设施农业对农田排涝模数影响

[目的]研究设施农业发展对农田设计排涝模数的影响。[方法]以天津市西青区一处封闭农田为对象,进行了农田排涝现场观测试验。在现场观测数据的基础上,构建了超渗—蓄满垂向耦合产流模型,用Sobol'法进行参数敏感性分析,甄别出模型的敏感性参数,并将SCE-UA算法与人工率定相结合对模型参数进行率定。利用水量平衡条件、地下水位相对变化量以及土壤含水量变化量对模型的模拟精度进行评价,并与单一超渗产流模型、单一蓄满产流模型进行对比,进一步验证所建模型的适用性。最后针对不同重现期下的设计暴雨,利用耦合产流模型推求产水量,进而给出相应设计排涝模数。[结果]模型各项评价指标的相对误差在20%之内,Nash系数在0.6以上,模拟精度高;与单一超渗模型和蓄满模型相比,有效性分别提高了0.869和0.912,因此所建立的超渗—蓄满垂向耦合模型是合理有效的。在3年、5年、10年和20年一遇的重现期下,设计排涝模数与原排涝模数相比均有所增加,增大幅度分别为16.44%、8.63%、7.50%和3.77%。通过降雨趋势分析,基准期与评价期的降雨没有显著线性变化趋势,相较于降雨,设施农业占比增加对农田设计排涝模数有更大的影响。[结论]在设施农业迅速发展背景下,重新修订农田小区排涝模数是必要的,对有效控制农田洪涝灾害有重要现实意义。