灌溉水利用率影响因素的主成分分析——以漳河灌区为例

基于漳河灌区1973～2006年共34年的资料,采用首尾测算分析法计算灌溉水利用率,根据灌溉水利用率及其影响因素长系列数据,采用主成分分析法对灌溉水利用率各影响因素的影响规律和影响程度进行计算分析.结果表明:塘堰供水比例、渠道衬砌率、节水改造投资和节水灌溉面积比对灌溉水利用率有较大正贡献率,而中稻灌溉定额、水稻种植比具有较大的负贡献率;反映当地种植结构及管理情况的塘堰供水比和中稻净灌溉定额、反映节水工程状况的渠道衬砌率和节水灌溉面积比对灌溉水利用率的影响较大,而反映自然条件的生育期降雨量及参考作物蒸发蒸腾量影响较小;灌溉水利用率整体随时间有上升的趋势,并存在明显波动,但这种波动在逐步减小,即灌溉水利用率的变化逐渐趋于平稳.     

基于遥感的节水改造下河套灌区土壤盐渍化演变分析

为探究节水改造工程对灌区土壤盐渍化的影响,以河套灌区永济灌域为例,将节水改造工程实施阶段分成4个时期,基于遥感技术对各时期的土地利用类型和不同土层深度的土壤盐分进行解译,从土壤盐分的空间分布状态、土壤盐分指标（总储盐量及单位储盐量）的时间演变等方面分析不同节水改造时期土壤盐渍化的时空演变规律,并从点尺度和区域尺度综合分析土壤盐渍化对地下水的响应,同时结合灌区灌溉、排水等因素分析土壤盐渍化的演变机制。结果表明：随着节水改造工程的实施,土壤盐渍化程度南低北高的空间分布状态逐渐明显,盐渍化等级最高的区域均为盐荒地,2005—2010年土壤盐渍化程度增加,主要表现为春季、秋季0~40cm的重度盐化土（主要盐渍化等级）所占比例相比2000年分别平均增加106.98%~806.38%和44.26%~190.60%,2010—2015年土壤盐渍化程度逐渐减轻,主要盐渍化等级向等级小的方向转移,2015—2021年,土壤盐渍化程度减轻程度较为明显,主要表现为春季0~20cm中度、重度盐化土所占比例之和（主要盐渍化等级）相比2005—2010年平均下降9.15%,春季20~40cm、秋季0~20cm和20~40cm土层轻度、中度盐化土所占比例之和（主要盐渍化等级）分别增加15.02%、-2.62%和6.26%;随着节水改造工程的进行,春、秋两季0~40cm土层储盐量均呈先增后减的趋势,2010年达到最大值,其中0~20cm春、秋两季总储盐量分别为1.489×106t和1.396×106t,至2021年,春、秋两季平均总储盐量仍大于2000年;不同时期土壤含盐量与地下水埋深满足对数关系,春季、秋季土壤含盐量与地下水埋深的决定系数R2分别为0.744和0.672,春、秋两季轻度盐化土、中度盐化土、重度盐化土和盐土的地下水埋深平均值分别为2.351、2.144、1.953、1.752m,秋季地下水埋深平均值相比春季分别降低7.85%、8.27%、12.16%和9.88%。     

基于主成分分析的村镇用地整理优先度研究——以浙江省遂昌县为例

村镇用地整理是新农村建设非常重要的一面.为了有序地开展村镇用地整理,应该对区域范围内所需开展整理的村落进行优先排序.为此,以县域为研究对象,利用主成分分析方法,根据居民点现状、劳动力转移、当地财政等因素,提取了村镇用地整理经济驱动因子和社会驱动因子,并进一步利用主成分分析的分类功能,根据所提取的主成分因子把评价单元进行了优先度排序.     

基于主成分分析的灌区参考作物蒸发蒸腾量预测模型研究

由于参考作物蒸发蒸腾量的影响因子众多,而且存在信息重叠,首先利用DPS软件对众多因子进行主成分分析,然后建立多元线性回归模型和BP神经网络模型对灌区参考作物蒸发蒸腾量进行预测,并将预测结果与Pen-man-Monteith公式计算值进行比较,结果发现多元线性回归模型预测的平均相对误差为10.05%,而BP神经网络模型预...     

基于DEA的灌区生产效率分析——以江苏省为例

针对当前灌区农业生产效率评价多采用单项投入与产出指标的不足,引入数据包络分析(DEA)方法,设定表征生产效率的投入产出指标体系,利用CCR模型对江苏省35个灌区相对生产效率进行了比较研究.相对效率分析表明,江苏省综合效率整体不高,灌区间差异较大,全省平均值为0.634,其中3个灌区为DEA有效;不同区域农业生产技术的利用及推广程度相当,灌区相对生产效率的不均衡主要由生产规模不合理引起.可以通过减少投入来提升非DEA有效灌区的生产效率,所有非DEA有效灌区改进生产效率能节约的有效灌溉面积、水资源及农业人口分别占投入量的20.7%,13.3%,9.4%.相对DEA效率的比较可为灌区生产效率的改进途径、农业节水潜力的计算等提供新的思路.     

基于Albedo-MSAVI特征空间的渭库绿洲土壤盐渍化研究

选取新疆塔里木河流域渭库绿洲为研究区,以landsat 8 OLI和野外调查为基础数据,分析盐渍化土壤与反照率(Albedo)和修改型土壤调节植被指数(MSAVI)的关系,并提出Albedo-MSAVI特征空间概念,构建监测土壤盐渍化不同指数模型SDI。结果表明:Albedo-MSAVI特征空间分布呈现明显的规律性,即地表反照率与修改型土壤调节植被指数在第1象限呈双曲线分布,且盐渍化与非盐渍化土壤分异明显;SDI模型与土壤含盐量的决定系数为0.96,能够较好地反映绿洲盐渍化情况;不同盐渍化程度的SDI平均差异与非盐渍化SDI平均差异特征明显,其差值为0.12~0.34。因此SDI指数可以作为盐渍化信息快速提取的指标,且SDI模型的构建有利于干旱区大尺度定量监测和评价土壤盐渍化工作。     

基于主成分分析的土壤凋萎系数BP预测模型

基于黄土高原区农田耕作层土壤凋萎含水率的测试资料,建立了主成分分析与BP神经网络相结合土壤凋萎系数预测模型。通过主成分分析法减少了输入层神经元个数,优化了网络结构,提高了工作效率。预测值和实测值的相对误差平均值控制在5%以内,在可接受的范围,表明利用土壤基本理化参数预报农田耕作土壤的凋萎含水率是可行的。研究结果在提高传统神经网络的预测精度和收敛速度的同时,可为黄土高原区耕作农田作物用水管理以及促进土壤生产潜力的发挥提供强有力的理论支撑。     

不同灌溉方式棉田土壤含盐量的分布特征——以玛纳斯河中游灌区为例

【目的】为干旱区节水灌溉和土壤盐渍化的预防提供依据。【方法】采用野外采样、实验室分析以及统计分析等方法,并基于空间换时间的研究方法,以玛纳斯河中游灌区为例,开展了灌溉方式(荒地、漫灌、滴灌)对棉田土壤盐分分布特征的研究。【结果】各灌溉方式变化过程0~40 cm及0~100 cm剖面内各层土壤含盐量分布特征大致为:荒地最高,滴灌棉田灌溉初期次之,漫灌棉田相对最低;随滴灌年限增加,土壤含盐量呈波动上升趋势;随着土层深度增加,各样地土壤含盐量大致呈现出:荒地各层土壤含盐量均比较高,漫灌棉田土壤含盐量主要集中在20~60 cm土层,0~20、60~100 cm土层相对较少,滴灌棉田各层土壤含盐量规律不明显。不同灌溉方式棉田纵剖面土壤含盐量的变异性为:荒地最低,漫灌棉田最高,而滴灌棉田变异性位于荒地和漫灌棉田之间,并且随滴灌年限增加土壤含盐量变异性呈现出1~4 a内波动减小,4~5 a间达到最小,4~5 a后波动增大的趋势;在灌溉方式变化过程中随土层深度增加各层土壤含盐量变异性呈波动下降的趋势。【结论】综上可知,不同灌溉方式以及灌溉年限的变化对棉田各层土壤含盐量及其变异性会有明显的影响。     

基于灌区尺度的畦田规格优化研究——以泾惠渠灌区为例

【目的】进一步提升灌区尺度畦田规格的标准化程度。【方法】选取陕西省泾惠渠灌区作为典型研究区域,采用遥感影像数字化处理技术和数值模拟相结合的技术路线,提出了灌区尺度田面坡度和不同土壤质地条件下土壤入渗特性参数等数据的获取方法;以Win SRFR软件模拟为基础,提出了泾惠渠灌区合理的畦田规格布置模式。【结果】(1)文中所提方法获取的田面坡度计算值与实测值具有较好的一致性,所有田块相对误差绝对值均值为16.8%;泾惠渠灌区田面坡度分布最多的区间为2‰~4‰,其与灌区整体地面坡降基本匹配,说明所提灌区尺度田面坡度获取方法具有一定的可靠性;(2)得到了泾惠渠灌区不同土壤质地条件下Kostiakov公式入渗参数值,其入渗系数和入渗指数的取值范围分别为0.916~1.675 cm/minα和0.490~0.553,与已有文献资料所给出的取值范围基本一致,可满足灌区尺度畦田规格优化研究的需要;(3)以畦灌综合灌水质量指标≥80%作为畦田规格优化的约束条件,通过改变不同畦灌灌水技术要素组合,提出了泾惠渠灌区不同土壤质地和田面坡度条件下合理的畦田规格布置模式。【结论】泾惠渠灌区塿土、黄墡土和新积土不同田面坡度条件下,合理的畦长分别为50~130、50~80和40~80m,畦宽分别为4~8、5~10和6~10 m,其中田面坡度越小,畦长取小值,畦宽取大值,反之亦然。     

基于主成分分析的农业循环经济发展综合评价—以黑龙江省泰来县为例

农业循环经济发展综合评价从系统性发展和量性发展的角度出发,是分析评价农业循环经济发展水平的最有效、最直接的方法和途径.为此,在对农业循环经济内涵理解的基础上,运用主成分分析方法对黑龙江省泰来县1990-2007年农业循环经济发展水平进行了综合评价.研究结果表明,资源减量投入和资源循环再利用是制约农业循环经济发展的主要障碍因素,并在此基础上提出了发展循环经济的政策建议.     

节水灌溉工程研究——以涿鹿县桑干河灌区为例

介绍了张家口地区涿鹿县桑干河节水灌溉工程的概况、工程地质、任务、规模和水资源现状,通过分析灌区现状及存在的主要问题,提出节水灌溉的必要性和可行性。工程的研究对建设节水灌溉工程、推广节水灌溉技术起到一定的借鉴作用。     

我国农业综合生产能力研究——基于主成分分析

根据我国实际,构建了农业综合生产能力的评价指标体系;借助于统计分析软件SPSS,用主成分分析法确定各评价指标的权重,客观地评价和分析了我国农业综合生产能力的现状,找出其中存在的问题,并提出相应的对策措施,以促进我国农业综合生产能力的提高.     

基于MODFLOW的地下水动态变化特征分析——以位山灌区为例

地下水数值模拟对灌区地下水资源的开发利用具有重大意义。为了科学有效的了解位山灌区地下水的均衡状态,在位山灌区翔实的地下水位动态观测资料和对灌区的地下水补给影响因素分析的基础上,采用地下水数值模拟软件Visual Modflow建立模型,模拟不同条件下位山灌区的地下水水位和水量动态变化,分析灌区浅层地下水系统均衡状态。结果表明目前位山灌区地下水补给量是103 508.2万m~3,排泄总量是106 743.8万m~3,二者之差是-3 235.6万m~3,由此可知在模拟期内位山灌区地下水系统处于负均衡状态。模拟结果符合当前灌区浅层地下水资源开发利用现状。本文主要通过模拟地下水均衡状态,探究灌区地下水的补给排泄特征,为灌区地下水资源可持续开发利用提供理论依据。     

红棕紫色土不同地形部位的土壤质量分析——以川中丘陵区为例

针对四川盆地中皇陵地区水土流失和土壤退化等现象相当严重的问题,对川中丘陵区红棕紫色土不同地形部位的土壤养分进行了分析。分析表明:冲沟里水稻土的土壤养分的含量大于丘体上的含量。在丘体上,随着地形位置的升高,土壤中的养分含量逐渐降低;在冲沟里,冲沟交汇处的水稻土的有机质、全氮、碱解氮、速效钾、全磷大于其它部位的水稻土,但是全钾和速效磷是所有水稻土中最小的;丘体顶部土壤的质量指数最小。此研究为该区域土壤的合理利用和培肥措施提供了参考依据。     

基于博弈论的灌区节水改造紧迫程度评价——以中型灌区为例

提出用于中型灌区节水配套紧迫程度评价的指标体系和方法.运用基于博弈论的综合赋权法将主观权重和客观权重相结合,尽可能地保留了各主客观权重值的信息,使获得的指标权重更具合理性;鉴于灌区节水配套紧迫程度评价具有模糊性,使用模糊数学的方法,建立模糊评价模型.运用上述方法对青岛市8个中型灌区节水配套紧迫程度进行评价研究.评价结果表明:此方法能够用于评价青岛市中型灌区的节水配套紧迫程度,评价结果合理、接近客观实际,对将要进行的中型灌区节水改造具有指导意义.     

井渠结合灌区地下水开采方案设计研究——以泾慧渠灌区试验区为例

首先根据泾惠渠灌区试验区近60a的气象、土壤资料,利用CROPWAT模型计算区域冬小麦、玉米、棉花的灌溉需水量。根据研究区需水、供水之间的关系以及渠井适宜比理论提出3种地下水开采方案。在试验区水文地质条件的基础上,运用Visual Modflow软件建立了地下水流数值模型,并从地下水合理埋深、丰枯季地下水量构成等角度,对不同开采方案下的地下水动态变化进行了分析和验证。结果表明:通过对未来年地下水位的预测可知,3种开采方案下的地下水埋深都在合理的埋深范围内;对比分析发现第2种方案的地下水开采所引起的降深适中,开采量有可靠的补给保证,并在丰枯两季形成动态调整,为最优方案。该研究为今后试验区地下水的合理开采提供了科学依据。     

基于主成分分析的不同预处理麦秸改良土壤效果评价

以7种不同预处理(T1~T7)麦秸改良土壤为试验数据,选用150 min累积入渗量(I150)、有效含水率(θ)、土壤累积蒸发量(Ec)、土壤团聚体分形维数(FD)、土壤孔隙分形维数(Dp)、秸秆分解率(Rd)、全氮含量(wTN)7个相互独立的指标,基于主成分分析方法研究不同预处理秸秆还田后,对土壤入渗特性、土壤水分有效性、持水性、结构稳定性、土壤孔隙、秸秆分解率、土壤全氮含量7个方面的改良土壤效果进行评价。将各评价指标的加权和作为改良土壤效果的综合主成分指标。结果表明,改良效果综合主成分可以代表86.93%的不同预处理麦秸改良效果变异信息,且服从正态分布,具有较好的代表性和客观性,可以用于预处理麦秸改良土壤效果的评价。在7个指标中,第一公因子以全氮含量(wTN)、孔隙分形维数(Dp)、土壤团聚体分形维数(FD)、土壤有效含水率(θ)的贡献率较大(达49.92%);第二公因子以秸秆分解率(Rd)、累积入渗量(I150)和土壤累积蒸发量(Ec)的贡献率较大(达37.01%)。不同预处理秸秆改良土壤综合效果优劣依次为T6、T7、T3、T5、T4、T2、T1。氨化秸秆对土壤的综合改良效果优于未氨化秸秆,粉碎秸秆对土壤的综合改良效果优于未粉碎秸秆,氨化秸秆与硫酸钙改良剂混合还田的土壤改良效果优于与硫酸铝改良剂混合配施措施。     

基于主成分分析及GIS的环渤海区域土壤质量评价

以环渤海沿海地区为研究区域,在进行土壤详细调查的基础上,进行具有代表性样点土壤样品(0~30 cm)的采集,并对土壤的养分、盐分和质地等理化性质进行系统测定,选取土壤盐分、p H值、碱解氮、有效磷、速效钾、有机质、全氮、砂粒质量含量、黏粒质量含量为土壤质量评价指标,采用主成分分析综合得分法,结合GIS技术,进行环渤海区域土壤(0~30 cm)质量综合评价.研究结果表明:土壤有机质、全氮和黏粒含量对土壤质量产生正面影响,而土壤全盐含量、p H值及土壤砂粒含量则产生负面影响;获得了土壤质量评价的主成分得分综合模型;土壤质量综合得分在空间分布上具有明显的地带性,根据综合得分划分为6级地力等级,研究区50%以上面积属于五或六级地力水平,土壤质量低下.在此基础上,分析了各土壤质量等级的主要影响要素,可为针对性综合提升环渤海区域土壤质量提供理论依据.     

基于主成分分析及 GIS 的环渤海区域土壤质量评价

以环渤海沿海地区为研究区域,在进行土壤详细调查的基础上,进行具有代表性样点土壤样品（0～30 cm）的采集,并对土壤的养分、盐分和质地等理化性质进行系统测定,选取土壤盐分、pH 值、碱解氮、有效磷、速效钾、有机质、全氮、砂粒质量含量、黏粒质量含量为土壤质量评价指标,采用主成分分析综合得分法,结合 GIS 技术,进行环渤海区域土壤（0～30 cm）质量综合评价。研究结果表明：土壤有机质、全氮和黏粒含量对土壤质量产生正面影响,而土壤全盐含量、pH值及土壤砂粒含量则产生负面影响;获得了土壤质量评价的主成分得分综合模型;土壤质量综合得分在空间分布上具有明显的地带性,根据综合得分划分为6级地力等级,研究区50％以上面积属于五或六级地力水平,土壤质量低下。在此基础上,分析了各土壤质量等级的主要影响要素,可为针对性综合提升环渤海区域土壤质量提供理论依据。