平施工适宜高程测量网格间距
9．2．3 土地精细平整工程优化设计与评价软件
9．2．4 土地精细平整铲运设备及液压伺服控制装置
9．2．5 激光控制土地精细平整技术规模化应用
9．3 地面灌溉过程精量控制技术
9．3．1 基于SGA和SRFR的畦灌入渗参数与糙率系数优化反演模型
9．3．2 地面灌溉水深测量仪
9．3．3 田间闸管灌溉系列化产品
9．4 畦面微地形和土壤入渗时空变异性
9．4．1 田间试验与分析方法
9．4．2 畦面相对高程空间分布相关结构
9．4．3 畦面微地形时空变异性
9．4．4 土壤入渗参数时空变异性
9．5 微地形空间变异性对畦灌系统影响的数值模拟
9．5．1 随机模拟畦面微地形的方法
9．5．2 微地形起伏位置空间分布差异对畦灌性能的影响
9．5．3 随机生成的畦面相对高程最小样本容量
9．5．4 微地形空间变异性对畦灌系统影响的数值模拟
9．6 考虑微地形和入渗时空变异的畦灌系统模拟效果田间验证
9．6．1 田间试验与模拟方法
9．6．2 畦灌过程
9．6．3 畦灌性能
9．6．4 结 论
第10章 精量控制灌溉预报与决策支持系统
10．1 概 述
10．1．1 研究现状与发展趋势
10．1．2 研发必要性
10．2 作物缺水诊断指标
10．2．1 试验设计与观测方法
10．2．2 冬小麦缺水诊断指标
10．2．3 春玉米和夏大豆缺水诊断指标
10．3 作物需水量预报模型
10．3．1 参照腾发量实时预报模型
10．3．2 作物系数计算模型
10．3．3 作物需水量预报模型检验
10．4 智能化灌溉预报与决策支持系统
10．4．1 系统框架结构
10．4．2 系统支撑平台
10．4．3 灌溉预报与决策支持方法
10．4．4 控制界面与运行
10．5 作物水分信息采集与精量控制灌溉系统
10．5．1 总体结构
10．5．2 作物水分信息采集系统
10．5．3 精量控制灌溉系统
10．5．4 应用效果