黑河流域綠洲農業水轉化多過程耦合與高效用水調控

《黑河流域綠洲農業水轉化多過程耦合與高效用水調控》是依託中國農業大學，由康紹忠擔任項目負責人的重大研究計畫。

基本介紹

• 中文名：黑河流域綠洲農業水轉化多過程耦合與高效用水調控
• 依託單位：中國農業大學
• 項目負責人：康紹忠
• 項目類別：重大研究計畫

項目摘要

針對“黑河流域生態-水文集成研究”重大研究計畫總體目標的要求，以深入認識黑河流域中游綠洲農業水轉化多過程耦合機理及定量關係為主線，探討綠洲耗水時空格局對變化環境的回響機制與適度農業規模的確定方法，揭示農田、渠系和綠洲灌溉水轉化多過程的耦合機理與定量關係，探索綠洲多尺度農業水效率協同提升機制與調控模式，建立基於節水高效與綠洲健康的水資源調配方法。在此基礎上，集成綠洲農業水轉化多過程耦合與決策綜合模型系統，預測變化環境下綠洲農業水轉化與水效率參量時空分布，獲得水資源最佳化調配和高效用水方案。項目研究成果將為“黑河流域生態-水文集成研究”重大研究計畫的整體集成提供綠洲農業區水轉化的基本過程、量化方法、最佳化情景、節水高效調控模式及農業水轉化多過程耦合模擬與決策子模型，提升對綠洲農業區水資源轉化過程的認知水平和量化精度以及綠洲水資源可持續利用的調控能力。

結題摘要

本項目研究為“黑河流域生態-水文集成研究”重大研究計畫的整體集成，提供綠洲農業區水轉化的量化方法、節水高效調控模式、農業水轉化多過程耦合模擬與決策子模型，提升對綠洲農業區水資源轉化過程的認知水平和量化精度以及綠洲水資源可持續利用的調控能力。提出了綠洲農田灌溉需水量指標方法及生態需水量確定方法，確定了黑河中游綠洲農田的最大耗水量、實際耗水量和最低耗水量及生態需水量；建立了綠洲分散式需水模型，重構了綠洲過去30年及未來氣候變化下需水演變過程。建立了渠系輸配水及滲漏損失過程-農田水循環及生產力-地下水運動過程耦合的綠洲水轉化及水效率模型，模型突出了綠洲農業區農業種植與土壤質地影響的灌溉水時間差異及渠系輸配水與滲漏損失過程。明確了綠洲土壤因素對灌溉水生產力影響貢獻和水肥等管理因素的貢獻，獲得了綠洲最優水肥管理模式，即在現狀的基礎上減少灌水量、增加磷肥施用量以及增加種植密度。提出了一種確定綠洲適度規模和農業規模的方法，獲得了現狀給定農業用水下不同水文年適度農業規模及未來不同氣候情景、生態情景、來水情景等變化環境下的適度農業規模，實現了綠洲農業規模的空間最佳化布局。研究產生綠洲典型農田作物生育期土壤養分、水分動態及產量數據，可用於農田尺度作物生產力模型率定驗證及評價；生成綠洲灌溉需水指標空間分布數據，可用於分析評估綠洲灌溉豐虧，指導綠洲用水率提升；以及過去30年綠洲灌溉水生產力及農業投入要素數據，可用於分析研究綠洲農業生產力變化及驅動因素，進一步評價綠洲農業-水-生態系統的健康程度。本項目共培養青年科技人才26名，其中入選國家萬人計畫領軍人才2人、長江學者1人、國家傑青1人、青年長江2人、國家優青1人、獲中國青年科技獎1人。項目培養博士生20名，碩士生31名。項目完成的成果獲部級二等獎1項，省級一等獎1項；項目成果申請發明專利8項，實用新型專利11項，登記軟體著作權6項，發表SCI論文94篇。