基于多年降雨资料的作物灌溉制度多目标优化

在非充分灌溉制度条件下,基于农田水量平衡模拟模型和作物产量计算模型并考虑随机降雨的影响,以灌溉日期和灌溉水量为决策变量,将多年作物相对产量均值最大、多年作物相对产量方差最小以及作物全生育期的总灌溉水量最小作为优化目标,建立了能够同时对灌溉日期和灌溉水量进行优化的多目标优化模型.以玉米的非充分灌溉制度优化为例用上述模型及算法进行了计算分析,并与典型年法得到的优化结果进行了对比,结果表明:基于多年降雨资料的优化灌溉制度具有较强的适应性和鲁棒性,可以避免由于灌溉日期安排不合理而导致的减产或绝收问题.     

中稻水分生产函数及优化灌溉制度研究

通过对水稻各生育期干旱程序的控制，使水稻有意亏水，研究稻田水分不足条件下蒸发蒸媵量与产量的数学关系，为在水资源量一定的条件下，有效、及时的供水，避免盲目节止导致水稻减产提供理论依据。     

安徽淮北平原主要农作物的优化灌溉制度与经济灌溉定额

依据安徽水科院新马桥农水综合试验站1996~2001年作物水分生产函数专项试验资料建立的小麦等4种主要农作物的“作物水模型”,结合分布于安徽淮北地区北、中、南部8个试验站(点)历年的试验统计资料,建立了作物优化灌溉制度的数学模型,并采用动态规划方法分别求出了该地区不同分区、不同水文年型小麦等4种作物的优化灌溉制度;分析确定了其经济灌溉定额以及优化灌溉的节水增产效果。为安徽淮北平原和类似地区科学、合理、高效利用灌溉水资源,实现向节水型农业的转变等提供了理论、技术指标依据和决策依据;同时对于正确指导该区农田水利规划与建设等具有重要的参考应用价值。     

基于多年降水的豫东地区夏玉米灌溉制度优化北大核心

以灌溉日期和灌溉水量为决策变量,结合豫东地区多年降水资料和玉米在各生育期耗水量等条件,实现多年作物产量的均值最大、方差最小以及玉米生育期总灌水量最小的目标优化。结果表明在拔节期至抽雄期、抽雄期至灌浆期进行两次灌水,灌水定额分别为85和75 mm,可以使相对产量达到98.2%,并且方差数量级达到10^(-5),证明优化后的灌溉制度在当地有较强的适应性。     

贵州省冬小麦优化灌溉制度研究

作物灌溉制度是按全生育期需水要求制定的灌水次数、灌水定额、灌水时间及灌溉定额,通过对修文节水灌溉示范园冬小麦灌溉试验研究总结分析,得出贵州省冬小麦相应水平年最优灌溉制度.     

基于NSGA-Ⅱ算法的锡林浩特市多水源工业供水优化配置

应用NSGA-Ⅱ算法对锡林浩特市多水源工业供水进行多目标优化配置,设置了经济效益、社会效益和环境效益三个目标函数.通过计算得出一组各水源针对不同工业用户供水量分配的Pareto解集合.此方法处理多目标优化问题具有效率高、计算准确以及使用简便等特点,对于区域水资源优化配置具有较强的实用性.     

基于改进NSGA-Ⅱ算法下的机械绿色制造系统多目标优化研究

绿色制造是目前机械生产新的发展方向与发展目标,同时也是机械制造产业中可持续发展战略的重要体现。但是目前机械制造系统中存在无法同时满足环境、资源、生产效率等多目标的问题。通过引入改进NSGA-Ⅱ算法,对机械制造系统中的安全、效率、环境和资源等建立多目标优化模型,详细阐述了该算法的关键步骤和流程。通过在实际案例中的应用,验证了所提方法的有效性和优越性。研究结果表明,基于改进NSGA-Ⅱ算法的机械绿色制造系统优化能够显著提升系统的多目标性能,实现资源的高效利用和环境的可持续发展。     

黑龙江省西部半干旱区水稻水分生产函数及优化灌溉制度研究

选择黑龙江省西部半干旱区查哈阳灌区为试验基点,进行了水稻的非充分灌溉试验,经过数学分析计算,得到了查哈阳灌区水稻最适宜的水分生产函数模型为Jensen模型,在此基础上建立了水稻的优化灌溉制度的非线性规划模型,并利用实码加速遗传算法进行求解以相对产量最大为目标的优化灌溉制度,优化结果表明,优化灌溉定额比当地节水灌溉定额省水达22.4%,提高了水分利用效率,为查哈阳灌区水资源的优化利用提供了科学依据。     

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.     

作物非充分灌溉制度优化的01规划模型建立与应用

以农田水量平衡模型及作物水分生产函数模型为基础,引入0-1变量描述在可能的灌溉期内是否进行灌溉,建立了非充分灌溉制度优化的0-1规划模型。模型利用Microsoft Excel的规划求解工具进行求解。将该模型应用于山西省潇河灌区冬小麦灌溉制度优化,结果与现有模拟-优化模型比较接近,但求解过程更为简单。结果表明研究区冬小麦灌溉的关键期是拔节末期(5月上旬);初始土壤含水率较低时,适宜灌水时间有所提前,灌溉的增产效果也更明显;冬小麦蒸散发量及相对产量均随灌水量的增加而增加,但边际产量却逐渐降低。     

基于轮作模式的大兴区麦玉灌溉制度优化

优化灌溉制度是提高农业用水效率,保证作物节水稳产的基础。在轮作条件下,冬小麦和夏玉米适宜的水分生产率,是提高作物产量和合理利用水资源的一个重要指标。利用AquaCrop模型模拟了不同灌溉处理条件下,冬小麦-夏玉米轮作模式的生产潜力,并分析其差异以选出最优灌溉制度。结果表明,轮作模式下灌溉定额在300 mm内时,耗水量、产量、水分生产率随灌溉量增加而增大,而土壤水分变化量随灌溉量的增大而减小。当灌溉定额为300 mm时,总产量为16 735 kg/hm²,总耗水量为758.2 mm,水分生产率为2.21 kg/m³,可知在该灌溉制度下以轮作模式种植冬小麦和夏玉米较为节水高效,对于提高研究区域的作物产量,具有重要的现实意义。     

基于CERES-Maize模型的新疆滴灌玉米灌溉制度优化

【目的】研究新疆膜下滴灌玉米的灌溉制度和需水规律,为新疆玉米节水增产提供科学指导。【方法】基于2020年4个不同灌水水平下的玉米生长发育及产量数据,对DSSAT-CERES-Maize模型进行参数率定和验证,评价模型在新疆地区的适用性;利用1979―2017年气象数据,对典型年型分别设置14种灌溉方案,探究新疆膜下滴灌玉米的最优灌溉制度。【结果】利用玉米的叶面积指数、干物质量、产量的观测值对CERES-Maize模型进行参数率定和验证。叶面积指数、干物质量、产量等的模拟值和实测值都表现出了较好的一致性,模拟效果较好。通过模拟分析可得,不同年型玉米关键需水期对缺水的敏感程度大小为:抽雄期>拔节期>灌浆期。综合考虑产量和水分利用效率,枯水年、平水年、丰水年玉米抽雄期灌溉量分别为180、180、120 mm,灌浆期均灌溉120 mm,其余各生育期灌溉量都为60mm时最优。优化后灌溉制度对应的产量分别在枯水年、平水年、丰水年占对应最高产量的99.53%、97.51%、98.45%。【结论】CERES-Maize模型总体上可以应用于新疆地区滴灌玉米的研究,利用模型优化后的灌溉制度能够...     

泾惠渠灌区冬小麦夏玉米灌溉制度优化研究

为了提高农业生产用水效率,降低农业灌溉水资源的浪费,2013-2016年,在陕西省泾惠渠灌区进行了连续3年的冬小麦夏玉米连作非充分灌溉制度试验,研究其灌溉制度优化。试验设置8个非充分灌水处理,每个处理重复2次。通过分析3年冬小麦夏玉米生育期的降雨量、灌水量,及其在产量、水分利用效率、益损比方面的影响,进而确定不同降雨频率年型下的冬小麦、夏玉米合理灌溉制度。试验结果表明:冬小麦、夏玉米生长发育阶段不同灌水期和灌水量对其产量影响显著。产量和水分利用效率两者相协调的最优灌溉制度是T4(冬灌+返青灌)与H4(压茬灌+抽雄灌),全年四次灌水,灌溉定额为4800 m~3/hm~2。     

非充分灌溉制度对Jensen模型的敏感性分析

分析了非充分灌溉中作物各生育阶段最优耗水量及产量对Jensen模型的敏感性。基于灌溉制度优化模型,构建了非充分灌溉制度对Jensen模型的敏感度计算公式,并以北京永乐店试验站1998～1999年度冬小麦的水分生产函数为例,进行了非充分灌溉制度对Jensen模型的敏感性分析。结果表明:1Jensen模型参数λi的波动对最优灌溉制度以及产量的计算结果影响较小;2与返青—拔节、灌浆—成熟阶段相比,拔节—孕穗、孕穗—灌浆阶段的最优耗水量计算结果受参数λi波动的影响比较小;3与返青—拔节、灌浆—成熟阶段相比,拔节—孕穗、孕穗—灌浆阶段的Jensen模型参数λi波动对各阶段最优耗水量及产量的计算结果影响较小。     

基于改进型NSGA-Ⅱ算法的晋中市水资源优化配置

对水资源的不合理利用而导致的水资源短缺现象愈发频繁,进行水资源优化配置的需求也越来越大。水资源优化配置是指在水资源总量有限的前提下,综合考虑社会效益和经济效益,用科学有效的方法对水资源进行水量的合理分配。首先分析晋中市的水资源状况,综合考虑晋中市水资源优化配置需求,建立了以社会效益和经济效益为目标函数的晋中市水资源优化配置模型。接着提出了一种改进型NSGA-Ⅱ算法（INSGA-Ⅱ）,并用INSGA-Ⅱ算法对ZTD1、ZTD2及ZTD3等6个多目标测试函数进行实验,结果表明提出的INSGA-Ⅱ算法能求得有效的帕累托前沿,同时收敛性和分布性均优于所列举的大部分多目标优化算法。最后将INSGA-Ⅱ算法应用于晋中市水资源优化配置模型中并进行实例分析,同时与基于NSGA-Ⅱ算法的方案进行对比。实例分析结果表明,基于INSGA-Ⅱ算法的水资源优化配置方案比基于NSGA-Ⅱ算法的水资源优化配置方案得到的缺水量更小、经济效益更高,证明了基于改进型NSGA-Ⅱ算法的晋中市水资源优化配置方案的可行性。根据决策者对不同目标的偏好不同,给出了3种优化配置方案和3种方案的效益比较,这些配置方案同时考虑了社会效益...     

民勤县主要作物优化灌溉制度制定及风险分析

根据由气象站和田间试验搜集到的民勤县各灌区1985—2008年间统计数据资料,建立了民勤县典型作物基于机会约束规划的优化灌溉制度模型,利用动态规划方法求解,制定出了几种典型作物在不同水文年的灌溉制度,其节水增产效果显著,并对其用水风险进行了分析。     

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...     

日光温室滴灌番茄需水规律及水分生产函数的研究与应用

在滴灌条件下，试验研究了日光温室早春番茄的需水量、需水规律，产量与耗水量的关系，同时对番茄不同时期水分胁迫对产量的影响进行了深入研究，并根据试验研究成果，应用Jensen模型拟合了番茄水分生产函数。     

非充分灌溉制度制定过程中Jensen模型的求解与应用

探讨了利用Jensen模型制定非充分灌溉制度的建模思路，给出了Jensen模型的二维动态规划求解方法，并研制了二维非充分灌溉制度的程序，其结果与实验相吻合，可用于指导农业灌溉和生产。     

基于混合PSO算法的西北干旱区作物灌溉制度优化设计

在西北干旱地区,由于水资源不足,所以在非充分灌溉条件下研究作物灌溉制度优化设计显得尤为关键.为了得到灌溉制度优化模型的最优解,提出了应用基于自然选择的混合粒子群算法(SELPSO)进行求解,并结合实例,对甘肃省景泰川一期灌区春小麦灌溉制度进行优化设计,优化结果验证了该算法的有效性与可行性.