两层结构模型在局部区域水资源优化配置中的应用

基于以非充分灌溉理论,建立了灌区作物优化配水的两层结构模型,第一层为单一作物的优化配水模型,第二层为灌区各作物间优化配水模型,引用地表水作为一个来水过程,从而使模型更加符合实际情况.该模型用于河南省原阳县堤南灌区水资源优化调度研究,结果表明模型合理实用,为该灌区提高用水效率、节约用水提供了科学依据.     

典型灌溉模式下灌溉水利用效率尺度变化模拟

为探讨灌区水分利用效率的尺度特征以及适宜的灌溉模式,以湖北漳河灌区为背景,基于改进的分布式水文模型,模拟得到"间歇"灌溉和"薄浅湿晒"灌溉模式下不同尺度水平衡要素和作物产量分布.结果表明,2种灌溉模式下的灌溉水分生产率和毛入流水分生产率在小于一临界尺度时,都随尺度增大而增大,当大于此临界尺度后,则处于平缓甚至有下降趋势."薄浅湿晒"模式比"间歇"模式节约灌溉水量19%左右,而灌溉水分生产率提高约1 kg/m3.因此对于漳河灌区,"薄浅湿晒"是一种值得推广的节水灌溉模式.     

基于回溯搜索算法的灌区优化配水模型

随着西北大型灌区水资源供需矛盾日益加剧,粮食生产安全逐渐存在重大威胁,传统优化渠系配水模型主要基于目标函数对作物需水量进行优化配置,而目标函数参数及约束条件较为复杂,难以实现全局优化配水。本文以黑河流域西浚灌区西洞渠系为例,采用“定流量,控开启”原则,在干渠设计流量恒定条件下,以剩余流量最小原则建立回溯搜索算法优化配水方程,通过回溯搜索算法求解下级渠道阀门开启及关闭配水时间图,并进一步求得阀门控制时间点偏态系数,同时将所得结果与向量评估遗传算法、粒子群算法配水时间比较,在此基础上结合小河站渠系弃水情况评估模型适应性。结果显示：回溯搜索算法、向量评估遗传算法、粒子群算法配水时间分别为12.70天、14.38天和15.50天,阀门开启时间点偏态系数分别为0.093、0.328、0.217,回溯搜索算法配水模型相比而言具有明显的时间优越性及稳定性;回溯搜索算法在渠系水利用率0.651的西洞渠系弃水为零,而在渠系水利用率较高的小河站渠系弃水现象严重,该模型普遍适用于渠系水利用率较低地区。利用回溯搜索算法对灌区进行优化配水,在合理适用条件下,不仅能够保证灌溉时间较优,满足渠系灌溉制度要求,而且能够维持流体输送相对稳定性,达到渠系优化配水目的。     

南方灌区灌溉水利用系数确定方法研究

:在分析确定南方灌区灌溉水利用系数时 ,根据灌溉系统水量平衡原理 ,建立了田间水量平衡数学模型 ;利用灌区骨干水利工程和塘堰等水利设施供水量统计资料 ,并通过作物的灌溉定额 ,反推灌区渠系水利用系数和灌溉水利用系数 .     

唐徕渠灌区农业节水的现状及措施

唐徕渠灌区农业用水占各业用水总量的90％以上．目前，农业种植结构主要为小麦和水稻，其灌水方式主要为大水漫灌和淹灌，渠系水利用率低下．根据宁夏引黄灌区特点，农业节水可采取调整作物结构。衬砌各级渠道，推广畦田灌水和水稻控灌以及微灌技术，充分利用地下水和回归水，实行水价机制等措施．节约的水量可向生态、旅游、城镇和工业等方面转移，以期实现水资源的合理配置和高效利用．     

气候变化对水稻灌溉需水量的影响——以高邮灌区为例

采用FAO56推荐的方法计算了江苏省高邮灌区1955~2007年的水稻灌溉需水量,并通过Mann-Kendall检验对其长期变化趋势进行分析,结合气象因素的变化趋势,分析了气候变化对高邮灌区水稻灌溉需水量的影响.结果表明,由于气温上升和相对湿度下降,在过去的50余年中高邮灌区水稻生育期的参考作物腾发量呈显著上升趋势,在降雨基本无变化的情况下,灌溉需水量有上升的趋势.在不减少灌区水稻种植面积的条件下,应通过节水措施减少水量损失和提高水分利用效率,尽可能地满足灌溉需水要求,降低气候变化对水稻生产的影响.研究结果可为提高水稻灌溉管理水平、应对气候变化的策略研究提供理论依据.     

引汉济渭来水条件下西安市多水源联合调度

2020年引汉济渭调水工程即将引水进西安,西安市将形成多水源联合供水的局面,为此,提出了多水源联合调度的供水问题.通过对西安市区用水户和供水系统的分析,在确定了调度原则的基础上,构建了多水源联合调度仿真模型.根据西安市现有水源的供水规模,以及引汉济渭调水工程各受水区实际情况和调水量规划,为西安市假定了7种多水源联合调度方案,得出不同方案下多水源联合调度结果,水平年2020年,调水量为4×10~8 m~3时,比不调水新增供水量3.1×10~8 m~3,占总需水量的20.3%;调水量为4×10~8 m~3时,比调水量为2×108 m3时新增工业供水量1.77×10~8 m~3.结果表明,工程通水后可有效缓解西安市水资源短缺状况,同时在改善河道生态环境和保证水库灌区灌溉需水方面发挥重要作用.     

安徽省淮北地区小麦节水灌溉试验与分析

针对安徽省淮北地区用水利用率低和用水管理水平低的情况,以淮北地区的主要农作物之一的小麦,采用对比重复试验,进行了节水灌溉技术的试验研究.研究中利用已有作物水分生产函数而得出的不同频率下小麦需水量,计算出了较先进灌水技术的节水量和水分生产率,得到发展节水灌溉技术定量性分析结果,也为进一步研究节水灌溉技术中的有关重要参数打下了基础.     

人民胜利渠灌区多水源优化调配研究

针对人民胜利渠灌区水资源优化调配中存在的问题,为实现引黄水、地下水、有效降雨等水源的综合利用效益最大,建立了灌区缺水量最小和作物产量最大的人民胜利渠灌区多水源多目标优化模型,采用引力搜索算法求解模型,得出了不同水平年多水源在灌区不同用水部门及作物不同生育阶段的优化调配方案.     

灰色关联分析在灌溉试验资料分析中的应用

利用灰色理论分析了汤旺河灌区灌溉试验站不同生育阶段作物需水量与各气象因素的关联度，分别以作物需水量和气象蒸发量作为灰色关联分析的母系列进行了优选。     

水稻田灌溉用水的一个预测公式

从水稻田水量平衡公式出发，推导出水稻灌溉用水预测公式，利用历史实测灌溉用水及同期降雨资料率定有关参数，根据降雨预测灌溉用水量。公式适用于种植结构不明的灌区。     

河北石津灌区水循环组份特征及用水水平分析

选择河北省石津灌区作为研究区,利用收集的灌区资料分析灌区2004~2006年水循环组份特征,发现灌区水资源组成结构中灌溉和降雨所占比例为42%,潜水补给所占比例为16.5%,灌域降水量、潜水位和作物腾发量年内变化皆表现出了一定的规律性.选择渠系水利用系数、灌溉效率以及3个水分生产率指标计算了2004~2007年冬小麦生育期内灌区用水水平,结果表明渠系水利用系数和灌溉水利用系数2004~2007年平均值分别为0.51和0.4,而考虑了水资源在时间上的重复利用后,得到灌溉效率为0.66,通过计算灌域不同尺度水分生产率,发现该指标随着尺度的增大而减小,说明水平回归水很少.     

灌溉用水管理评价指标体系构建及综合评价

选择北京市大兴区为研究区,结合不同水管理模式下水资源转换数据,并参考和吸收有关成果经验,遵循科学性、综合性、可操作性、一致性、可比性及目标性等原则,从灌溉用水效率、主要作物水分生产率、区域耗水量、区域用水量、水资源开发利用程度和水资源水质等6个方面构建了灌溉用水管理指标体系.相关性分析表明:所构建的灌溉用水管理评价指标体系中各指标彼此间存在信息重叠问题;为解决指标体系全面性与独立性问题,提出了基于主成分分析的灌溉用水管理评价方法,并利用Kolmogorov-Smiromov(K-S)正态分布检验概率(Pk-s)对综合主成分得分分值的统计分布进行了非参数检验,在此基础上获得不同用水管理模式下灌溉用水管理评价分类.     

缺水条件下水稻灌区有限水土资源最优分配

依据稻田灌溉的特点 ,针对水稻灌区建立了对有限水土资源在多种作物之间进行最优分配的两层分解协调模型 (DP -SDP迭代法 ) .第一层基于作物水分生产函数 ,将降雨视为随机变量 ,用SDP模型求解单一作物非充分灌溉条件下最优灌溉制度 ;第二层用DP模型将有限水土资源在多种作物之间进行最优分配 .总目标是灌区总效益最大 .实例计算表明 ,模型合理可行     

区域农业节水最优规划数学模型及应用

调整作物种植结构和发展节水灌溉是农业节水的主要措施。在考虑了两者的相互关系的基础上,以区域新增节水灌溉工程总投资最小为目标函数,建立了区域农业节水最优规划模型,模型中考虑了区域水源类型、农业可用水量、作物种植结构、节水灌溉工程现状和各种节水灌溉技术适应性等影响因素。应用这一数学模型,制定了新疆和田地区2020年农业节水最优规划方案,方案给出了区域内作物最优种植结构以及各种作物节水灌溉工程的最优发展规模。与采用常规方法制定的和田地区农业节水规划方案比较,最优规划方案节省投资19.92%。     

2种作物水分生产函数模型的一致性分析

在试验资料的基础上,对2种作物水分生产函数模型进行了分析.分析结果说明了作物全生育期水分的抛物线模型和作物生育阶段水分的Jensen模型在理论上的一致性和差异性,为灌溉水量的优化分配提供了依据.同时指出只用Jensen模型对灌溉水量进行作物间和作物生育期内的优化,没有反映作物水分过量消耗时对产量的减产影响,是有一定缺陷的.