農(nóng)業(yè)水土資源是人類生產(chǎn)生活的物質(zhì)基礎(chǔ),其分布不均衡和利用不合理等問題嚴(yán)重威脅區(qū)域發(fā)展和糧食安全。本文以理論構(gòu)建為前提,用空間分析方法對寧夏農(nóng)業(yè)水土資源匹配特征進(jìn)行分析評價,解析了水土資源利用因素對農(nóng)業(yè)產(chǎn)出影響的關(guān)鍵問題,通過耦合協(xié)調(diào)模型綜合評判寧夏農(nóng)業(yè)水土資源與經(jīng)濟(jì)、生態(tài)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顟B(tài),最后選取代表性灌區(qū)構(gòu)建水土資源均衡優(yōu)化配置模型展開實(shí)例研究,為寧夏農(nóng)業(yè)水土資源管理提供理論與技術(shù)支撐。主要結(jié)論有:（1）通過提煉農(nóng)業(yè)水土資源均衡優(yōu)化調(diào)控的基礎(chǔ)理論,提出農(nóng)業(yè)水土資源均衡優(yōu)化調(diào)控的概念及以“水土資源均衡匹配”、“大系統(tǒng)協(xié)調(diào)”和“時空均衡”為核心的內(nèi)涵要義,同時闡述了農(nóng)業(yè)水土資源均衡優(yōu)化調(diào)控應(yīng)遵循的基本原則、決策機(jī)制及實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的主要技術(shù)路徑。（2）寧夏灌溉用水量與有效灌溉面積之間的空間平衡度明顯高于農(nóng)業(yè)灌溉用水量與耕地面積。2007～2017年,寧夏農(nóng)業(yè)水土資源匹配度不斷提高,但有灌溉條件的地區(qū)農(nóng)業(yè)水資源分配出現(xiàn)更大的變異性。寧夏中北部縣區(qū)的錯配指數(shù)較低,農(nóng)業(yè)灌溉用水充分,而東南部縣區(qū)地多水少的問題始終較嚴(yán)重。研究期寧夏農(nóng)業(yè)灌溉用水量對農(nóng)業(yè)土地面積變化的敏感性增加,高敏感區(qū)域逐漸向?qū)?.. 

【文章來源】：北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：156 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

賀蘭縣灌區(qū)水資源配置網(wǎng)絡(luò)圖

通過對賀蘭縣實(shí)際情況剖析,構(gòu)建灌區(qū)水土資源均衡優(yōu)化配置模型的主要思路為:以不同節(jié)水發(fā)展情景為前提,首先構(gòu)建地表水-地下水空間均衡優(yōu)化配置模型,其輸出的各區(qū)域空間均衡優(yōu)化結(jié)果作為約束條件進(jìn)入下一階段,即時間優(yōu)化配置模型,由此得出的地表水、地下水供水結(jié)果與地下水?dāng)?shù)值模擬模型結(jié)合輸出地下水位,地下水位分布結(jié)果如果滿足設(shè)定的地下水位優(yōu)化目標(biāo),則停止模型輸出結(jié)果,否則,調(diào)整地表水和地下水供水量,反復(fù)迭代計算直到滿足條件。該模型不僅可以實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水土資源的區(qū)域均衡和時間均衡,同時兼顧灌區(qū)經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效益。具體說來,即水土資源均衡減少了灌溉缺水量,提高經(jīng)濟(jì)效益;灌溉水空間均衡體現(xiàn)區(qū)域公平,兼顧社會效益;地下水位調(diào)控解決了實(shí)際生態(tài)問題,實(shí)現(xiàn)部分生態(tài)效益。綜上,該模型可以提高水土資源均衡度,促進(jìn)灌區(qū)經(jīng)濟(jì)社會和生態(tài)環(huán)境改善,同時實(shí)現(xiàn)水土資源時空均衡,較全面地達(dá)到均衡優(yōu)化調(diào)控的目標(biāo)。灌區(qū)水土資源均衡優(yōu)化配置模型的技術(shù)路線,見圖7.5所示。7.4.2 水土資源均衡優(yōu)化配置模型與求解

鯨魚優(yōu)化算法(Whale Optimization Algorithm,WOA)是在2016年由澳大利亞學(xué)者M(jìn)irijalili和Lewis通過模擬座頭鯨狩獵行為提出的一種全新的元啟發(fā)式優(yōu)化算法。座頭鯨是世界上最大的哺乳動物之一,其大腦的某些區(qū)域有著與人類相似的梭形細(xì)胞,這種梭形細(xì)胞使其具有判斷、情感和社會行為。座頭鯨具有十分特殊的捕獵方法,喜歡在海面附近的捕食魚蝦等獵物,通過吐氣泡形成泡泡網(wǎng)(bubble-net)的策略將獵物圍在一個圓圈里。在捕食的過程中,座頭鯨會向下潛水12米等待獵物,然后以向上螺旋的方式在獵物周圍吐氣泡,并逐漸向上靠近獵物,把獵物圍在氣泡中間最終完成覓食。其狩獵的示意圖如圖7.6所示(Aljarah et al.,2018)。鯨魚算法就是受到座頭鯨螺旋泡沫網(wǎng)捕食機(jī)制的啟發(fā)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,以達(dá)到優(yōu)化的目的。鯨魚算法與其他優(yōu)化算法相比,最大的優(yōu)勢即操作簡便,調(diào)參少,可以增大避免局部最優(yōu)的可能性(牛培峰等,2017)。(2)數(shù)學(xué)模型

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3365744