渠道轮灌配水优化模型与复合智能算法求解

依据遗传算法理论,在配水求解中,摈弃传统的二进制编码,采用了和人们处理问题思路一致的十进制编码,针对遗传算法的某些局限性,采用自由搜索算法克服了传统基因编码方法容易陷入局部最优解的缺陷,扩大了算法的搜索空间,从而提高了基因序列的质量；同时由于对各个渠道流量调节采用了自由搜索算法,使各渠道的流量在其允许的范围内调节到最佳...     

灌区优化配水管理决策初探

将RS技术应用在灌溉管理决策中,根据作物的不同受旱情况,以作物生长状况及土壤水分含量为评价指标,综合评定出灌区各支渠的需水优先等级,从而给出合理的动态配水方案,使灌区实现节水增效的良性循环目标。     

基于区域水盐平衡的阿瓦提灌区水土资源优化配置研究

为了探讨限额配水条件下阿瓦提灌区水土资源的可持续利用,根据灌区的现状和规划,设置了4个方案结合RS、GIS技术应用水盐平衡模型从区域的四个水平衡(地表水平衡、地下水平衡、供需水平衡、耗水平衡)和盐平衡等多个角度分析了各个子灌区的水土资源平衡,并提出优化配置建议。分析表明:保持现有耕地的情况下,必须在灌区内因地制宜合理开发利用地下水资源,与地表水统一调配才能满足该灌区新的水土资源平衡。而且,还需改善排水,最好是结合暗管或竖井排水,才能达到合理的灌排比,从而满足盐渍化严重农区的排盐要求。由此,从社会发展和环境保护的角度进一步提出,恢复弃耕地,逐年分阶段开发利用已开垦的未耕地,调整种植结构错开用水高峰,推广节水灌溉方式降低灌溉定额,地下水与地表水统一调配、统一管理、统一水价、实施"井灌井排"措施的干旱内陆区农业水土管理模式。     

通用化渠系优化配水编组软件的研制

在对渠系结构及优化配水模型抽象概化的基础上,以VC^ 6．0为开发平台,开发了一种渠系优化配水的通用化软件。该软件以渠系层状树形结构图、空间布局概化图、渠道特征参数数据库直观表达复杂渠系上下级关系、空间布局和特征参数;并实现了上述图形与数据库的交互,使用户可以方便地完成复杂渠系的空间布局搭建、渠道特征参数的输入与修改。在对渠系配水过程分析的基础上,建立了所需参数少、通用性强、计算结果稳定可靠的渠系优化配水模型,用户输入配水要求后,软件可自动确定渠系优化配水相关的参数,求解并输出配水结果。整个软件能方便地进行渠系优化配水决策。     

基于模拟优化技术的关中西部灌区水资源调配研究

基于模拟优化技术 ,应用大系统分解协调理论 ,对关中西部灌区主要水源工程实行联网调水 ,建立了三层递阶优化调配模型 ,得到 2 0 0 5年、2 0 1 5年来水频率P =75 %、95 %时的单灌区调度和联网调水的结果。计算结果表明 ,对关中西部灌区实行联网调水可以实现对水资源的合理调配。     

干旱区水资源优化利用研究——以塔里木盆地为例

本文针对干旱区水资源贫乏制约其经济、环境发展的特点,采用综合、系统的思想及线性规划的方法对区域水资源在各行业间的合理分配进行了探讨,并以塔里木盆地为例,依据“九五”规划,在确保生态环境不受破坏的情况下,得出了塔里木盆地在２０００年当生活、工业、林业、农作物和草地的用水量分别占可用水量的１．５％、３．１％、１０．４％、７５．６％、９．４％时,其工农林牧生产总值最大;并得出制约塔里木盆地经济发展的关键因素是水资源缺乏,依靠科技进步和开源节流意义重大。     

水氮耦合条件下打瓜产量及耗水性的 模糊综合评判

研究水氮耦合对打瓜产量和水分利用效率的影响,以选择适宜的灌溉定额。设置3个不同灌水定额（300 、450、600 m³·hm^-2）和3个不同施氮量（0、138、276 kg·hm^-2）共9个组合,研究水氮耦合对打瓜产量和水分利用效率影响的同时,利用基于层次分析法（AHP）的模糊综合评价,对各指标进行综合分析。结果表明：当灌水定额增加300 m³·hm^-2、施氮量增加276 kg·hm^-2,打瓜产量和水分利用效率分别增加1 416.7 kg·hm^-2和5.24 kg·hm^-2·mm^-1,即打瓜产量和水分利用效率随着灌水定额和施氮量的增大而增加;当灌水定额从450 m³·hm^-2增加到600 m³·hm^-2、施氮量从138 kg·hm^-2增加到276 kg·hm^-2, 打瓜产量减少178.9 kg·hm^-2,即水肥量继续增加则产量下降;灌水定额450 m³·hm^-2(W2)和施氮量138 kg·hm^-2（N2）时,组合产量和WUE分别为2 582.9 kg·hm^-2和10.91 kg·hm^-2·mm^-1,节水增产效果最佳;该组合的模糊综合评价亦为最优,与大田试验分析结果一致。     

作物巧间作 胜过施农药——作物优化配植22法

研究和实践证明，把某些作物通过问作、套种或混种等形式合理搭配种植，往往可以控制或减轻某些病虫害的发生．从而收到“不施农药，胜施农药”的效果。     

基于双层粒子群算法的下级渠道流量不等时渠系优化配水

以黑河中游张掖市甘州区盈科灌区盈四支一分支为研究对象,在现有渠道优化配水模型基础上,针对下级渠道配水流量不相等的情况,对渠系优化配水工作进行研究。选择以渠道输水损失最小与轮灌组间引水持续时间差异值最小建立多目标优化配水模型,以下级渠道出水口的开关状态与实际流量为决策变量,采用双层粒子群算法求解最优轮灌组合。成功构建了下级渠道不等时的渠系优化配水模型,采用双层粒子群算法求得的结果表明,轮灌组划分合理,下级渠系流量变化范围在其设计流量的[74.3%~77.6%],上级渠系流量变化平稳,最大配水时间113.4 h,其结果低于人工制定的168 h原配水计划。各渠道流量在其允许的范围内变化,渠系优化配水过程与配水时间组合合理,上级渠道配水流量均匀,避免了上级渠系流量突然变化与减少对下级渠系的影响,不仅减少了渠道弃水,同时使各个轮灌组同一时间关闭,有效减少了闸门调节次数,为灌区管理部门制定配水计划提供决策。     

不同水氮磷钾耦合条件下玉米干物质与养分累积动态变化

采用盆栽正交设计方案,研究不同水、氮、磷、钾耦合处理玉米干物质、养分N、P、K吸收累积的动态变化。结果表明,不同水、氮、磷、钾耦合条件下,玉米干物质、养分累积量随玉米生育期的延长而增加,累积趋势都呈"S"型曲线,可用指数方程y=aexp(-b/t)拟合。玉米干物质累积速率和养分累积速率用y=aexp(-b/t)求导可得,最大累积速率出现的时间可对指数方程y=aexp(-b/t)求二阶导数得出。不同处理玉米干物质累积最大速率出现时间为玉米出苗后33.56~68.06 d,N累积最大速率出现时间为出苗后14.73~64.19 d,P累积最大速率出现时间为出苗后45.23~80.64 d,K累积最大速率出现时间为出苗后18.80~53.91 d。     

基于农业水足迹的水资源安全时空变化分析——以新疆和田地区为例

和田地区是典型的内陆干旱区,研究区域水资源安全对指导水资源开发利用,促进社会经济与水资源可持续发展具有重要意义.本文基于水足迹理论,研究和田地区1989—2018年农作物生产和动物产品生产的农业生产水足迹的组成及时空变化,通过水足迹强度和水资源压力指标从水资源消耗和污染两个角度分析和评价水资源安全状态的时空变化.结果表...     

节水灌溉技术下农业种植结构优化模型研究

以往种植结构优化研究通常以经济效益最大为主要适用条件,对生态效益的侧重度较低,不适用于生态环境脆弱的西北地区。基于节水灌溉技术下构建农业种植结构优化模型,以新疆石河子灌区为研究区,以不同灌溉技术比例下经济效益最高为目标,在农业种植总面积、农业种植用水量等常规约束条件中增加了综合生态环境状况指数的计算,并以此评价优化结果的生态效益,建立线性规划模型。结果表明,与现状年相比较,随着膜下滴灌技术应用比例的下降,灌区主要农作物种植总面积有所减少,最低减至2.83×10⁴ hm²;当膜下滴灌技术应用面积占总播种面积的比例为0.84和0.82时,经济效益分别增长了0.05%和降低了0.5%,保证了经济的相对稳定,此时综合生态环境状况指数也较高,分别为22.58和22.94,有利于绿洲灌区生态环境保护与改善;此2种膜下滴灌技术应用比例0.84和0.82条件下,灌区主要作物种植结构优化分别为：膜下滴灌面积小麦1 100.0 hm²、玉米2 373.3 hm²、棉花17 286.7 hm²和桃子728.0 hm²,其他灌溉技术小麦206.7 hm²、玉米453.3 hm²、棉花3 293.3 hm²和桃子140.0 hm²;膜下滴灌面积小麦1 073.3 hm²、玉米2 320.0 hm²、棉花16 713.3 hm²和桃子710.7 hm²,其他灌溉技术小麦233.3 hm²、玉米506.7 hm²、棉花3 666.7 hm²和桃子153.3 hm²。     

人地关系视角下县域尺度国土空间格局优化研究——以伊金霍洛旗为例

以内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗为研究样本,采用投影寻踪评价法,从"压力-状态-响应"三个维度对人地关系协调度定量评价.以此评价结果为基础,借助ArcGIS空间分析法及三维魔方图解法探索了伊金霍洛旗国土空间格局优化方案.结果表明:伊金霍洛旗人地关系协调度分为优、较优、较差、差四个等级,整体呈自西向东递减趋势,基本协调区域占...     

渭北旱塬节水型种植业结构优化研究——以长武县为例

以陕西长武县为例,对典型旱作农区种植业结构的现状进行了分析,基于模糊优选理论,以经济、社会、生态三者综合效益最大为目标,构建节水型种植结构多目标模糊优化模型,提出长武县2010、2015、2020年的节水型种植结构优化调整方案.依据方案,2010、2015、20 20年粮食作物种植面积比2007年分别下降11%、19%、24%;经济作物种植面积提高7%、12%、 17%;饲草作物提高8%;降水资源的利用效率从2007年的6.86 kg/(mm*hm2) 上升到2020年的14.08 kg/(mm*hm2).     

基于GIS的水资源优化管理信息系统--以濮阳市水资源管理为例

结合GIS的功能和水资源管理的实际 ,通过河南濮阳市的应用实例 ,介绍了应用Arcview进行二次开发来构建水资源优化管理信息系统的方法、过程以及该系统的结构主要功能。该系统充分利用GIS强大的空间数据处理能力来管理水资源信息 ,并把泰森多边形法、水均衡法和水质综合评价模型融入到GIS中进行水资源管理 ,这种方法对其它中小城市水资源管理信息系统的建立具有借鉴意义。     

城市化与资源环境系统耦合研究——以西安市为例

分析论证了城市化与资源环境之间的耦合关系,并且根据其耦合特征,构建了耦合理论体系。通过对西安市城市化与资源环境复合系统耦合度的分析,表明:1988-2007年耦合度从0.25上升到0.58,系统经历了两个"S"型演化周期,跨越了低级耦合、颉颃阶段,2005年达到磨合阶段;耦合系统在1993-1995年、1999-2000年两个时间段分别受到环境与资源瓶颈的约束。城市化与资源环境耦合周期性与波动性的特点是国家政策、经济发展、基础设施建设和生态环境反馈综合作用的反映。     

城市土地利用效益与城市化耦合协调发展研究——以武威市凉州区为例

土地利用效益和城市化的耦合关系对于土地紧缺的干旱区内陆河流域绿洲城市的发展至关重要。以武威市凉州区为例,利用耦合协调度模型、灰色关联分析模型等分析其城市土地利用效益与城市化耦合协调发展关系。结果表明:2002—2012年,武威市凉州区土地利用的社会效益、经济效益和生态效益以及人口城市化、经济城市化、社会城市化、空间城市化和生活方式城市化指数均呈现明显的增加趋势。研究区土地利用效益值、城市化指数以及城市土地利用效益和城市化的综合评价指数呈现出线性递增的特征,且土地利用效益值增长速率快于城市化指数。土地利用效益和城市化的耦合协调系数从0.273 6提高至0.907 0,耦合协调状态由中度失调逐渐转为优质协调,耦合协调阶段可分为失调衰退—过渡—协调发展3个时期。城市土地利用效益和城市化发展之间存在相互驱动关系,即土地利用的经济效益对城市化产生的驱动影响较显著,城市化则主要从社会(人口)因素和经济因素两方面对土地利用效益产生驱动影响。研究结果对石羊河流域绿洲城市乃至干旱区绿洲城市的发展有一定的借鉴意义。     

太行山前平原动水条件下地下调蓄功能实验研究——以滹沱河冲洪积平原为例

实验研究表明 ,在河道过水动水条件下 ,太行山前冲洪积平原地下调蓄功能不仅与总过水量、过水时间有关 ,而且还与河道过水流量的大小有关 ;平均每增加 1个流量 ,引起距河道 95m处地下水位上升 0 .0 31～ 0 .0 36m。距河道不同距离的地下水 ,获取河道渗漏补给的初始时间和强度存在一个随着距离增长而逐步衰减的过程 ;但是地下水位对河道渗漏补给的响应规律是一致的 ,初期为补给强度快速增大过程 ,达到极限后 ,转变为缓慢衰减过程。最有利地下水获取河道渗漏补给的地下水位埋深为 2 .0～ 2 .5m ,入渗速率大小与河道地层岩性有关。一般规律是 ,颗粒愈粗 ,入渗率愈大 ;当地下水埋深小于 2 .0m时 ,受支持毛细水顶托作用影响 ,亚沙土比粉沙的入渗率大。总之 ,山前冲洪积平原具有较强的地下调蓄能力 ,但不恒量 ,是随着各种因素改变而不断变化。     

碳排放视角下农户技术效率及影响因素研究——以新疆阿瓦提县为例

以新疆阿瓦提县216户农户调查数据为依据,运用DEA方法测度碳排放视角下的技术效率,并运用Tobit模型对农户技术效率的影响因素进行分析。结果表明:(1)碳排放约束存在改善农业技术效率的内在动力。相较于传统的技术效率而言,碳排放视角下的综合技术效率、纯技术效率和配置效率均有不同程度提高。(2)户主年龄、受教育程度、政府补贴效应、农户环境认知对技术效率具有积极影响,户主从事种植时间对技术效率有负面影响,农户家庭规模和家庭劳动力规模对效率影响不显著。     

黑河流域水资源约束下的产业结构调整研究--以张掖市为例

黑河流域是我国西北干旱地区主要的内陆河流域之一 ,近几年来 ,由于水资源的不合理利用而导致生态环境日益退化。位于黑河流域中游的张掖市是整个流域经济的主体 ,也是流域内用水量最大的地区。本文分析了张掖市产业结构现状与流域水资源短缺的矛盾 ,提出了应优化调整大耗水产业 ,大力发展节水型产业 ,建立节水型社会经济体系