基于主成分分析和参数设计的畦灌技术参数优化

针对畦灌灌水质量评价指标较多、自然因素存在时空变异性和技术参数有控制误差而造成的灌水质量评价不合理、灌水质量不高且波动大的现状,在田间灌水试验的基础上,利用主成分分析计算灌水质量综合主成分作为评价指标,采用参数设计的方法对畦灌灌水技术参数进行了优化。结果表明,灌水质量综合主成分可以代表99.99%的灌水质量变异信息,且服从正态分布,同时自然参数的变异和技术参数的误差对灌水质量及其稳健性产生了较大影响,经模拟和实测结果验证,泾惠渠灌区畦灌技术参数优化组合为畦宽3.5~4.5 m,畦长120 m左右,单宽流量9 L·s~(-1)·m~(-1)左右,改水成数7成左右,此时具有很好的灌水质量和稳健性。     

基于层次分析法的牧区节水灌溉示范工程生态效益评价

以天祝藏族自治县为研究对象,运用层次分析法对牧区的节水灌溉示范工程的生态效益进行了评价,建立了以生物效益、土壤效益和小气候效益为准则层,以及与目标层关系密切的10项指标作为指标层的评价体系。应用层次分析法(AHP)原理分析和计算评价指标体系中各项指标的权重,结果表明,准则层中小气候效益>生物效益>土壤效益,指标层中空气湿度权重最大。通过对生态效益的综合评价,反映出评价指标体系的确定比较合理,选择的评价方法简便实用,得出的评价结果符合实际。     

京津冀区域生态环境质量综合评价研究

建立一套客观、适用、可操作的生态环境质量评价指标体系,对促进区域可持续发展是非常必要的。本文按照评价指标体系建立的原则,从区域资源系统、环境系统、经济系统、人口系统和社会系统方面,建立评价指标体系。使用层次分析法对评价指标体系的指标权重进行确定,应用灰色系统评价方法对区域环境质量进行评价,通过具体实例证实模型是科学和实用的。     

矿山环境质量集对分析定量评价模型的建立与应用研究

矿业活动扰动原有的环境结构,加速环境的物质循环,影响整个矿区的环境系统。矿山环境质量定量评价与掌握其内在变化规律是实现矿区的可持续发展基础。文中通过建立自然禀赋维,生态环境维以及人文指数维三维定量指标体系,并基于集对分析的"宽域式"函数结构,确定矿山环境质量指标和相应指标质量标准集合之间的联系度函数,建立矿山环境质量集对分析定量评价模型,运用新模型对三维指标体系的15个指标进行了定量评价。得出了黑龙江七台河煤矿的整体环境质量等级为Ⅱ级,其中生态环境维是影响矿山环境质量主要因素。评价结果与模糊数学法评价结果基本相符。模型评价应用表明:集对分析法不仅体现矿山环境质量定量评价信息处理中的相对性,也包涵模糊综合法的模糊性,计算过程较为简便且结果较为准确。     

基于GIS的农村环境质量综合评价

农村环境问题日益凸显,定量地、多层面地评价农村环境质量对综合整治是十分必要的。文中从农村人居环境质量、农村生态环境质量以及农村环境资源可利用度等方面入手建立了农村环境质量综合评价指标体系,采用层次分析法(AHP)确定各指标权重,运用RS和GIS技术及单因子评价法、多因子评价法、综合指数评价法等方法建立各级指标的评价模型,并基于网格系统实现评价结果的可视化空间表达。以山西省天镇县为研究对象,对所建立的模型与相应的技术方法进行验证性分析,其结果与该县实际情况基本吻合,表明所建立的指标体系与模型是可行的。     

大兴县荒漠化生态安全评价研究

根据大兴县荒漠化地区的环境特点,提出了生态安全评价的具体指标体系和构建原则,并采用数量化原理与方法,对各指标进行了具体量级划分,同时利用关联度分析方法,确定了指标的系数,并提出了衡量生态安全程度的数量化指标、生态安全系数及其计算方法.以土壤养分、水分条件、植被状况和风力4个影响生态安全因子确定了指标体系.以土壤有机质含量、林草地覆盖度、降水量和土壤粘沙比为生态安全评价的具体指标,计算了各个因子对生态安全影响程度.根据土地利用情况,确定了大兴县624个土地利用单元的生态安全系数,采用GIS平台得到了大兴地区的生态安全评价图.研究成果可直接为环北京治沙防沙重点工程的实施提供指导,研究方法可供区域生态安全评价借鉴.     

海河流域水利与经济社会协调发展定量评价

为定量评价海河流域水利与经济社会协调发展水平,文中构建了包含定量和定性指标的指标体系,并分别选用2005年、2007年指标值以及2020年的指标规划值,即3种方案进行评价,根据协调发展度评价模型中层次分析法、熵权法和综合法三种计算指标权重方法的评价结果显示：流域水利虽与经济社会勉强协调发展,但水利发展水平滞后于经济社会...     

干旱区绿洲系统生态-生产-生活承载力评价指标体系构建思路

构建绿洲系统承载力评价指标体系是定量研究绿洲系统承载力的基础。本文在以全新的视角解释绿洲系统生态 -生产 -生活承载力内涵的基础上 ,参照绿洲承载力评价指标体系构建的国际国内基础 ,依据指标体系构建的原则和应注意的问题 ,构建了一套绿洲系统“三生”承载力评价指标体系。绿洲系统承载力是由绿洲生态承载力、生产承载力与生活承载力构成 ,因此绿洲系统承载力指标体系也由分别反映绿洲生态承载力、生产承载力与生活承载力的指标构成。生态承载力指标主要由反映生态系统承载能力的指标构成 ,包括资源利用指标、生态指标和环境污染及其治理指标。生产承载力指标主要由反映经济系统承载能力的指标构成 ,包括经济总量指标、经济结构指标、经济增长指标和经济效益指标。生活承载力指标主要由反映社会系统承载力指标构成 ,包括人口发展指标、基础设施指标、生活质量指标和科技教育指标。最后本文对指标体系的综合集成与赋权方法进行了探讨。     

深层坑渗灌田间单点入渗湿润锋分布特性及拟合模型研究

为了了解深层坑渗灌灌水后湿润锋的分布规律,通过大田原状土上的入渗试验,研究了不同灌水量和不同灌水器管径对不同深度湿润锋水平直径的影响。结果表明:在质地较粗的原状土壤条件下,水平湿润直径的最大值一般出现在深度约30~50 cm之间的土层,灌水器管径200 mm和灌水量30 L/次所达到的灌水效果比较好。此外,建立了具有明确物理意义的深层坑渗灌的单灌水器拟合模型。经过初步评价认为:该模型计算误差在10%以内,计算精度较高,是一种符合深层坑渗灌湿润锋分布规律的函数形式。     

干旱区绿洲系统生态一生产一生活承载力评价指标体系构建思路骨

构建绿洲系统承载力评价指标体系是定量研究绿洲系统承载力的基础.本文在以全新的视角解释绿洲系统生态-生产-生活承载力内涵的基础上参照绿洲承载力评价指标体系构建的国际国内基础,依据指标体系构建的原则和应注意的问题构建了一套绿洲系统"三生"承载力评价指标体系.绿洲系统承载力是由绿洲生态承载力、生产承载力与生活承载力构成,因此绿洲系统承载力指标体系也由分别反映绿洲生态承载力、生产承载力与生活承载力的指标构成.生态承载力指标主要由反映生态系统承载能力的指标构成,包括资源利用指标、生态指标和环境污染及其治理指标.生产承载力指标主要由反映经济系统承载能力的指标构成,包括经济总量指标、经济结构指标、经济增长指标和经济效益指标.生活承载力指标主要由反映社会系统承载力指标构成,包括人口发展指标、基础设施指标、生活质量指标和科技教育指标.最后本文对指标体系的综合集成与赋权方法进行了探讨.     

改进的模糊物元模型在灌区农业用水效率评价中的应用

结合灌区农业用水过程及特点,提出了灌区农业用水效率评价指标体系,确定了评价等级与单因素评价标准。在此基础上,结合模糊物元分析理论,以农业用水效率的各评价等级为物元的事物,给出了各指标对不同等级的改进的隶属度函数,以此来确定复合模糊物元,通过计算与理想物元之间的加权海明贴近度来计算综合评价等级,由此形成了确定灌区农业用水...     

微咸水简易渗灌对温室番茄生长及生理特性的影响

通过温室栽培试验,研究了两种灌溉方式(地面沟灌、简易渗灌)和两个灌溉水盐分浓度(淡水、5 g/L微咸水)共4个处理(1.沟灌+淡水,简称沟淡处理;2.沟灌+微咸水,简称沟咸处理;3.简易渗灌+淡水,简称渗淡处理;4.简易渗灌+微咸水,简称渗咸处理)下的番茄生长、产量、品质、叶水势、光合特性及土壤盐分积累的变化。结果表明:(1)两种灌溉方式比较,淡水灌溉时,简易渗灌的植株干物质量显著低于沟灌,但微咸水灌溉时的这种差异不明显;沟灌条件下,微咸水灌溉比淡水灌溉植株干物质量降低7.06%,而简易渗灌下的这种下降不明显;(2)两种灌溉方式下,微咸水灌溉均使番茄产量降低,但未达到显著水平;简易渗灌与沟灌相比,果实产量提高约3.3%,且渗咸处理的果实品质优于沟咸处理;(3)淡水灌溉时,两种灌溉方式间的叶片水势、叶绿素含量没有显著差异,但微咸水灌溉时,叶片水势降低0.07~0.15MPa、叶绿素含量降低1.65%~21.8%,简易渗灌下下降幅度显著低于沟灌;(4)沟灌条件下,微咸水灌溉与淡水灌溉相比,叶片光合速率、蒸腾速率与气孔导度分别降低14.29%、19.74%和33.46%,均达显著水平,但简易渗灌下的这种变化不明显,且蒸腾效率显著升高;(5)渗咸处理的0~40cm土层土壤积盐程度轻于沟咸处理。初步结论:温室番茄实行微咸水简易渗灌,使根层土壤积盐较轻、植株叶片水分状态较好、叶片光合等生理活动维持在较高的水平、蒸腾效率提高,从而使果实产量提高、品质较优。     

加气灌溉对根区土壤肥力质量与作物生长的影响

水、肥、气、热、光是保障作物生长发育的五大要素,传统的灌溉方式不但用水量大,还会导致土壤通气性不足、团粒结构破坏,五要素之间的平衡被打破,造成土壤板结、盐碱化等土壤退化现象,从而土壤肥力质量下降,对作物生长发育造成不利影响。综述了加气灌溉研究背景、加气灌溉条件下土壤肥力质量评价指标、加气灌溉对土壤和土壤肥力质量的影响、加气灌溉对作物生长的影响,总结了加气灌溉对土壤微环境、酶环境、营养环境和作物根系的影响规律以及加气灌溉对土壤微环境和作物根系的调节机理。大量研究表明,加气灌溉能够有效改善根区土壤结构和水力学特性,增强作物根区土壤通透性,明显增加作物根区土壤中细菌、真菌和放线菌的数量,提高土壤中过氧化氢酶与脲酶活性,改善作物根区土壤微环境;加气灌溉可以增加土壤中速效氮和速效磷的含量,提高土壤肥力质量,促进根系对营养物质的吸收和作物的生长发育,提高灌溉水利用效率,作物增产高达10%以上。最后总结了现阶段加气灌溉还存在加气设备研发、加气时间与频次问题以及加气灌溉对土壤、微生物、作物根系、生态环境等的影响机制问题,提出了目前加气灌溉处于定量研究的探索阶段,还需要对加气灌溉中水-土-气-作物的耦合机制进一步开展研究。     

基于方法集和DEA模型的黑龙江省灌溉用水效率评价

为了讨论方法集模型对于灌区用水效率综合评价的可行性,以DEA模型作为对比参照,选取了渠系和田间两方面指标,对黑龙江省20个灌区用水效率进行排序和计算,得出的主要结论:利用方法集模型评价的20个灌区的排序结果均通过Spearman检验,解决了不同评价方法结果不一致的问题,且与DEA模型得出的排序结果一致;通过方法集模型和DEA模型结果可以看出:富裕、永发、安邦河、龙头桥和石龙灌区效率值较低,分别是0.58、0.55、0.54、0.51、0.45,且20个灌区灌溉用水效率与渠系效率平均关联度为1.779,与田间效率平均关联度为1.229,受渠系水利用效率影响较大,受田间水效率影响较小,可采取渠道衬砌,合理规划渠系布局等方式减少渠道输配水环节的灌溉水损失,采取控制灌溉技术,喷、滴灌溉等节水措施,提高灌溉用水效率。     

日光温室黄瓜地下滴灌灌溉制度的试验研究

利用放置于作物冠层上部的20 cm标准蒸发皿对地下滴灌条件下日光温室黄瓜的灌溉制度进行了试验研究。结果表明,灌水量对黄瓜生长、黄瓜果实产量和果实品质均有极显著影响,而灌水周期的影响不显著,灌水周期和灌水量二者的交互作用也没有显著影响。随灌水量的增加,黄瓜的产量和品质均呈现先升后降的趋势,黄瓜产量与灌水量、作物耗水量均存在二维抛物线关系。从实现黄瓜高产、优质及节水增效的目标出发,日光温室黄瓜在地下滴灌条件下,适宜的灌水量为0.8Ep(Ep为20 cm标准蒸发皿的蒸发量),灌水周期为8 d。     

温室膜下沟灌水氮耦合对番茄品质的影响与评价研究

以温室番茄为试材,研究了膜下沟灌水氮耦合对番茄一些品质指标(有机酸、可溶性糖、Vc、硝酸盐、糖酸比)的影响,并采用主成分分析法对其进行多目标综合评价。试验设置1485 m3.hm-2、2080m3.hm-2两个灌水水平和225 kg.hm-2、410 kg.hm-2和630 kg.hm-2三个施氮水平。结果表明,灌水量和施氮量作为单一因子和水氮交互作用对番茄不同品质指标影响均不同;增加灌水量,可提高番茄果实有机酸、硝酸盐含量;施氮过多或过少可降低番茄果实可溶性糖含量、Vc含量、糖酸比;果实中硝酸盐含量随施氮量的增加而提高,随灌水量的增加而降低。采用主成分分析法对番茄品质指标进行多目标综合评价,得到综合评价最高的处理为低水中氮(W1485N410)处理,综合评价最低的处理为高水高氮(W2080N630)处理。     

基于MCA与CP的灌区管理综合评价研究

灌区管理评价的主要问题是各评价因子的权重确定和评价函数的选择.目前评价存在的主要问题为因子权重确定的不合理性和取值空间不完备性及评价函数的不确切性.为此,本文采用层次法由专家确定权重,由多元相关原理调整权重的影响值,由数理统计原理确定因子的取值区间,最后用综合距离模型对综合指标进行评价,较好地解决了该问题.实例表明,该评价是科学的、可行的.     

内蒙古河套灌区水资源高效利用与盐渍化调控

内蒙古河套灌区是我国具有悠久历史的一个大型灌区。由于气候、地形和水文地质条件的影响,在兴建大规模灌区之前,当地已有严重的盐渍化问题,随着引水量增加,灌溉面积扩大,由于重灌轻排,灌排工程不配套,大水漫灌等原因,使灌区的地下水位迅速上升并超过临界水位,加剧土壤盐渍化;此后虽经积极治理,情况有所好转,但仍未得到根本改变。灌区盐碱化的发生、分布、治理在西北干旱地区具有典型意义。河套灌区现状年引黄水量在50亿m3左右,占内蒙引黄水量的90%,超出引黄指标10亿m3,节水任务十分艰巨。因此,必须高效地利用灌溉水资源,采用渠井灌排技术和实施节水灌溉制度,来调控灌区水盐动态,总体上能使河套灌区灌溉土壤逐步由积盐向脱盐的良性循环发展。