基于遗传算法的小麦套玉米节水型优化灌溉制度研究

以2009年内蒙古河套灌区春小麦套种玉米田间实测资料为基础,分别应用水量平衡原理与作物系数法得到套种作物生育各生育阶段实际腾发量;然后以作物-水模型为基本原理,采用多元线性回归方法对套种作物不同生育阶段水分敏感指标进行求解,其变化规律为：拔节-抽穗＞分蘖-拔节＞喇叭口-灌浆(玉米)＞抽穗-灌浆(小麦)＞苗期-分蘖,最后应用基于实数编码的遗传算法对小麦套玉米作物灌溉制度进行优化,结果表明,作物生育期内适宜的灌水量为450mm。     

小麦套葵花节水型优化灌溉制度研究

以2009年内蒙古河套灌区春小麦套种向日葵田间实测资料为基础,分别应用水量平衡原理与作物系数法得到套种作物生育各生育阶段实际腾发量;然后以作物-水模型为基本原理,采用多元线性回归方法对作物不同生育阶段水分敏感指标进行求解,其变化规律为:分蘖-拔节＞拔节-抽穗＞抽穗-灌浆＞苗期-分蘖,最后应用基于实数编码的遗传算法对作物灌溉制度进行优化,结果表明,作物生育期内适宜的灌水量为250mm.     

河套灌区经济作物番茄节水型优化灌溉制度研究

以2009年内蒙古河套灌区经济作物番茄的田间实测资料为基础,分别应用水量平衡原理与作物系数法得到经济作物生育各生育阶段实际腾发量;然后以作物-水模型为基本原理,采用多元线性回归方法对作物不同生育阶段水分敏感指标进行求解,其变化规律为：开花着果-结果盛期＞苗期-开花着果＞结果盛期-结果末期,最后应用基于实数编码的遗传算法对作物灌溉制度进行优化,结果表明,作物生育期内适宜的灌水量为60mm。     

龙川江流域农业灌溉需水变化趋势分析

利用龙川江流域内南华、楚雄、牟定、大姚、姚安、元谋、永仁共7个气象站1961—2007年的逐月气象资料和楚雄、蜻蛉河和元谋等灌区的1961—2007年的农业综合灌溉定额系列,运用Mann-Kendall法,研究了流域内的主要气象因子、参照作物腾发量ET0、农业综合灌溉需水定额的变化趋势。结果表明,除大姚站外月最高温度是龙川江流域ET0变化的主导因素。近50年来龙川江流域降水量增多、湿度增大,导致除南华外的其余站点年ET0显著降低,农业综合灌溉需水定额也呈下降趋势。     

基于气温预报和HS公式的参考作物腾发量预报

为探索精确预报未来短期参考作物腾发量ET0的方法,提出基于气温预报和HargreavesSamani(HS)公式进行ET0预报.收集了南京站2001—2011年逐日气象观测数据和2011年预见期为4 d的逐日天气预报数据,采用FAO-56Penman-Monteith公式计算逐日ET0,用2001—2010年计算的ET0率定HS公式参数;用率定后的公式和2011年的天气预报气温数据进行未来4 d的ET0预报;比较2011年ET0的计算值与预报值、气温观测值与预报值以评价ET0预报精度及误差原因.结果表明:最低气温预报准确率达81.9%,最高气温预报准确率为80.1%;经过参数校正后,HS公式精度较高.ET0预报准确率为85.7%,平均绝对误差为1.01 mm/d,均方根误差为1.42 mm/d,相关系数为0.74;各项预报误差随着预见期的增大而增大.产生误差的主要原因为气温预报误差和HS公式未考虑平均风速和相对湿度的影响.总体而言,基于气温预报和HS公式的ET0预报方法精度较高,可为灌溉预报及决策提供较为准确的ET0预报数据.     

基于气温预报的参考作物腾发量预报方法比较

为探索精确预报未来短期ET0的方法,比较了4种基于气温预报ET0预报模型,即Hargreaves-Samani(HS)、Thornthwaite(TH)、简化的Penman-Monteith(PT)及McCloud(MC)模型。收集了西藏林芝站2001年1月1日至2013年12月31日的实测逐日气象数据和2012年6月6日至2013年12月31日逐日对未来7d的气象预报数据,在气温预报精度评价的基础上,采用4种基于温度的参考腾发量计算模型直接进行ET0预报,然后采用率定后的模型进行ET0预报,最后与实测气象数据和FAO-56PM公式计算的ET0值进行比较。结果表明,未率定的4种模型预报误差均较大,其中PT公式精度稍高。经率定后,4种公式的预报精度都有所提高,平均准确率为70%,MAE值HS模型最小,平均为0.57mm/d,其他3个模型为1.27~1.50mm/d;RMSE都在2.0mm/d左右;r值总体仍不高,TH模型平均仅有0.19,其他3种模型在0.6左右。综合来看,PT模型的预报效果稳定性优于其他3个模型。对于林芝地区附近的灌区,无论有无气象观测数据供模型率定,建议采用PT模型进行ET0预报。     

大田作物生长过程中不同灌溉方案对土壤水分的影响研究

探讨了大田作物生长过程中不同灌溉方案对土壤水分的影响及其对作物生长的影响。研究结果表明,不同灌溉方案对土壤水分的影响存在显著差异,而且不同作物对灌溉方案的适应性也不同。在实际生产中,应根据不同作物的需求和土壤水分状况选择合适的灌溉方案,以提高作物产量和质量。     

玛纳斯河流域农业灌溉需水预测模型

建立了了玛纳斯河流域农业灌溉需水预测模型，并以当地典型作物——膜下滴灌棉花为例，对模型进行了验证。结果表明，建立的玛纳斯河流域农业灌溉需水预测模型，能够在较长时期内（20d左右）比较准确地预报膜下滴灌棉花的灌水日期和灌水量。该模型的特点是，首先采用气温的历史趋势值和实时修正值预测气温，然后根据气温预测参考作物腾发量，同时结合采用逐日变化的作物系数，实现灌溉预报。该模型所需数据少，方法简单，预测方便，具有较高的实用价值。     

基于气温预报和神经网络的参考作物腾发量预报

采用反向传播人工神经网络(BP-ANN)逼近气象因子-参考作物腾发量ET0函数关系,以天气预报中的最高和最低气温为输入进行短期ET0预报。收集了南京站实测的2010年7月1日至2013年7月7日逐日气象数据和2012年7月1日至2013年6月30日逐日对未来7d的气象预报数据,以最高、最低气温及相应的日序数为3个输入因子,ET0为输出建立一个包含一个隐含层的3层BP网络,以2010年7月1日至2012年6月30日实测气象数据及通过FAO-56PM公式计算的ET0进行网络,以2012年7月1日至2013年6月30日实测气象数据及通过FAO-56PM公式计算的ET0进行网络验证。将2012年7月1日至2013年6月30日逐日对未来7d的气象预报中的最高、最低气温输入训练及验证后的网络,得到2012年7月1日至2013年6月30日逐日对未来7d的ET0预报值,并与FAO-56PM公式计算的ET0值进行比较以验证预报精度。结果表明,预见期1~7d内,预报的ET0和计算的ET0变化趋势基本一致,预报精度随着预见期的增加而降低;平均准确率(±1.5mm/d以内)达88.08%,相关系数为0.77,均方根误差为1.28mm/d,显示出了较高的预报精度。在局部时间段内出现的ET0,PM和预报ET0的较大差别的原因是该时段内的ET0更多地受到除了日最高和最低气温之外的其他因素的影响。提出的方法 ET0预报,随着气象预报准确度的提高,可实现较为精确的ET0预报。     

自动化控制滴灌系统在大田棉花方面的应用

滴灌节水技术在农场得到了快速发展,其中提高技术人员、管理人员的知识水平和广大农工的节水意识以及文化素质,是使滴灌节水技术能否持续发展的关键.因此,根据农场条田大、机械化作业程度高等特点,尝试建设大田滴灌自动化系统,介绍了该系统的安装与运行情况以及项目实施效果,为今后发展和建设节水农业探索新路.     

大田作物非充分灌溉实施效果分析评价

将现有非充分灌溉技术研究成果应用于大田作物中,从作物耗水量、单产、产量要素、水分生产率、节水量与总效益等方面进行了综合评价。结果表明,与充分灌溉相比,非充分灌溉(Ⅰ)节水增效显著,非充分灌溉(Ⅱ)总产量或总效益下降较大,实际应用中应把握好非充分灌溉度的问题。     

基于VB+Accesss的田间自动灌溉管理系统设计

针对目前我国农业灌溉用水量大、水资源利用效率低的问题,基于VB+Accesss设计了田间自动灌溉管理系统。系统的总体软件设计分为下位机软件设计和上位机软件设计两部分,通过对下位机设计中断以及串口通信程序实现其与上位机的无线数据传输,上位机软件设计包括登录模块、新建删除用户模块、数据测控主界面模块、数据管理主界面模块及备份模块及恢复模块,实现了对田间灌溉的自动管理。设计的田间自动灌溉管理系统界面友好、性能优,为节水灌溉系统的设计提供了借鉴。     

无线传感器网络在农田节水灌溉系统中的应用

针对农田节水灌溉的需要,提出了把无线传感器网络应用于农田节水灌溉系统的思路和农田节水灌溉系统设计方案,该灌溉系统由农田监测区域的无线监测网络和远程监控中心组成,可对农田需水信息变量进行实时监测。介绍了系统的总体架构,设计开发了无线传感器网络节点、基站以及软件流程。该系统采用了无线传输的方式,解决了有线通信方式所存在的难以升级、难以扩展等问题,具有低功耗、低成本、扩展灵活等优点,在农业节水灌溉方面具有广阔的应用前景。     

河套灌区灌溉制度研究

根据河套灌区的气象、土壤、灌水等资料,利用ISAREG模型模拟了4种主要作物充分灌溉和非充分灌溉2种灌溉制度方案。根据模型的优化模拟结果分析,在作物产量比率仅略有下降的情况下,作物实施非充分灌溉将减少灌水次数和灌溉定额(平均下降45 mm),建议灌区把作物实施非充分灌溉作为一种节水措施之一。     

基于WEB的疏勒河灌区灌溉管理系统

疏勒河灌区灌溉管理系统对提高灌区管理水平具有重要意义.该系统建设以需求为主导,强调深化业务应用,为灌区提供简便直观的灌溉管理功能.系统采用浏览器/服务器体系结构,侧重于实现日常工作流程的自动化.系统功能和业务流程紧密结合实际,实现了灌溉管理的快捷性和安全性.通过运用模块化编程思想和Java开发语言,保证了系统的可扩展性和可移植性.     

低压管灌在水田灌溉中应用研究

低压管灌多用于灌溉水浇地,灌溉水田并不多见,该文以通辽市某土地整治项目为例,阐述低压管灌在水田灌溉中的应用,提出在资金允许条件下,用水紧缺的井灌区尽量发展管灌水田。      

实用的井灌区灌溉管理信息系统

为了提高井灌区的管理水平，对井灌区灌溉管理信息系统进行了研究。该系统通过对土壤墒情、地下水位、电力供应、气象资料、需水分布等信息的采集，根据实际情况动态调配水源，给出优水的提水、调水、配水方案，实现水费计量的准确、公平、降低灌区运行管理费用，提高灌溉保证率，能实现井灌区运行的科学高效管理和充分发挥井灌工程应有的效益。     

在线式作物冠气温差监测与灌溉决策系统研制

作物冠气温差是一个经济、简便的、能够较好进行灌溉决策的指标。针对现有人工监测的费时、费力,且不具有连续性的缺点,设计、开发了一种在线式作物冠气温差监测系统,并进行灌溉决策指导。本系统具有操作灵活、安全性高的特点。通过初步的冬小麦田间试验监测,验证了该系统的有效性和准确性,并提出了该指标进一步研究的新问题和新思路。     

大田滴灌系统灌水均匀度评价方法的探讨

通过水力学计算和大田试验,分析了设计均匀度(Cu)与田间实测均匀度(Cuw、Du)的差异以及不同水肥耦合模式对土壤水分均匀度的影响。结果表明,在试验所用滴灌带的制造技术水平下,在平坡铺设时,根据现行的微灌技术规范设计的毛管极限长度存在着一定的加长空间;在冬小麦的返青期和拔节期,根系层的Cuw接近或者高于系统设计均匀度Cu,在进行配水均匀度Du与Cuw的相互换算时,建议适当考虑空间变异性对均匀度折算系数的影响;水肥耦合模式基本不影响土壤水分均匀度。