作物需水量模糊决策系统的设计与研究

设计了由作物蒸腾量和土壤湿度共同来确定作物需水量的模糊推理系统。该系统以作物蒸腾量和土壤水势为输入，以作物需水量为输出，通过对输入变量的模糊化、模糊推理和解模糊化，获得了在一定的作物蒸腾量和土壤水势下作物的需水量。仿真实验结果表明，该系统能快速、准确地计算出作物的需水量，因而应用到灌溉管理工程中很有实用价值。     

大棚温室作物需水量计算模型研究进展

对目前国内外大棚温室作物需水量计算模型的研究进展进行了归纳总结,在此基础上指出：基于不同气候（主要是室内外气候耦合的相关度）条件下应使用不同的计算模型,并建议对大棚温室微气候复杂的动态系统进行数值模拟及建模,有利于进一步提高计算室内作物需水量模型的精度。     

滴灌大棚茄子需水量计算模型的定量分析比较

分析了彭曼公式在大棚内的失效性,引入了大棚内修正风速项彭曼公式(陈新明等)以及BP神经网络模型,并利用在湖北省鄂州节水示范基地获得的试验资料,采用上述3种方法对滴灌大棚茄子需水量进行数值模拟与比较分析。分析结果表明,大棚环境内,彭曼公式误差较大,具有失效性;大棚内修正彭曼公式实用性较好;神经网络模型的预测结果精度最高,适应性最好。试验结果对大棚作物需水量模型研究的进一步发展,具有一定参考价值。     

宁夏引黄灌区参考作物蒸发蒸腾量及其气候影响因子的研究

根据1998年FAO修正彭曼蒙特斯公式,利用宁夏引黄灌区8个气象站近50多年的气象资料,计算了各气象站逐月的参考作物蒸发蒸腾量ET0、各气象因子的长期变化趋势和各气象因子与ET0的相关系数。分析了ET0空间分布特征、年内分布特征和年际变化特征。分析结果表明:黄河以东各站的ET0值均大于黄河以西各站的ET0值;除石嘴山站外,各站5~7月份的ET0占全年比例在20世纪80年代后比80年代前有所下降;除石嘴山站外,各站的ET0均表现为逐年增加的趋势,尤其在1990年后更为明显;气温呈递增趋势、相对湿度呈减少趋势、温差在逐渐减小;相对湿度和最高/最低气温以及平均风速对ET0的影响比较显著。     

作物需水量计算模型组件研究与应用

作物需水量的计算在农业用水、水资源与环境评价、作物生长模拟等方面的研究应用有着重要作用,国内外已形成了众多的研究成果与计算方法。通过对目前比较成熟的作物需量计算方法进行收集和筛选,在不同计算模型的特点和适应性分析基础上,对模型进行分类和归集,采用COM技术研究建立了通用性强、应用面广、内容齐全的计算模型组件。模型组件包...     

气候变化背景下榆林市参考作物需水量多时间尺度特征分析

【目的】研究气候变化背景下榆林市参考作物需水量的多时间尺度变化特征及其与各气象因子的相关性,便于衡量气候变化背景下榆林市水热资源的演变特征。【方法】根据榆林气象站1959—2014年逐日气象资料(平均地表温度、平均气温、蒸发量、平均气压、平均相对湿度、日照时间和平均风速等),采用彭曼公式、Mann-Kendall突变检验、小波分析及相关分析法研究了榆林市参考作物需水量多时间尺度变化特征。【结果】1959—2014年榆林站全年及四季参考作物需水量均呈增加趋势,线性倾向率分别为30.7、11.4、6.7、5.7、6.9 mm/10 a。全年参考作物需水量突变年份为1995年,春、夏、秋三季参考作物需水量均在1998年发生突变,冬季在1989年发生突变;全年及四季参考作物需水量的第一主周期分别为26、28、27、28、26 a,第二主周期分别为8、7、9、8、4 a,第三主周期分别为4、2、4、4、12 a;参考作物需水量与平均相对湿度、日照时间、平均气温、平均风速以及年平均地表温度的相关系数分别为-0.128、0.223、0.935、0.271、0.940。【结论】榆林站1959—2014年不同时间尺度的参考作物需水量均呈增加趋势,平均气温、日平均地表温度是影响榆林气象站ET_0的主要因素。     

内蒙古达茂旗饲草燕麦需水规律与灌溉定额

为内蒙古达尔罕茂明安联合旗(以下简称达茂旗)地区饲草燕麦的灌溉提供科学依据。采用联合国粮农组织推荐的彭曼-蒙特斯公式法,分析30 a(1991—2020年)的气象数据,针对内蒙古达茂旗地区的饲草燕麦需水规律和灌溉定额进行研究。内蒙古达茂旗饲草燕麦第1、第2茬和全生产期需水量分别为497、422 mm和919 mm,需水强度分别为5.5、4.1 mm/d和4.8 mm/d,灌溉需水量分别为435、292 mm和728 mm,灌溉定额分别为512、344 mm和857 mm。     

作物组合种植的需水量研究

对３０余种间作套种组合种植作物的耗水量、产量、产值及其根区土壤含水量进行了分析研究。结果表明：①作物组合种植具有明显的节水增产增收效果;②作物组合种植条件下,处于雨季后期的作物生长,达到了对光、热、水资源的同步利用,明显的提高了雨水资源的利用率。同时分析得出了作物组合种植形式需水规律的特点。     

风沙区参考作物需水量的计算

根据国内外相关的研究成果 ,分析选择并确定了适宜于风沙区参考作物需水量 (ET0 )的计算模式。利用典型风沙区的气象资料 ,对多年逐旬参考作物需水量及 2 0 0 1年春小麦与春玉米生育时段内逐日参考作物需水量进行了分析计算。结果表明 ,FAO最新修正的 Penman-Moteith公式可较好地用于风沙区参考作物需水量的估算 ,一般 ET0 值在年内与年际间变化较大 ,最高值发生在 6月上旬左右 ,多年平均为 5 .82 mm/ d,最低值发生在 1月上旬 ,多年平均 0 .43 mm/ d左右 ,年内各日 ET0 值受气象因素的影响变幅很大 ,因此 ,精确灌溉应设法提高短期天气预报和灌溉预报的精度     

风沙区参考作物需水量的计算

根据国内外相关的研究成果，分析选择并确定了适宜于风沙区参考作物需水量（ET0)的计算模式。利用典型风沙区的气象资料，对多年逐旬参考作物需水量及2001年春小麦与春玉米生育时段内逐日参考作物需水量进行了分析计算。结果表明，FAO最新修正的Penman-Moteith公式可较好地用于风沙区参考作物需水量的估算，一般ET0值在年内与年龄间变化较大，最高值发生在6月上旬左右，多年平均为5.82mm/d，最低值发生在1月上旬，多年平均0.43mm/d左右，年内各日ET0值受气象因素的影响变幅很大，因此，精确灌溉应设法提高短期天气预报和灌溉预报的精度。     

作物需水量自适应神经网络模糊系统的设计研究

通过自适应神经网络对大量实验数据(太阳辐射、空气湿度)的学习，得到学习后的作物需水量模糊系统的隶属度函数和模糊规则，所建立的Sugeno型模糊推理系统通过与自适应技术的结合，使建立的模糊模型很好地匹配了输入数据。该模糊模型能很好地解决需水量多影响因素之间的不确定性和非线性，模型的预测精度较高，对精确灌溉和节水农业不仅有一定的理论意义，更具有巨大的实用价值。     

节水灌溉工程模糊综合评价研究

在提出节水灌溉工程综合评价指标体系及结构模型的基础上,研究了节水灌溉工程模糊综合评价的理论和方法。实例研究结果表明,采用这一理论及模型,为节水灌溉工程方案的合理决策,提供了科学依据和有效手段。     

昆明地区玉米需水量及灌溉用水量研究

基于CROPWAT模型,利用昆明地区气象数据、玉米生育期数据和土壤数据,模拟研究1980-2012年玉米生育期需水量和灌溉用水量年际变化特征及气象要素对其的影响。结果表明:1980-1999年玉米需水量和灌溉用水量呈现微弱下降的趋势(p=0.22,p=0.06);1999-2012年玉米需水量和灌溉用水量呈上升趋势为(p0.01),多年平均玉米需水量和灌溉用水量分别为354.5和64.0mm。玉米需水量与温度、风速和日照时数呈正相关而与降水量和相对湿度呈负相关;灌溉用水量与温度、风速和日照时数呈正相关而与降水量呈负相关。逐步回归分析表明气温、风速和日照时数的组合可以预测年尺度上玉米需水量的变化趋势;气温、风速和降水的组合可以预测年尺度上灌溉用水量的变化趋势。     

基于模糊控制的智能灌溉控制系统

根据灌溉系统不易建立精确数学模型的特点，设计了基于模糊控制技术的智能灌溉控制系统c系统以土壤水分误差和误差变化率为输入，以灌溉时间长度为输出，通过对输入变量的模糊化、模糊推理和模糊决策，获得了作物的灌溉时间长度。实际运行表明，该系统能根据土壤水分适时、适量灌溉，有效地实现了节水灌溉。     

气候变化对黑河流域典型作物灌溉需水量的影响

为研究气候变化对作物灌溉需水量的影响,在假定未来气温上升0.5~4℃,降水增加10%~30%的条件下,研究了黑河流域主要作物在不同种植条件下的作物需水量及灌溉需水量的变化。结果表明,生长期内气温每升高1℃,区域内小麦净作、玉米净作和小麦与玉米间作方式下作物需水量将分别增加3.1%(15.5 mm)、2.8%(18.5 mm)和3.0%(25.6 mm),黑河流域中游每年将增加灌溉量0.15×108m3,相当于国家给黑河干流区分水量的2.4%;降水每增加10%,灌溉需水量将分别减少1.9%(7.8 mm)2、.3%(12.4 mm)和1.8%(12.8 mm)。     

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。     

基于模糊控制的温室灌溉控制系统的研究

针对温室灌溉受多因素影响难以建立精确控制模型的特点,开发了基于LabVIEW平台的温室节水灌溉模糊控制系统。该系统由土壤湿度传感器、数据采集卡、LabVIEW软件平台等组成,以土壤湿度偏差以及偏差变化率为输入量,以灌溉时间长度为输出量,采用MATLAB Fuzzy Logic工具箱设计模糊控制器,实现了温室灌溉需水量的模糊决策系统。试验结果表明,该系统能够根据土壤水分适时、适量的灌溉,对节水灌溉技术的发展起到了一定的作用。     

节水灌溉的作物需水量试验研究

对节水灌溉条件下的冬小麦、夏玉米、棉花和水稻需水量进行试验研究 ,结果表明 ,节水灌溉模式对作物需水量变化产生较大影响。与浅水灌溉模式相比 ,控制灌溉模式的水稻需水量减少 3 4.6% ,覆膜旱作节水模式的水稻需水量减少 3 9.94%。采用节水灌溉模式后 ,冬小麦需水量减少 1 0 %左右 ,夏玉米需水量减少1 3 % ,棉花需水量减少 3 0 %。因此 ,对大田农作物进行高效节水灌溉 ,能在获得高产 (增产 )的前提下 ,较大幅度地减少作物的蒸发蒸腾量 ,其中无效蒸腾量的减少成为主要因素之一     

基于模糊决策理论的冬小麦精量灌

为了对作物进行适时适量的灌溉，节约大量的灌溉水资源，提高农作物的产量和品质，在考虑土壤-作物-大气连续体（SPAC）的基础上，在作物的不同生长阶段设定了不同的最佳土壤湿度；同时通过天气环境参数来预测作物的腾发量；最后根据土壤湿度、作物腾发量以及作物的生长阶段来模糊决策作物的灌水量。结果表明在考虑土壤、作物和大气的综合作用下，根据多因素对作物灌水量进行模糊智能决策，比根据单一参数预测作物的灌水量，预测结果更准确。     

膜下滴灌棉花田间需水规律研究

以田间试验为基础对膜下滴灌棉花的田间需水规律进行了对比研究 ,从土壤 -作物 -大气连续体的角度对该技术下影响棉花耗水的主要因素进行了分析 ,找到了膜下滴灌比沟灌省水的依据 ,同时发现对棉花采用膜下滴灌技术可改善需水量在各生育阶段的合理分配 ,提高叶面积指数 LAI,从生理上提高了作物水分利用率及增产潜力