郝連安，高建恩，2?，張?jiān)?，梁改革，趙春紅

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，712100，陜西楊凌;2.中國科學(xué)院水利部 水土保持研究所，712100，陜西楊凌;3.中國水電顧問集團(tuán)中南勘測設(shè)計(jì)研究院，410014，長沙)

基于土壤水分動(dòng)態(tài)的梯田蘋果園水窖配置

郝連安1，高建恩1，2?，張?jiān)?，梁改革3，趙春紅1

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，712100，陜西楊凌;2.中國科學(xué)院水利部 水土保持研究所，712100，陜西楊凌;3.中國水電顧問集團(tuán)中南勘測設(shè)計(jì)研究院，410014，長沙)

針對如何合理配置水窖以解決黃土高原梯田種植蘋果存在的水資源短缺問題，利用WEPP模型，在對0～200 cm土壤儲(chǔ)水量動(dòng)態(tài)變化模擬驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，以滿足梯田蘋果在不同典型代表年的生育期需水為目標(biāo)，對水窖進(jìn)行優(yōu)化配置。結(jié)果表明：在更新土壤及作物管理數(shù)據(jù)庫后，WEPP模型可實(shí)現(xiàn)對梯田蘋果園0～200 cm土壤儲(chǔ)水量的動(dòng)態(tài)模擬;利用土壤水分動(dòng)態(tài)變化選擇典型年來進(jìn)行水窖優(yōu)化配置，更能滿足蘋果的需水要求;黃土丘陵溝壑區(qū)適宜的水窖配置干旱年為1 150m3/hm2，平水年為180m3/hm2，濕潤年為50m3/hm2。該研究為高效利用該區(qū)有限水資源提供了一種基于土壤水分動(dòng)態(tài)變化來滿足蘋果生長需水的水窖優(yōu)化配置方法。

WEPP;土壤水動(dòng)態(tài);水窖配置

干旱與水土流失是黃土高原發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一 個(gè)主要限制因素［1］。梯田蘋果(Malus pumilamill)+集流面+水窖作為黃土高原地區(qū)既能有效防止水土流失又能緩解干旱的重要措施，在該區(qū)得到廣泛發(fā)展。但由于蘋果產(chǎn)量、生物量和耗水量都較大，如何在實(shí)際中優(yōu)化配置水窖以解決水短缺是一個(gè)重要問題。目前在進(jìn)行梯田內(nèi)水窖容積配置(以下簡稱水窖配置)時(shí)，多采用徑流系數(shù)和灌溉定額相結(jié)合的方法［2-3］，配置一般未充分考慮降雨徑流、蒸散發(fā)、植物生長等過程，不能達(dá)到水分高效利用的目的;而且水窖配置選擇典型年時(shí)一般采用水文上的降雨頻率，由于降雨年內(nèi)分配和作物需水規(guī)律往往不一致［4］，配置結(jié)果與蘋果的需水常發(fā)生錯(cuò)位。土壤水變化是降雨、徑流、入滲、植物蒸散發(fā)、地下水等過程綜合作用的結(jié)果，能綜合反映作物水分虧缺狀況，是梯田蘋果園進(jìn)行水窖配置的理想?yún)⒖贾笜?biāo)。李錫錄等［5］研究了土壤水在高效灌溉制度制訂中的應(yīng)用，給出了基于土壤水動(dòng)態(tài)的灌溉制度制訂及實(shí)現(xiàn)方案，但其在黃土丘陵區(qū)應(yīng)用必須解決水源的問題。黃土丘陵溝壑區(qū)以土壤水動(dòng)態(tài)變化為指標(biāo)，通過滿足梯田蘋果需水來進(jìn)行水窖配置的報(bào)道還很少，急需進(jìn)行研究。

筆者選擇新一代土壤侵蝕預(yù)報(bào)模型WEPP，在進(jìn)行梯田蘋果園0～200 cm土壤儲(chǔ)水量模擬驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，通過計(jì)算土壤水頻率選擇典型年，以0～200 cm土壤儲(chǔ)水量動(dòng)態(tài)變化為指標(biāo)，研究滿足蘋果需水關(guān)鍵期和臨界期的土壤最優(yōu)儲(chǔ)水量和最低儲(chǔ)水量下水窖的優(yōu)化配置，以期為梯田蘋果園水窖的配置提供一種基于過程的快速、簡便的方法。配置結(jié)果對黃土丘陵溝壑區(qū)梯田水源優(yōu)化和提高該區(qū)蘋果水分利用效率及獲得高產(chǎn)有一定現(xiàn)實(shí)意義。

1 材料與方法

選擇陜西省延安市寶塔區(qū)燕溝小流域?yàn)榈湫脱芯繀^(qū)域，在調(diào)整模型參數(shù)建立梯田蘋果園模擬數(shù)據(jù)庫和驗(yàn)證梯田蘋果園0～200 cm土壤儲(chǔ)水量基礎(chǔ)上，利用WEPP模型模擬0～200 cm土壤儲(chǔ)水量動(dòng)態(tài)，研究滿足蘋果需水的水窖優(yōu)化配置。

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于陜西省延安市寶塔區(qū)燕溝流域，位于 E 109°20'～109°35'，N36°21'～36°32'之間，流域內(nèi)梁峁起伏，溝壑縱橫，屬于典型的黃土丘陵溝壑區(qū)。流域大致呈東南—西北走向，海拔在986～1 425m之間，溝壑密度4.8 km/km2。氣候區(qū)劃上屬暖溫帶半濕潤氣候向半干旱氣候過渡區(qū)，植被類型屬森林草原。多年平均降雨量為525.3mm(1951—2010年)，春季降雨占16.7%，夏季降雨占54.6%，秋季降水占26.4%，冬季降水占2.2%。

1.2 典型梯田選擇及土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)監(jiān)測

典型梯田斷面來自延安市寶塔區(qū)燕溝溝頭2009年的1個(gè)實(shí)測典型梯田斷面。其田坎寬度850 cm，坡度為58.5%，田坎為多年撂荒地;梯田田面寬度為3 400 cm，田面段種植蘋果，株行距為300 cm×400 cm。典型梯田土壤耕作層干密度為1.28 g/cm3，田間持水量(質(zhì)量含水量)為20.8%，蘋果為5～8年生，處于初果期，冠層高度平均為320 cm，主要根系深度為200 cm。根據(jù)冉偉等［6］的研究，蘋果果園0～200 cm土壤層次是蘋果吸水根系的主要分布區(qū)域，也是土壤入滲水能夠到達(dá)和起作用的層次，因此選擇梯田土壤的0～200 cm層進(jìn)行模擬。

土壤水分監(jiān)測點(diǎn)的確定采用S型隨機(jī)取樣，具體為在典型梯田田面的對角線方向上，采用S型隨機(jī)選擇5個(gè)監(jiān)測點(diǎn)。土壤水分監(jiān)測采用烘干法，每20 cm測驗(yàn)1次，每隔15 d監(jiān)測1次，有效降雨過后加測1次，最后取平均值作為模型模擬驗(yàn)證的數(shù)據(jù)。監(jiān)測從2002年3月開始監(jiān)測到2005年11月結(jié)束。

1.3 WEPP模型簡介

WEPP(Water Erosion Prediction Project)是迄今為止較為成熟和先進(jìn)的土壤侵蝕過程模型之一。該模型采用模塊化結(jié)構(gòu)，包括氣候、土壤、植物生長、殘留物分解、冬季過程、灌溉、水文過程、地表徑流、侵蝕等9個(gè)模塊，不同模塊間通過數(shù)據(jù)關(guān)系相互連接。王建勛等［7］對WEPP模型坡面版在黃土高原的適用性進(jìn)行了系統(tǒng)研究，指出在對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新的條件下，其坡面版可應(yīng)用于黃土丘陵溝壑區(qū)降雨、徑流、侵蝕、灌溉、作物生長、土壤水分等過程的模擬。本文采用的WEPP2010是該模型的最新版本，可以輸出日序列的徑流、作物生長、土壤水等數(shù)據(jù)。

1.4 WEPP模型數(shù)據(jù)庫建立

WEPP模型運(yùn)行需要建立氣候、坡面、土壤、作物初始條件4個(gè)數(shù)據(jù)庫。在氣象數(shù)據(jù)庫建立方面，以中科院水利部水土保持研究所地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)平臺(tái)——黃土高原數(shù)據(jù)共享服務(wù)中心黃土高原重要水文站數(shù)據(jù)庫延安市寶塔區(qū)次降雨過程資料(1958—1990年)、黃土高原生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)庫黃土高原地區(qū)氣候數(shù)據(jù)庫延安市寶塔區(qū)實(shí)測日序列氣象資料(1951—2001年)以及1990—2010年延安市燕溝流域?qū)崪y氣象資料為基礎(chǔ)，依據(jù)王建勛［7］的研究成果，建立WEPP模型需要的CLIGEN格式實(shí)測氣象數(shù)據(jù)庫［8］。在土壤數(shù)據(jù)庫建立方面，根據(jù)《陜西土壤》［9］和燕溝小流域?qū)崪y土壤資料，在黃土丘陵區(qū)WEPP模型已有研究［10-11］基礎(chǔ)上建立該區(qū)黃綿土的土壤數(shù)據(jù)庫(表1);在坡面數(shù)據(jù)庫建立方面，利用延安寶塔區(qū)燕溝流域2009年實(shí)測的一個(gè)典型梯田斷面建立坡面數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)梯田初始作物類型的不同將坡面分為田坎和田面2部分(圖1)。

表1 WEPP模擬梯田的主要土壤參數(shù)Tab．1 main soil parameters of WEPPmodelsimulated terrace

圖1 WEPP坡面模塊分段Fig．1 Break of slope in WEPP

在作物管理數(shù)據(jù)庫建立方面，梯田田坎段初始作物條件選擇經(jīng)過驗(yàn)證的休閑地模塊［12］，梯田田面段為蘋果模塊;但WEPP作物管理數(shù)據(jù)庫中沒有相應(yīng)的蘋果模塊，所以本文以5年生喬木模塊為基礎(chǔ)，以0～200 cm土壤層內(nèi)的土壤儲(chǔ)水量為相似條件，建立5～8年生蘋果作物管理數(shù)據(jù)庫，其主要參數(shù)為：開始生長的累積度日28.3℃，基點(diǎn)氣溫5℃，多年生植物停止生長的最高溫度40℃，多年生植物停止生長開始休眠的低溫為8℃，最大葉面積指數(shù)為1.5，最大根系深度為200 cm。

1.5 研究方法

針對黃土丘陵溝壑梯田中水窖的優(yōu)化配置問題，以WEPP模擬為工具，以蘋果需水關(guān)鍵期和臨界期的0～200 cm土壤儲(chǔ)水量為指標(biāo)，選擇典型年進(jìn)行水窖配置，主要包括：1)利用WEPP坡面分段功能，建立蘋果梯田模型;調(diào)整模型參數(shù)，對蘋果園0～200 cm土壤儲(chǔ)水量進(jìn)行驗(yàn)證;2)利用WEPP模型，模擬具有詳細(xì)實(shí)測氣象資料1990—2005年的0～200 cm土壤儲(chǔ)水量，根據(jù)蘋果的需水特點(diǎn)，確定蘋果水分管理的關(guān)鍵時(shí)期，對關(guān)鍵時(shí)期的土壤水進(jìn)行頻率計(jì)算，選擇進(jìn)行水窖配置的典型年;3)針對典型年，以關(guān)鍵時(shí)期0～200 cm土壤儲(chǔ)水量變化為指標(biāo)，以滿足作物最優(yōu)需水和最低需水為目標(biāo)，進(jìn)行蘋果梯田水窖優(yōu)化配置。

2 梯田蘋果園0～200 cm土壤儲(chǔ)水量驗(yàn)證

2.1 坡面分段處理

WEPP坡面模塊中的分段功能，可按不同土壤和作物管理措施將坡面分為數(shù)個(gè)段［13］。通過這個(gè)功能可以實(shí)現(xiàn)梯田整體模擬。對于連續(xù)的坡面，不同的“段”是相互聯(lián)系的，即一個(gè)“段”產(chǎn)生的徑流、泥沙會(huì)進(jìn)入下一級，并參與這一級的產(chǎn)匯流和蒸散發(fā)過程，徑流最終在坡面的末“段”流出。根據(jù)梯田蘋果園模擬的需要，將坡面分為梯田田坎段和水平田面段2段，各段的土壤、作物初始條件等特征如表2所示。在設(shè)計(jì)暴雨標(biāo)準(zhǔn)下梯田不產(chǎn)生徑流，而WEPP由于不能提供田埂模擬，在模擬年內(nèi)很有可能會(huì)產(chǎn)生徑流。此時(shí)，在模擬時(shí)需要進(jìn)行徑流的調(diào)節(jié)，即將WEPP田面段產(chǎn)生的徑流，通過水平田面段作物管理模塊，在翌日以灌溉的方式補(bǔ)回水平田面段。

表2 應(yīng)用WEPP模擬梯田時(shí)坡面分段明細(xì)Tab．2 Slope section of WEPPmodel in terrace

2.2 土壤水動(dòng)態(tài)模擬驗(yàn)證

利用WEPP模型，采用建立數(shù)據(jù)庫時(shí)坡度、土壤和初始條件參數(shù)，對延安寶塔區(qū)燕溝流域2002—2004年3年梯田蘋果生育期內(nèi)(4—10月)0～200 cm土壤儲(chǔ)水量過程進(jìn)行模擬和WEPP模型參數(shù)調(diào)整，通過取其月平均值與這3年在延安燕溝梯田蘋果果園實(shí)測的0～200 cm土壤水分資料進(jìn)行驗(yàn)證(圖2)。結(jié)果表明：采用以上休閑地和蘋果果園的土壤參數(shù)和作物初始條件參數(shù)，利用實(shí)測初始土壤含水量參數(shù)，模擬的蘋果生育期梯田0～200 cm土壤儲(chǔ)水量變化與實(shí)測資料的R2達(dá)到0.87，為顯著相關(guān)，模型的有效性系數(shù)［14］達(dá)到0.87，大于一般認(rèn)為模型可用0.5;因此，WEPP模型通過模型數(shù)據(jù)庫更新和參數(shù)的調(diào)整，能夠較好地模擬梯田蘋果園0～200 cm土壤水分變化情況。

3 梯田蘋果園水窖優(yōu)化配置

圖2 蘋果園土壤儲(chǔ)水量模擬驗(yàn)證Fig．2 Confirmation of water store in orchard soil ofmalus pumilamill

3.1 蘋果缺水規(guī)律

土壤水綜合了降雨、徑流、入滲、蒸發(fā)、植物蒸騰、灌溉等過程，且易于監(jiān)測，是進(jìn)行水窖灌溉設(shè)計(jì)的理想指標(biāo)。根據(jù)蘋果生長規(guī)律已有研究［15］，劃分了研究區(qū)蘋果的物候期，如表3所示。在不同的物候期內(nèi)，蘋果正常生長需要一定的土壤含水量，其值一般為田間持水量的60% ～80%［16］，但是不同的時(shí)期又略有不同：蘋果需水的蘋果萌芽期到開花期是蘋果需水的關(guān)鍵期，果實(shí)膨大期是蘋果需水的臨界期［17］，這2個(gè)階段對最低土壤儲(chǔ)水量要求高，其最優(yōu)需水量的下限一般為田間持水量的65%左右;對于蘋果正常生長來說，其最低土壤水為田間持水量的60%(表3);在蘋果的生長末期一定的水分脅迫有利于蘋果品質(zhì)的提高，因此可以不針對后期進(jìn)行水窖配置。

表3 蘋果物候期的劃分及需水規(guī)律Tab．3 Division ofmalus pumilamill phenophase and their soil water demand

由此確定蘋果不同物候期內(nèi)最優(yōu)的最小土壤儲(chǔ)水量及允許的最低的最小土壤儲(chǔ)水量，通過蘋果需水關(guān)鍵期和臨界期2個(gè)階段主要根系層次(0～200 cm)內(nèi)土壤儲(chǔ)水量的盈虧情況，進(jìn)行水窖的優(yōu)化配置，能夠最大的滿足作物生長需要，達(dá)到水分高效利用的目的。

3.2 典型年選取

作物生育期內(nèi)需水過程與降雨過程很難完全匹配，用降雨頻率來進(jìn)行灌溉設(shè)計(jì)往往不能滿足作物需水要求。土壤水作為降雨、徑流、入滲、蒸發(fā)、植物蒸騰、灌溉等過程綜合作用的表征，更能代表作物的實(shí)際需水情況，因此選擇蘋果需水關(guān)鍵期和臨界期2個(gè)階段的土壤水進(jìn)行頻率分析，來確定水窖配置的典型年。

利用具有詳細(xì)實(shí)測氣象資料的1990—2005年，運(yùn)行WEPP模擬蘋果梯田土壤0～200 cm內(nèi)水分動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，以蘋果水分管理的2個(gè)重要階段萌芽到開花期(4月中旬到5月中旬)和果實(shí)膨大期(6月中旬到7月下旬)0～200 cm土壤平均水分情況，利用適配法進(jìn)行頻率分析。對1990—2005年2個(gè)時(shí)期的土壤水頻率進(jìn)行分析，結(jié)果表明，不同年2個(gè)時(shí)期的土壤水頻率基本一致(圖3);因此可以選擇相同典型年進(jìn)行水窖配置。按就近選取的原則，選取典型平水年為1997年，典型干旱年為1992年，典型濕潤年為2002年(表4)。

對比3種典型年蘋果生育期的0～200 cm土壤儲(chǔ)水量變化情況(圖4)，可以看出，在蘋果需水的關(guān)鍵期(4月中旬到5月中旬)和臨界期(6月中旬到7月下旬)的土壤水分動(dòng)態(tài)，干旱年低于蘋果生長最適土壤儲(chǔ)水量的下限，平水年基本上與蘋果生長最適土壤儲(chǔ)水量的下限齊平，濕潤年基本上符合蘋果生長的最優(yōu)土壤儲(chǔ)水量;因此，選擇的典型年能夠很好地代表蘋果的需水規(guī)律，可以作為水窖配置的典型年。

圖3 1990—2005年萌芽期到開花期及果實(shí)膨大期土壤水頻率曲線Fig．3 Frequency curve of soil water in sprouting to flower and inflating stage from 1990 to 2005

表4 水窖配置典型年Tab．4 Typical year of water cellar allocation

3.3 基于WEPP模型梯田水窖配置

對3種不同典型年，蘋果萌芽到開花期及果實(shí)膨大期2個(gè)階段的土壤水分虧缺狀況分析(表5)，可以看出：對滿足蘋果最優(yōu)需水來說，不同典型年的水分虧缺都很大，需要配置較大的水窖;對于滿足蘋果最少需水來說，其缺水量不是特別大，配置水窖的體積也應(yīng)該小得多。

圖4 典型年蘋果生育期各月0～200 cm土壤儲(chǔ)水量Fig．4 monthly 0-200 cm soil water ofmalus pumilamill orchard inmalus pumilamill growth period of typical years

無論以滿足蘋果2個(gè)階段的最優(yōu)需水還是最少需水為目標(biāo)，水窖配置都需要2個(gè)階段：1)水窖體積初步確定。首先通過WEPP模擬典型年土壤0～200 cm內(nèi)儲(chǔ)水量，依據(jù)蘋果需水規(guī)律，查找萌芽期到開花期蘋果開始缺水的時(shí)間節(jié)點(diǎn);然后以該期最大的缺水量作為第一次灌溉水量，以該時(shí)間節(jié)點(diǎn)為灌溉日期，進(jìn)行WEPP模型增加灌溉進(jìn)行土壤水模擬，根據(jù)蘋果需水規(guī)律，查看該期缺水的滿足情況，以調(diào)整第一次灌水量，直到該期蘋果需水得到滿足;對果實(shí)膨大期采用同樣的步驟進(jìn)行，找到膨大期第一次灌水的最大值;比較2個(gè)階段第一灌溉用水情況，其最大值即為初步確定的水窖體積。2)水窖體積最終確定。根據(jù)水窖體積以徑流系數(shù)法計(jì)算集流面面積，然后減少最大一次的灌溉水量(本文每次減少5mm)，進(jìn)行 WEPP蘋果園0～200 cm土壤水模擬，查找缺水時(shí)間節(jié)點(diǎn)，計(jì)算2個(gè)階段2個(gè)節(jié)點(diǎn)間的水窖能收集的徑流量，以確定是否需要減少第一次灌溉水量;這樣多次計(jì)算后的最大灌水量即為水窖的最終體積。

表5 不同典型年萌芽期到開花期及果實(shí)膨大期蘋果缺水量Tab．5 Water deficit ofmalus pumilamill in sprouting to flower and inflating stage in differernt typical years

運(yùn)用本文水窖配置的方法對這3個(gè)時(shí)期蘋果水窖進(jìn)行配置的計(jì)算，圖5展示了平水年滿足蘋果最優(yōu)需水的水窖配置過程。因其2個(gè)階段缺水時(shí)間節(jié)點(diǎn)間的降雨徑流很少，不能滿足灌溉需要，所以水窖的最終配置結(jié)果為550m3/hm2。運(yùn)用同樣的方法得到不同典型年，滿足蘋果最優(yōu)需水要求和最少需水要求的水窖配置情況，如表6，為滿足蘋果的最優(yōu)需水的下限，典型干旱年水窖的配置為1 680m3/hm2，平水年為550m3/hm2，濕潤年為220m3/hm2;為滿足蘋果正常生長的最小需水，干旱年修要配置水窖1 150m3/hm2，平水年為180m3/hm2，濕潤年為50m3/hm2。根據(jù)張社紅等［18］研究表明，進(jìn)入掛果期的蘋果其耗水量呈波動(dòng)下降趨勢，因此配置結(jié)果對于掛果期后不同生長年限的蘋果都適用。

圖5 滿足蘋果最優(yōu)需水的平水年水窖配置計(jì)算Fig．5 Optimal allocation of water cellar tomeet water demand ofmalus pumilamill in typical normal year

表6 不同典型年水窖配置結(jié)果Tab．6 Allocation result of water cellar in typical year

延安市寶塔區(qū)5～8年生蘋果的產(chǎn)量約為2萬6 000 kg/hm2，其收購單價(jià)為4.0元/kg，普通磚砌水泥砂漿水窖單方造價(jià)約為280元/m3，不考慮修建人工集流面的基礎(chǔ)上，以10年為計(jì)算期進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算，根據(jù)表6中水窖配置結(jié)果，典型干旱年滿足最優(yōu)需水情況下蘋果的產(chǎn)量要比滿足最少需水蘋果的產(chǎn)量增加15%以上，典型平水年增產(chǎn)10%以上，典型濕潤年要增產(chǎn)5%以上才能彌補(bǔ)應(yīng)為修建大容量水窖而增加的經(jīng)濟(jì)投入。根據(jù)朱德蘭等［19］對延安地區(qū)蘋果的研究，灌水量對蘋果產(chǎn)量的影響不明顯，該區(qū)僅通過灌溉水量增加很難獲得這樣的增產(chǎn)。因此，推薦黃土丘陵溝壑區(qū)蘋果水窖設(shè)計(jì)以滿足最少需水量為目標(biāo)，典型干旱年、平水年、濕潤年的水窖配置分別為1 150、180、50m3/hm2。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)經(jīng)濟(jì)情況，選擇合適的年型(保證率)來進(jìn)行水窖配置。在黃土丘陵溝壑區(qū)，推薦采用平水年進(jìn)行水窖容積配置，該結(jié)果與該區(qū)目前實(shí)際應(yīng)用水窖的體積(150m3/hm2)比較接近，比孟巖［20］的研究結(jié)果(105m3/hm2)偏大，其最終驗(yàn)證還需要長期土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)監(jiān)測的支持。

4 結(jié)論

1)黃土丘陵溝壑區(qū)，與滿足最優(yōu)蘋果需水相比，滿足蘋果最少缺水是進(jìn)行水窖配置的合理指標(biāo)。據(jù)此配置的典型年水窖容積為：典型干旱年1 150m3/hm2，典型平水年180m3/hm2，典型濕潤年50m3/hm2，在實(shí)際生產(chǎn)中推薦采用平水年結(jié)果進(jìn)行水窖配置。

2)WEPP模型在進(jìn)行參數(shù)調(diào)整的基礎(chǔ)上，能較好模擬黃土丘陵溝壑區(qū)年平均降雨量在500mm地區(qū)蘋果地0～200mm土壤層的儲(chǔ)水變化情況。

3)土壤水是降雨、徑流、入滲、蒸發(fā)、植物蒸騰、灌溉等過程綜合作用的結(jié)果，利用WEPP通過對土壤水分的動(dòng)態(tài)模擬進(jìn)行水窖配置，是一種基于過程的、高效利用水分的、快速準(zhǔn)確的水窖配置技術(shù)。

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Allocation of water cellar inmalus pumilamill orchard on terrace based on soilmoisture dynamic

Hao Lian’an1，Gao Jian’en1，2，Zhang Yuanxing1，Liang Gaige3，Zhao Chunhong1
(1.College of Resource ＆ Environment，Northwest A＆F University，712100，Yangling，Shaanxi;2.Institute of Siol and Water Conservation，Chinese Academy of Science andministry of Water Resources，712100，Yangling，Shaanxi;3.Mid-South Design ＆ Research Institute，CHECC，410014，Changsha：China)

Aiming to solving the problem of water resource shortage in apple orchard on terrace by reasonable allocation of water cellar，water cellars were optimally allocated based on the verification for water storage dynamic change in 0-200 cm soil using WEPPmodel，tomeet the water demand ofmalus pumilamill during its growth period in different typical years.The results showed that water storage in 0-200 cm soil could be well dynamically and simultaneously simulated when the databases of soil and cropmanagement in WEPPmodel were updated;The water cellar should be optimally allocated base on soil water dynamic variation in typical year，which could bettermeet the water demand of themalus pumilamill;The allocation of water cellar is 1 150m3/hm2in typical dry years，180m3/hm2in the normal years and 50m3/hm2in the wet years in loess hilly and gully region.This study provided a good water cellar optimal allocationmethod，base on soil water dynamic variation tomeet the water demand of themalus pumilamill，for efficient utilization of the limited water resources.

WEPP;soilmoisture dynamic;allocation of water cellar

2011-12-19

2012-03-15

國家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“黃土丘陵溝壑區(qū)水土保持與高效農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)集成與示范”(2011BAD31B05);水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)“保障渭河生態(tài)基流的關(guān)中地區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水及調(diào)控技術(shù)研究”(2009ZX07212-002-003-02)

郝連安(1985—)，男，碩士研究生。主要研究方向：水土資源高效利用。E-mail：haolianan@126.com

?責(zé)任作者簡介：高建恩(1962—)，研究員，博士，教授。主要研究方向：地表徑流控制與利用。E-mail：gaojianen@126.com

(責(zé)任編輯：程 云)