灌區(qū)水轉(zhuǎn)化機(jī)制與用水效率評估方法

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景與意義 1
1.2 國內(nèi)外研究發(fā)展動態(tài) 2
1.2.1 土壤水分與作物產(chǎn)量關(guān)系 2
1.2.2 灌區(qū)水轉(zhuǎn)化過程及模擬 3
1.2.3 灌區(qū)水資源合理配置 4
1.2.4 灌溉用水效率評價 6
1.2.5 水分生產(chǎn)率的尺度效應(yīng) 7
1.3 灌區(qū)水轉(zhuǎn)化機(jī)制與用水效率評估技術(shù)體系 8
1.3.1 研究內(nèi)容 8
1.3.2 研究方案與技術(shù)路線 9
1.3.3 主要成果與結(jié)論 12
第2章 漳河水庫灌區(qū)降雨時空分布及干旱特性 14
2.1 灌區(qū)概況 14
2.1.1 灌區(qū)自然環(huán)境 14
2.1.2 灌區(qū)社會經(jīng)濟(jì) 15
2.1.3 灌區(qū)工程情況 16
2.1.4 灌區(qū)用水管理 18
2.2 灌區(qū)水資源非一致性分析 18
2.2.1 基于變異診斷系統(tǒng)的水文序列變異識別 18
2.2.2 基于GAMLSS模型的水文序列變異識別 21
2.2.3 漳河水庫灌區(qū)水資源非一致性分析 28
2.3 灌區(qū)干旱特性分析 41
2.3.1 干旱指標(biāo)選取及干旱頻率分析 41
2.3.2 干旱指標(biāo)適用性比較及干旱特征分析 43
2.4 本章小結(jié) 45
第3章 稻田土壤水分運(yùn)動試驗(yàn)與模擬 47
3.1 稻田不同灌溉方式下土壤水分模擬 47
3.1.1 試驗(yàn)方法及模型建立 47
3.1.2 監(jiān)測和模擬結(jié)果分析 50
3.2 稻田不同水管理組合下土壤水滲漏分析 58
3.2.1 試驗(yàn)方法及模型建立 58
3.2.2 模擬情景設(shè)置 60
3.2.3 數(shù)據(jù)分析 61
3.2.4 結(jié)果分析 61
3.3 考慮側(cè)滲的多層土壤結(jié)構(gòu)水平和垂向滲流特征試驗(yàn)與模擬 69
3.3.1 試驗(yàn)方案 69
3.3.2 模型建立 70
3.3.3 模型驗(yàn)證 71
3.3.4 結(jié)果分析 73
3.4 多層土壤水肥遷移轉(zhuǎn)化參數(shù)測試裝置及方法 78
3.4.1 測試裝置 78
3.4.2 測試方法 79
3.4.3 實(shí)例驗(yàn)證 80
3.4.4 結(jié)果分析 82
3.5 本章小結(jié) 87
第4章 水稻控勢灌溉及其產(chǎn)量環(huán)境效應(yīng) 90
4.1 水稻控勢灌溉試驗(yàn)與模型 90
4.1.1 旱作水稻田間試驗(yàn)布置 90
4.1.2 水稻產(chǎn)量響應(yīng)規(guī)律分析 92
4.1.3 水分生產(chǎn)函數(shù)模型 97
4.2 基于AquaCrop模型的旱作水稻生產(chǎn)力模擬 100
4.2.1 模型簡介 100
4.2.2 模型運(yùn)動過程 106
4.3 生物多樣性條件下田間需水量 111
4.3.1 農(nóng)田土壤動物生物量調(diào)查 111
4.3.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與處理 111
4.3.3 農(nóng)田土壤動物群落對不同灌排處理的響應(yīng) 112
4.3.4 農(nóng)田土壤動物群落對環(huán)境因子的響應(yīng) 115
4.3.5 考慮生物多樣性的田間需水量閾值 117
4.4 本章小結(jié) 117
第5章 不同尺度水平衡監(jiān)測及灌溉水利用系數(shù)分析 119
5.1 區(qū)域水平衡監(jiān)測 119
5.1.1 試驗(yàn)區(qū)概況 119
5.1.2 水平衡動態(tài)監(jiān)測試驗(yàn) 121
5.1.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 122
5.1.4 試驗(yàn)結(jié)果分析 124
5.2 基于系統(tǒng)動力學(xué)的稻田塘堰系統(tǒng)水轉(zhuǎn)化模擬 127
5.2.1 稻田塘堰系統(tǒng)水轉(zhuǎn)化系統(tǒng)動力學(xué)模型 127
5.2.2 模型應(yīng)用 129
5.2.3 模型驗(yàn)證及結(jié)果分析 131
5.3 長藤結(jié)瓜灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)分析 134
5.3.1 田間水有效利用系數(shù)分析 134
5.3.2 渠系水利用系數(shù)分析 136
5.3.3 灌溉水有效利用系數(shù)分析 156
5.4 本章小結(jié) 169
第6章 灌區(qū)多水源水量調(diào)配機(jī)制 172
6.1 基于隨機(jī)降雨模擬的塘堰優(yōu)化運(yùn)行規(guī)則 172
6.1.1 模型與方法 172
6.1.2 模型應(yīng)用 174
6.1.3 結(jié)果分析 176
6.2 水庫-塘堰聯(lián)合供水模式水量分配計算方法 179
6.2.1 Copula函數(shù)理論簡介 179
6.2.2 水庫-塘堰聯(lián)合供水組合模式的數(shù)學(xué)表達(dá) 181
6.2.3 應(yīng)用研究 183
6.2.4 成果分析 187
6.3 水庫-塘堰聯(lián)合供水模式失效風(fēng)險計算方法 189
6.3.1 水庫-塘堰聯(lián)合供水模式失效的數(shù)學(xué)表述 189
6.3.2 基于預(yù)測精度的Copula函數(shù)優(yōu)選 190
6.3.3 應(yīng)用研究 192
6.4 基于粒子群-人工蜂群算法的渠-塘-田優(yōu)化調(diào)配耦合模型 196
6.4.1 優(yōu)化調(diào)配耦合模型的構(gòu)建 196
6.4.2 優(yōu)化調(diào)配耦合模型求解 199
6.4.3 模型應(yīng)用 201
6.4.4 結(jié)果分析 203
6.5 本章小結(jié) 204
第7章 灌區(qū)水資源高效利用調(diào)控模型 206
7.1 不確定條件下作物不同生育期間水量優(yōu)化分配模型 206
7.1.1 研究方法 20'
7.1.2 實(shí)例研究 210
7.1.3 結(jié)果分析 213
7.2 變化條件下灌區(qū)水資源季節(jié)間不確定分配模型 220
7.2.1 研究方法 220
7.2.2 實(shí)例研究 224
7.2.3 結(jié)果分析 229
7.2.4 討論 236
7.3 基于供求關(guān)系和生產(chǎn)函數(shù)的灌區(qū)水量使用權(quán)交易模型 238
7.3.1水量使用權(quán)交易模型 238
7.3.2 水量使用權(quán)交易計算結(jié)果分析 242
7.4 本章小結(jié) 247
第8章 灌溉用水效率評價及其考核指標(biāo) 249
8.1 基于仿C-D函數(shù)的農(nóng)業(yè)用水影響因子識別方法 249
8.1.1 理論基礎(chǔ)與指標(biāo)選取 249
8.1.2 面板數(shù)據(jù)模型檢驗(yàn)與選擇 252
8.1.3 農(nóng)業(yè)用水影響因素分析 254
8.2 農(nóng)業(yè)用水效率測算及其影響因子分析 256
8.2.1 農(nóng)業(yè)用水效率測算分析方法 256
8.2.2 農(nóng)業(yè)用水效率測算結(jié)果分析 267
8.2.3 農(nóng)業(yè)用水效率影響因素分析 284
8.2.4 農(nóng)業(yè)用水效率與灌區(qū)規(guī)模分析 286
8.3 灌溉用水效率考核指標(biāo)及計算方法 287
8.3.1 農(nóng)業(yè)用水效率評價指標(biāo)研究現(xiàn)狀 287
8.3.2 萬畝灌溉取水量的計算方法 288
8.3.3 模型應(yīng)用 290
8.4 灌溉用水效率綜合評價方法 292
8.4.1 灌溉用水效率評價指標(biāo)體系 292
8.4.2 灌溉用水效率評價循環(huán)修正方法 293
8.4.3 灌溉用水效率評價PCA-Copula方法 296
8.4.4 應(yīng)用研究 297
8.4.5 結(jié)果分析 298
8.5 本章小結(jié) 304
第9章 灌區(qū)水分生產(chǎn)率尺度效應(yīng)及轉(zhuǎn)換 306
9.1 水分生產(chǎn)率尺度效應(yīng)與評價指標(biāo) 306
9.1.1 水分生產(chǎn)率尺度效應(yīng)因素 306
9.1.2水分生產(chǎn)率評價指標(biāo) 309
9.2 漳河水庫灌區(qū)不同尺度水分生產(chǎn)率變化規(guī)律 312
9.2.1 研究區(qū)簡介 312
9.2.2 水稻田間尺度水分生產(chǎn)率 313
9.2.3 中等尺度水分生產(chǎn)率 320
9.2.4 干渠及灌區(qū)尺度水分生產(chǎn)率 322
9.2.5 水分生產(chǎn)率影響因素分析 330
9.3 區(qū)域水分生產(chǎn)率的空間尺度轉(zhuǎn)換 334
9.3.1 尺度轉(zhuǎn)換的定義及方法 334
9.3.2 Kriging插值法基本理論 336
9.3.3 田間到區(qū)域的水分生產(chǎn)率尺度轉(zhuǎn)換 339
9.4 本章小結(jié) 346
參考文獻(xiàn) 348
附圖 357