考虑水资源优化配置的作物种植结构的调整——以河北省邢台市为例

研究考虑水资源优化配置的作物种植结构的调整,为邢台市农业旱灾减灾供科学依据。在水资源日益减少的状况下,优化配置作物灌溉用水量,调整作物种植结构是适应干旱的一种手段。采用1991-2013年邢台市的粮棉油作物的灌溉面积、灌溉水量和作物产量数据,以系统理论为指导,引入种植风险系数,构建数学优化模型。模拟了研究区主要作物最优种植面积配置,采用规划求解法求得灌溉用水量和种植面积优化结果。种植效益1995年、2003年、2013年增加了6.15%、15.9%、18.5%,优化结果与近年来作物实际种植面积的变化一致。     

海滨灌区供需水量平衡分析

本文以辽宁海滨灌区为例,以现状灌溉制度为基础,将《辽宁省行业用水定额》与《辽宁省各种作物灌溉制度分析》有机结合,确定灌溉定额.水量平衡分析过程中,将灌溉面积和可供水量分别分区,充分利用区间径流来减少水库供水,实现优化水资源配置,为灌区水资源科学合理利用提供决策性依据,也可供类似工程设计参考.     

黑龙江省不同规模与水源类型典型样点灌区用水评价

为了研究黑龙江省不同规模灌区的用水情况,实现灌区用水科学管理以及水资源的优化配置.选取黑龙江省不同规模典型样点灌区80个,计算GINI系数,得到不同规模与水源类型灌区灌溉用水量与灌溉面积的匹配度,采用主成分分析法对灌区用水影响因素进行分析.结果表明:各规模灌区灌溉用水量与灌溉面积的匹配度自流引水灌区均优于提水灌区,纯井灌区的匹配度较差.灌溉用水量与灌溉面积的匹配度同时受到人为因素和自然因素的影响,其中管理因素和工程因素对匹配度具有正面影响,自然因素中当年降水量对匹配度具有一定的负面影响.     

北方灌区近年灌溉效益衰减原因调查分析

根据详细的调查和数据分析,北方灌区灌溉效益和用水量衰减的原因有：灌溉面积减少,直接影响用水量;农作物种植成本增大,农户收益太小;水价调整对灌区用水量影响很大;近年作物种植结构调整影响用水量;基层管理中存在不合理现象的影响。     

宁夏汉延渠灌区灌溉水利用系数测算分析与评价

农田灌溉水利用系数表示从水源引水被农作物吸收利用的过程,是反应灌区灌溉用水效率的一项指标.本文以汉延渠灌区为例,综合考虑宁夏的气候环境、土壤类型、灌溉制度及作物种植结构等因素,选取典型渠段和样点灌区,分别采用"连乘法"和"首尾法"计算宁夏汉延渠灌区2018—2019年的灌溉水利用系数,并对其进行对比分析评价,从而确定灌...     

应用方差分析方法研究内蒙古河套灌区用水量影响因素

运用方差分析方法研究了河套灌区1990-2000年单位面积灌溉用水量变化的影响因素.结果表明:渠道衬砌、渠系配套建设等工程节水措施和用水管理措施对减少灌区用水量产生显著影响,而种植结构调整因素和降雨对灌区用水量产生的影响并不显著.在将来的节水改造中,应继续加强种植结构调整以增强节水效果.本研究所建立的模型拟合优度好,能准确地解释和评价灌区用水量的影响因素.     

灌区经济灌溉面积分析

<正> 在发展灌溉的地区,水资源不足已成为制约因素。利用外调补充的地上水源发展灌溉,既昂贵而又十分有限,这就要求改革现行的灌溉制度和采取节流措施,限制灌溉次数,扩大灌溉面积、取得大面积粮食均衡增产,提高灌区的总体经济效益。 本文从水资源经济利用观点出发,应用“边际原理”,提出了以作物经济用水量为依据的、确定灌区最优规模的新方法。     

景电灌区农田高效农机节水技术实践分析

<正>景电灌区目前灌溉面积达8万多hm²,土地面积在发展过程中持续扩大,但灌区实际供水能力有限,水资源供需矛盾日渐突出,节水型农业的发展对灌区来说尤为重要。首先,对农业结构进行调整,使农林牧业结构的配置具有科学性。其次,升级并推广节水灌溉技术,有效提高灌溉输水对水资源的利用率。综合以上角度,景电灌区应大力发展农田节水灌溉,     

井渠结合灌区地下水动态预报及适宜渠井用水比分析

以陕西泾惠渠井渠结合灌区为例,根据灌区多年降雨量、渠灌用水量、井灌用水量资料及渠井灌溉用水量的比值,利用多元非线性相关分析法建立了灌区地下水动态预报的数学模型。对减少渠灌用水量增加井灌用水量、增加渠灌用水量减少井灌用水量、渠灌与井灌用水量合理比值3种情况下地下水动态进行了预测,提出了适宜的渠井用水比例。为灌区地下水合理开采和灌溉水资源优化配置提供依据。     

基于DP-PSO算法的灌区农业水资源优化配置

针对引水灌区,考虑灌溉用水总量约束和时段可供水量约束,以单一作物非充分灌溉下灌溉制度优化为第一层,区域多种作物种植结构及水量分配为第二层,分别采用动态规划和粒子群算法求解,建立了基于DP-PSO算法的灌区农业水资源优化配置模型。针对多重约束问题,提出了一种初始化粒子群的方法,并通过粒子速度的动态变化来保证每代粒子都满足约束,提高了算法的收敛速度和收敛精度。以赣抚平原灌区为对象,考虑降雨和水源可供水量不同步的特点,计算了3种降雨频率、多年可供水条件下的农业水资源优化配置方案。结果表明,基于DPPSO算法的农业水资源优化配置模型合理可靠,为引水灌区农业水资源优化提供了一种新的方法。     

大型灌区农业高效用水的对策

为探讨在水资源短缺和干旱条件下，大型灌区如何实现农业高效用水，提出了优化配置和联合运用灌区内的各种水资源，调整灌区的作物种植结构，采用节水灌溉制度，因地制宜选用节水灌溉技术，节水灌溉与农业综合技术相结合，改革灌区的用水管理等对策措施。     

月灌溉用水量分布式优化模型

针对大型灌区作物种植结构复杂、不同区域作物需水量差异较大的特点,以GIS为平台,建立了灌区月灌溉用水量分布式优化模型.模型将灌区栅格化,以每个栅格的月灌溉用水量作为决策变量,以作物生育阶段作物水分生产函数为基础,以灌区作物产量最大为优化目标,考虑了水量平衡、渠系配水能力、水资源投入量、灌水时间、可供水量以及非负共6个约束条件.以澳大利亚马兰比季灌区2006—2007年8月、10月和12月的优化结果为例,优化后月灌溉用水的高峰期与河流径流的高峰期同期,且优化后的灌溉用水量小于同期观测值.此外,优化后的配水结果存在将有限的水资源向经济价值高的作物转移的趋势.因此,月灌溉用水量分布式优化模型可以用于大型灌区内不同尺度月灌溉用水量的优化模拟,且优化后的配水方案更加节水高效.     

基于NSGA-Ⅱ的灌区水资源优化配置模型及应用

[目的]解决灌区水资源短缺、农业用水效率不高的问题,为灌区水资源管理提供科学依据.[方法]基于大系统分解协调原理构建了包含灌区作物种植结构和作物灌溉制度的层次优化模型,并剖析第1层模型中灌水时间对灌溉制度优化的影响,以及第2层模型中生态效益对作物种植结构优化的影响.以宝鸡峡五泉灌区为研究对象,构建了2层协调优化模型,并...     

变化环境下泾惠渠灌区净灌溉需水的响应

灌溉需水是科学制定灌溉计划和水资源规划的依据,气候变化和种植结构等变化环境是灌区灌溉需水变化的驱动因素。基于泾惠渠灌区4个气象站近30年逐日气象资料和作物种植面积资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith方法和作物系数法,计算灌区主要作物需水量、净灌溉定额及灌区净灌溉需水量,分析气候变化和种植结构调整对灌区净灌溉需水量的影响,采用多元线性回归法研究灌溉需水量变化的主要因子。结果表明:气候变化使灌区降雨呈减少趋势,ET0呈增加趋势,导致主要作物净灌溉定额呈增加趋势;种植结构的调整,减少了粮食作物和棉花的种植面积,增加了其他经济作物的种植面积,使灌区净灌溉需水量呈减少趋势;在总种植面积下降、种植结构调整和气候变化的综合作用下,灌区净灌溉需水量呈小幅度的增加趋势;影响净灌溉需水量变化的主要因子是ET0和种植面积;除1996和2003年湿润年份外,各年净灌溉需水量比实际灌溉水量大,灌区存在缺水。未来应进一步调整种植结构,以适应气候变化,缓解灌区水资源供需矛盾。     

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.     

敦煌灌区进一步节水潜力替代外流域调水的可行性分析

敦煌生态保护的核心是水资源的合理利用，实施灌区节水改造减少农业用水量能否解决敦煌生态问题，从灌区灌溉模式、种植结构及灌溉定额等节水措施，参考石羊河模式压减耕地面积节约水量以替代外流域工程调水的可行性进行研究，论述全面节水与适度调水相结合的科学合理性。     

宁夏节水型灌区载体建设及考核标准初步研究

宁夏是我国第一个省级节水型社会试点省市,灌溉用水量占总用水量的90%以上,灌区单元作为社会的组成部分,其节水措施将直接影响到该地区节水型社会建设的效果。在对宁夏灌区用水特点调研基础上,参考国内相关成果,初步制订了宁夏节水型灌区建设及考核标准,为宁夏节水型灌区建设提供指导。     

基于虚拟水贸易的灌区种植结构多目标优化模型

为提高地区农业综合效益的同时节约灌溉用水量,促进地区水资源高效利用,以人民胜利渠灌区为例,在分析计算农作物虚拟水量的基础上,建立了基于虚拟水贸易的灌区种植结构多目标优化模型。结果表明,灌区虚拟水量相对较大的作物为棉花、油菜和水稻,虚拟水量较小的作物为花生、小麦和玉米。通过模型的优化调整,最终优化方案与现有方案相比,水稻和油菜的种植面积均有所减少,而花生的种植面积有所增加。优化后灌区粮食总产量可达6.4亿kg,灌区的粮食安全得以保障。经济效益值增加了1.8亿元,占现状年效益的15.4%;生态效益值增加了1.2亿元,占现状年效益的3.1%;节约灌溉水6 370.7万m3,占现状年用水量的15.6%;节约虚拟水1 659.5万m3,占现状年虚拟水量的2.0%。可见,考虑虚拟水贸易来指导种植结构的调整,在提高灌区综合效益的同时,还促进了灌区水资源的高效利用,缓解了水资源压力,为灌区种植结构调整提供了一种新途径。     

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。     

海子水库灌区节水型灌溉制度的制定

本文介绍了中日双方专家团在海子水库灌区现场调查中,实测土壤水分特征值的方法,土壤水分曲线的制定和应用,负压计观测值的应用,计算节水型灌溉用水量和灌水间隔日数的方法,并用节水型频繁灌溉法制定了各作物的节水型灌溉制度,用这种方法制定的节水型灌溉制度要比我国过去用的常规法节水40%以上。