●第1章緒論1
1.1研究背景和意義2
1.2研究進展概述5
1.2.1分布式水文模型SWAT的相關應用研究進展概述6
1.2.2限水灌溉和農田休耕的相關應用研究進展概述8
1.2.3小結11
1.3研究目標和研究內容與技術路線12
1.3.1研究目標12
1.3.2研究內容與技術路線12
第2章材料與方法19
2.1研究區概況20
2.1.1行政區劃20
2.1.2農業氣候20
2.1.3耕地資源與利用22
2.1.4水文水資源26
2.2SWAT模型27
2.2.1SWAT模型地下水模塊的改進27
2.2.2SWAT模型地下水模塊參數的初始化31
2.2.3SWAT模型的輸入與構建35
2.2.4參數率定與模型驗證方法38
2.3限水灌溉模式的情景設置及優化方法39
2.3.1基於模擬試驗的限水灌溉模式的情景設置思路39
2.3.2限水灌溉模式的優化方法40
2.4休耕模式的情景設置和“水-糧食-能源”關聯性的評估指標及優化方法42
2.4.1休耕模式的情景設置思路42
2.4.2休耕模式下“水-糧食-能源”關聯性的評估指標43
2.4.3休耕模式的優化方法50
第3章參數的率定與模型的驗證53
3.1地下水模塊參數的率定結果54
3.2以淺層地下水埋深為目標的率定和驗證結果57
3.3淺層地下水均衡的驗證結果62
3.4農田蒸散和作物產量的驗證結果63
3.5小結64
第4章現狀灌溉情景的模擬分析與評估67
4.1淺層地下水的時間變化特征68
4.1.1淺層地下水埋深的時間變化特征68
4.1.2淺層含水層儲水量的時間變化特征73
4.2淺層地下水的空間變化特征74
4.2.1淺層地下水埋深的空間變化特征74
4.2.2淺層含水層儲水量的空間變化特征78
4.3淺層地下水資源利用的可持續性81
4.4小結83
第5章限水灌溉情景的模擬分析與評估85
5.1模擬試驗結果86
5.1.1鼕小麥優先灌溉的生育階段排序86
5.1.2鼕小麥生育期不同灌水次數下的模擬試驗結果89
5.2模擬情景分析90
5.2.1淺層含水層儲水量和淺層地下水埋深91
5.2.2土壤水均衡和水管理響應指標103
5.2.3作物產量和作物水分生產力107
5.2.4淺層地下水壓采與農田節水的效應113
5.3鼕小麥生育期灌溉模式的優化124
5.3.1考慮淺層地下水位基本保持平穩下優化的灌溉模式124
5.3.2考慮鼕小麥可容許減產幅度下優化的灌溉模式136
5.4淺層地下水涵養與作物生產的權衡156
5.5小結158
第6章休耕情景的模擬分析與評估161
6.1休耕模式的情景設置162
6.2休耕模式的情景模擬與分析162
6.2.1淺層含水層儲水量動態和淺層地下水位變化162
6.2.2土壤水均衡167
6.2.3作物產量169
6.3不同休耕模式下“水-糧食-能源”的關聯性179
6.4考慮“水-糧食-能源”關聯性的休耕模式優化199
6.5小結211
第7章結論與討論215
7.1主要結論216
7.2討論219
7.2.1研究工作的特色219
7.2.2研究工作的局限性221
參考文獻223
附錄231
致謝241

本書是運用土壤和水評價工具（Soiland Water Assessment Tool，SWAT）這一分布式水文模型對海河流域的河北省太行山山前平原在鼕小麥-夏玉米一年兩熟制下開展農業水文模擬研究的學術專著，針對該區域由於淺層地下水多年超采所導致的含水層面臨疏干的嚴峻情勢，就鼕小麥的現狀灌溉制度和限水灌溉方案及休耕模式下淺層地下水與輪作周年產量的時空變化特征開展了情景模擬與分析。定量化地探討了現狀灌溉下淺層地下水的可持續利用性、限水灌溉下淺層地下水涵養與糧食減產之間的權衡、淺層地下水采補平衡下考慮非休耕季鼕小麥產量優選而推薦的休耕模式對淺層地下水儲量變化的影響，此外，還基於淺層地下水采補平衡且鼕小麥減產最少進行了同時考慮限水灌溉模式和休耕模式的縣域尺度區劃，並評估了這種推薦的區劃下淺層地下水的壓采量與農田節水量。研究結果可為該井灌平原當前所需的兼顧鼕小麥適度生產與淺層地下水開采提供科學決策等