不同水文年型下水稻节水灌溉技术方案模拟与评价

陈凯文 俞双恩 李倩倩 张梦婷 王 煜 刘子鑫

(河海大学农业工程学院, 南京 210098)

0 引言

水稻是我国主要的粮食作物之一，我国南方地区水稻种植面积占全国水稻种植面积的78.9%[1]。作为一种喜湿耐淹作物，水稻全生育期内需要消耗大量水。近年来随着城镇化进程加快，工业和城市居民用水增加，农业可用水量呈下降趋势，水资源不足是制约水稻种植的重要瓶颈，水稻节水灌溉势在必行。研究表明，合理地调控农田水分状况是实现水稻高产、稳产的基础，对提高水资源利用效率、减轻农业面源污染具有重要意义[2-3]。

水稻生长发育与耗水不仅与水分管理模式有关，而且受不同水文年型的影响，需要进一步研究分析与评估科学、合理的水稻灌排制度。长系列的田间灌排试验是制定水稻节水高效灌排制度的重要依据，但是多年的田间试验需要大量人力、物力和财力，尤其是进行多因子耦合试验。运用农业水文模型模拟不同条件下农田水分变化和作物生长情况，为研究不同气候情景下水稻生长与需水规律提供了有效途径。其中，SWAP-WOFOST模型综合考虑了植株蒸腾、棵间蒸发与根系吸水等过程，并耦合了作物光合、呼吸和干物质积累过程[4]，可以从机理上认识农田水分转化过程和作物耗水规律，为定量分析水稻生长与节水减排等问题提供了重要的技术支撑。

目前，国内外多应用SWAP(Soil-Water-Atmosphere-Plant)模型模拟土壤包气带的水、热及溶质的运移，并结合WOFOST(World food studies)模型研究与植物生长的交互作用。缴锡云等[5]基于江苏省高邮灌区的田间试验，在格田尺度上研究并确定了SWAP模型在稻田水分运移模拟的应用条件。李小梅等[6]通过不同灌溉制度下灌水水平、土壤水势及水稻产量等试验资料，对SWAP模型模拟旱稻灌溉制度及作物生长的适应性进行了验证。XUE等[7]针对春小麦、春玉米和向日葵3种主要作物，应用SWAP-WOFOST模型进行了参数率定和验证，探讨了这3种作物合理的咸淡水轮灌模式及对耕作层土壤的影响。目前，SWAP-WOFOST模型运用多见于北方干旱、半干旱地区，而对于南方地区水稻干湿交替条件下的研究尚不多见。

本文利用大型蒸渗测坑水稻控制灌排的试验资料，结合南方水稻灌区实际情况[8]，通过改进SWAP模型的灌溉排水模块，以适应本地化的灌排需求，由SWAP-WOFOST模型模拟不同年型下多种情景的农田水分动态变化和水稻的生长过程，分析丰、平、枯3种年型下不同节水灌溉模式的水稻需水及产量变化，评估适宜的水稻节水灌溉模式，以期为指导南方稻作区灌排实践提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验分别于2016年和2017年5—10月在河海大学南方地区高效灌排与农业水土环境教育部重点实验室节水与农业生态试验场内进行。试验区(31.92°N，118.79°E)属于亚热带湿润气候，年均降雨量1 021.3 mm，其中5—9月降雨量占年平均降雨量的60%以上，年均蒸发量900 mm，年平均无霜期237 d，年平均气温15.7℃，日照时数2 212.8 h。试验区共有32个长2.5 m、宽2.0 m的蒸渗测坑，按南北方向布置，共2排，每排16个，地面设移动式雨棚，地下为廊道及设备室。土壤pH值为6.82，有机质质量分数2.19%，氮质量比0.98 g/kg，全磷质量比1.12 g/kg，其他主要物理性质见表1。

表1 供试土壤的主要物理性质Tab.1 Main physical properties of soil in experiment site

1.2 试验控水方案设计

结合南方地区水稻生长特点及气候条件，参照文献[9]，设计不同的处理控水方案(表2)。各处理田面有水层时，保持2 mm/d的田间渗漏量，田间水层深度超出上限时人工辅助抽排至蓄雨上限；田面无水层时，禁止地下排水。供试水稻品种为南粳9108，2016年为6月23日移栽，10月20日收割；2017年为6月29日移栽，10月25日收割。全生育期共施肥3次，基肥为氮磷钾复合肥(N、P、K质量比为15∶15∶15)，施肥量900 kg/hm2；分蘖肥与穗肥均为尿素(氮质量分数为46.4%)，施肥量均为100 kg/hm2。

1.3 测定指标与方法

(1)气象数据。由节水园区内的气象站观测气

表2 各处理控水方案Tab.2 Water control program of each treatment

注：左侧数值为控水下限，中间数值为灌水上限，右侧数值为蓄雨上限。农田水位以田面为“0”，正值表示田面水层深度，负值表示农田地下水的埋深，下同。

象要素，包括降水量、最高温度、最低温度、相对湿度、风速、日照时长等，1956—2015年的长序列气象资料来自中国气象科学数据共享服务网(http:∥data.cma.cn/)提供的南京(StationID：58238)气象数据。

(2)农田水位、土壤含水率及灌排水量。当田面有水层时，通过竖尺在固定观测点测量田面水层深度。无水层时则由地下水位观测井观测并记录各处理的地下水埋深。蒸渗测坑中田面无水层及受旱时期，采用土钻取土法采样，由干燥法测定0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm土层的土壤质量含水率。灌排水量均接流量计进行测量，每天09:00对农田水分进行调控。

(3)水稻生长指标。叶面积指数(Leaf area index，LAI)：每5 d使用LAI-2000型叶面积仪(LI-COR，美国)定时观测水稻群体LAI。株高：水稻移栽前测量1次株高，从分蘖期开始，每隔5 d定点观测6穴株高，用竖尺测量作物地面以上的长度(不包括根部)，扬花前为田面至最高叶尖的高度，扬花后为田面至穗顶(不计芒)的高度。考种：每个处理随机选取5穴，测量每穴的穗长、穗数及干物质的质量，脱粒、晒干并计产。

1.4 试验模型

1.4.1土壤水分运动

SWAP模型将土壤水分简化为垂向一维运动，并采用经典的Richards方程予以描述。对于土壤水力特性，即土壤持水曲线和非饱和水力传导率函数，采用Mualem-van Genuchten模型进行计算，计算式为

(1)

(2)

(3)

(4)

式中θs——土壤饱和含水率，cm3/cm3

θr——土壤残余含水率，cm3/cm3

h——土壤压力水头，cm

θ——土壤含水率，cm3/cm3

α——进气值倒数，cm-1

Ks——土壤饱和水力传导率，cm/d

K(h)——土壤非饱和水力传导率，cm/d

m——经验系数

λ——孔径连通系数

n——孔径分布系数

Se——相对饱和度

根据土壤组分，利用RETC软件生成模型所需的van Genuchten模型的输入参数，经率定后的参数取值见表3。

表3 率定后SWAP模型的主要输入参数Tab.3 Calibrated values of primary input parameters for SWAP model

1.4.2作物需水量

模型采用FAO推荐的Penman-Monteith公式[10]计算作物潜在腾发量ETP。在田面有植株覆盖的情况下，模型利用叶面积指数和土壤覆盖率将作物潜在腾发量划分为土壤潜在蒸发量EP及作物潜在蒸腾量TP。在湿润土壤表面，实际蒸发量主要由气象条件控制，等于土壤的潜在蒸发量EP。当土壤变干时，土壤表面可传输的最大蒸发量Emax通过达西定律进行计算[4]，然后模型取EP和Emax中的较小值作为实际的土面蒸发量Ea。而作物实际蒸腾量Ta则等于根系吸水分布函数对水稻根区进行积分。

1.4.3作物生长

WOFOST模型模拟作物生长及产量，能够模拟详细的作物光合、呼吸和干物质积累过程，具体模型介绍见文献[4]。该模型在南方水稻作物中研究得较少，参考Oryza2000模型中相同参数的默认值及相关文献的研究结果[11-13]对模型的水稻初始生长参数进行设置，模型中水稻不同生育期的株高和叶面积指数均来自于蒸渗测坑试验观测。根据2016年和2017年的试验数据对作物主要生长参数进行率定，结果如表4所示。

表4 率定后的WOFOST模型作物生长参数Tab.4 Calibrated values of primary crop biological parameters for WOFOST model

1.4.4模型评价标准

采用相对误差(Relative error，RE)、纳什效率系数(Nash-Sutcliffe efficiency coefficient，NSE)、均方根误差(Root mean square error，RMSE)和决定系数R2对模型进行定量评价[14]。其中，R2越接近1、RMSE越接近0，说明模型模拟效果越好。而NSE的取值范围为-∞～1，数值越接近1则模拟得越好。

1.4.5模拟方案设置

借助江苏省水稻灌溉方面多年积累的实际经验，《江苏省水稻节水灌溉技术规范》(DB32/T 2950—2016)对水稻节水灌溉技术类型、技术要点和实施要求等提出明确规定[8]，并逐步在全省范围内进行推广。根据规范及参照文献[15-16]，拟定4种水稻节水灌溉模式，如表5所示。

表5 不同生育期水稻节水灌溉田间水分调控指标Tab.5 Water control thresholds of water-saving irrigation of rice at different growth stages

采用Fortran90语言进行编程，对SWAP模型的灌溉排水模块进行本地化改进：在地表径流计算模块中将作物生长的积温计算作为回调函数，允许按照积温来划分不同生育期的最大积水深度(蓄雨上限)；根据输入的灌水阈值，判断是土壤含水率还是农田水位的指标，以满足在同一灌溉技术体系内两种指标的切换要求；增加灌水指标的数组上界，在分蘖期末(浅水勤灌模式下)和黄熟期不设置灌水、并将蓄雨上限设为0 cm，分别模拟排水晒田和田面落干。同时设置判定雨天的24 h降雨量阈值为0.5 cm/d，避免模型在阴雨天进行不必要的灌溉，以模拟现实情况下的稻田灌排。

2 结果与分析

2.1 模型验证及适用性评价

通过2016年和2017年2 年试验监测，利用2016年的3种试验处理的观测资料对模型参数进行率定，再由2017年的试验数据验证校正后的模型。模型的上边界选取有地表积水的大气边界，土体下边界设在150 cm 处，下边界条件为每天实测蒸渗测坑的地下排水量。模拟初始时刻田面为泡田水层，则模型的初始条件为各蒸渗测坑中实测的水层深度。蒸渗测坑四周均为不透水边界。

如图1所示，稻田田面水层深度模拟值与实测值的数据点均落在1∶1线附近。由表6可知，田间水层深度模拟值与实测值的RMSE在0.54～0.98 cm，NSE均不小于0.935，决定系数R2均不小于0.880；在田面无水层及晒田、落干等时期取土样，由干燥法测土壤含水率，其模拟值与实测值的RMSE在0.007～0.010 cm3/cm3，NSE均不小于0.813，决定系数R2均不小于0.831。如表7所示，率定期水稻产量分布在实测产量6.1%误差以内，而验证期水稻产量略低于实测值，但相对误差均在5%以内。由此说明，率定后的 SWAP-WOFOST模型较好地适应南方地区水稻生长条件，能够较好地模拟稻田干湿交替情况下的土壤水分变化及作物生长过程。

图1 稻田水层深度模拟值与实测值比较结果Fig.1 Comparison of simulated and observed values of ponded water depth

表6 稻田水分运移的模拟结果统计参数Tab.6 Statistic indices for soil water movement simulation accuracy of SWAP model in paddy fields

表7 水稻产量模拟值与实测值比较Tab.7 Comparison of simulated and observed values for rice yield

2.2 灌排试验数据分析

对2年的测坑灌排试验数据取平均，全生育期内，对照、控制灌排(浅蓄)和控制灌排(深蓄)的灌溉定额为347.8、322.7、299.0 mm，地表排水量分别为216.7、201.3、185.1 mm。即与CK相比，T1和T2处理的灌溉定额分别减小了7.2%和14.0%，T1和T2处理的地表排水量分别减小了7.1%和14.6%，有效利用了天然降雨。由表7可知，与CK相比，T1产量增加了3.8%，T2产量减小了3.0%，水稻年均产量为控制灌排(浅蓄)最大、对照次之、控制灌排(深蓄)最小。CK、T1和T2处理的灌溉水分生产率分别为2.42、2.70、2.73 kg/m3，在2年试验期内控制灌排(深蓄)处理的灌溉水分生产率均为最高，并充分蓄集雨水，在灌排实践中达到了节水省工的目的。

2.3 不同年型的灌排方案模拟分析

2.3.1水文年型划分

根据1956—2015年60年降雨资料，分别统计各年份水稻主要生育期6—10月之间的降雨量之和，并进行排频计算，由皮尔逊-Ⅲ型适线法可以得到不同年型的生育期降雨量，并对降雨频率p≤37.5%、37.5%

62.5%分别划分为丰水年组、平水年组、枯水年组[17]，其中丰水年和枯水年组均有22年，平水年组有16年，各年型分组情况见表8。设立了4种节水灌溉方案，每种节水灌溉方案模拟60年，即模型共模拟240次。

表8 1956—2015年水文年型分组Tab.8 Hydrological year groups from 1956 to 2015

2.3.2节水减排效果分析

不同节水灌溉模式下水稻灌排水量与频次多年平均的统计结果见表9。其中，将24 h累计降雨量大于50.0 mm的降雨记为暴雨，将24 h累计降雨量大于25.0 mm的降雨记为大雨，对1956—2016年水稻全生育期的降雨量、暴雨次数和大雨次数进行统计。

由表9可知，降雨量对稻田灌排具有明显影响。同一节水灌溉模式下，水稻本田期内降雨量越大，则所需灌溉定额越小，排水量越大。以控制灌溉为例，丰水年和平水年的水稻灌水量比枯水年分别减小29.6%和16.7%，灌水次数比枯水年分别减少16.9%和11.7%；而控制灌溉在枯水年和平水年的排水量比丰水年分别减小89.4%和60.4%，排水次数比丰水年分别减少78.4%和51.2%。由于减小了排水量和排水次数，充分利用天然降雨，不同的节水灌溉模式均减小了水稻灌溉定额和灌溉次数，以实现控灌减排、节省人工的效果。

同一年型下，不同节水灌溉模式的灌水量由大到小依次为浅水勤灌、控制灌排、浅湿灌溉、控制灌溉。由于控制灌溉模式下地表不需要维持水层，仅保持稻田土壤湿润即可，4种模式的灌水次数均为控制灌溉最小，浅水勤灌最大。而对于稻田的排水量和排水次数，浅水勤灌模式最大，其他3种节水灌溉模式较为接近。以丰水年组为例，对比浅水勤灌，浅湿灌溉、控制灌溉和控制灌排3种模式的节水率分别为34.4%、47.6%和32.6%，排水量分别减少9.8%、12.2%和13.8%，灌水次数分别减少25.7%、36.6%和33.7%，排水次数分别减少11.4%、10.7%和10.7%，有利于降低农民负担、减少劳动强度。与浅湿灌溉相比，另外3种节水灌溉模式在枯水年的排水次数均小于3次，且小于大雨次数，平水年的排水次数与大雨次数均小于7次，说明节水灌溉模式有效发挥了稻田的湿地作用，提供的蓄滞“库容”能够有效承纳雨水、减轻防洪压力。

表9 不同年型下水稻不同节水灌溉模式的控灌减排效果Tab.9 Effect of reducing irrigation and drainage under different irrigation and drainage patterns in different hydrological years

2.3.3节水高产效果分析

稻田水分管理除了调节田面水层、满足水稻生理需水(主要为蒸腾蒸发)外，还需要维持一定的田间渗漏量。从表10可知，同一节水灌溉模式下，不同年型的腾发量由大到小依次为枯水年、平水年、丰水年。这是因为枯水年晴好天气较多，净太阳辐射更大，则相同节水灌溉模式下枯水年蒸腾蒸发量更高。另外，丰水年稻田蓄雨次数多、雨量大，丰水年的稻田渗漏量也高于平水年和枯水年。以控制灌溉为例，枯水年和平水年的腾发量比丰水年分别增加了16.4%和10.1%，而渗漏量比丰水年分别减小了21.8%和3.6%。可见在节水灌溉模式下，降雨量越小的年份，水稻用于蒸腾蒸发的生理需水越多，进行田间渗漏的生态用水越少。

而对于同一年型，水稻腾发量一般为浅水勤灌模式最大，控制灌溉与控制灌排模式较小，渗漏量由大到小依次为浅水勤灌、控制灌排、浅湿灌溉、控制灌溉。以丰水年组为例，控制灌溉的腾发量比浅水勤灌减小了5.4%，渗漏量减少了21.4%。由于浅水勤灌需要保持田面薄水层，在地表有积水情况下土壤蒸发量按水面蒸发进行计算，同时地表水头越高渗漏量也越大，不利于减少田间耗水。

表10 不同年型下水稻不同节水灌溉模式的田间耗水量和产量Tab.10 Field water consumption and yield of rice under different water-saving irrigation modes in different hydrological years

图2 不同年型下水稻不同节水灌溉模式的雨水利用率和水分生产率Fig.2 Rainfall utilization efficiency and water productivity of rice under different water-saving irrigation modes in different hydrological years

取水稻生育期内降雨量与排水量之差占降雨量的百分数作为稻田雨水利用率，取水稻产量与作物需水量的比值为作物水分生产率，而水稻产量与灌水量的比值为灌溉水分生产率。不同节水灌溉模式的雨水利用率和水分生产率如图2所示。其中各年型下浅水勤灌的雨水利用率均为最小，在丰、平、枯3种年型下雨水利用率分别为46.1%、63.0%和77.6%；浅湿灌溉、控制灌溉和控制灌排3种模式丰水年的雨水利用率大于51.3%，平水年大于71.9%，枯水年大于88.3%，蓄雨效果良好。降雨量越少的年份，节水灌溉模式的雨水利用率越高，而灌溉水分生产率和作物水分生产率均有所降低。控制灌排的灌溉水分生产率在丰、平、枯3种年型下分别为5.52、4.65、3.83 kg/m3，各年型下均为最高；控制灌溉的作物水分生产率在丰、平、枯3种年型下分别为2.45、2.31、2.06 kg/m3，各年型下均为最高。由于南方地区雨热同期，既是水稻主要生育期，也是南方地区主汛期，稻作区提高蓄雨效果，减少稻田排水，一方面有利于减少稻田氮磷排放、降低面源污染的风险[18]，另一方面通过稻田调蓄汛期雨水，有利于减轻防洪排涝压力[19]，同时能保证水稻不严重减产。如表11所示，各种年型下4种节水灌溉模式的作物产量相差不大，浅湿灌溉产量最高，控制灌溉产量最低。与浅湿灌溉相比，控制灌溉丰、平、枯3种年型的减产率依次为3.0%、8.8%和4.6%，但灌溉水分生产率分别提高了21.1%、16.1%和26.9%。

表11 评价指标层及各指标赋值Tab.11 Evaluation index layer and indices assignment

2.4 灌排方案评价优选

为指导南方稻作区灌排实践，采用熵权TOPSIS模型，结合模型60年的模拟结果，从节水、省工和高产3个角度对推荐的4种节水灌溉技术方案进行优选。熵权TOPSIS模型计算方法详见文献[20]，由 Matlab 编写算法实现方案优选。选取1级指标层为节水、省工和高产3个指标，2级指标层在节水方面选择灌水量和雨水利用率2个指标，省工方面采用灌水次数和排水次数2个指标，高产方面则选择了水稻的籽粒产量作为评价指标，评价指标层及各指标赋值如表11所示。

熵权TOPSIS模型计算所得的相对贴近度越大，表示越接近于最优方案，由图3可知，综合考虑节水、省工、高产3种效应，丰水年为控制灌排与浅湿灌溉较优，平水年为控制灌排与控制灌溉较优，枯水年为浅湿灌溉与控制灌排较优。由于控制灌排模式的农田水位指标易于观测、便于操作，与土壤含水率指标相比，有利于指导农民的稻作实践[9]，同时控制灌排模式在保证产量的前提下具有稳健的节水省工效果，实际生产中有重要的推广运用价值。

图3 不同年型下水稻不同节水灌溉模式的熵权 TOPSIS模型相对贴近度Fig.3 Relative adjacency of entropy weighted TOPSIS model under different water-saving irrigation modes in different hydrological years

3 讨论

本试验结果表明水稻控制灌排能够节水、高产，并提高了水分生产率。和玉璞等[21]研究发现，节水灌溉与控制排水耦合调控能有效降低水稻各生育阶段的需水强度，减少灌水量，而保持稳定的水稻产量，使得水稻水分生产效率进一步增加。本试验3种处理的产量大于7 946 kg/hm2，水分生产率高于和玉璞等[21]研究中的0.97～1.54 kg/m3以及TAN等[22]研究中的0.80～1.24 kg/m3，这可能与土壤质地、灌水量和肥料施用量有密切联系。由于本试验在蒸渗测坑内开展，小尺度的精细管理便于清理杂草、减少水分和肥料流失，有利于提高产量，而在大田尺度下，土壤与水稻生长条件还存在较大的空间变异性。试验中稻田土壤包气带存在饱和与非饱和频繁交替的情况，土壤处于反复地脱湿与吸湿的过程，土壤落干时期土壤含水率模拟值与实测值的NSE均不小于0.813，决定系数R2均不小于0.831，田面淹水情况下积水层深度的RMSE在0.54～0.98 cm之间，NSE均不小于0.935，决定系数R2均不小于0.880，与采用HYDRUS-1D模型模拟干湿交替稻田中土壤水分变化动态的研究[23]相较，SWAP模型表现良好。试验所用蒸渗测坑四周布置有隔水挡板，模拟时将其概化为不透水边界，计算结果中的田间耗水不考虑稻田的侧向渗漏。而南方灌区稻作区的沟、田水体具有相互影响、协同控制的特点[24]，不同节水灌溉模式需要进一步在大田尺度及灌区尺度和不同地理分区中进行验证与推广。

水稻生长依赖于雨热同期的环境条件，夏季正是南方地区高温和降雨易发期。高温胁迫及高温与水分交互胁迫同样会导致田间耗水过程改变，影响水稻生长过程和最终的产量[25]。在综合考虑节水、省工、高产3种效应前提下，本研究灌排方案评价中虽然浅水勤灌模式相对贴近度均为最低，各年型下表现一般，但浅水勤灌模式在水稻全生育期大部分时间内保持薄水层，有利于维持地温、改善农田小气候，对维持水稻高产具有重要意义。文献[26-28]表明，水稻节水灌溉技术有利于削减氮磷负荷、减少化肥及农药的流失和温室气体的排放，因此灌排方案的优选同样需要考虑减排控污的优点[29]。同时，在未来气候变化的增温情景下，水文与气候条件的变化影响着水稻作物耗水与灌溉需水规律[30]，不同节水灌溉模式的运用前景和稳健性有待进一步研究。

4 结论

(1)结合2 年的试验监测，利用改进后的SWAP-WOFOST模型对干湿交替条件下稻田水分运移和水稻生长过程进行模拟。土壤落干时期土壤含水率模拟值与实测值的RMSE在0.007～0.010 cm3/cm3之间，NSE均不小于0.813，决定系数R2均不小于0.831；田面淹水情况下积水层深度的RMSE在0.54～0.98 cm之间，NSE均不小于0.935，决定系数R2均不小于0.880，模拟效果较好。经率定后的SWAP-WOFOST 模型可用于模拟稻田水分运移和水稻生长过程，为稻田水文研究提供便捷可行的方法。

(2)与浅水勤灌相比，丰、平、枯不同水文年型下浅湿灌溉、控制灌溉和控制灌排3种节水灌溉模式均能有效地削减灌排水量，减少灌溉与排水频次，有利于减轻田间管理负担。以丰水年组为例，对比浅水勤灌，浅湿灌溉、控制灌溉和控制灌排3种模式的节水率分别为34.4%、47.6%和32.6%，排水量分别减少9.8%、12.2%和13.8%，灌水次数分别减少25.7%、36.6%和33.7%，排水次数分别减少11.4%、10.7%和10.7%，节水、减排、省工效果明显。同时节水灌溉模式减少了水稻的生理需水和田间渗漏，并能够维持水稻高产，提高了水分利用效率。60 年模拟期内，控制灌排的灌溉水分生产率在丰、平、枯3种年型分别为5.52、4.65、3.83 kg/m3，各年型下均为最高；控制灌溉的作物水分生产率在丰、平、枯3种年型分别为2.45、2.31、2.06 kg/m3，各年型下均为最高。节水灌溉模式在不同水文年型下表现稳定，节水高产效果明显，在实际生产中有推广运用价值。

(3)综合考虑水稻种植中田间劳动、水分投入和产量回报等因素，选取灌水量、雨水利用率、灌溉次数、排水次数和产量5个指标进行灌排方案优选，评价结果表明，丰水年为控制灌排与浅湿灌溉较优，平水年为控制灌排与控制灌溉较优，枯水年为浅湿灌溉与控制灌排较优，这表明对于不同的水文年型，在保证产量的前提下控制灌排具有稳健的节水省工效果，且农田水位指标易于观测、便于操作，有利于指导稻田节水灌溉实践。