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1.
建立了灌区多目标种植结构优化模型:以灌区作物受益最优和耗水量最小为目标函数,以不同作物种植面积和生育期内可供水量为约束条件,采用理想点法对灌区不同作物种植面积进行优化。结果表明,灌区种植结构应当随着降雨年型不同、灌区可用水量变化而调整,在减小灌溉用水量的同时获取最大收益,该规划方法可为灌区种植结构优化决策提供参考。 相似文献
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为了避免灌溉水量优化配置求解结果中粮食作物供水量为零的情况,通常在模型中设置粮食作物最小灌溉面积或最低产量的约束,该约束的设置能够显著降低优化模型的客观性。鉴于此,本研究在灌区灌溉供水量优化配置模型中引入了种植风险系数。该模型以灌区灌溉增产效益最大为目标,利用作物水分生产函数,同时给出了不同作物的优化灌溉用水量和优化灌溉面积,实现了灌区灌溉水资源的优化分配。以山西省夹马口灌区为例进行了分析研究,求解的作物灌溉面积占总灌溉面积的比例与灌区现状非常一致,表明该模型合理可靠,可用于指导灌区灌溉用水管理。该研究结果对灌区农户合理确定种植结构也具有重要参考价值。 相似文献
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【目的】建立以灌溉净效益最大为目标的优化配水模型,为灌区优化配水提供新思路。【方法】以西安市周户灌区为研究对象,立足于寻求作物种植面积-水量-产量-经济效益之间的最优关系,建立以灌溉净效益最大为目标的优化配水模型,并利用混沌人工鱼群算法进行求解。【结果】利用所建立的以灌溉净效益最大为目标的优化配水模型进行优化后,灌区总供水量为12 711.44万m3,较常规配水量增加了1 402.67万m3,其中地表供水较常规配水量增加了1 510.67万m3,地下水供水量有所减少;通过作物不同时段分配水量及种植面积的协调,灌区净效益增加了16.37%,粮经比为1∶1.21。【结论】以灌溉净效益最大为目标对灌区配水进行优化后,灌区配水过程更加均匀,同时灌区作物种植结构也得以优化和调整。 相似文献
4.
玛纳斯河流域农业水资源优化配置研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为控制农业用水量,根据玛纳斯河流域农业用水、供水结构,分析玛河流域农业灌溉用水定额和作物种植模式,从水土资源的角度出发,对作物种植面积进行优化,即在灌溉定额已定的前提下,求解各作物最优的种植面积,并利用多目标模糊优化模型对玛河灌区的作物种植面积进行了优化配置,旨在为国内同类地区用水总量调控和定额灌溉提供科学依据。 相似文献
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【目的】建立主要作物产量与耗水的响应关系,结合节水高产发展要求,确定县域资源节水潜力,为水资源配置提供依据。【方法】以甘肃省高台县为典型区,依据气候、作物、土壤、管理数据,利用AquaCrop模型对主要作物制种玉米、商品玉米和小麦的耗水量和产量进行模拟。以产量最高、耗水量最低为目标,以减产量在5%以内为约束条件优化灌溉制度,利用作物种植面积和优化后减少的耗水量计算高台县资源节水潜力。【结果】对制种玉米、商品玉米和小麦的产量进行模拟,3种作物产量的模拟精度均较好,模拟精度大小表现为制种玉米>商品玉米>小麦。2002－2015年高台县制种玉米、商品玉米和小麦的年均耗水量分别为366.1,423.7和451.2 mm。灌溉制度优化后,制种玉米、商品玉米和小麦的年均耗水量分别减少10.8,17.7和22.3 mm,年均资源节水潜力分别为66.62,63.50和99.90 万m3,3种作物总的资源节水潜力为230.02 万m3。【结论】AquaCrop模型可以较好地模拟作物产量与耗水的响应关系,基于AquaCrop的灌溉制度优化是确定县域资源节水潜力的有效途径。 相似文献
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为了为广大旱作区节水高效种植结构优化提供依据,以国家科技支撑计划河村项目区作物种植结构为研究对象,利用多元分析、多目标规划等方法研究了河村项目区降水、作物需水变化规律,在此基础上,选择经济效益、水分利用效益为目标函数,提出了不同降水年型的节水种植结构。结果表明:河村项目区自然降水呈减少的趋势,年际间变幅大,年内降水集中;6月～9月降水与作物需水耦合度高;丰水年增加蔬菜面积、干旱年增加粮豆作物面积可提高水分利用效益。 相似文献
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立体种植技术是在单位面积土地上,根据自然资源的特点和不同农作物的特征、特性,在一定的生产周期内,运用各种农艺措施的组合配套,以提高产量、经济效益、生态效益为目标,建立多种作物共生、多层次结构和多级职能循环利用的综合配套技术。景电灌区通过多年的生产实践,已初步摸索出一些适合于灌区自然条件的优化立体种植模式和相应的栽培技术,并取得了显著的经济、社会和生态效益。 相似文献
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《江苏农业科学》2017,(23)
在系统分析和总结现有灌区耗水量及耗水系数研究成果的基础上,以青海典型灌区大峡灌区为例,基于灌区的不同作物生育过程需水、耗水机理和水平衡原理,利用SWAT(soil and water assessment tool)建立了灌区分布式水循环模型,从区域水循环机理出发,模拟降水和灌溉引水量在灌区的蒸散发和入渗等情况,并对灌区引水、耗水和排水进行了系统分析和精确计算。模拟结果表明,2013年引水量为4 976.0万m3,扣除无效引水后进入到田间地块的水量为2 985.6万m3,作物耗水量为2 130.6万m3,入渗水量为1 634.1万m3,平均耗水系数为0.517。研究成果为科学率定农业灌溉耗水系数、加强农业用水管理提供了依据。 相似文献
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河北低平原区3种低耗水替代作物的耗水量和经济效益比较 总被引：1，自引：0，他引：1
《河北农业科学》2015,(5)
在河北省中南部地下水超采综合治理中,用低耗水作物部分替代冬小麦种植是农业节水增效的手段之一。以油葵、马铃薯、小黑麦为参试作物,通过调整播期使其在6月成熟收获,分别以其在河北省中南部低平原区的平均产量水平为目标产量,在水肥管理也均接近于其生产平均水平条件下,对3种替代作物的单位面积耗水量和经济产出以及节水经济效益与冬小麦进行了对比。结果显示,3种替代作物的单位面积经济效益和1 m3水产出的经济效益均跃冬小麦,其中,除小黑麦单位面积经济效益与冬小麦差异不显著外,其他指标与冬小麦差异均达到了显著水平。马铃薯单位面积经济效益最高,达到12 519.0元/hm2,较冬小麦高29.86%,但其单位面积耗水量略多于冬小麦,1 m3水产出的经济效益(8.3元/m3)居参试作物第3位;油葵单位面积经济效益为10 758.0元/hm2,较冬小麦高11.59%,但单位面积耗水量最少(仅为CK的69.1%),1 m3水产出的经济效益(10.7元/m3)居参试作物第1位;小黑麦的单位面积经济效益与冬小麦相当,但单位面积耗水量为冬小麦的70.1%,1 m3水产出的经济效益(9.5元/m3)居参试作物第2位。根据需要和种植情况,用低耗水作物可以部分取代冬小麦种植,达到节水和增效的目标。 相似文献
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综合考虑农业系统的不确定性以及灌区地表水来水量的动态性,结合区间多阶段随机规划模型、双侧随机机会约束规划模型和联合概率规划模型,建立区间多阶段双侧随机联合概率机会约束规划模型,将该模型应用于民勤县红崖山灌区,结果表明：1）模型可以解决区间不确定性和约束两侧参数随机不确定性,反映系统的动态变化过程;2）预先设置反映约束条件违规风险的独立违规概率和反映独立违规概率之和的联合违规概率,根据3种联合违规概率水平和3种独立违规概率变化趋势,模型得到在9种情景下的灌溉方案、灌溉面积和灌溉目标;3）随着联合违规概率的增大,系统的灌溉效益逐渐增大,联合违规概率为0.1时的灌溉效益比联合违规概率为0.01时的灌溉效益上下限值分别增大5.31亿元和6.55亿元。同时在不同的情景下,灌区的瓜果类经济作物种植面积最大,粮食作物种植面积次之,蔬菜的种植面积最小。本研究能够为决策者提供不同的灌溉方案,并为当地水资源管理部门制定主要作物灌溉面积分配方案提供参考。 相似文献
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依据2年的水稻水分生产函数专项试验和淠史杭灌区试验总站历年试验统计资料,结合面上调查和室内理论分析计算,建立了适合淠史杭灌区水稻的"作物-水模型",确定了模型的结构形式和参数取值,在此基础上建立了水稻优化灌溉制度数学模型,并采用动态规划方法求出不同水文年型以产量为目标的优化灌溉制度,为淠史杭灌区水资源的优化配置提供依据. 相似文献
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石羊河流域重点治理规划的红崖山灌区农业种植结构调整优化研究 总被引：1，自引：0，他引：1
水是干旱区绿洲农业发展的生命线,发展节水型农业成为目前干旱区农业发展的当务之急。位于西北内陆石羊河流域下游的民勤县红崖山灌区,是武威市重要的绿洲农业区和主要的粮食、蔬菜、棉花和瓜果基地。对目前的农业种植结构进行调整优化,达到节水和增效的目的,具有重要的现实意义。本文在实施流域重点治理规划项目的基础上,通过构建多目标层次优化模型,以有限的水资源作支撑,对红崖山灌区作物种植结构进行优化调整,发挥水资源最大的灌溉效益,为制定科学合理的农作物种植结构发展方案提供依据。 相似文献
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再生水与天然水资源农田灌溉的模糊优化配置 总被引：4，自引：0，他引：4
运用模糊数学优化的原理，综合考虑农业可持续发展的社会需要和经济效益，建立了再生水与天然水资源农田灌溉的多目标模糊线性规划优化配置模型，以合理分配各种水资源，确定农业最优种植模式。该模型以作物的种植面积为决策变量，以再生水和天然水的水质、水量为约束条件，以粮食作物、蔬菜和水果产量最大、农民经济收益最大为目标。并以天津市为例进行了再生水和天然水资源农田灌溉和种植模式的优化配置计算。结果表明，优化配置能保证各种作物的水量分配比较合理，作物产量能满足城市发展对其最低的需求，且能获得较好的经济效益。 相似文献
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吕玉华 《中国农业文摘-农业工程》2022,34(3):57-60
为节约水资源,减少农业产业的耗水量,以最低耗水为目标,对农业种植结构进行模型设计.通过预测农业种植的需水量,根据不同地质情况进行预测分析,设置多目标优化模型的函数;根据函数的条件,确定模型需要的主要参数值;以参数值为基础,对模型的运行进行条件设置,输入不同数据会获得不同的多目标优化模型的优化结果.根据农业种植区域进行品... 相似文献
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【目的】建立基于3S技术和蚁群算法的灌区渠系优化配水模型,解决目前灌区配水管理中的被动配水和信息采集方法落后等问题。【方法】以冯家山水库北干十一支灌区为研究对象,采用RS/GPS技术获得灌区作物的种植结构、面积及灌区土壤含水率等信息,将这些信息输入GIS系统中,再根据灌区不同位置的土壤墒情,以斗渠为计算单元,通过GIS系统计算各斗渠的实际需水量,最后按各出水口"定流量、变历时"的轮灌运行方式建立优化模型,通过蚁群算法对模型进行求解。【结果】获得了各出水口在灌区实际需水量条件下的最优配水组合方案,算法简单、收敛性好。【结论】基于3S技术和蚁群算法的灌区优化配水,使现有的一些配水数学模型可以发挥更大的作用,使计算结果更接近实际。 相似文献
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干旱区内陆河流域典型灌区土地利用变化与耗水量研究 总被引：2，自引：0，他引：2
【目的】以阿克苏河灌区为例,研究干旱区内陆河流域土地利用变化与耗水量的关系,为干旱区土地资源开发与保护提供科学依据。【方法】基于2000~2014年TM遥感影像,运用GIS技术和土地利用模型,结合灌溉用水量和土壤含水量的变化趋势,分析近15 a阿克苏河灌区土地利用/覆被变化现状以及耕地扩张与灌区耗水量的关系。【结果】阿克苏河灌区土地利用变化明显,灌区耕地面积以159.8 km2/年的速度增加,以塔河灌区耕地增加最为明显;随着灌区耕地面积的急剧增加,灌区内耗水量加大;灌区内土壤含水量减少,平原荒漠区的一些浅根系荒漠植物因干旱胁迫死亡,中、低覆盖草地面积大幅下降,灌区外围荒漠化风险加大。【结论】在全球变暖背景下,耕地面积的不断扩大,是导致灌区耗水量增加的主要原因。 相似文献
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华北平原压采地下水对小麦生产的影响分析 总被引：1，自引：0，他引：1
华北平原是我国农业主产区,长期以来,该区域农业生产主要依靠大量抽取地下水维持,区域的水资源安全乃至生态安全面临重大挑战。当前为实现地下水压采,该区域提出了以节水为核心,着力调整种植结构,大力发展高产量、低耗水作物的农业措施,而小麦又是该地区的主粮作物,同时也是高耗水作物,因此,在优化农业灌溉方式和调整种植结构方面明确小麦生产与水资源安全的关系对于实现华北平原农业可持续发展具有重要意义。采用调查和数据收集相结合的方法,研究了不同灌溉方式和种植结构对小麦产量、耗水量的影响,进而探讨不同生产方式对小麦产量以及粮食安全的影响。结果分析认为各地在推进压采地下水措施时应当根据实际情况选择合理的节水模式或节水技术,而不是简单地调减小麦种植面积乃至退出小麦生产。 相似文献
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采用系统分析的方法，将水足迹理论、模糊机会约束规划(FCCP)和多目标规划模型(MOPM)整合到一个多目标模糊规划框架中，用于优化作物种植结构和农业用水管理，并分析其在不同可信度的有效性。该优化框架被应用于汉江流域，结果表明(在γ=0.55),在汉江流域内，中部和东南部地区宜种植更多水稻，大部分地区宜减少小麦和玉米的种植面积；汉江流域内作物种植的经济效益将增加39%。中部和南部地区的绿色和蓝色水足迹将增加，西北部地区的灰色水足迹将减少；汉江流域内水生产力将提高12%,灰水足迹将减少11%;在不同的可信度水平下，优化的作物种植结构都可以有效地实现经济、水生产力和污染控制目标，帮助汉江流域实现更好的农业水资源管理，促进农业生产的可持续发展。 相似文献
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针对农业水资源优化配置中降雨量的不确定性问题,在传统区间规划的基础上,引入双区间规划理论进行描述,以农民种植净效益最大为目标函数,建立地表水和地下水联合灌溉的作物灌溉水量优化模型。实例应用于武威市民勤县红崖山灌区,对灌区农业水资源优化配置进行研究,模型计算结果表明:利用双区间规划对作物进行灌溉水量的优化,春小麦、春玉米、籽瓜的灌溉定额分别为:[[179.81,191.81],[353.89,365.89]]、[[119.46,141.46],[270.57,292.57]]、[[180.04,213.04],[267.49,290.49]],相比于现状,节水量分别为3%、27%、4%。利用双区间规划不仅能够更好的解决灌区多作物灌溉水量优化问题,而且能够给决策者提供更大的决策空间。 相似文献