基于最小二乘支持向量机的人民胜利渠灌区灌溉用水量预测

基于最小二乘支持向量机（LSSVM）良好的泛化能力和特点,以人民胜利渠灌区需水量为研究对象,选用径向基函数（RBF）作为核函数,建立了最小二乘支持向量机预测模型,对灌区需水量进行了模拟计算,用检验样本与灰色预测和基于RBF的神经网络模型的预测结果进行了比较,LSSVM预测的最大误差8.78%,平均误差4.90%。结果表明最小二乘支持向量机模型有较高的预测精度和较强的泛化能力,可为灌区水资源规划提供科学依据。     

基于EEMD与Elman网络的灌区地下水埋深预测模型

地下水埋深预测对于灌区农业生产、水土资源合理利用和生态环境保护等具有重要指导价值与作用。地下水埋深是一个受多种因素影响的多层次复杂系统,其演变具有不确定性、随机性、模糊性和非平稳性。基于EEMD较强的处理非线性问题能力和Elman网络具有适应时变和动态记忆的优点,构建了基于EEMD与Elman神经网络的地下水预测耦合模型,并将其应用于人民胜利渠灌区地下水埋深预测中。研究结果表明:基于EEMD和Elman神经网络耦合模型预测结果的最大相对误差为2.91%,最小相对误差为0.04%,预测合格率为100%,该耦合模型对人民胜利渠灌区地下水埋深的预测精度要高于单一的Elman模型和BP模型。另外,该模型在某种程度上可揭示灌区地下水时间序列的演变机制与影响因素,且计算简单、思路清晰,为地下水埋深预测提供了一种新的途径。     

GM(1,1)模型在阿瓦提灌区干旱预测中的应用

根据阿瓦提灌区1970-1990的年降水资料建立了GM(1,1)模型,并依据建立的残差GM(1,1)模型对原模型进行修正.经用1991～2007年灌区降水资料验证,证明了模型预测结果的精确性、合理性.对灌区2008-2020年可能发生干旱的年份进行预测,结果表明,2010、2020年将发生干旱.     

大型灌区农田有效灌溉面积发展趋势分析及预测

大型灌区农田有效灌溉面积是保障我国粮食安全的重要基础条件。对1978～2011年大型灌区农田有效灌溉面积发展趋势进行了分析。采用融合Markov链的GM(1,1)模型对大型灌区2013～2020年农田有效灌溉面积进行了预测。结果表明,未来大型灌区农田有效灌溉面积将持续增长,到2020年将达到1879.5~1892.2万hm2,融合Markov链的GM(1,1)模型对大型灌区农田有效灌溉面积的预测具有较好的精度及适用性。     

秦王川灌区水盐动态模拟预测研究

干旱区新建灌区的水盐动态是其环境变化的主要影响因素,也是影响灌区正常发挥效益的关键问题,因此,预测水盐动态对于环境保护和灌排方案的制定显得尤为重要。以土壤饱和与非饱和流的水动力学方法为依据,采用一维流与二维流数据模拟相耦和方法,建立起了秦王川灌区水盐动态模拟模型,预测了灌区通水后设计运行方式下未来２０年的水盐动态。     

基于气象灾害预测的作物种植比例优化模型及应用研究

灌区作物种植比例通常是根据农业总体区划、作物种植习惯和耕作习惯确定的。在灌区规划中,不同的作物种植比,对灌区的水资源和供水工程的规模具有决定性的影响。基于准确的长期天气预测,建立了在复种指数一定的条件下,即将发生的某种气象灾害年型的情况下的作物种植比优化确定性模型和随机模型。实例计算结果表明,采用2种模型进行灌区作物种植比进行优化,对克服减产风险具有实际意义。     

贝叶斯模型在土壤转换函数中的应用与适应性评价

为了研究大型灌区节水改造后的区域农田生态环境效应中分布式水文模型空间参数的确定问题,通过内蒙古河套灌区解放闸灌域22个土壤水盐监测点110个土壤样本的采样与分析,利用贝叶斯神经网络(BNN)模型建立了河套灌区区域分层土壤特征参数与土壤水分特征曲线模型参数、特征含水率之间的土壤转换函数模型,并与已有的BP神经网络模型进行适应性比较及模型验证。结果表明,BP模型土壤转换函数的训练模拟精度优于BNN,但是在模拟预测方面,BNN模型普遍好于BP模型,而且模型输入因子数量对BP模型的精度影响较大,而BNN模型对于不同输入因子表现出很好的稳健性,BNN模型比传统的人工神经网络模型具有更好的适应性和预测效果,体现了土壤特征参数的空间随机性和结构性特征,而且预测的土壤水分特征曲线与实测和VG拟合结果更为接近,是一种具有广阔应用前景的区域土壤转换函数推求方法。     

基于干旱指数法的星星哨灌区旱涝状况研究

利用星星哨灌区1954-2009年的降水资料,计算降水距平百分率指标(Pa指数)和标准化降水指标(SPI),划分出灌区历年的干旱等级,研究了灌区各干旱等级的变化情况及发展趋势,并运用权马尔可夫链模型预测了灌区未来6年的降水量。研究结果表明:在星星哨灌区56年间,降水量有明显减少趋势,重旱重涝灾害增多,其中:夏季降水量略呈下降趋势,干旱等级略有上升,且旱涝灾害程度加重;秋季降水量减少明显,干旱等级明显上升,旱灾发生次数增加。预测结果表明:在2010-2015年间,灌区降水量总体呈下降趋势,将对灌区农业生产带来较大影响。     

节水灌溉条件下宁夏银北灌区地下

根据灌区引水、排水、降水及蒸发等长观资料，分析讨论了宁夏银北引黄灌区大气降水、地表水、地下水相互转化规律及其时空分布状况。采用有限元法，建立了银北灌区地下水动态数值模型。在此基础上，研究了采取节水灌溉措施后，灌区地下水动态。首先按照优化后的灌区作物种植结构及相应的灌溉定额，反推灌区灌溉引水量。然后，通过相关分析，得到与灌溉引水量相对应的沟排量。最后，用反推所得数据及典型年份的降水和蒸发资料，进行了地下水动态趋势分析和数值模拟计算，给出了模型的预测结果，并将预测结果绘制成相应的地下水等水位线图。     

基于Processing MODFLOW的干旱区内陆河灌区地下流数值模拟

随着新疆北疆地区大规模膜下滴灌技术的推广与实施,必然改变流域的水文生态过程,产生新的水盐平衡关系。为实现对灌区水资源的科学管理,便于对灌区大面积滴灌条件下进行生态环境评价,实现对地下水位的安全控制,达到对灌区盐渍化防治目的,根据新疆内陆河流域玛纳斯河流域典型灌区147农场的水文地质条件,运用地下水数值模拟软件Processing MODFLOW建立了地下水数值模型,并对模型进行了校正和评价。结果表明：通过对模型的校正和评价,表明模拟值与观测值基本一致,模型可以对该灌区的地下水动态进行模拟和预测。     

银北灌区春小麦节水灌溉制度试验研究

通过田间试验研究了灌水次数对春小麦产量的影响,研究结果表明:减少灌水和灌水次数对春小麦产量并无显著影响,但随着灌水次数的减少,春小麦的灌溉水生产率却大幅度上升。从水资源高效利用的角度而言,综合考虑春小麦不同生育时期对水分的需求特点和土壤水分的消耗规律,春小麦以全生育期灌2水(分蘖水和灌浆水)为宜。     

滴灌对塔里木灌区骏枣根系分布的影响研究

以期为确定塔里木灌区骏枣灌水量、施肥方式、越冬防寒、采样区域等提供科学依据,采用整树挖根和环状壕沟分层相结合方法观察滴灌条件下骏枣根系的分布规律。结果表明,垂直方向上根系全部分布在地表以下50cm土层中,90%以上根系主要分布在0～40cm土层中,其中10～40cm土层根系约占总量的80%以上;水平方向根系全部分布在距植株80cm土层中,80%的根系主要分布距植株60cm以内的土层中,其中距植株40cm以内土层中根系占全部根系数量60%以上。因此得出,滴灌条件下骏枣根系分布较集中,但不呈对称性,有明显的向水、向肥生长特性,根系分布较浅,应注意防冻减灾。     

漳河灌区塘堰灌溉作用研究

为了了解漳河灌区塘堰的灌溉作用,更好地利用塘堰水资源,结合国际合作项目对漳河灌区三干渠上、中、下游4个村36口塘堰的管理员进行了问卷调查,并对调查结果进行了统计分析。分析结果表明:税费改革后,农民更多地依赖于塘堰水进行灌溉,塘堰在灌溉中发挥着越来越重要的作用。充分利用塘堰水可以减少渠系渗漏、降低灌溉成本,利用得当,既能节约水资源,又能提高灌区抗旱能力。因此,大力发展塘堰工程是当前和今后一个时期农村水利建设的重点。对塘堰利用中存在的主要问题:水源不稳定且保证率低,塘堰的容量有限等进行了分析,并提出了相应的解决措施。     

试论丘陵地区灌溉机械化发展对策

本文通过四川省射洪县的事例，分析了丘陵地区机械灌溉在发展农业和农村经济中的地位和作用，以及目前存在的困难和问题，提出了发展对策建议。     

干旱区棉花畦灌非充分灌溉技术研究——以新疆尉犁县为例

为了探索干旱区棉花畦灌非充分灌溉技术应用的模式,通过新疆尉犁县实验资料,对棉花产量及水分利用效率与土壤水分平衡方程各分量之间的关系进行了研究,结果表明:灌溉定额为3 000m3/hm2时,棉花苗期不进行灌溉,蕾期灌1次,花铃期灌水2次,吐絮期适当进行灌溉,可有效提高产量;灌水量的大小与灌水次数影响着棉花的生长变化及产量,适量的灌溉对于促进棉花生长具有重要意义。研究结果为指导当地农业生产提供了一定参考。     

河套灌区间作模式下水肥高效利用试验研究

通过2年田间试验,分析河套灌区田间作物常规灌溉施氮处理与优化施氮灌溉处理对产量的影响,得出在常规灌溉施氮基础上节水节氮20%后,小麦在2009年和2010年分别增产19.51%和31.85%,葵花花盘平均总质量在2009年和2010年分别增加16.37%和18.44%。表明河套灌区节水和节氮仍具有一定的空间,优化灌溉施氮技术应大力推广。     

柳园口灌区作物ET_0变化及节水灌溉模式研究

为了研究黄河下游灌区作物需水量变化规律,以柳园口灌区为例,采用国际上通用的Penman公式,分析研究主要参考作物的需水量变化情况,并结合引黄河水流量与含沙量的变化特点,探讨了灌区节水灌溉模式。研究表明:柳园口灌区ET_0呈近年来处于稳定态势,整体略有下降,主要农作物受生长季节和生育周期的限制,棉花生育期需水量大于小麦,小麦的需水量大于玉米。结合黄河来水来沙分布情况,引导灌区适时使用引黄灌溉和井灌的灌溉模式,充分发挥有限水资源的最大效益。     

极干旱地区厚皮甜瓜露地栽培膜下滴灌灌水下限指标初步研究

试验以新疆大面积露地栽培种植的厚皮甜瓜品种金龙为试验材料,通过在甜瓜生长各个生育期设置不同的灌水下限,研究灌水下限指标对产量、水分利用效率、商品率和品质等的影响。结果表明:当苗期灌水下限为60%θf、开花坐果期75%θf,果实膨大期80%θf,成熟期65%θf时,甜瓜产量、水分生产效率和商品率均较高,且有利于增加单瓜重,提高可溶性固形物含量,其他各项品质指标也均在平均值以上。研究成果将为甜瓜露地膜下滴灌优质高产栽培灌溉制度的制定提供理论依据,为膜下滴灌技术在甜瓜露地栽培上应用和推广提供技术支撑。     

河套灌区陆面水循环模式研究

根据灌区水循环的一般特征及河套灌区独特特征,建立了包括地表水、土壤水和地下水模型的河套灌区水循环数学模型,并在模型求解过程中实现三者的简单耦合。分别计算了灌区生育期和秋浇期的净灌溉水量、土壤含水量变化及渗漏情况,地下水变化情况等。模拟结果显示,河套灌区水循环过程为一种"负水平衡"的垂向水循环。     

新疆节水灌区农田排水措施分析

随着膜下滴灌技术在新疆的大力推广应用,灌排模式发生了改变,从而导致了新的土壤次生盐渍化问题。在阐述新疆3种排水措施——明沟排水、暗管排水和竖井排灌发展的基础上,分析了目前新疆节水灌区农田排水措施存在的问题,结合南疆某一节水灌区灌排试验,分析了排水措施对土壤盐分及地下水位、矿化度的影响,为当地灌排模式提出合理化建议,且为减轻节水灌区的土壤盐渍化提供参考借鉴。