基于多年降雨资料的作物灌溉制度多目标优化

在非充分灌溉制度条件下,基于农田水量平衡模拟模型和作物产量计算模型并考虑随机降雨的影响,以灌溉日期和灌溉水量为决策变量,将多年作物相对产量均值最大、多年作物相对产量方差最小以及作物全生育期的总灌溉水量最小作为优化目标,建立了能够同时对灌溉日期和灌溉水量进行优化的多目标优化模型.以玉米的非充分灌溉制度优化为例用上述模型及算法进行了计算分析,并与典型年法得到的优化结果进行了对比,结果表明:基于多年降雨资料的优化灌溉制度具有较强的适应性和鲁棒性,可以避免由于灌溉日期安排不合理而导致的减产或绝收问题.     

非充分灌溉制度制定过程中Jensen模型的求解与应用

探讨了利用 Jensen模型制定非充分灌溉制度的建模思路 ,给出了 Jensen模型的二维动态规划求解方法 ,并研制了二维非充分灌溉制度的程序 ,其结果与实验相吻合 ,可用于指导农业灌溉和生产。     

非充分灌溉制度制定过程中Jensen模型的求解与应用

探讨了利用Jensen模型制定非充分灌溉制度的建模思路，给出了Jensen模型的二维动态规划求解方法，并研制了二维非充分灌溉制度的程序，其结果与实验相吻合，可用于指导农业灌溉和生产。     

温室番茄节水调质灌水方案评价

为寻求日光温室番茄优质高效的灌溉制度,采用设置于温室番茄冠层齐平位置的水面蒸发测定装置,设计3种基于水面蒸发量的灌水间隔水平和4种灌水量水平组合处理,依据小区试验观测结果,分析确定了以番茄产量、水分利用率、单果重、可溶性固形物质量分数及果实硬度等5项指标为主的节水调质灌溉制度评价体系;在采用变异系数法确定出各指标权重的基础上,借鉴TOPSIS综合评价方法,建立了温室番茄节水、优质、高产相统一的综合评价模型,应用该模型确定基于水面蒸发量的温室番茄节水调质灌溉制度,即当累积水面蒸发量Epan达到10mm±2mm时进行灌溉,灌水量为0.9Epan,在产量不降低的情况下,提高了水分利用率,并在一定程度上提高了果实的营养品质和储运品质.     

基于改进NSGA-Ⅱ的作物灌水量与灌溉日期同步优化

在非充分灌溉条件下,基于农田水量平衡模拟模型和作物产量计算模型,以灌水日期和灌溉水量为决策变量,将作物相对产量最大和作物全生育期的总灌溉水量最小作为优化目标,建立了能够同时对灌水日期和灌溉水量进行优化的多目标优化模型.在模型求解方面,设计了适合于此类优化问题的染色体结构,在精英保留非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的基础...     

干旱区棉花水氮最优调控模型及调控方案

以灌溉定额和施氮量为影响因素,选择了3个灌溉定额和4个施氮量为试验水平,组合形成了12组田间试验方案。根据田间试验数据,建立了棉花产量与灌溉定额、施氮量之间的二次项量化关系式,其反映了水氮对产量的耦合效应,且相关性较高。在此基础上,将灌溉定额和施氮量作为优化变量,以净效益最大为目标函数,以试验因素上、下限为约束条件,构建棉花膜下滴灌水氮优化调控二次规划模型。求解这个二次规划模型,可获得净效益最大的水氮最优调控方案。灌溉水价、肥料价格和籽棉价格分别做为自变量进行了净效益对三者变化的敏感性分析,净效益对籽棉价格的变动最敏感。     

黑龙江省西部半干旱区水稻水分生产函数及优化灌溉制度研究

选择黑龙江省西部半干旱区查哈阳灌区为试验基点,进行了水稻的非充分灌溉试验,经过数学分析计算,得到了查哈阳灌区水稻最适宜的水分生产函数模型为Jensen模型,在此基础上建立了水稻的优化灌溉制度的非线性规划模型,并利用实码加速遗传算法进行求解以相对产量最大为目标的优化灌溉制度,优化结果表明,优化灌溉定额比当地节水灌溉定额省水达22.4%,提高了水分利用效率,为查哈阳灌区水资源的优化利用提供了科学依据。     

投影寻踪模型在水稻灌溉制度评价中的应用

优化水稻灌溉制度是解决粮食安全与水资源短缺两大紧迫问题的关键。从水稻灌溉制度评价方法研究出发,针对传统的水稻灌溉制度评价中指标权重赋值客观性差的问题,提出了基于粒子群优化投影寻踪模型的水稻灌溉制度评价方法,该方法通过对水稻主要生育阶段的多个状态变量建立投影寻踪模型并优化投影方向,从而根据状态变量在最佳投影方向线型投影得到的投影值大小进行水稻灌溉制度的综合评价,避免了专家赋权的人为干扰。选取水稻分蘖及灌浆2个重要生育阶段,分别建立模型并对4种灌溉模式进行综合评价,其评判结果与实际相符,验证了该方法的准确性与可行性。     

基于随机降雨的水稻优化灌溉制度

为了确定合理的水稻灌溉制度,在水稻灌溉试验资料的基础上,建立了以旬灌溉水量为决策变量的水稻灌溉制度优化模型,采用了蒙特卡罗方法和漳河灌区30 a实际降雨资料模拟出500 a的旬降雨,运用遗传算法解决以模拟降雨作为输入的优化模型,求得了每个模拟年份各旬在5种设定的灌溉定额条件下的灌溉水量,并通过对结果的统计分析,得到了不同灌溉定额条件下作物生长情况和各旬灌水量的概率分布。结果表明,漳河灌区30 a长序列旬降水服从伽玛分布。灌溉定额为120 mm时,中稻不发生枯萎;灌溉定额为180 mm时,基本保证中稻生长良好。以30 mm为灌水定额步长,灌溉定额为180 mm时,6月上旬和8月上旬各灌30 mm,6月中旬和7月下旬各灌60 mm。6月中旬、7月下旬和8月上旬缺水对产量的影响较大,其需水量应优先被满足。     

月灌溉用水量分布式优化模型

针对大型灌区作物种植结构复杂、不同区域作物需水量差异较大的特点,以GIS为平台,建立了灌区月灌溉用水量分布式优化模型.模型将灌区栅格化,以每个栅格的月灌溉用水量作为决策变量,以作物生育阶段作物水分生产函数为基础,以灌区作物产量最大为优化目标,考虑了水量平衡、渠系配水能力、水资源投入量、灌水时间、可供水量以及非负共6个约束条件.以澳大利亚马兰比季灌区2006—2007年8月、10月和12月的优化结果为例,优化后月灌溉用水的高峰期与河流径流的高峰期同期,且优化后的灌溉用水量小于同期观测值.此外,优化后的配水结果存在将有限的水资源向经济价值高的作物转移的趋势.因此,月灌溉用水量分布式优化模型可以用于大型灌区内不同尺度月灌溉用水量的优化模拟,且优化后的配水方案更加节水高效.