基于遥感数据的不确定性的农业水资源优化配置研究——以漳河灌区为例

针对现有农业水资源优化配置存在的空间分辨率较大,忽略降雨量参数的时空变异性,难以满足实际生产中更精确的管理要求的问题,以湖北省漳河灌区典型枯水年为例,采用基于遥感数据的水资源优化配置方法,分析全球降雨测量数据和多年雨量站站点数据关系,获取漳河灌区典型年空间降雨量数据集。在此基础上,将区间数、模糊区间数、模糊可信性约束规划以及作物水分生产函数耦合到一般非线性优化模型框架内,构建模糊区间可信性约束非线性规划模型,以经济效益为优化目标,对漳河灌区不同分灌区生育期内各个月的农业灌水量进行优化配置。优化结果表明:模型可以有效处理配置系统的复杂非线性、不确定性和违规风险问题,不同可信水平下的优化配水方案能够为灌区管理者提供丰富的决策指导,促进灌区农业水资源高效利用与精准管理。     

灌区广义水资源不确定性多目标优化配置

针对农业水资源配置系统的复杂性和不确定性，构建模糊可信性随机多目标农业水资源优化配置模型，以农业灌溉净经济效益最大和绿水利用占比最大为目标，对丰水年、平水年和枯水年下不同分区各生育阶段的水稻灌溉水量进行优化配置。将模型应用于湖北省漳河灌区，目标权重组合分别为（0.5, 0.5）、（0.75, 0.25）和（0.25, 0.75），可信性水平取0.5、0.6、0.7、0.8、0.9和1.0，得到不同情景下农业水资源配置方案。结果表明：多目标规划模型能够很好统筹社会经济发展目标与资源节约目标，优化方案的绿水利用占比在0.835以上，经济效益最高达14.153亿元；更高的可信性水平对应更低的系统效益与更高的绿水利用占比，丰富的优化方案能够帮助决策者权衡系统收益与违规风险；当水资源短缺时，应该优先保证抽穗期和孕穗期的作物需水，使因缺水造成的水稻减产损失最小化。总的来说，优化模型所得到的水资源配置方案能够为漳河灌区水资源管理者提供理论指导，同时为类似地区的农业水资源优化配置提供参考。     

创新创业教育模式研究

十九大报告对创新创业教育给出了整体规划和具体要求,但是目前由于思想认识不足、创新创业专业设置与实践脱轨、师资力量短缺、产学研严重脱离等原因,制约了创新创业向前发展。西方发达国家创新创业起步较早,现如今模式已经趋于成熟,值得借鉴。通过汲取西方发达国家特色与经验,再结合我国国情和校情,最终探索一条适合我们自己的创新创业之路~([1])。     

基于2型模糊集的多目标农业-生态水土资源优化配置

针对西北干旱区灌区生态环境脆弱、水资源短缺、复杂不确定性等问题,以石羊河流域红崖山灌区为例,耦合2型模糊集、模糊可信度约束规划和多目标规划等理论方法,构建了基于2型模糊集的多目标农业-生态水土资源优化配置模型。模型以灌溉水损失最小、生态植被灌溉水满意度最大、生态植被灌溉水费用最小和主要粮食作物经济效益最大为目标,对红崖山灌区10个决策单元的地表水、地下水和粮食作物种植面积进行优化配置。求解模型得到不同可信度水平和不确定性程度下的水土资源优化配置方案。结果表明：耦合2型模糊集的模型能够提供丰富的配置方案,水量对可信度水平的敏感性高于不确定性程度,作物种植结构对可信度水平不敏感。以不确定性程度参数为0.5、可信度水平为0.7时为例,生态植被均通过地表水灌溉,作物通过地表水、地下水联合灌溉,玉米的产量和经济效益均大于小麦。相比前人研究,本研究考虑生态植被灌溉需求,优化结果更加真实合理。本研究可为决策者提供较为符合灌区实际的配置方案,为西北干旱区灌区现代化建设提供科学指导。     

考虑气象因子的不确定性灌溉水资源优化配置

基于不确定性区间作物水分生产函数,选取春小麦、玉米、棉花和白兰瓜这4种典型作物,建立不确定性条件下灌溉水资源优化配置模型,并将气象因子(蒸发蒸腾量和相对湿度)的不确定性引入其中,以反映气候变化对灌区配水的影响.结果表明,在石羊河流域民勤地区,玉米单方水经济效益较低,故其优化灌溉定额相比现状灌溉定额变化较大.棉花是单方水经济效益最大的作物,其次是白兰瓜,所以当可用水量短缺时,在确保粮食安全的前提下,为降低因灌溉缺水而带来的经济损失,要优先保证棉花和白兰瓜灌溉用水.引入气象因子的灌区水资源优化配置模型区间优化配水定额范围更广,反映出气象因子对灌区配水的影响.本研究验证了不确定性方法在实际应用的可行性,可为灌区水资源合理分配提供更可靠的科学依据.     

基于区间两阶段模糊可信性约束模型的灌区水资源配置

针对灌区水资源配置系统中的复杂性和不确定性,以湖北省漳河灌区为例,构建区间两阶段模糊可信性约束规划模型,实现灌区各用水户间水资源优化配置。模型以系统经济收益最大为目标函数,引入模糊变量、离散区间和概率分布表征系统中的多重不确定性,设置可信性置信水平解决带有违规概率的模糊风险问题。求解模型得到多种情景下水量、灌溉面积优化配置结果以及系统收益,结果表明,模型可以有效处理配置系统的不确定性问题,反映系统收益与风险之间的权衡,实现灌区水资源高效配置。优化结果有助于灌区管理者协调各用水户的利益冲突,制定合理的决策方案。