节水灌溉方案优选的集对分析方法

针对节水灌溉方案的优选问题,从集对分析理论出发,采用评价方案与最优方案、最劣方案和中间方案的欧氏距离来建立节水灌溉方案评价的联系度表达式,根据经验取值法和均匀取值法确定联系度表达式中的不确定系数i值,计算联系数,据此来评价节水灌溉方案的优劣.经实例应用表明,该方法思路清晰、计算简单,评价结果可靠,可以用做节水灌溉方案的优选评价.     

基于二参数区间数负理想投影法的节水灌溉项目优选

节水灌溉项目优选是典型的不确定性多属性决策问题,提出了决策信息为二参数区间数的节水灌溉项目优选的负理想投影法。根据决策方案在负理想决策方案上投影的大小对决策方案进行排序,决策方法体现了决策方案远离负理想决策方案贴近正理想决策方案的思想,最后将提出的决策方法应用到节水灌溉项目投资决策中,结果说明了决策方法的合理性。     

基于三参数区间数TOPSIS-灰色关联法的节水灌溉项目优选

针对节水灌溉项目决策信息不能准确获取的问题,利用三参数区间数对节水灌溉项目进行评价。通过改进熵值法计算属性的权重,综合利用TOPSIS法以及灰色关联算法计算不同方案的相对贴近度,利用相对贴近度的大小对方案进行排序,并将算法应用到节水灌溉项目优选实例中,结果证明了算法的有效性和合理性。     

基于熵权TOPSIS法的灌溉用水效率评价

【目的】对灌区灌溉用水效率进行评价,为灌区节水改造提供科学依据。【方法】通过构建灌溉用水效率综合评价指标体系,基于熵权TOPSIS法对2017—2020年新疆兵团第二师6个灌区的灌溉用水效率进行评价。【结果】熵权TOPSIS法的评价结果与灌区实际情况相符,评价结果排序与灌溉水有效利用系数排序、AHP—模糊综合评价结果排序均具有显著相关性,且熵权TOPSIS法相比AHP—模糊综合评价法的变异系数更大,更有利于灌区灌溉用水效率的等级划分;根据灌区各评价指标等级与灌溉用水效率综合评价等级之间的差异,确定了灌溉用水效率的主控因素。【结论】基于熵权TOPSIS法的灌溉用水效率评价具有可行性,灌区在节水改造建设的同时,应确定合理的灌溉制度,提高灌溉用水效率,建设现代化高效节水灌区。     

基于区间直觉模糊TOPSIS法的节水灌溉工程方案优选

节水问题是我国面临的资源与环境战略化问题。针对节水灌溉方案优选过程中大量的不确定信息与工程风险,提出了基于区间直觉模糊TOPSIS法的节水灌溉工程方案优选模型,分析了区间直觉模糊环境下节水灌溉工程作为复杂系统的特殊性以及优选模型的应用优势,充分利用原始信息,在属性权重未知的情况下将信息熵与区间直觉模糊集相结合求出属性权重,对传统熵权法的应用范围进行了拓展。最后,结合实例表明该方法具有可行性和有效性,为节水灌溉工程方案的优选提供了决策支持。     

农业节水灌溉自动化技术的研究与应用

【目的】农业生产需要使用大量水资源,传统灌溉方式会加剧水资源浪费问题,增加农业生产成本,因此研究农业节水灌溉自动化技术及应用具有重要意义。【方法】笔者利用调查法、文献资料法等方法对农业节水灌溉自动化技术及其应用进行了分析,总结农业节水灌溉自动化技术的优势与实际应用场景。【结果】相比于传统的农业灌溉技术,节水灌溉自动化技术具有操作难度低、可自动调节与自我纠错、抗腐蚀性强、节水能力强、灌溉效率高等优势,不仅可以满足农作物的生长需求,而且可以减少水资源的浪费。【结论】应用节水灌溉自动化技术可以弥补传统灌溉方式的不足,解决农业生产中的问题,应扩大节水灌溉自动化技术的应用范围,进一步提升农业灌溉的自动化水平与节水能力。     

安徽省节水灌溉效果评价方法研究

节水灌溉效果评价可评判节水灌溉项目实施的优劣程度,评价指标多,并具有模糊性。针对节水灌溉效果评价的特点,设计了节水灌溉综合评价指标体系,采用专家综合评判与模糊决策理论相结合的方法,建立了节水灌溉效果评价数学模型,并给出了应用实例。     

节水灌溉多层次灰色关联综合评价模型研究

提出了一个考虑多方面决策人员参加的多目标的节水灌溉决策问题。运用灰色关联分析理论,建立了多层次灰色关联综合评判模型,不但可以从不同层次和角度优选方案,而且较其它方法(层次分析法、模糊评价法)能将最终评价结果进行放大,提高了优选方案的准确性。     

基于熵权模糊物元模型在节水灌溉项目评价中的应用

节水灌溉项目评价中各指标存在不确定性和模糊性,将熵值理论与模糊物元建模相结合,建立了基于熵权的模糊物元节水灌溉项目综合评价模型.引用信息熵所反映数据本身的效用值来计算指标的权重系数,有效地避免了权重分配中主观因素影响问题.该模型以一种新的方法进行节水灌溉项目综合评价,并结合实例进行应用,通过与模糊综合评判法比较,进一步验证了该模型的可行、简便和实用.     

基于可变模糊集理论的节水灌溉方式优选

在分析节水灌溉的必要性和目前节水灌溉方案优选方法的基础上,根据可变模糊集理论,提出了节水灌溉方案优选的可变模糊优选方法。该方法能够通过变化模型参数,合理地选出优属度较高的方案,提高了对方案优选的可靠度。将提出的方法应用于某灌区节水灌溉方案优选,结果比较和分析表明,该方法计算简便,实用性强,优选结果可信度高。     

沈乌灌域天然湖泊非冰封期水质阶段性评价与分析

沈乌灌域湖泊水质状况对灌域生态环境有着重要影响。【目的】揭示沈乌灌域内天然湖泊水质状况,阐明节水改造工程实施和特殊的灌溉制度对湖泊水质变化的影响。【方法】针对沈乌灌域8个典型天然湖泊2016─2017年非冰封期(3─11月)水质监测数据,借助SPSS软件,采用主成分分析方法,选取CODMn、NH3-N、TN、TP、DO 5个因子作为评价指标,对研究对象进行了水质评价并对其水质变化原因进行了阐述。【结果】沈乌灌域8个典型湖泊水质在非冰封期处于动态变化,3─5月水质较好,一般能达到Ⅲ类水质,6─9月水质处于波动期,介于Ⅲ～Ⅴ类,10─11月水质开始好转,水质最差通常出现在8月与9月。【结论】8个典型湖泊其水质随时间波动较大,在节水改造工程实施年份,节水改造工程附近的湖泊水质有所降低,氮素是影响湖泊水质的主要因素。     

节水灌溉对农田土壤温室气体排放的影响

农田是温室气体的重要排放源,如何通过有效的管理措施降低农田温室气体的排放成为当前应对气候变化研究的热点之一。不同灌溉方式导致土壤水分差异较大,进而引起温室气体排放的差异。[目的]系统总结分析不同节水灌溉方式对温室气体排放的影响效果有助于对节水灌溉方式优化选择及未来研究方向的聚焦。[方法]在前人研究基础上,进行文献搜集和整理,综述分析了节水灌溉方式对稻田和旱作农田温室气体排放的影响。[结果]与长期淹水相比,现有的水稻节水灌溉方式增加了稻田土壤CO2排放,增幅为20.83%~104.00%,平均增加48.40%,对N2O排放的影响有增加也有降低,其影响率范围为-41.30%~3078.41%,平均增加269.10%,但却显著降低了CH4的排放,降幅为14.19%~78.92%,平均降低51.66%。综合考虑稻田的全球净增温潜势(GWP),节水灌溉较长期淹水降低了稻田的GWP。与漫灌/沟灌相比,滴灌可改变旱作农田CO2和N2O排放及对CH4的吸收,其变化率范围分别为-31.19%~2.81%、-46.51%~52.56%和-150.00%~43.39%,平均分别降低12.84%、18.63%和24.93%。综合考虑旱作农田的GWP,由于N2O是旱作农田的主要温室气体,因此,滴灌降低了旱作农田的GWP。[结论]节水灌溉在节水的同时,还可降低农田温室气体排放的全球净增温潜势。基于研究现状,亟须对不同节水灌溉方式的温室排放效应及其机制开展定量研究。     

四川红层地区渠道加固整治实用技术研究与应用

【目的】在四川红层地区修建的渠道等水工建筑物,因衬砌材料特性、水流冲刷磨损、风化剥蚀、植物根系侵蚀以及长期运行,造成渗漏、阻水等病害现象十分严重,且边坡崩塌等地质病害问题逐年加剧,因此病害治理是灌区节水改造工程的重点。【方法】在研究都江堰灌区节水改造工程渠道整治技术的基础上,提出了采用电焊网为增强材料、铺设锚固后以水泥砂浆覆盖的施工技术作为红层地区渠道加固整治实用技术。【结果】通过运行效果分析,既达到渠道边坡稳定、防渗减糙、满足过流能力等功能保障,又能节约国家投资、少占耕地、节约工期、保护生态。【结论】渠道加固整治实用技术是费省效宏、节能减排的研究技术,在都江堰灌区应用广泛。     

1957-2017年京津冀主要作物水分利用效率及节水潜力分析

水资源短缺以及农业用水效率不高制约着京津冀一体化国家战略的实施。【目的】提高主要作物水分利用效率,缓解京津冀地区农业水资源矛盾。【方法】基于FAO推荐的Penman-Monteith公式及有效降水计算公式估算了1957-2017年京津冀地区冬小麦、夏玉米的耗水量及水分利用效率以及冬小麦、夏玉米的节水潜力。【结果】冬小麦、夏玉米水分利用效率呈逐年线性增长趋势。冬小麦、夏玉米水分利用效率仍有20%~30%的提升空间,在产量不变的前提下,京津冀地区可节约水量43.6亿~60.4亿m^3。冬小麦节水潜力高于夏玉米。【结论】可通过改善土壤条件,优化灌溉管理以及秸秆覆盖等措施提高冬小麦及夏玉米的水分利用效率。     

开敞式低压管灌系统调压井设计顶高程确定方法及其应用

【目的】提高开敞式低压管灌系统设计的可靠性,提出合理确定调压井(泵站出水池)顶高程的具体方法。【方法】基于水量平衡和能量守恒方程,通过模拟系统所有可能的运行工况,寻找各井(池)内可能出现的最高水位,从而确定井(池)的设计顶高程。将该方法应用于上海市青浦区的南崧灌区。【结果】模拟获得的调压井水位为4.18～4.49 m,确定的调压井设计顶高程为4.8～5.0 m,满足系统运行要求。【结论】该方法以系统运行工况的模拟数据为依据,确定的调压井顶高程合理可靠,可应用于生产实践。     

小区和田块尺度下水稻不同灌溉模式的节水减污效应分析

【目的】研究平原河网区不同尺度下水稻不同灌溉模式的节水和减污效应。【方法】于2017年在浙江平湖灌溉试验站选取水稻常规灌溉、节水灌溉、蓄雨节水灌溉3种模式在试验小区和田块2种尺度下开展对比试验,记录田间水量平衡过程并检测排水和渗漏水样中的TN、TP、NH_4^+-N、NO_3^--N的质量浓度变化。【结果】无论试验小区还是田块尺度,蓄雨节水灌溉的节水效果最好,较常规灌溉和节水灌溉减少了43.4%～87.7%的灌溉量,同时减污效果也最明显,TN排水负荷减少了22%～90%。不同尺度对比中,试验小区的田间管理水平更高,产量略高于田块尺度;小区田间水分控制更精确,灌排次数和水量较田块更多,蒸发蒸腾量和渗漏量则略少于田块。在减污效果上,单位面积下同种灌溉模式的田块的排水污染物负荷比试验小区低37%～57%,渗漏负荷比试验小区高4%～61%,由于排水污染物负荷要远大于渗漏污染物负荷,在总的污染物负荷上田块要小于小区。【结论】本试验中蓄雨节水灌溉模式取得了较好的节水减污效果,但是要注意蓄雨时间和高度,长时间的淹水可能会对水稻产量造成不利影响。     

滴灌方式对南疆沙区成龄红枣土壤水分的影响

【目的】确定南疆沙区红枣适宜的滴灌制度和滴灌方式。【方法】以7 a生矮化密植骏枣树为材料,设置枣树根部1个滴头灌水和多点滴灌灌水2种滴灌方式,每种方式设置3个灌水量(900、1 050、1 200 mm),进行了田间小区试验。【结果】多点滴灌方式下,不同灌水量土壤剖面水分分布有显著规律,表现为50 cm以上土层同层水平距离20 cm土壤含水率小于水平距离40 cm,50 cm以下土层则相反。110 cm土层以下单点滴灌土壤水分显著高于多点滴灌,110 cm以上土层单点滴灌土壤水分显著低于多点滴灌。受灌水量和滴灌方式的影响,同一处理不同土层土壤水分随时间推移其变化规律并不一致。【结论】单点滴灌与多点滴灌土壤水分分布规律差异显著,但耗水量无显著差异。     

咸淡水交替灌溉对冬小麦生长及产量的影响

【目的】探究不同咸淡水交替灌溉方式对冬小麦生长及产量的影响,并通过通径分析在高产的基础上选择适宜冬小麦的咸淡水交替灌溉方式。【方法】采用避雨测坑试验,灌溉咸水矿化度设为1、3、5 g/L NaCl,以全生育期灌溉淡水(0.12 g/L NaCl)为对照(CK),分别在冬小麦的拔节—抽穗期、抽穗—开花期、灌浆期设置咸-淡-淡(BFF)、淡-咸-淡(FBF)和淡-淡-咸(FFB)3种咸淡水交替灌溉方式,研究了冬小麦生长指标、产量及其构成因子。【结果】BFF处理对冬小麦生长及产量具有较大的抑制作用,其次是FBF处理,FFB处理影响最小。在相同的咸淡水交替灌溉处理下,微咸水矿化度越大,对冬小麦生长及产量抑制作用越大;通径分析表明对冬小麦产量形成直接影响最大的性状是穗粒数,决策系数为0.697 0,其次是秸秆质量、千粒质量和穗数,决策系数分别为0.377 5、0.322 8和0.286 6,株高和单株地上干物质累积质量对冬小麦产量影响较小。【结论】在灌浆期采用较低矿化度微咸水灌溉对冬小麦穗粒数、秸秆质量、千粒质量和穗数影响不明显,从而对产量影响较小,因此在冬小麦拔节—开花期采取淡水灌溉并于灌浆期转换为3 g/L微咸水灌溉,可保证较高产量并实现微咸水资源的合理利用。     

节水灌溉工程技术适宜性模糊评价

节水灌溉工程决策直接关系到工程的投资规模和工程效益的正常发挥。传统的以定量因素为主的“技术—经济”评价准则，着重于技术目标与经济目标之间的平衡和协调，由于实际工程不仅涉及许多定量指标，也涉及大量定性指标，且各指标之间往往不可公度，使得传统方法不能完全满足工程决策的更高要求。以工程模糊集理论和熵—信息理论为指导，构建了节水灌溉工程系统模糊综合评价熵权数学模型，并结合河南省长葛市实际，对模型及求解方法进行了研究应用。