灌區(qū)水轉化機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 國內外研究發(fā)展動態(tài) 2
1.2.1 土壤水分與作物產量關系 2
1.2.2 灌區(qū)水轉化過程及模擬 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 水分生產率的尺度效應 7
1.3 灌區(qū)水轉化機制與用水效率評估技術體系 8
1.3.1 研究內容 8
1.3.2 研究方案與技術路線 9
1.3.3 主要成果與結論 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)社會經濟 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 干旱指標選取及干旱頻率分析 41
2.3.2 干旱指標適用性比較及干旱特征分析 43
2.4 本章小結 45
第3章 稻田土壤水分運動試驗與模擬 47
3.1 稻田不同灌溉方式下土壤水分模擬 47
3.1.1 試驗方法及模型建立 47
3.1.2 監(jiān)測和模擬結果分析 50
3.2 稻田不同水管理組合下土壤水滲漏分析 58
3.2.1 試驗方法及模型建立 58
3.2.2 模擬情景設置 60
3.2.3 數據分析 61
3.2.4 結果分析 61
3.3 考慮側滲的多層土壤結構水平和垂向滲流特征試驗與模擬 69
3.3.1 試驗方案 69
3.3.2 模型建立 70
3.3.3 模型驗證 71
3.3.4 結果分析 73
3.4 多層土壤水肥遷移轉化參數測試裝置及方法 78
3.4.1 測試裝置 78
3.4.2 測試方法 79
3.4.3 實例驗證 80
3.4.4 結果分析 82
3.5 本章小結 87
第4章 水稻控勢灌溉及其產量環(huán)境效應 90
4.1 水稻控勢灌溉試驗與模型 90
4.1.1 旱作水稻田間試驗布置 90
4.1.2 水稻產量響應規(guī)律分析 92
4.1.3 水分生產函數模型 97
4.2 基于AquaCrop模型的旱作水稻生產力模擬 100
4.2.1 模型簡介 100
4.2.2 模型運動過程 106
4.3 生物多樣性條件下田間需水量 111
4.3.1 農田土壤動物生物量調查 111
4.3.2 數據統(tǒng)計與處理 111
4.3.3 農田土壤動物群落對不同灌排處理的響應 112
4.3.4 農田土壤動物群落對環(huán)境因子的響應 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 117
第5章 不同尺度水平衡監(jiān)測及灌溉水利用系數分析 119
5.1 區(qū)域水平衡監(jiān)測 119
5.1.1 試驗區(qū)概況 119
5.1.2 水平衡動態(tài)監(jiān)測試驗 121
5.1.3 試驗數據處理 122
5.1.4 試驗結果分析 124
5.2 基于系統(tǒng)動力學的稻田塘堰系統(tǒng)水轉化模擬 127
5.2.1 稻田塘堰系統(tǒng)水轉化系統(tǒng)動力學模型 127
5.2.2 模型應用 129
5.2.3 模型驗證及結果分析 131
5.3 長藤結瓜灌區(qū)灌溉水利用系數分析 134
5.3.1 田間水有效利用系數分析 134
5.3.2 渠系水利用系數分析 136
5.3.3 灌溉水有效利用系數分析 156
5.4 本章小結 169
第6章 灌區(qū)多水源水量調配機制 172
6.1 基于隨機降雨模擬的塘堰優(yōu)化運行規(guī)則 172
6.1.1 模型與方法 172
6.1.2 模型應用 174
6.1.3 結果分析 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函數理論簡介 179
6.2.2 水庫-塘堰聯(lián)合供水組合模式的數學表達 181
6.2.3 應用研究 183
6.2.4 成果分析 187
6.3 水庫-塘堰聯(lián)合供水模式失效風險計算方法 189
6.3.1 水庫-塘堰聯(lián)合供水模式失效的數學表述 189
6.3.2 基于預測精度的Copula函數優(yōu)選 190
6.3.3 應用研究 192
6.4 基于粒子群-人工蜂群算法的渠-塘-田優(yōu)化調配耦合模型 196
6.4.1 優(yōu)化調配耦合模型的構建 196
6.4.2 優(yōu)化調配耦合模型求解 199
6.4.3 模型應用 201
6.4.4 結果分析 203
6.5 本章小結 204
第7章 灌區(qū)水資源高效利用調控模型 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 實例研究 210
7.1.3 結果分析 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 實例研究 224
7.2.3 結果分析 229
7.2.4 討論 236
7.3 基于供求關系和生產函數的灌區(qū)水量使用權交易模型 238
7.3.1水量使用權交易模型 238
7.3.2 水量使用權交易計算結果分析 242
7.4 本章小結 247
第8章 灌溉用水效率評價及其考核指標 249
8.1 基于仿C-D函數的農業(yè)用水影響因子識別方法 249
8.1.1 理論基礎與指標選取 249
8.1.2 面板數據模型檢驗與選擇 252
8.1.3 農業(yè)用水影響因素分析 254
8.2 農業(yè)用水效率測算及其影響因子分析 256
8.2.1 農業(yè)用水效率測算分析方法 256
8.2.2 農業(yè)用水效率測算結果分析 267
8.2.3 農業(yè)用水效率影響因素分析 284
8.2.4 農業(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及計算方法 287
8.3.1 農業(yè)用水效率評價指標研究現狀 287
8.3.2 萬畝灌溉取水量的計算方法 288
8.3.3 模型應用 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 應用研究 297
8.4.5 結果分析 298
8.5 本章小結 304
第9章 灌區(qū)水分生產率尺度效應及轉換 306
9.1 水分生產率尺度效應與評價指標 306
9.1.1 水分生產率尺度效應因素 306
9.1.2水分生產率評價指標 309
9.2 漳河水庫灌區(qū)不同尺度水分生產率變化規(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率 313
9.2.3 中等尺度水分生產率 320
9.2.4 干渠及灌區(qū)尺度水分生產率 322
9.2.5 水分生產率影響因素分析 330
9.3 區(qū)域水分生產率的空間尺度轉換 334
9.3.1 尺度轉換的定義及方法 334
9.3.2 Kriging插值法基本理論 336
9.3.3 田間到區(qū)域的水分生產率尺度轉換 339
9.4 本章小結 346
參考文獻 348
附圖 357