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目次
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《農業高效用水技術研究與創新》主要依據作者“十五”期間承擔的國家重大科技專項（863計劃）“現代節水農業技術體系及新產品研究與開發”部分研究成果編著而成。全書共分10章，重點從工程節水與用水管理節水有機結合的思路出發，對農業高效用水關鍵技術開展創新研究與產品創制，相關內容包括1）農業高效用水技術發展趨勢與需求及技術進步障礙；2）灌溉發展與糧食安全需求預測；3）污水灌溉土地處理復合系統；4）灌排條件下農田氮污染預測與控制技術；5）灌區渠系水量監控與水管理技術及產品；6）灌溉管網輸配水調（量）控技術與產品；7）噴灌水分高效利用技術與產品；8）低壓高效微灌技術與產品；9）精細地面灌溉技術與產品；10）精量控制灌溉預報與決策支持系統。
《農業高效用水技術研究與創新》可供從事農業高效用水技術研究與推廣應用的科技人員和大專院校有關專業師生參考。
《農業高效用水技術研究與創新》可供從事農業高效用水技術研究與推廣應用的科技人員和大專院校有關專業師生參考。
目次
第1章 農業高效用水技術發展趨勢與需求及技術進步障礙
1．1 農業高效用水技術發展趨勢與研究重點
1．1．1 研究進展
1．1．2 發展趨勢與主要特征
1．1．3 科技創新成效
1．1．4 研究重點與內容
1．2 農業高效用水技術發展目標與需求
1．2．1 科技發展目標
1．2．2 技術發展目標
1．2．3 節水潛力
1．2．4 分區發展目標與重點
1．2．5 技術與產品市場需求
1．3 農業高效用水技術進步障礙
1．3．1 政策與機制
1．3．2 技術創新與標準化
1．3．3 研發平臺與基礎設施建設
1．3．4 成果轉化與服務體系
第2章 灌溉發展與糧食安全需求預測
2．1 概 述
2．1．1 研究背景與目的
2．1．2 國內外研究概況
2．1．3 研究內容
2．2 研究方法與模擬模型
2．2．1 糧食與灌溉發展需求預測模型
2．2．2 水與糧食生產決策支持模型
2．3 糧食與灌溉發展需求預測分析
2．3．1 糧食增長需求預測
2．3．2 灌溉用水供需平衡預測
2．3．3 灌溉與糧食發展需求關系
2．3．4 結 論
2．4 水與糧食生產決策支持預測分析
2．4．1 研究區域概況
2．4．2 模型校驗
2．4．3 模型應用
2．4．4 結果分析
2．4．5 結 論
2．5 不同尺度灌溉水利用率的關系
2．5．1 灌溉水利用率
2．5．2 灌溉水利用率間的關系
2．5．3 提高灌溉水利用率的途徑與措施
第3章 污水灌溉土地處理復合系統
3．1 概 述
3．1．1 研究現狀與發展趨勢
3．1．2 研發必要性
3．2 污水灌溉土地處理系統去污效果的土柱實驗
3．2．1 實驗裝置
3．2．2 實驗過程及觀測內容
3．2．3 實驗結果分析
3．2．4 結 論
3．3 污水灌溉土地處理復合系統的田間試驗
3．3．1 復合系統結構
3．3．2 試驗區布設與系統運行
3．3．3 試驗結果分析
3．3．4 結 論
3．4 污水灌溉土地處理復合系統的應用效果
3．4．1 溫室大棚灌溉
3．4．2 城鎮生活污水處理
3．4．3 公廁污水處理
第4章 灌排條件下農田氮污染預測與控制技術
4．1 概 述
4．1．1 研究現狀及發展趨勢
4．1．2 研究必要性
4．2 農田氮轉化運移模型
4．2．1 模型研究綜述
4．2．2 有機或無機肥料氮轉化運移模型
4．2．3 無機肥料氮轉化運移模型
4．2．4 氮轉化運移模型參數
4．3 有機或無機肥料氮轉化運移模型參數的敏感性
4．3．1 有機氮的凈礦化
4．3．2 NH3的揮發
4．3．3 NH4+?N的硝化
4．3．4 NO3-?N的反硝化
4．3．5 地表徑流氮損失
4．3．6 地下排水NO3-?N 損失
4．3．7 作物的氮吸收
4．3．8 根區20cm內的NO3-?N動態
4．4 一維與準二維農田氮轉化運移模擬結果
4．4．1 土壤水熱動態
4．4．2 模擬結果對比
4．5 農田氮流失量模擬預測與控制措施
4．5．1 地下水位控制方式、耕作措施和作物種植模式對氮流失影響的預測
4．5．2 不同施肥類型下的氮流失量預測評價
4．5．3 控制農田氮流失量的水土管理措施
第5章 灌區渠系水量監控與水管理技術及產品
5．1 概 述
5．1．1 研究現狀與發展趨勢
5．1．2 研發必要性
5．1．3 技術與產品構成
5．2 渠系水位（量）監測技術與產品
5．2．1 壓力式水位計
5．2．2 浮子式水位計
5．2．3 智能型量水計
5．2．4 水位計安裝方式
5．3 渠系閘門控制技術與產品
5．3．1 自記式閘門開度儀
5．3．2 渠系閘門太陽能自控系統
5．4 灌區用水管理信息傳輸技術與產品
5．4．1 信息采集需求
5．4．2 動態信息點類別
5．4．3 智能IC卡信息轉儲技術與設備
5．4．4 無線移動網GSM信息傳輸技術與設備
5．5 渠系水管理模擬技術與軟件
5．5．1 灌溉渠系用戶可視化搭建系統
5．5．2 灌區渠系水流模擬仿真系統
5．6 灌區水管理信息系統
5．6．1 系統架構與程序設計
5．6．2 系統模塊功能
5．7 灌區渠系水量監控與用水管理技術及產品應用
5．7．1 甘肅景泰川電力提灌區
5．7．2 甘肅張掖西俊灌區
5．7．3 甘肅黑河草灘莊水利樞紐
5．7．4 山東簸箕李引黃灌區
5．7．5 四川都江堰人民渠二處灌區
5．7．6 經濟、社會和環境效益
第6章 灌溉管網輸配水調（量）控技術與產品
6．1 概 述
6．1．1 研究現狀與發展趨勢
6．1．2 研發必要性
6．2 灌溉管網輸配水系統運行安全性與模擬仿真
6．2．1 管網輸配水系統安全性水力評價
6．2．2 管道進口空氣吸入臨界水深試驗
6．2．3 管網輸配水系統模擬仿真
6．3 灌溉管網輸水量控技術與產品
6．3．1 管道灌溉用水管理信息系統
6．3．2 管道波涌灌溉控制系統
6．3．3 多功能調壓分水控制裝置
6．4 新型低壓灌溉輸水管材（道）與管件
6．4．1 竹-塑高分子復合管材（道）
6．4．2 地埋管道附件
6．4．3 復合管卡
第7章 噴灌水分高效利用技術與產品
7．1 概 述
7．1．1 研究現狀與發展趨勢
7．1．2 研發必要性
7．2 噴灌水利用率
7．2．1 試驗方法與設計
7．2．2 噴灑水利用系數在灌溉季節內的變化趨勢
7．2．3 噴灑水利用系數與環境因子的關系
7．2．4 作物灌溉季節的平均噴灑水利用系數
7．2．5 結 論
7．3 噴灌均勻系數
7．3．1 試驗方法與設計
7．3．2 噴灌均勻性對土壤水分布特性的影響
7．3．3 噴灌均勻系數與噴灌分布均勻系數的關系
7．3．4 噴灌均勻系數對作物產量的影響
7．3．5 結 論
7．4 異形噴嘴噴頭
7．4．1 異形噴嘴噴體與噴嘴尺寸
7．4．2 方形噴嘴設計原理及方法
7．4．3 雙長方形噴嘴設計原理及方法
7．4．4 三角形噴嘴設計原理及方法
7．4．5 異形噴嘴噴頭水力性能比較
7．5 短流道噴頭
7．5．1 噴頭結構特點
7．5．2 壓力流量關系
7．5．3 能量轉化率
7．5．4 轉動均勻性
7．5．5 單噴頭水量分布
7．5．6 耐久性試驗
7．6 地埋升降式噴灌裝置
7．6．1 噴頭結構參數設計
7．6．2 散射升降式噴頭水力性能
7．6．3 齒輪傳動升降式噴頭水力性能
7．6．4 渦輪驅動升降式噴頭水力性能
第8章 低壓高效微灌技術與產品
8．1 概 述
8．1．1 研究現狀與發展趨勢
8．1．2 研發必要性
8．2 低壓微灌灌水器
8．2．1 流道結構形式對滴頭水力性能的影響
8．2．2 流道結構參數對滴頭水力和抗堵塞性能的影響
8．2．3 低壓灌水器流道結構設計與性能指標
8．2．4 應用效果
8．3 滴灌管生產線
8．3．1 生產線構成與工藝流程
8．3．2 設備的引進、研發及配套
8．3．3 主要性能特點
8．4 低壓壓力調節器
8．4．1 影響壓力調節器性能的結構參數
8．4．2 結構參數對壓力調節器性能的影響
8．4．3 低壓壓力調節器結構設計與性能指標
8．4．4 應用效果
8．5 微灌施肥裝置
8．5．1 壓差式施肥罐水力性能試驗
8．5．2 文丘里式施肥器水力性能試驗
8．5．3 可調比例式施肥泵水力性能試驗
8．5．4 水動式施肥泵結構與性能的改進及完善
第9章 精細地面灌溉技術與產品
9．1 概 述
9．1．1 精細地面灌溉技術體系構成
9．1．2 研究現狀與發展趨勢
9．2 激光控制土地精細平整技術
9．2．1 基于三維GPS設備的地面高程測量技術與方法
9．2．2 土地精平施工適宜高程測量網格間距
9．2．3 土地精細平整工程優化設計與評價軟件
9．2．4 土地精細平整鏟運設備及液壓伺服控制裝置
9．2．5 激光控制土地精細平整技術規模化應用
9．3 地面灌溉過程精量控制技術
9．3．1 基于SGA和SRFR的畦灌入滲參數與糙率系數優化反演模型
9．3．2 地面灌溉水深測量儀
9．3．3 田間閘管灌溉系列化產品
9．4 畦面微地形和土壤入滲時空變異性
9．4．1 田間試驗與分析方法
9．4．2 畦面相對高程空間分布相關結構
9．4．3 畦面微地形時空變異性
9．4．4 土壤入滲參數時空變異性
9．5 微地形空間變異性對畦灌系統影響的數值模擬
9．5．1 隨機模擬畦面微地形的方法
9．5．2 微地形起伏位置空間分布差異對畦灌性能的影響
9．5．3 隨機生成的畦面相對高程最小樣本容量
9．5．4 微地形空間變異性對畦灌系統影響的數值模擬
9．6 考慮微地形和入滲時空變異的畦灌系統模擬效果田間驗證
9．6．1 田間試驗與模擬方法
9．6．2 畦灌過程
9．6．3 畦灌性能
9．6．4 結 論
第10章 精量控制灌溉預報與決策支持系統
10．1 概 述
10．1．1 研究現狀與發展趨勢
10．1．2 研發必要性
10．2 作物缺水診斷指標
10．2．1 試驗設計與觀測方法
10．2．2 冬小麥缺水診斷指標
10．2．3 春玉米和夏大豆缺水診斷指標
10．3 作物需水量預報模型
10．3．1 參照騰發量實時預報模型
10．3．2 作物系數計算模型
10．3．3 作物需水量預報模型檢驗
10．4 智能化灌溉預報與決策支持系統
10．4．1 系統框架結構
10．4．2 系統支撐平臺
10．4．3 灌溉預報與決策支持方法
10．4．4 控制界面與運行
10．5 作物水分信息采集與精量控制灌溉系統
10．5．1 總體結構
10．5．2 作物水分信息采集系統
10．5．3 精量控制灌溉系統
10．5．4 應用效果
1．1 農業高效用水技術發展趨勢與研究重點
1．1．1 研究進展
1．1．2 發展趨勢與主要特征
1．1．3 科技創新成效
1．1．4 研究重點與內容
1．2 農業高效用水技術發展目標與需求
1．2．1 科技發展目標
1．2．2 技術發展目標
1．2．3 節水潛力
1．2．4 分區發展目標與重點
1．2．5 技術與產品市場需求
1．3 農業高效用水技術進步障礙
1．3．1 政策與機制
1．3．2 技術創新與標準化
1．3．3 研發平臺與基礎設施建設
1．3．4 成果轉化與服務體系
第2章 灌溉發展與糧食安全需求預測
2．1 概 述
2．1．1 研究背景與目的
2．1．2 國內外研究概況
2．1．3 研究內容
2．2 研究方法與模擬模型
2．2．1 糧食與灌溉發展需求預測模型
2．2．2 水與糧食生產決策支持模型
2．3 糧食與灌溉發展需求預測分析
2．3．1 糧食增長需求預測
2．3．2 灌溉用水供需平衡預測
2．3．3 灌溉與糧食發展需求關系
2．3．4 結 論
2．4 水與糧食生產決策支持預測分析
2．4．1 研究區域概況
2．4．2 模型校驗
2．4．3 模型應用
2．4．4 結果分析
2．4．5 結 論
2．5 不同尺度灌溉水利用率的關系
2．5．1 灌溉水利用率
2．5．2 灌溉水利用率間的關系
2．5．3 提高灌溉水利用率的途徑與措施
第3章 污水灌溉土地處理復合系統
3．1 概 述
3．1．1 研究現狀與發展趨勢
3．1．2 研發必要性
3．2 污水灌溉土地處理系統去污效果的土柱實驗
3．2．1 實驗裝置
3．2．2 實驗過程及觀測內容
3．2．3 實驗結果分析
3．2．4 結 論
3．3 污水灌溉土地處理復合系統的田間試驗
3．3．1 復合系統結構
3．3．2 試驗區布設與系統運行
3．3．3 試驗結果分析
3．3．4 結 論
3．4 污水灌溉土地處理復合系統的應用效果
3．4．1 溫室大棚灌溉
3．4．2 城鎮生活污水處理
3．4．3 公廁污水處理
第4章 灌排條件下農田氮污染預測與控制技術
4．1 概 述
4．1．1 研究現狀及發展趨勢
4．1．2 研究必要性
4．2 農田氮轉化運移模型
4．2．1 模型研究綜述
4．2．2 有機或無機肥料氮轉化運移模型
4．2．3 無機肥料氮轉化運移模型
4．2．4 氮轉化運移模型參數
4．3 有機或無機肥料氮轉化運移模型參數的敏感性
4．3．1 有機氮的凈礦化
4．3．2 NH3的揮發
4．3．3 NH4+?N的硝化
4．3．4 NO3-?N的反硝化
4．3．5 地表徑流氮損失
4．3．6 地下排水NO3-?N 損失
4．3．7 作物的氮吸收
4．3．8 根區20cm內的NO3-?N動態
4．4 一維與準二維農田氮轉化運移模擬結果
4．4．1 土壤水熱動態
4．4．2 模擬結果對比
4．5 農田氮流失量模擬預測與控制措施
4．5．1 地下水位控制方式、耕作措施和作物種植模式對氮流失影響的預測
4．5．2 不同施肥類型下的氮流失量預測評價
4．5．3 控制農田氮流失量的水土管理措施
第5章 灌區渠系水量監控與水管理技術及產品
5．1 概 述
5．1．1 研究現狀與發展趨勢
5．1．2 研發必要性
5．1．3 技術與產品構成
5．2 渠系水位（量）監測技術與產品
5．2．1 壓力式水位計
5．2．2 浮子式水位計
5．2．3 智能型量水計
5．2．4 水位計安裝方式
5．3 渠系閘門控制技術與產品
5．3．1 自記式閘門開度儀
5．3．2 渠系閘門太陽能自控系統
5．4 灌區用水管理信息傳輸技術與產品
5．4．1 信息采集需求
5．4．2 動態信息點類別
5．4．3 智能IC卡信息轉儲技術與設備
5．4．4 無線移動網GSM信息傳輸技術與設備
5．5 渠系水管理模擬技術與軟件
5．5．1 灌溉渠系用戶可視化搭建系統
5．5．2 灌區渠系水流模擬仿真系統
5．6 灌區水管理信息系統
5．6．1 系統架構與程序設計
5．6．2 系統模塊功能
5．7 灌區渠系水量監控與用水管理技術及產品應用
5．7．1 甘肅景泰川電力提灌區
5．7．2 甘肅張掖西俊灌區
5．7．3 甘肅黑河草灘莊水利樞紐
5．7．4 山東簸箕李引黃灌區
5．7．5 四川都江堰人民渠二處灌區
5．7．6 經濟、社會和環境效益
第6章 灌溉管網輸配水調（量）控技術與產品
6．1 概 述
6．1．1 研究現狀與發展趨勢
6．1．2 研發必要性
6．2 灌溉管網輸配水系統運行安全性與模擬仿真
6．2．1 管網輸配水系統安全性水力評價
6．2．2 管道進口空氣吸入臨界水深試驗
6．2．3 管網輸配水系統模擬仿真
6．3 灌溉管網輸水量控技術與產品
6．3．1 管道灌溉用水管理信息系統
6．3．2 管道波涌灌溉控制系統
6．3．3 多功能調壓分水控制裝置
6．4 新型低壓灌溉輸水管材（道）與管件
6．4．1 竹-塑高分子復合管材（道）
6．4．2 地埋管道附件
6．4．3 復合管卡
第7章 噴灌水分高效利用技術與產品
7．1 概 述
7．1．1 研究現狀與發展趨勢
7．1．2 研發必要性
7．2 噴灌水利用率
7．2．1 試驗方法與設計
7．2．2 噴灑水利用系數在灌溉季節內的變化趨勢
7．2．3 噴灑水利用系數與環境因子的關系
7．2．4 作物灌溉季節的平均噴灑水利用系數
7．2．5 結 論
7．3 噴灌均勻系數
7．3．1 試驗方法與設計
7．3．2 噴灌均勻性對土壤水分布特性的影響
7．3．3 噴灌均勻系數與噴灌分布均勻系數的關系
7．3．4 噴灌均勻系數對作物產量的影響
7．3．5 結 論
7．4 異形噴嘴噴頭
7．4．1 異形噴嘴噴體與噴嘴尺寸
7．4．2 方形噴嘴設計原理及方法
7．4．3 雙長方形噴嘴設計原理及方法
7．4．4 三角形噴嘴設計原理及方法
7．4．5 異形噴嘴噴頭水力性能比較
7．5 短流道噴頭
7．5．1 噴頭結構特點
7．5．2 壓力流量關系
7．5．3 能量轉化率
7．5．4 轉動均勻性
7．5．5 單噴頭水量分布
7．5．6 耐久性試驗
7．6 地埋升降式噴灌裝置
7．6．1 噴頭結構參數設計
7．6．2 散射升降式噴頭水力性能
7．6．3 齒輪傳動升降式噴頭水力性能
7．6．4 渦輪驅動升降式噴頭水力性能
第8章 低壓高效微灌技術與產品
8．1 概 述
8．1．1 研究現狀與發展趨勢
8．1．2 研發必要性
8．2 低壓微灌灌水器
8．2．1 流道結構形式對滴頭水力性能的影響
8．2．2 流道結構參數對滴頭水力和抗堵塞性能的影響
8．2．3 低壓灌水器流道結構設計與性能指標
8．2．4 應用效果
8．3 滴灌管生產線
8．3．1 生產線構成與工藝流程
8．3．2 設備的引進、研發及配套
8．3．3 主要性能特點
8．4 低壓壓力調節器
8．4．1 影響壓力調節器性能的結構參數
8．4．2 結構參數對壓力調節器性能的影響
8．4．3 低壓壓力調節器結構設計與性能指標
8．4．4 應用效果
8．5 微灌施肥裝置
8．5．1 壓差式施肥罐水力性能試驗
8．5．2 文丘里式施肥器水力性能試驗
8．5．3 可調比例式施肥泵水力性能試驗
8．5．4 水動式施肥泵結構與性能的改進及完善
第9章 精細地面灌溉技術與產品
9．1 概 述
9．1．1 精細地面灌溉技術體系構成
9．1．2 研究現狀與發展趨勢
9．2 激光控制土地精細平整技術
9．2．1 基于三維GPS設備的地面高程測量技術與方法
9．2．2 土地精平施工適宜高程測量網格間距
9．2．3 土地精細平整工程優化設計與評價軟件
9．2．4 土地精細平整鏟運設備及液壓伺服控制裝置
9．2．5 激光控制土地精細平整技術規模化應用
9．3 地面灌溉過程精量控制技術
9．3．1 基于SGA和SRFR的畦灌入滲參數與糙率系數優化反演模型
9．3．2 地面灌溉水深測量儀
9．3．3 田間閘管灌溉系列化產品
9．4 畦面微地形和土壤入滲時空變異性
9．4．1 田間試驗與分析方法
9．4．2 畦面相對高程空間分布相關結構
9．4．3 畦面微地形時空變異性
9．4．4 土壤入滲參數時空變異性
9．5 微地形空間變異性對畦灌系統影響的數值模擬
9．5．1 隨機模擬畦面微地形的方法
9．5．2 微地形起伏位置空間分布差異對畦灌性能的影響
9．5．3 隨機生成的畦面相對高程最小樣本容量
9．5．4 微地形空間變異性對畦灌系統影響的數值模擬
9．6 考慮微地形和入滲時空變異的畦灌系統模擬效果田間驗證
9．6．1 田間試驗與模擬方法
9．6．2 畦灌過程
9．6．3 畦灌性能
9．6．4 結 論
第10章 精量控制灌溉預報與決策支持系統
10．1 概 述
10．1．1 研究現狀與發展趨勢
10．1．2 研發必要性
10．2 作物缺水診斷指標
10．2．1 試驗設計與觀測方法
10．2．2 冬小麥缺水診斷指標
10．2．3 春玉米和夏大豆缺水診斷指標
10．3 作物需水量預報模型
10．3．1 參照騰發量實時預報模型
10．3．2 作物系數計算模型
10．3．3 作物需水量預報模型檢驗
10．4 智能化灌溉預報與決策支持系統
10．4．1 系統框架結構
10．4．2 系統支撐平臺
10．4．3 灌溉預報與決策支持方法
10．4．4 控制界面與運行
10．5 作物水分信息采集與精量控制灌溉系統
10．5．1 總體結構
10．5．2 作物水分信息采集系統
10．5．3 精量控制灌溉系統
10．5．4 應用效果
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