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针对西北干旱区灌区生态环境脆弱、水资源短缺、复杂不确定性等问题,以石羊河流域红崖山灌区为例,耦合2型模糊集、模糊可信度约束规划和多目标规划等理论方法,构建了基于2型模糊集的多目标农业-生态水土资源优化配置模型。模型以灌溉水损失最小、生态植被灌溉水满意度最大、生态植被灌溉水费用最小和主要粮食作物经济效益最大为目标,对红崖山灌区10个决策单元的地表水、地下水和粮食作物种植面积进行优化配置。求解模型得到不同可信度水平和不确定性程度下的水土资源优化配置方案。结果表明：耦合2型模糊集的模型能够提供丰富的配置方案,水量对可信度水平的敏感性高于不确定性程度,作物种植结构对可信度水平不敏感。以不确定性程度参数为0.5、可信度水平为0.7时为例,生态植被均通过地表水灌溉,作物通过地表水、地下水联合灌溉,玉米的产量和经济效益均大于小麦。相比前人研究,本研究考虑生态植被灌溉需求,优化结果更加真实合理。本研究可为决策者提供较为符合灌区实际的配置方案,为西北干旱区灌区现代化建设提供科学指导。 相似文献
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基于两阶段优化配置模型的济南泉域补给区灌溉水源置换研究 总被引：1，自引：1，他引：0
目前全球地下水能保持持续平衡的地区日趋减少,不合理农业灌溉成为很多地区地下水系统恶化的主要因素之一。济南市历城区地下水用于农业灌溉是当地地下水位下降的重要因素,对于济南泉域、白泉泉域喷涌有直接影响。针对研究区农业用水特点和水生态文明建设水源置换的要求,建立两阶段优化配置模型,将灌溉用水配置分为2个阶段,阶段一,以生态、节水和经济效益为目标,引入单位脉冲响应系数约束地下水利用量,实现区域地下水与地表水的合理配置;阶段二,以作物最大产量为目标,进行作物生育阶段水量配置和种植结构调整。结果表明,采取两阶段优化算法与用水结构调整后,可以有效减少地下水利用量,2011—2014年平均地表水与地下水用水结构由原来的3∶7调整为5.2∶4.8,较好地实现地下水源置换目标,同时地下水位计算值较实际年分别增加0.31、1.12、1.55和3.38 m,对保证泉域持续喷涌具有重要作用。 相似文献
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综合考虑各用水部门的发展目标及其历史与现状,提出县域尺度中面向用水部门的初始水权分配原则,确定不同用水部门的用水优先级别,并建立多目标规划模型,将县域获得的水权合理分配到各用水部门,从而减少各用水产业内部的初始水权配置纠纷,降低水权交易中因水权模糊而产生的信息搜集、谈判和监督的成本。最后以广西南宁市宾阳县为例,预测宾阳县2025年的可用水量只能满足50%的灌溉保证率下各部门用水量的需求;宾阳县2030年的农业用水部门缺水更加严峻,高用水和一般工业用水部门的缺水现象也开始体现。根据以上缺水情况提出了应形成相应节水激励机制,并制定合理有效的节水措施等解决思路,对宾阳县未来的初始水权配置有一定的指导意义。 相似文献
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《灌溉排水学报》2021,40(9)
【目的】确定宝山农场合理的农业引江灌溉模式,为区域水资源优化配置提供科学依据。【方法】针对松花江流域引江灌溉产生的地表水和地下水的综合开发利用问题,利用三江平原水文地质资料和宝山农场地下水水位长系列实测资料对MODFLOW-2000模型进行了参数识别、验证及模型敏感性分析,并模拟分析了4种情景对宝山农场地下水水位的影响。【结果】构建的地下水模拟模型能够反映灌区井群地下水位的实际变化过程。敏感性分析表明,长序列地下水变化过程及地下水位分布情况受初始地下水位影响很小;说明当研究区域内利用地下水灌溉及部分地区(沿江10km)采用引江水灌溉模式时,地下水资源基本上可以维持供采平衡,在保证地下水合理开采的前提下不会发生内涝;而研究区域内均采用引江灌溉模式则会使地下水位-抬高导致内涝,内涝情况随着与河道距离的增加而愈发严重。【结论】引江水灌溉时,需加强对地下水位的观测,当地下水位过高时,应减少引江灌溉用水,适当增加地下水抽取量进行灌溉,以保障研究区地下水和地表水的高效利用。 相似文献
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针对山东省沿海经济发达区农业用水的现状，在区域农业灌溉过程中输水工程采用多水源联网工程，建立分散水源联网调度的网络工程调控配水，对地表水、地下水进行优化配置，提出不同时段的地表水、地下水调控量，提出各水源之间的调配方案，以便有限水资源满足各部分灌溉要求，提高灌溉水保证率。多水源联网网络工程的运行管理则采用现代化的自动化控制技术，使田间灌水机泵置于自动控制之下，实现分散水源集中控制，统一管理，科学配水。 相似文献
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地表水地下水联合调度多目标规划 总被引：2，自引：0，他引：2
采用大系统优化理论和利用多目标规划方法（multi-objective programming,MOP）以灌区调水量最小和经济效益最大为目标函数建立地表水地下水联合调度模型,同时用主目标法求解模型。在分析多目标规划模型基础上,结合实例,分析地表水地下水联合调度的重要性。 相似文献
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科学合理的初始水权分配对充分发挥市场在水资源高效利用与优化配置中的关键调节作用、推进水权交易制度建设具有重大意义。针对区域初始水权分配中存在的多指标体系定量赋权的客观平衡和多元变量的随机性问题，采用主成分分析法（PCA）提取水权分配主成分因子，建立相互独立的水权分配关键指标体系；基于Copula函数建立PCA-Copula耦合的区域初始水权分配方法，定量确定水权分配综合权值。以新主成分因子作为随机变量，优选边缘分布线型，计算累计理论频率值，然后输入Copula函数，确定水权分配综合权值，归一化后得各计算区初始水权分配比例。计算过程简便清晰，能够实现客观指标赋权，克服多元变量随机性问题，具有较好适用性。将此方法应用于山东省邹平市初始水权分配研究中，结果表明：基于PCA-Copula耦合的2020年邹平市城镇片区、引黄灌区初始水权分配比例分别为0.432和0.568，而城镇片区、引黄灌区用水需求比例分别为0.402、0.598。各计算区的初始水权分配结果与邹平市该年实际用水需求情况基本一致，符合区域初始水权分配中公平性原则和可持续原则，计算结果具有一定的科学合理性。研究为促进区域水资源科学... 相似文献
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三江平原地区现行的灌溉模式主要是以井渠灌溉为主,但仍存在地下水过度开采问题,而过境地表水却没有得到充分利用。针对三江平原现行灌溉模式存在的问题,提出运用引水灌溉来提高地表水利用率,并提出水资源优化配置模型。以期为三江平原灌区的水资源优化调配和生产实践提供参考。 相似文献
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面向生态的黑河中游模糊多目标水资源优化配置模型 总被引：1，自引：0，他引：1
以黑河中游为例,构建面向生态的单目标(模型一)和多目标(模型二)水资源优化配置模型,并进行对比分析。其中,单目标模型的目标函数是农业和生态产生的经济价值最大;多目标模型的生态目标是生态供水满意度最大,经济目标是农业产值最大。为了保证生态用水,模型中引入0-1整数规划来优化传统灌溉和节水灌溉的种植面积,同时,考虑到模型参数的不确定性,将模糊数引入到已建模型中。分别对2个模型求解,得到从不同角度出发的各个计算单元的水资源优化配置结果,为当地的生态保护提供了有力的决策支持。 相似文献
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《灌溉排水学报》2019,(12)
【目的】确定人民胜利渠灌区合理的农业水资源优化配置方案,为灌区水资源管理和机井布置提供科学依据。【方法】针对人民胜利渠灌区水资源分配不合理及灌区生态环境恶化问题,按照灌区地形地貌、工程类型和灌溉水源特点将灌区分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共3个计算单元,基于线性规划方法和MODFLOW地下水数值模型对灌区各计算单元进行不同水文年水资源优化配置,并模拟优化配置后地下水位动态变化。【结果】确定了不同水文年灌区的水资源优化配置方案:灌区计算单元Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区不同水文年的井渠比例有所不同,平水年井渠比分别为1/3.14、1/3.25、1/2.92,丰水年分别为1/3.47、1/3.66、1/3.24,枯水年分别为1/2.75、1/2.77、1/2.60;平水年计算单元Ⅰ区模拟地下水埋深相比初始埋深下降0.01 m,水资源总量基本处于平衡状态;计算单元Ⅱ、Ⅲ区模拟地下水埋深相对于初始埋深分别上升了0.12、0.15 m;丰水年灌区计算单元Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区模拟地下水埋深相比初始埋深分别上升了0.1、0.23、0.3 m;枯水年灌区计算单元Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区模拟地下水埋深相比初始埋深分别下降了0.17、0.08、0.04 m。【结论】线性规划方法和MODFLOW地下水数值模型相结合能较好地模拟灌区地下水流场和预测地下水动态变化趋势,进而确定合理的水资源优化配置方案。 相似文献
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可交易水权转让价格农业是在农业节水投入与农业用水水权价格的基础上由市场供求关系决定的。农业高效节水是获得农业灌溉节余水量的重要途径,农业灌溉用水使用权价格是影响农业用水向用水效益高的行业部门转移的关键,水权价格在农业可交易水权转让过程中具有杠杆作用,合理的价格杠杆能够更有效地配置水资源,提升行业用水效率与效益。在梳理国内外学者对水权流转价格构成研究的基础上,建立农业可交易水权转让价格模型,讨论价格杠杆的作用条件,分析农业水权转让价格对农业灌溉用水使用权向其他用水行业转让的激励及推动作用。 相似文献
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国内水资源贫乏,区域间因水权分配不合理而引发诸多矛盾,针对这一问题,应用和谐论指导水权分配,提出了基于和谐目标优化的水权分配方法.首先确定和谐分配的原则,然后构建区域水权和谐评价指标体系,应用AHP法对区域初始水权进行初次分配,并运用和谐方程对其进行和谐评估,最后以区域和谐度最大为目标建立优化模型,应用Matlab fmincon函数实现区域水权的优化分配.以郑州市各区县间的水权分配为例,得出如下结论:①通过对优化前后方案进行对比分析,结果表明优化后方案和谐度高于优化前,更符合各个区域的规划需求.②基于和谐目标优化的分配方案具有良好的操作性和兼容性.研究成果为区域水权分配提供一定技术支撑. 相似文献
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华北平原纯井灌区水资源严重不足。限水灌溉是保持地下水平衡、农业可持续发展的必要条件,通过对作物耗水规律及地下水动态规律的分析,在保持地下水多年平衡的前提下,不追求个别年份高产,以多年粮食总产量最高为目标,提出了地下水均衡开采的调节配水模型,并采用非线性规划理论对该模型进行了论证。应用该模型可计算出不同水文年地下水开采量及各作物灌溉定额,进而计算灌溉制度,可广泛应用于纯井灌区的井灌工程的规划设计。 相似文献
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平原井灌区地下水多年调节配水模型及其应用 总被引：1，自引：0，他引：1
华北平原纯井资源严重不足。限水灌溉是保持地下水平衡、农业可持续发展的必要条件,通过对作物耗水规律及地下水动态规律的分布,在保持地下水多年平衡的前提下,不追求个别年份高产,,以多年粮食总产量最高为目标,提出了地下水均衡开采的调节配水模型,并采用非线性规划理论对该模型进行了论证。应用该模型可计算出不同水文年地下水开采量及各作物灌溉定额,进而计算灌溉制度,可广泛应用于纯井灌区的井灌工程的规划设计。 相似文献
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《中国农村水利水电》2015,(11)
农业灌溉用水是厄瓜多尔的主要用水,确定合理的农业灌溉保证率标准对实现农业灌溉用水的水资源配置具有十分重要的意义。通过对世界主要国家的农业灌溉保证率标准进行对比分析,确定了厄瓜多尔的农业灌溉保证率标准。应用该标准对厄瓜多尔全国九大流域的灌区进行水资源配置。结果表明厄瓜多尔全国灌区在规划水平年达到目标灌溉保证率的条件下,农业灌溉配置水量所占总配置水量比例和相应的规划水利工程经济效益均合理,从而验证了所确立的厄瓜多尔农业灌溉保证率标准的合理性和可行性。 相似文献
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查哈阳灌区水资源优化调度的大系 总被引：2，自引：0，他引：2
针对黑龙江省西部典型半干旱区的降水时空分布不均、水资源短缺等供水问题,运用大系统分解协调原理,以查哈阳灌区为例,建立了具有两层结构基于RAGA大系统分解协调的灌区水资源优化调度模型。对地表水和地下水统筹考虑,满足工业、生活、农业和生态环境等不同用水需求, 实现区域水资源合理调度。同时优化作物非充分灌溉制度,节约了灌溉用水量,实现了有限水资源获得最大的经济效益。RAGA能够解决模型中目标函数非线性的特点,具有计算效率高、全局搜索能力和鲁棒性强等优点, 实例研究表明可为查哈阳灌区水资源的优化利用提供科学依据。 相似文献
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韦店井灌区开发利用规划模型 总被引：1，自引：0，他引：1
以灌区灌溉年净效益最大为目标,以地下水和地表水的可供水量、作物需水量、机电井出水能力、机泵提水深度、除涝防渍埋深等为约束条件,优化计算不同水平年农业最优种植模式及各种水源的最优分配,并提出最佳的灌溉工程运行形式。 相似文献