灌区多目标种植结构优化模型研究

建立了以扶余灌区经济效益、节水效益和生态效益为目标的作物种植结构优化模型,提出了灌区种植结构的不同调整方案。模型建立后,采用模糊折中规划方法将多目标函数转化成单目标函数,运用MATLAB软件进行求解。结果表明,该灌区在优先考虑灌溉成本兼顾其他目标时,旱田与水田的种植面积比例为1.53∶1,旱田全部种植玉米;优先考虑节水效益兼顾其他目标时,灌区全部种植玉米;优先考虑生态效益兼顾其他目标时,旱田与水田的种植面积比例为1.48∶1,玉米与大豆的种植面积比例为0.99∶1。     

贵州黔中灌区水资源优化配置的研究

随着社会经济的发展,水资源短缺现象日益突出,无法满足生产生活的需求,各地区水资源优化配置研究迫在眉睫。统计黔中灌区水资源开发利用现状条件下的供需水情况,结合黔中灌区水资源实际情况和发展规划,通过确定目标函数和约束条件建立节水模型。分析节水模型的求解思路,描述模型求解过程,从农作物种植比分配结构和灌溉用水优化分配两方面分析优化配置结果。对贵州黔中灌区水资源优化配置的研究可有效的缓减水资源的短缺现象,提高水资源利用率,合理使用和规划水资源将促进地区农作物种植和经济的发展。     

基于遗传算法的灌区渠道水量分配优化模型研究

为了减少输水损失,科学地对灌区水资源进行管理和调配,建立了以输水损失最小为目标函数的灌区渠道水量分配模型,并通过遗传算法对求解模型,优化灌区轮灌编组组合。应用实例表明:模型及算法具有普遍适用性,通过模型优化可以为灌区提供较好的配水编组方案,在满足灌溉需要的基础上,提高灌区灌溉水利用效率。     

宁夏红寺堡扬黄灌区种植结构优化调整研究

宁夏红寺堡灌区是我国最大的生态移民扶贫开发区,现状农业种植结构不尽合理,粮食作物:经济作物:饲料作物的比例为53.6:40.4:6,粮食作物种植比例偏大,导致农业灌溉耗水量大,水分生产效益不高.针对红寺堡灌区水资源紧缺现状,以生态效益、经济效益和社会效益为指标,运用单目标线性规划模型,计算灌区主要作物优化种植比例.结果表明:2012年红寺堡灌区适宜的粮食作物:经济作物:饲料作物比例为39.9:50.7:9.4,农业最大经济效益可达81 126.12万元,人均收入为3841.2元.     

金沟河灌区种植结构优化及水资源优化配置研究

以金沟河灌区为例,针对目前存在的水资源严重短缺的问题,根据该灌区灌溉系统的独有特点、供需水的情况以及种植模式,将作物净收益最大作为目标函数,在耕地面积不能增加、种植结构安全以及相关的政策、地下水最大可开采量、供需水存在的偏差、金沟河灌区目前的可供水量、渠系的过流能力等等约束条件下,在保证粮食产量、工业需求、饲草产量等要求的大前提下,建立了灌区水资源优化配置模型.利用该模型,以2010年为例,金沟河灌区农业可节水650×104 m3,水资源的利用率提高12.8％,单位水经济效益提高率为5％左右.     

推广非充分灌溉技术效益显著

非充分灌溉是利用有限的水量,即少于充分灌溉的水量,不以追求传统的单产最高为目标,而以总产值最佳为目标,通过优化水量分配执行的一种节水管理,即“有意给作物少灌水,如减少灌水次数或减少灌溉定额”,达到高效条件下净效益最大(或费用最小)的目标,将节约的水量用来扩大灌溉面积,以提高单位水量的产值效益,追求灌区总的经济效益最大为目标。非充分灌溉技术的研究与推广,将为实现节水灌溉农业发挥重要作用,为水资源的最优化管理提供新的途径。     

缺水灌区农业水土资源优化配置模型

考虑水资源和土地资源大系统特征,以灌区灌溉净效益最大为目标,建立缺水灌区农业水土资源优化配置模型,根据模型特点,提出多阶段人工鱼群算法。将模型应用于某大型灌区,得出灌区2015年平水年(P=50%)和一般干旱年(P=75%)3种主要农作物的优化种植面积以及水资源年内分配方案,结果表明:采用优化配置模型优化效果显著,2015年平水年(P=50%)与一般干旱年(P=75%)农业净效益比采用传统配置模式下的农业净效益分别提高7.5%和10.3%;多阶段人工鱼群算法对解决缺水灌区复杂的农业水土资源优化配置问题合理有效,为大系统优化问题提供了一种新的解决思路。     

基于AquaGIS模型的盈科灌区制种玉米农业用水效率分析

盈科灌区是黑河流域中游绿洲典型灌区之一,该灌区农业用水效率较低,农业用水矛盾十分突出。制种玉米是灌区主要种植作物,研究制种玉米的优化灌溉制度对实现该区域农业用水可持续发展具有十分重要的意义。利用分布式作物模型AquaGIS模型,基于盈科灌区土壤质地的空间变异性对该灌区制种玉米灌溉制度进行了优化,提出了适合灌区实际配水情况的最佳灌溉制度。通过灌溉制度优化,灌区制种玉米蒸散发量减少36~53mm,水分生产率WPET增加5%左右,灌溉水生产率WPI增加25%~48%,极大地提高了灌区农业用水效率。同时,对该灌区不同水文年灌溉制度进行优化,综合对比灌区制种玉米WPET、WPI和产量,其中丰水年灌溉3次、平水年灌溉4次、枯水年灌溉5次可以实现农业用水效率最高,为灌区高效节水灌溉提供理论指导。     

和田地区中型灌区种植结构优化调整浅析

和田地区中型灌区是我国当前最大的生态化扶贫移民灌区,现状作物种植结构中粮食作物种植比例过大,耗水量大且水生产效益低下,灌区生态效益、经济与社会效益均较难实现,作物种植结构有待进一步调整优化。从和田地区中型灌区作物种植结构基本情况出发,运用线性规划方法确定了种植结构优化的决策变量、目标函数及约束条件,并根据目标函数和约束条件分别确定了各类作物种植面积大小,为灌区作物种植结构优化调整提供了科学依据。总之,优化调整后,粮食作物的种植面积有所减少,而附加值大且节水的经济作物种植面积大大增加,经济效益、社会效益和生态效益显著提升。     

宁夏黄河北干渠灌区多目标优化配水研究

为提高宁夏黄河北干渠灌区水资源利用效率,实现灌区节水型社会建设,基于可持续发展思路,采用多目标线性规划分析方法,以节水灌溉技术、水资源系统工程优化技术、数据库技术、数学函数计算模型为手段,以Visualbasic6.0及其计算插件matrix为主要工具,以经济、环境和社会的综合效益最大化为目标,建立了灌区水资源优化配置模型,基于该模型计算出了各规划年的可供水量及需水量,并制定了水资源优化配置方案。结果表明,该方案水资源配置合理,可满足该灌区规划年经济发展的需要,并可确保经济社会的协调发展。