漳滏河灌区节水灌溉制度优化

漳滏河灌区地下水超采严重.进行水资源合理配置刻不容缓.根据供水水源的现状对该灌区进行分区,采用水分生产函数的Jensen相对值模型,建立单一作物灌溉制度二维动态优化模型,对灌区灌溉制度进行优化.通过灌溉制度的优化达到节约水资源的目的,为缓和该区水资源短缺和作物生产之间的矛盾提供了方法.     

基于大系统递阶模型的沧州市农业水资源优化配置研究

沧州市水资源严重匮乏,属于严重干旱地区,粮食产量低于全国平均水平,粮食安全问题日益突出。文中建立了以作物不同生育期土壤含水率和作物灌溉定额两个状态变量的动态规划——线性规划大系统递阶模型,将作物子系统作为第一层,灌区系统作为第二层,通过分配给每种作物的供水量将两层联系起来,构建了一个具有两层谱系结构的大系统。应用该模型对沧州市水资源进行优化配置,以提高沧州区域农业水资源承载能力。     

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.     

作物灌溉制度的模糊优化设计

针对农业水资源短缺问题 ,提出在非充分灌溉条件下对作物的灌溉制度进行模糊优化设计 ,寻求最优灌溉策略 ,使有限的水量在作物生育期内发挥最大的效率 ,从而有效地提高农业用水效率 .实例研究结果说明 ,所建模型及求解方法是合理与可行的     

基于3S技术的灌区水费收入最高的配水模型

为使灌区水资源得到合理的优化配置,根据3S技术能够快速获取信息的特点,在满足灌区作物基本需水量和不同水价标准的前提下,建立了以灌区渠道水量损失最小和水费收入最高为目标的配水模型.以冯家山水库北干十一支灌区为例,用3S技术获取不同作物在不同灌溉制度下的需水量数据,并根据来水水量对模型进行求解,得到各斗渠的配水水量,以及灌区水价最高时的总收入.结果表明,本模型具有很强的实用性、操作性和推广性.     

非充分农业灌溉水资源优化配置

针对非充分农业灌溉,在农业水资源供给量一定的条件下,建立农业水资源大系统优化配置模型,以经济效益最大为目标,对模型进行求解.对山东省桓台县地面水、地下水在各种作物间及在各作物不同生育阶段间进行最优分配.其研究成果对缺水地区农业水资源优化利用具有重要指导意义.     

基于极大极小法灌溉方式的选择

采用模糊数学的极大极小方法建立优选节水灌溉方式模型,运用线性加权的方法确定参数的权重,有效地克服了以往权重确定中主观性偏重、计算量较大的缺点.灌溉方式优选模型结构简单、计算方便.将模型用于河南省鹤壁市浚县灌区进行节水灌溉方式的优选,得出了灌溉方式的总排序,最终确定该地区最优的灌溉方案为喷灌,所得结论符合该地区实际情况.     

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.     

灌区最优规模、经济灌溉定额及灌溉保证率的初步研究

本文从灌区灌溉面积,作物灌溉定额及灌溉保证率的相互关系出发,提出了以整个灌溉系统总净效益最大为目标,选择灌压最优规模,经济灌溉定额和经济灌溉保证率的方法,并给出了算例。     

参考作物腾发量预报的傅立叶级数模型

以傅立叶级数和表示多年日平均参考作物腾发量在年内的变化过程,结合天气类型修正系数,提出了一种新的参考作物腾发量预报模型,即傅立叶级数模型.将模型应用于陡山灌区的参考作物腾发量实时预报;结果表明,该模型的预测精度比原有的指数模型(亦称逐日均值修正模型)的预测精度高.这种模型简单,可方便地嵌入灌溉预报系统,适应性强.     

北方平原井灌区地下水资源可持续利用与优化配置技术

建立了地下水资源可持续开发数学模型 ,并与大系统分解协调动态规划模型相结合 ,对供需矛盾突出的北方平原井灌区地下水资源在年际间、作物间以及各作物不同生育期之间进行优化配置 .应用结果表明 ,这一节水技术在地下水资源实行统一管理的地方有着良好的节水效果     

基于SFA的灌溉水利用效率指标随时间变化规律分析

以湖北漳河灌区长系列数据为背景,采用随机前沿分析(SFA)对灌溉水利用系数(IWUE)及灌溉水分生产率(WP)的生产函数模型及技术无效模型进行参数估计和假设检验,结果显示后者的模型拟合较好.总体而言,IWUE的技术效率高于WP,但WP的技术效率增长幅度较大.技术无效参数估计结果表明,作物生育期降雨量对IWUE技术效率影响最敏感,其次是田间节水灌溉面积比,再次是水稻种植面积比和年均ET0;作物生育期降雨量、田间节水灌溉面积比、水稻种植比与WP技术效率的相关性比较显著.由于资料系列较短,年节水改造投入和渠道衬砌率对两个指标的技术效率影响不明显.     

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。     

水资源优化配置的双层多目标规划模型

利用双层多目标规划研究了基于水权的水资源优化配置问题.将水资源管理机构和各用水者分别作为上、下层决策者,建立了水资源管理机构以水资源总效益最大和水质污染最小为目标、各用水者以取水效益最大为目标的双层多目标规划模型,并给出了相应的求解算法.最后用一个简单的算例验证了模型的可行性.     

华北平原灌溉量对冬小麦产量、蒸发蒸腾量、水分利用效率的影响

利用实验数据对DSSAT模型进行了充分的校正及验证,模型达到了较高的精度,在此基础上设计了冬小麦不同的灌溉情景模式,利用DSSAT模型模拟了在不同灌溉量情况下冬小麦的生长情况.结合研究区降雨资料明确了不同的灌水量(降雨量P+灌溉量I)与其产量(GY)、蒸发蒸腾量(ET)以及水分利用效率(WUE)的关系,认为适度的水分胁迫并不显著影响GY,但可以降低冬小麦的ET,从而减少小麦的耗水量,提高WUE.当灌水量(P+I)在408 mm时,ET达到437 mm为最优值,此时的WUE最高,GY也维持在较高的水平.灌水量包括降雨P以及补充灌溉量I,必须结合气象部门的预报,最大限度利用降雨,才能确定合理的补充灌水量.     

长渠道梯级供水泵站变频转速最优匹配

针对长渠道串接的梯级变频转速泵站,在采用明渠恒定流计算来确定站间水力约束的基础上,以满足供水任务下整个梯级系统的总能耗最小为准则,建立了确定各级站的最优扬程分配的动态规划模型.在动态规划的各状态点,采用非线性规划模型以求在给定泵站净扬程和流量条件下的站内各机组最优转速.针对数学模型,开发了数值求解程序.对实际工程变频调速梯级供水泵的计算表明,所建立的模型科学合理,计算方法快速有效,实现了站间变频转速最优匹配.     

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.     

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.     

SWAP和SWAT在柳园口灌区的联合应用

以河南柳园口灌区为背景,利用SWAP和SWAT分别建立模型,并进行了率定和验证.利用SWAT模型提取各水文响应单元的水平衡要素作为SWAP的输入,实现作物产量的空间分布式模拟.联合应用SWAP和SWAT模型模拟分析了不同灌溉水源及作物种植结构下灌区水平衡要素、作物产量和水分生产率的变化规律以及水分生产率随尺度的变化规律.结果表明,区域平均蒸发蒸腾量、产水量、土壤含水量变化、渗漏量都随着井灌面积比的增加而减少,合适的井灌面积比有利于控制适宜的地下水埋深,从而减少潜水蒸发损失,防止由于地下水埋深过深而导致取水困难;现有水稻种植区改种旱稻,区域平均蒸发蒸腾量、产水量、土壤含水量及渗漏量都减少,但变化幅度较小,同时水分生产率降低;现状条件下随着尺度的增大,灌溉水分生产率增大,蒸发蒸腾量水分生产率稍微降低,毛入流水分生产率变化不大.