冬小麦土壤水分在线预报模拟及实时灌溉预报模型

在线土壤水分是实现作物实时灌溉预报的重要参数。以试验区小型气象站和土壤监测设备的实时数据为基础,基于土壤水量平衡方程构建了土壤水分预报模型,对冬小麦根区土壤水分进行模拟与预报,为实时灌溉预报提供基础数据。运用土壤水环境处理分析软件IrriMax的根区分析等功能,针对不同的试验设计方案,对冬小麦全生育期根系生长情况进行模拟分析,采用冬小麦土壤水分在线预报模型进行土壤水分的逐日预报,并将预报值与土壤水分实测值进行对比分析。同时,针对实时灌溉预报中作物系数值不能很好满足短期时长要求的问题,采用作物系数逐日修正方法进行了冬小麦实时灌溉预报研究。结果可为高效节水农业的智能化管理提供理论与决策支持。     

冬小麦需水关键期的降水预报评估与应用对策分析

有效利用冬小麦需水关键期的降水预报是充分利用自然降水并达到节水灌溉的有效策略之一。基于蚌埠市气象台2007~2013年冬小麦需水关键期(3月11日~5月31日)的24~120h降水预报和地面降水观测资料,采用正确率、风险评分、概率统计以及相对特征运行曲线(ROC曲线)四种方法检验评估降水预报的准确率,并分析其在冬小麦需水关键期节水灌溉决策中的应用。结果表明,降水预报对无雨天气或弱降水过程的预报准确率较高,对强降水天气过程的预报,总体上表现为预报量级偏低,但对降水过程具有识别能力;预报为小雨及以下量级时,可按照冬小麦的实际需水量进行灌溉,预报为中雨及以上量级时,可适当推迟灌溉;随着预见期延长,预报准确率整体呈下降趋势,灌溉时应根据最新天气预报和降水实况,重新确定灌溉策略,制定合适的灌溉量。     

HadGEM2-ES气候模式下黄淮平原典型区域作物灌溉需水量响应

基于最新的CMIP5中HadGEM2-ES全球气候模式预估数据,研究黄淮平原典型区域中牟县作物灌溉需水量对未来气候变化的响应。根据HadGEM2-ES全球气候模式预估的逐日降水、气温数据,结合研究区气象历史资料,建立气象要素统计降尺度模型,预测RCP8.5、RCP4.5、RCP2.6高、中、低三种排放情景下研究区气象要素,并由Penman-Monteith公式计算主要作物冬小麦和夏玉米的灌溉需水量,分析作物灌溉需水量对未来气候变化的响应。结果表明,未来气候情境下,气温升高,蒸发量增大,降水量有所增加,导致研究区冬小麦灌溉需水量减少,夏玉米灌溉需水量增大。从三种气候情景的平均预测结果来看,未来15年冬小麦灌溉需水量减少10.73%,夏玉米灌溉需水量增加14.23%;未来35年冬小麦灌溉需水量减少15.74%,夏玉米灌溉需水量增加18.03%。     

民勤咸水灌溉及SWAP模型模拟研究

采用0.8g·L(-1)和5g·L(-1)浓度咸水对民勤传统作物黄河蜜进行咸水灌溉试验.通过野外试验和实验室分析,评价了咸水灌溉对土壤性质和作物产量的影响,校正了SWAP模型并对相关因子进行了模拟分析.研究结果显示,尽管基于当地种植经验的灌水量与基于潜在蒸发蒸腾量(ET0)及根据田间持水量计算的需水量有一定差异,但灌溉水质和灌水量与田间产量具有较好的一致性;0.8 g·L(-1)处理的水利用效率高于 5g·L(-1)处理,湿润年的水利用效率高于干旱年;模拟结果显示,SWAP模型对不同试验处理和不同气候条件下的土壤性质和作物产量模拟效果较好.由此得出结论,在民勤可以利用SWAP模型模拟不同环境条件下的土壤水分状况及作物产量,为农田耕作提供理论支撑.     

枯季咸潮期珠江河口水资源调度模型研究

珠江河口磨刀门水道沿岸分布有众多取水口,该地区受咸潮影响严重,其水量与水质(含氯度)对该地区的水资源调度有重要影响。针对咸潮期珠江河口水资源调度的特点,采用宏观与微观相结合的方法,建立了耦合咸潮预报数学模型和水资源系统管网模型的珠江河口水资源调度模型。宏观上基于咸潮数学模型预报的各取水口咸情,结合相关调度规则及水库实时库容、水厂需水量等信息,确定各取水泵站需提供的取水量;微观上建立水资源系统管网模型,对水库水位、节点含氯度等进行精细模拟。模拟结果表明,所构建的模型能对咸潮影响下的珠江河口地区多水源水量、水质联合调度过程进行合理描述,可为枯季咸潮期珠江河口水资源实时调度方案的制定提供参考。     

考虑降水预报的三峡入库流量概率预报模型

以三峡水库为例,建立了基于降水预报信息的降水随机模拟模型,提出了将预见期降水随机模拟模型与概念性水文模型相耦合的概率水文预报模型,并进行了入库流量预报.该模型能充分利用降水预报信息,能定量描述水文预报结果的不确定性,概念清楚、易于构建,具有推广应用价值.     

成都平原主要作物有效降雨量不同时间尺度的计算分析

鉴于作物有效降雨量是确定农业灌溉需水量的基础,亦是区域水资源规划的重要依据.基于2015～2019年郫都区日气象资料,采用联合国粮农组织(FAO)推荐的FAO-Penman-Monteith公式计算出参考作物腾发量,结合单作物系数法计算出相应时段的需水量,并采用时段内作物腾发量与降雨量比较的方法来确定作物有效降雨量,从...     

车尔臣河灌区2030年灌溉需水量预测

水资源预测对灌区生产发展具有重要作用.分析了车尔臣河灌区基本概况及流域水资源利用现状,根据灌区灌溉制度及渠系用水系数,采用能量平衡法,对灌区2030年灌溉需水量进行了预测,为灌区后续发展和水资源调度提供了重要技术支撑.     

微咸水灌溉条件下环境因子动态变化的预报

系统地引进SWAP模型，从咸水灌溉对土壤水盐动态、地下水位、地下水质、作物生长及产量的影响等方面，评价了咸水灌溉对环境的影响。试验地点为内蒙古河套灌区红卫田间试验区，引用黄河水和高矿化度地下水混合进行灌溉。微咸水灌溉期间，土壤盐分增加，在适当的黄河水秋浇灌溉淋洗后，土壤盐分降到咸水灌溉前的水平，土壤盐分年度内保持了动态平衡。在微咸水灌溉试验条件下，作物长势及产量基本不受影响，微咸水灌溉不会造成环境恶化。这一结论在SWAP模型模拟结果中也得到了证实，所建立的SWAP模型可以用来对试验区微咸水灌溉作出较为准确的预报，为河套灌区发展微咸水灌溉打下基础。     

水电能源科学2005年第23卷总目次

·水文水资源与环境·城市需水量预测的混沌神经网络模型刘勇健等1.15基于多维临界调控理论求解21世纪黄河水资源问题彭少明等1.18虎跳峡水电站区间可能最大暴雨的研究华家鹏等1.21水文分析计算中两种正态变换方法的比较研究梁忠民等2.1BP神经网络模型结构对漫湾径流预报精度的影响研究程春田等2.4运用灰色关联分析法推求河流流量传播时间左其亭等2.7水文变异综合诊断方法及其应用研究谢平等2.11新疆水资源可持续利用水平模糊综合分析唐德善等2.15微咸水灌溉条件下环境因子动态变化的预报杨树青等2.19区域水资源承载力计算问题探讨徐良芳等…     

江苏省水稻灌溉需水量空间分布规律研究

水稻灌溉需水量的时空分布是科学制定不同地区灌水定额和灌溉管理策略的主要依据。基于江苏省13个气象站及周边省市4个气象站近50年逐日的气象资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith方法,计算了水稻全生育期内的灌溉需水量,并利用GIS的空间分析功能,通过反距离权重插值法得到水稻灌溉需水量空间分布图。结果表明,江苏省水稻灌溉需水量空间差异悬殊,多年平均值介于223.4~669.7mm/季,总体表现为由南至北、由东至西递增的分布格局。     

基于气象要素修正的逐时总辐射模型研究——以西安地区为例

该文引入逐时气象要素对分解模型进行修正,针对C.P.R模型,提出一种基于日照时数、温度以及相对湿度的多气象要素修正模型。基于西安2015年10月1日—2017年7月31日观测数据,分析3种天气类型下模型修正前、后的计算误差,结果显示多气象要素修正模型的各项误差指标均低于未修正模型,且对于多云天气的修正效果最明显,平均可达2%。基于多气象要素的C.P.R修正模型考虑了气象及辐射观测数据现状,可为其他地区计算水平面逐时总辐射提供方法借鉴。     

多源降水信息在海河流域洪水预报中的应用

将气象数值预报降水格点信息、雷达反演降水信息插值到实测雨量站点中,分别通过覆盖、插补方式将插值的雨量信息统一整合到标准的实时水雨情库中,从而实现与该站点实测信息的融合,从降雨数据层面实现了测站的历史、实时、未来降水信息的统一。在此基础上,利用现有水文预报系统进行多源降水信息支持下的洪水预报,在确保一定精度的前提下,延长了洪水预报的预见期。将该方法应用于2012年海河流域洪水预报和防洪调度中,取得了较好的效果。     

水文-水力耦合法河流生态需水量计算方法研究

结合汉江中下游这类南方河流面临的水资源紧缺与水环境恶化问题,建立了分别基于水文学与水力学的河流生态需水量计算模型,提出了水文-水力学耦合生态需水量计算方法。经汉江中下游河道多个不同河段、不同典型年、河流生态需水量计算研究,得出了该河流分段生态控制流量。本研究为河流生态需水量计算理论的发展,和南水北调中线工程实施后丹江口水库的合理调控以及汉江中下游地区水资源科学管理提供了依据。     

降水资料匮乏地区不同再分析数据降尺度效果的评价

匮乏的降水基础资料不利于分析研究天山西部区域,因此研究外源降水资料的适用性、校验及降尺度,可更好地服务于水资源的高效利用、提高洪水预报的精度及极端水文事件的应对能力等。基于现有的26个实测站点1979～2005年的日降水量数据、同期NCEP/NCAR、ERA-interim、CFSR和CanESM2数据,借助极限学习机法研究了资料匮乏地区降水降尺度及修正方法。结果表明,基于四种不同数据集所建立的统计降尺度模型基本上能够模拟各站点的降水时空分布情况;综合对比四种数据集,ERA数据模拟降水的效果最佳,但不同站点最佳的外源降水存在一定的差异;相较于比例缩放法,分位数映射法修正降水误差更能充分考虑降水的变异性,能有效地提高降水模拟精度。     

SWAT模型在水稻灌区的改进及应用研究

针对灌溉资料相对缺乏流域,以SWAT模型为基础,修改了其水稻田的自动灌溉制度,并构建了多水源综合灌溉模块.利用改进的SWAT模型估计灌溉需水量、灌溉回归水量及量化分析灌溉用水对水循环的影响.模型以模拟结果效率系数最优为调参依据,根据多水源灌溉规则制定灌溉方案参与水循环模拟.将构建的灌区模型应用于努敏河流域长阁灌区,结果表明改进模型具有较好的模拟精度,与原模型相比,四方台控制站月径流模拟Nash系数在率定期和检验期分别由0.79和0.74提高到0.89和0.81;灌区多年平均灌溉水量,灌溉回归水量、平均灌溉回归系数及多年平均灌溉消耗水量的值均表明在径流模拟中有必要考虑灌溉取用水的影响.     

渠井灌区配水序贯多指标模糊决策模型与方法

为使渠井灌区地表、地下水联合调度决策与实际结合更紧密．合理利用水资源，建立了灌溉序贯多指标模糊决策理论，提出考虑时段指标变权重的渠井灌区灌溉方式选择的多指标模糊关系优选模型，并进一步提出确定多指标变权重的主客观结合法。为渠井灌区水资源的联合调度提供了较完善的决策理论模型与方法。     

基于工情信息的山洪预警系统在淠史杭灌区洪水预报中的应用

鉴于安徽省淠史杭灌区水利工程人工调度运行时可能影响各流域内洪水预报质量的问题,基于既有的灌区山洪灾害监测预警系统,建立水情、工情遥测系统,采用相应的工情信息传输与接收协议、数据存储库表结构,实现了灌区工情信息与水雨情信息的同步实时监控,建立了基于工情信息的山洪灾害监测预警系统,并探讨了工情信息对洪水预报质量的修正方法,从而为工情信息应用于传统洪水预报中的校正分析、提高传统洪水预报的准确性提供了可能。     

基于光谱分析的节水灌溉方法研究

针对传统的植物亏水指标测定不精确,造成灌溉过程中水资源浪费问题,提出利用植物冠层光谱信息定量反演植被含水量信息,同时结合滴灌控制系统实现精准、智能节水灌溉的技术路线及方法,从而提高灌溉水的利用效率,节约水资源,降低成本,达到真正节能节水目的。     

基于马尔科夫链修正的RBFNN模型在碾压混凝土重力坝变形预报中的应用

针对径向基神经网络(RBFNN)预报模型的不足,提出了一种基于马尔科夫链修正的RBFNN预报模型,以RBFNN模型的预测结果为基准,利用马尔科夫链进行误差修正,进而显著提高模型的预报精度。以某碾压混凝土重力坝的变形监测为例,建立大坝变形预报模型,并将其结果与单一的RBFNN模型的预报结果做了对比,结果表明,基于马尔科夫链修正的RBFNN预报模型精度更高,结果更符合实际。