灌溉水资源最优分配的DP-DP法

在缺水地区,为了增加农作物产量,实行节水灌溉和对有限的灌溉水资源进行最优分配至关重要。因此,提出了一种对有限灌溉水量在多种作物之间进行最优分配的两层动态规划的迭代方法(DP-DP法):第一层求单作物最优灌溉制度;第二层对有限灌溉水量在多种作物之间进行最优分配,总目标是使灌区的总效益最大。算例验证表明,模型合理,方法切实可行。还设计了通用高效的FORTRAN语言程序包,有利于方法的推广应用。     

冬小麦水肥生产函数的Jensen模型和人工神经网络模型及其应用

作物水肥生产函数研究是非充分灌溉理论的重要内容,也是提高农田水、肥利用效率的基础.在作物水分生产函数Jensen模型的基础上,引入肥料因子构造了水肥生产函数的Jensen模型;同时构造了作物水肥生产函数的人工神经网络模型.利用北京地区冬小麦田间试验资料对以上2个模型进行了分析,表明以上模型均可用于描述水分、肥料等因素对作物产量的影响,进而可对作物产量进行预测,且模型都具备一定的精度.     

水分胁迫条件下稻田优化灌溉制度的研究

本文通过对非充分灌溉条件下水稻优化灌溉制度如何制定进行了研究。其特点是将作物产量模型与耗水规律模型相结合,以相对产量最高为目标函数,建立了优化决策系统,并利用多目标规划进行求解。该研究成果可使有限的水量在作物生育期内发挥最大的效率,对优化配置水资源,实现农业高效用水具有重要作用。实例研究结果说明,所建模型及求解方法是合理与可行的,不但提高了水分利用效率,还为查哈阳灌区水资源的优化利用提供了科学依据。     

非线性节水高产优化模型

为研究节水高产的灌溉制度,从研究作物根区土壤水运动及作物腾发规律入手,建立了一个求解作物灌溉制度的非线性优化模型.经实例验证,模型是合理可行的.     

作物水分生产函数与农田非充分灌溉研究述评

介绍作物水分生产函数国内外研究现状,把目前通用的各类模型归纳为最终产量模型和动态产量模型两大类,分析评述两类模型的特点及适用条件.此外,对作物水分生产函数的试验方法和试验处理设计作了介绍.     

焉耆盆地冬小麦对降水与气温变化的响应研究

研究作物产量对气候变化的响应,对于指导区域农业生产,保障粮食安全具有重要作用。该文结合大田试验与APSIM模型,在验证研究区冬小麦产量可靠性的基础上,分析降水和气温变化梯度组合情景下作物产量变化。结果表明:APSIM模型对冬小麦产量和生物量的模拟精度较高,决定系数R2为0.913,模型有效系数为0.874。冬小麦在气温升高、降水减少的情景下减产,减产幅度为31.3%;冬小麦在气温降低、降水量增加时增产,增产幅度为25.6%。研究结果对焉耆盆地冬小麦生产走势,制订农业布局、管理措施等具有一定意义。     

作物模拟技术在气候变化对农业生产影响研究中的应用

近 2 0年来 ,作物模拟技术的高度发展为定量研究气候变化对农业生产的影响开辟了一条新途径。作物模拟模型分为经验模型 (又称 (统计 )回归模型、描述性模型 )和机理模型 (又称动力学模型、解释性模型 )。与利用回归分析、相关分析等统计学方法确定合适的指标来描述气候变化与作物产量或其他生育状况关系 (如温度与产量的关系 )的经验模型不同 ,机理模型是针对农作物生理生长特性发展起来的 ,能够动态地模拟作物的生长发育和产量形成过程 ,较准确地表达作物生长与气候因子变化之间的关系 ,并可以通过可控因子 (施肥、灌溉 )来调节作物的生长…     

干旱半干旱地区的灌溉供水评价方法探讨

供水评价是流域水资源规划的重要组成部分,本文根据供水评价的内涵,重新讨论了干旱半干旱地区农业灌溉供水的评价指标,通过引入灌溉用水和作物产量的关系和模糊数学的概念,提出了对农业灌溉供水的模糊评价方法.     

以土壤水分为参变量的根冠系统模拟调控模型

针对以往在建造各类作物生长模拟模型中,对构成作物整体功能的根、冠关系这一系统未予(充分)考虑的现状,在整体、器官水平上,探讨、分析了根、冠之间相互关系,归纳了根、冠系统各种特性,并构建了以土壤水分作为调控因子的根、冠互相藕合机制模型。模型辨识及两年冬小麦试验数据验证结果表明,该模型具有较强普适性和较高模拟预测精度,不仅能模拟预测出不同土壤水分条件下根、冠干物重,研究根、冠间互利互制消长反馈关系,而且还可根据不同生产目标规划灌溉方案。     

调亏灌溉对冬小麦耗水特性和产量影响分析

为给冬小麦节水和调亏灌溉指标及灌水模式的建立提供依据,在移动式防雨棚条件下,采用小区试验,以小堰22号冬小麦为试验样品,分析土层中含水量与灌溉水量、灌溉水量与产量和水分利用率等因素间的关系。结果表明:土层中含水量与灌溉水量基本成正比关系,产量与水分利用率间是一对博弈项,推荐采用苗期低定额、拔节期高定额、扬花期和灌浆成熟期中定额的节水灌水制度,以匹配冬小麦全生育期的需水特性,为其高产节水提供良好的灌溉水环境和生长条件。     

抽水灌溉系统站库联合优化调度数学模型

为解决我国南方岗地多级抽水灌溉系统灌溉保证率偏低、系统中工程效益发挥差等问题,以一具体灌溉系统为例,用系统分析的方法建立了大系统站库联合优化调度数学模型.模型中将多维动态规划模型与模拟模型等优化技术相结合,巧妙地解决了灌溉水量时、空协调优化调度问题.实例表明:该模型的应用能充分发挥系统中各骨干工程的作用,提高系统的灌溉保证率.模型为提高类似灌溉系统的灌溉效益提供了新的研究途径.     

Groundwater resources of Uzbekistan: an environmental and operational overview

As a result of the massive irrigation development during the Soviet Union era and intensive chemization of agriculture, the surface runoff quality has been degraded in this arid and endorheic region. Moreover hydraulically related groundwater has also been affected. Excessive irrigation has lead to land salinization, which now threatens the soil quality of significant areas where crop yields would be at risk in the future. Since the collapse of the Soviet Union, institutional changes have been undertaken for the management of natural resources and water infrastructure. At present, underdeveloped and inadequate systems have been practiced with respect to groundwater use and management. This paper analyzes the present extent of groundwater resources with consideration to their reserves, quality evolution, and to technical, institutional and transboundary management practices in Uzbekistan.     

基于氢氧稳定同位素识别干旱区棉花水分利用来源

棉花是我国西北内陆干旱地区主要的农作物,研究干旱区棉花的水分利用来源对合理制定灌溉制度、实现农业节水灌溉和保证作物稳产高产具有重要意义.在新疆生产建设兵团炮台土壤改良试验站,基于水文监测和氢氧稳定同位素方法分析膜下滴灌棉田土壤水中氢氧同位素的动态变化特征,确定棉花不同生育期及灌溉后的水分利用来源,并应用多水源混合模型(IsoSource模型)定量计算了棉花对不同深度土壤水的利用率.研究结果表明:棉花在蕾期、花期、铃期和吐絮期主要的水分利用来源及利用率分别为0~30 cm(78.2%)、30~60 cm(31.9%)、60~110 cm(32%)、110~220 cm(47.3%),整个生育期内水分利用来源存在由浅变深的规律.膜下滴灌后,棉花调整其水分利用来源,显著增加了0~30 cm浅层土壤水的利用率.综合试验结果表明低额高频的灌溉制度可以提高棉花对灌溉水的利用率.      

精量灌溉决策定量指标研究现状与进展

按照土壤 植物 大气连续体(SPAC)理论,灌溉决策的指标可分为三类:土壤水分、作物水分生理状况和气象因素。对这三方面的研究现状与进展作了详细的阐述。在土壤水分监测技术方面,时域反射仪(TDR)技术、微波技术、近红外辐射等的应用,使监测更加准确和便利;用于灌溉决策的作物水分生理信息监测包括:细胞液浓度、叶/水势、茎果微变化、生理电阻电容、声发射等,从目前国际上研究情况来看,叶冠层温度和茎流变化是指示作物水分状况较好的指标;在估算大气蒸发力方面,以参考作物蒸散量为指标,估计作物参考蒸散量的方法以联合国粮农组织(FAO)最新推荐的Penman-Monteith方法较为精细。并对目前灌溉决策指标的综合运用情况进行了总结。讨论了作为精准农业重要组成部分的"精量控制灌溉"今后的发展方向,建议以通过对作物、土壤、气象复合系统的分析和判断,指导灌溉的适时和适量。     

灌溉水库水资源综合利用的多目标决策模型

以湖南龙源水库为例,应用系统分析方法,建立了以灌溉为主综合利用水库优化续建规划和调度运用的大系统多目标决策模型,并提出用带有变动惩罚项的动态规划法求解多目标动态规划模型.实例研究表明:数学模型和求解方法是可行的,优化调度所取得的效益是显著的.     

复杂系统模糊模式识别动态规划模型研究

将模糊识别集合算子和非结构决策分析方法引入模糊动态规划中,推导出了两种求解复杂系统多目标多阶段决策问题的方法:级别特征值最小法和阶段模糊识别递推法。这两种方法具有不同的递推方程,可以应用于不同的情况,从而形成了模糊模式识别动态规划模型。此模型可以有效地获取和集成决策者的经验知识和偏好。此模型已应用到实践中,并取得良好效果。     

一种新的优化灌溉制度算法——自由搜索

应用现有典型算法求解灌溉制度优化设计模型时,由于各种算法本身存在着不足,可被接受的模型最优解往往不能够被成功搜索到。自由搜索(Free Search,FS)是一种新的优化算法,对其进行了适当改进,针对灌溉制度优化设计模型实例,在不同的可供水量下,应用FS算法对该模型进行求解。结果表明,FS算法表现出良好的稳健性和收敛性;与以往的动态规划逐次逼近法(DPSA)、遗传算法(GA)及混沌算法(CA)对该实例的寻优结果相比,FS算法提高了寻优精度。FS算法原理简单,操作简便,是一种较好的优化灌溉制度的新方法。     

水资源系统模糊优化多维动态规划模型与应用

水资源系统模糊优化多维动态规划模型是水资源系统优化研究中的一个重要课题.在陈守煜多阶段多目标系统模糊优化理论与模型的基础上提出了模糊优化多维动态规划模型,并给出具体应用实例.