基于PSO-GRA耦合决策的排水沟系统多目标规划模型

排水沟系统承担排水蓄涝、环境保护等效能,多目标排水沟系统规划具有十分重要的现实意义。综合考虑工程费用、减污与产量效应构建排水沟系统多目标规划模型,运用粒子群算法(PSO)生成规划方案非劣解集,并耦合灰色关联投影法(GRA)优选非劣解集进行方案决策,将模型应用于上海松江高标准农田稻作区规划排水沟系统。结果显示,稻作区优选规划方案推荐排水历时5 d,农沟与支沟沟深1.3、1.7 m,间距77、270 m,优化水面率7.64%。与传统单目标规划方案相比,设计降水条件下,增加滞涝水量648.5 m~3/hm~2,总氮的单位面积削减能力4.22 kg/hm~2,削减率增加28.1%,水稻相对产量96.2%。该模型能客观权衡多目标的矛盾性进行科学决策。     

膜沟灌溉条件下夏玉米生长状况及产量、水分利用效率研究

采用膜沟灌溉方式研究了夏玉米的生长状况及产量、水分利用效率。结果表明,膜沟灌溉在一定程度上抑制了棵间蒸发,促进了夏玉米早期植株生长;与普通沟灌相比,膜沟灌溉的绿叶覆盖地面时间较早,植株叶面积高峰期前移且稳定期较长;膜沟灌溉在降低耗水量的同时,可以使水分利用效率提高约18%而不会降低产量;综合分析夏玉米的产量、水分利用效率、株高、穗长及百粒重等因素,结果表明膜沟灌溉优于普通沟灌。     

暗管排水条件下微咸水灌溉对土壤水盐运移特征的影响

为探索高效节水控盐灌排技术,通过田间试验,以玉米为试材,研究了不同微咸水矿化度及暗管埋深对土壤水盐运移的影响。结果表明,微咸水矿化度和暗管埋深对土壤含水率和盐分均有影响,高矿化度处理灌后土壤含水率比低矿化度高,1.3m暗管埋深灌后土壤含水率要高于0.8m暗管埋深;微咸水灌后1d作物主要根系层(0~40cm)脱盐率受矿化度影响较大,矿化度越高,脱盐效果越差;灌后25d,淡水灌溉及暗管埋深0.8m、3g/L微咸水的处理土壤无积盐,其余各处理均发生积盐现象,灌溉水矿化度越大,0~80cm土层积盐越强烈,1.3m暗管埋深较0.8m埋深土壤积盐更加明显。建议同类型区种植玉米时暗管埋深为0.8m,灌溉使用微咸水矿化度不超过3g/L为宜。     

塔里木河下游土地沙漠化对地下水位动态的响应--建立沙漠化程度预测数学模型

历史以来塔里木河流域气候变化与人类活动是导致塔里木河两岸地下水位变化并由此造成生态环境演化的主导因素。尤其是不合理的水资源开发利用加快了地表水资源的时空再分配 ,从而引起了地下水空间补给变化。通过对塔里木河下游地下水埋深与沙漠化程度资料的对比分析 ,表明地下水位下降是引起塔里木河下游土地沙漠化的众多因素中最直接的因素。而地下水位的变化又取决于地表水资源的时空分布。文中围绕此关系建立了响应地下水位动态的土地沙漠化预测数学模型。     

基于自由搜索人工神经网络的坡地入渗量预测

该文应用基于自由搜索算法的BP（backpropagation）网络模型对自然降雨条件下不同处理措施的红壤坡地入渗规律进行了预测,选择降雨量、最大降雨强度、降雨历时、土壤初始含水率、土壤体积质量、通气孔度和下垫面状况7项指标作为网络输入,土壤入渗量单项指标作为网络输出,结果表明：基于自由搜索算法的BP网络模型可以有效地预测自然降雨条件下不同处理措施坡地入渗规律,预测的平均相对误差为11.08%,经t检验和回归分析表明预测值和实测值相差不大,具有较好的一致性,决定系数为0.9715,并和传统的BP网络进行了比较,结果显示基于自由搜索算法的BP网络预测优于传统的BP网络,模型具有较高的精度和稳定性。     

城镇河道的水生态环境建设和保护

河流除具有为生活和工农业生产就近供水、交通航运、泄洪滞涝等功能外,还具有生态环境功能。除因过于重视防洪而造成的河道渠化问题外,随着城市化建设的加快,工农业和生活污水的剧增,中小河道填埋的发生对城镇现有河道产生了很大的影响,加重了河道的水污染、频繁引发洪涝灾害。分析了城镇河道现存问题及其对环境生态的影响,在参考和总结国内外有关城镇河道整治经验的基础上,介绍了城镇河道生态环境建设中河道生态护坡和河岸植被缓冲带建设的作用,并探讨了生态护坡建设的不同形式。     

灌溉效益分摊系数计算的研究现状与新方法

灌溉效益分摊系数在灌溉效益计算中具有重要应用.分析了确定灌溉效益分摊系数的两种常规方法(灌溉试验法和统计法)的局限性,综述了灌溉效益分摊系数的研究进展.在此基础上分别提出了利用作物水分生长函数、利用以施肥量为参数的产量函数、利用水肥耦合产量函数和利用柯布-道格拉斯生产函数计算灌溉效益分摊系数的4种新的方法.这些方法为计算和研究灌溉效益分摊系数拓宽了思路,具有一定的实用价值和理论价值.     

投影寻踪分类模型在作物补偿效应评价中的应用

为了解决作物旱后复水补偿效应评价和优选的不确定性,提高补偿效应评价模型的分辨率,提出了投影寻踪分类模型,并采用变异和动态信息素更新蚁群算法寻找最优的投影方向,用最佳投影方向信息研究各评价指标对补偿效应的贡献率,发现光合速率的大小直接反应了补偿生长的能力,是影响补偿效应的关键因子,与以往研究结论相符,且适度胁迫复水后第5 天表现出的补偿效应最佳.     

基于SWAT模型的小流域非点源氮磷迁移规律研究

非点源污染是影响农业水土环境的重要因素。在GIS平台的支持下,运用SWAT模型,以长江下游岔河小流域为研究对象,分析了氮磷流失时空分布规律,并模拟不同灌溉方式下非点源氮磷流失变化。结果表明:率定后的模型适用于小流域非点源污染的模拟;降雨量与径流及有机氮磷流失具有明显的相关关系,汛期(6-9月)的径流量占全年径流量的56.40%,有机氮磷流失量分别占到64.89%和59.70%;在空间尺度上,有机氮与有机磷负荷空间分布相似,呈现出随地表径流向岔河主河道逐渐汇聚的分布特征,大豆和水稻田是非点源污染的主要贡献地区;通过情景模拟发现,不同灌溉方式对小流域氮磷流失影响显著,对水稻田实行优化灌溉,采取浅灌高蓄的控制方法,可以有效改善小流域农业水土环境。     

咸淡水交替灌溉对土壤盐分分布及夏玉米生长的影响

为了研究不同咸淡交替灌溉制度对各层土壤盐分含量、夏玉米生长的影响,采用3种矿化度(1、3、5 g/L)微咸水和3种不同生育期(壮苗期、拔节期、灌浆期)咸淡交替灌溉方式("咸淡淡"、"淡咸淡"、"淡淡咸")开展避雨盆栽试验研究。结果表明,全生育期灌溉淡水处理(CK)各层土壤盐分含量最低,随着灌溉微咸水矿化度增加,各层土壤盐分含量增大,相同矿化度下,同一深度土壤盐分含量由大到小依次为"淡淡咸"、"淡咸淡"、"咸淡淡"。3 g/L和5 g/L"淡淡咸"处理的土壤含盐量由大到小依次为下层、上层、中层,其他处理由大到小依次为下层、中层、上层。不同生育期灌溉微咸水对夏玉米的株高、叶面积及产量的抑制程度由大到小依次为拔节期、壮苗期、灌浆期,即"淡咸淡"、"咸淡淡"、"淡淡咸",抑制作用随灌溉微咸水矿化度增加而增大,5 g/L"淡咸淡"处理与CK相比减产最多,减产率为34.85%。在滨海地区进行夏玉米种植,应考虑在生育后期灌溉微咸水,同时利用非生育期淡水灌溉降低土壤次生盐碱化的风险。