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第28 卷 第4 期 农 业 工 程 学 报 Vol.28 No.4 60 2012 年 2 月 Transactions of the CSAE Feb. 2012 ·农业水土工程· 非充分灌溉条件下农田水分转化SWAP 模拟 1,3 2,3 3※ 2 冯绍元 ，马 英 ，霍再林 ，宋献方 （1. 扬州大学 水利科学与工程学院，扬州 225009 ； 2. 中国科学院地理科学与资源研究所 陆地水循环及地表过程 重点实验室，北京 100101； 3. 中国农业大学 中国农业水问题研究中心，北京 100083） 摘 要：非充分灌溉改变了农田水分转化过程，以往的研究较少讨论作物根系层以下的土壤水分转化动态及其对作物耗 水的影响。该文在北京市典型农田开展了冬小麦-夏玉米非充分灌溉试验，在对SWAP 模型率定与验证基础上，模拟分析 了非充分灌溉农田耗水规律与水分转化过程，并应用模型得到了研究区不同降水年型的最优非充分灌溉模式。结果表明： 非充分灌溉的实施促使作物消耗大量土壤贮水，当降雨或灌溉量较小时，土壤水可占作物耗水量的 46.1% ；根区和储水 区之间土壤水分交换明显，转化通量变化范围为-2.67～0.45 mm/d ，而储水区底部水分通量较小且无明显变化，根区土壤 水分渗漏出现在灌溉或较大的降雨之后，储水区水分向上补给主要发生在作物需水关键期；与常规灌溉相比，最优非充 分灌溉模式在丰水年、平水年和枯水年分别节水375、225 和225 mm，储水区底部深层水分渗漏量分别减少了89%、17% 和2% 。 关键词：灌溉，土壤水分，模型，非充分灌溉，冬小麦-夏玉米农田，水分转化，深层渗漏，SWAP 模型 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2012.04.010 中图分类号：S271 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2012)-04-0060-09 冯绍元，马 英，霍再林，等. 非充分灌溉条件下农田水分转化 SWAP 模拟[J]. 农业工程学报，2012，28(4)： 60－68. Feng Shaoyuan, Ma Ying, Huo Zailin, et al. Simulation study of field water transformation under deficit irrigation with SWAP model[J]. Transactions of the CSAE, 20 12, 28(4): 60 －68. (in Chinese with English abstract) 和无根系的储水区，建立了农田土壤水分二区概念性模 0 引 言 型，分析了储水区土壤水分对作物蒸腾蒸发量的贡献， 发展节水高效农业是缓解北京地区水资源紧缺和促 [13] 但模型参数的物理机理不是很明确 。相对而言，数值 进农业可持续发展的战略选择。高效农业用水的形成， 模型则同时考虑土壤蒸发、作物蒸腾与根系吸水等界面 必须以农业灌溉技术变革为前提，以现代农田节水灌溉 过程，可以从机理上认识农田水分转化过程和作物耗水 [1] 理论为先导 。截止 2008 年底，北京市节水灌溉面积已 规律，为定量研究高效农业用水问题提供了有力的支持。 2 达28.01 万hm