針對(duì)農(nóng)業(yè)水資源配置系統(tǒng)的復(fù)雜性和不確定性,構(gòu)建模糊可信性隨機(jī)多目標(biāo)農(nóng)業(yè)水資源優(yōu)化配置模型,以農(nóng)業(yè)灌溉凈經(jīng)濟(jì)效益最大和綠水利用占比最大為目標(biāo),對(duì)豐水年、平水年和枯水年下不同分區(qū)各生育階段的水稻灌溉水量進(jìn)行優(yōu)化配置。將模型應(yīng)用于湖北省漳河灌區(qū),目標(biāo)權(quán)重組合分別為（0.5, 0.5）、（0.75, 0.25）和（0.25, 0.75）,可信性水平取0.5、0.6、0.7、0.8、0.9和1.0,得到不同情景下農(nóng)業(yè)水資源配置方案。結(jié)果表明:多目標(biāo)規(guī)劃模型能夠很好統(tǒng)籌社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)與資源節(jié)約目標(biāo),優(yōu)化方案的綠水利用占比在0.835以上,經(jīng)濟(jì)效益最高達(dá)14.153億元;更高的可信性水平對(duì)應(yīng)更低的系統(tǒng)效益與更高的綠水利用占比,豐富的優(yōu)化方案能夠幫助決策者權(quán)衡系統(tǒng)收益與違規(guī)風(fēng)險(xiǎn);當(dāng)水資源短缺時(shí),應(yīng)該優(yōu)先保證抽穗期和孕穗期的作物需水,使因缺水造成的水稻減產(chǎn)損失最小化�？偟膩�(lái)說(shuō),優(yōu)化模型所得到的水資源配置方案能夠?yàn)檎暮庸鄥^(qū)水資源管理者提供理論指導(dǎo),同時(shí)為類似地區(qū)的農(nóng)業(yè)水資源優(yōu)化配置提供參考。 

【文章來(lái)源】：干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究. 2020,38(04)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

不同權(quán)重組合下優(yōu)化目標(biāo)值

圖1 不同權(quán)重組合下優(yōu)化目標(biāo)值圖2顯示了不同水文年型下各灌溉分區(qū)不同水源水量分配比例(λ=1)。值得注意的是,隨著來(lái)水流量降低,供水水源更加豐富,供水結(jié)構(gòu)從單一的降水供給轉(zhuǎn)變?yōu)榻邓�、水�?kù)水源以及內(nèi)部水源共同補(bǔ)給。豐水年時(shí),僅靠降水就能滿足作物生長(zhǎng)基本需求,灌區(qū)內(nèi)不需要人工灌溉;平水年時(shí),灌區(qū)內(nèi)中小型水庫(kù)及塘堰的存儲(chǔ)水量作為優(yōu)先水源,被用于作物灌溉;枯水年時(shí),降水只能滿足約30%的作物需水量,內(nèi)部水源和漳河水庫(kù)在灌溉過(guò)程中共同發(fā)揮著重要的作用。其中,荊門市、荊州市和當(dāng)陽(yáng)市的內(nèi)部水源分別占各自分區(qū)灌溉水總量的39%、29%和72%。由此可見(jiàn),當(dāng)陽(yáng)市的儲(chǔ)水能力最強(qiáng),荊門市次之,而荊州市的儲(chǔ)水能力亟需加強(qiáng)。此外,不同水文年型下的水資源分配方案差異顯著,體現(xiàn)了本文設(shè)置不同來(lái)水情景的必要性。圖3顯示了不同水文年型下各灌溉分區(qū)水稻各生育階段降水、需水和灌溉水分配情況(λ=1)。豐水年時(shí)灌區(qū)降水量大大超過(guò)作物需水量,有效存儲(chǔ)剩余的降水資源或充分發(fā)掘其利用價(jià)值,將大大提升灌區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展水平與資源利用效率。當(dāng)來(lái)水量不充足時(shí),模型傾向于優(yōu)先滿足抽穗期和孕穗期的水量需求,意味著這兩個(gè)生育階段對(duì)水分的敏感程度更高,因缺水產(chǎn)生的減產(chǎn)現(xiàn)象更嚴(yán)重,這樣的結(jié)果與各生育階段作物水分虧缺敏感指數(shù)直接相關(guān)。由于資源節(jié)約目標(biāo)和來(lái)水水平的限制,枯水年作物實(shí)際總耗水量幾乎達(dá)到了作物需水量的下限,建議采取工程節(jié)水措施與優(yōu)化灌溉制度相結(jié)合,以實(shí)現(xiàn)有限水資源條件下的效益最大化。模型優(yōu)化結(jié)果能夠?yàn)楣鄥^(qū)管理者及農(nóng)戶制定合理的灌溉制度提供理論指導(dǎo)。

圖2顯示了不同水文年型下各灌溉分區(qū)不同水源水量分配比例(λ=1)。值得注意的是,隨著來(lái)水流量降低,供水水源更加豐富,供水結(jié)構(gòu)從單一的降水供給轉(zhuǎn)變?yōu)榻邓�、水�?kù)水源以及內(nèi)部水源共同補(bǔ)給。豐水年時(shí),僅靠降水就能滿足作物生長(zhǎng)基本需求,灌區(qū)內(nèi)不需要人工灌溉;平水年時(shí),灌區(qū)內(nèi)中小型水庫(kù)及塘堰的存儲(chǔ)水量作為優(yōu)先水源,被用于作物灌溉;枯水年時(shí),降水只能滿足約30%的作物需水量,內(nèi)部水源和漳河水庫(kù)在灌溉過(guò)程中共同發(fā)揮著重要的作用。其中,荊門市、荊州市和當(dāng)陽(yáng)市的內(nèi)部水源分別占各自分區(qū)灌溉水總量的39%、29%和72%。由此可見(jiàn),當(dāng)陽(yáng)市的儲(chǔ)水能力最強(qiáng),荊門市次之,而荊州市的儲(chǔ)水能力亟需加強(qiáng)。此外,不同水文年型下的水資源分配方案差異顯著,體現(xiàn)了本文設(shè)置不同來(lái)水情景的必要性。圖3顯示了不同水文年型下各灌溉分區(qū)水稻各生育階段降水、需水和灌溉水分配情況(λ=1)。豐水年時(shí)灌區(qū)降水量大大超過(guò)作物需水量,有效存儲(chǔ)剩余的降水資源或充分發(fā)掘其利用價(jià)值,將大大提升灌區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展水平與資源利用效率。當(dāng)來(lái)水量不充足時(shí),模型傾向于優(yōu)先滿足抽穗期和孕穗期的水量需求,意味著這兩個(gè)生育階段對(duì)水分的敏感程度更高,因缺水產(chǎn)生的減產(chǎn)現(xiàn)象更嚴(yán)重,這樣的結(jié)果與各生育階段作物水分虧缺敏感指數(shù)直接相關(guān)。由于資源節(jié)約目標(biāo)和來(lái)水水平的限制,枯水年作物實(shí)際總耗水量幾乎達(dá)到了作物需水量的下限,建議采取工程節(jié)水措施與優(yōu)化灌溉制度相結(jié)合,以實(shí)現(xiàn)有限水資源條件下的效益最大化。模型優(yōu)化結(jié)果能夠?yàn)楣鄥^(qū)管理者及農(nóng)戶制定合理的灌溉制度提供理論指導(dǎo)。2.3.2 多目標(biāo)模型與單目標(biāo)模型優(yōu)化方案對(duì)比

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于生產(chǎn)水足跡的糧食作物種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究——以遼寧省鐵嶺市為例[J]. 付國(guó)睿,黃子淇,景海釗,馬曉晴,王碩.  資源開(kāi)發(fā)與市場(chǎng). 2019(11)
[2]基于Pareto解集的多目標(biāo)農(nóng)業(yè)水土資源優(yōu)化配置模型[J]. 郭萍,單寶英,郭珊珊.  天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2019(10)
[3]基于SD-MOP模型的生態(tài)型灌區(qū)水資源優(yōu)化配置研究[J]. 王安迪,康艷,宋松柏.  節(jié)水灌溉. 2019(08)
[4]黑河中游農(nóng)業(yè)水資源多目標(biāo)優(yōu)化配置[J]. 張妍,郭萍,張帆.  中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(05)
[5]基于區(qū)間兩階段模糊可信性約束模型的灌區(qū)水資源配置[J]. 岳瓊,郭萍,王友芝,張成龍,李鵬.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2019(04)
[6]基于模糊定權(quán)的模糊可信性約束二次規(guī)劃模型[J]. 王友芝,郭萍,郭珊珊,劉瀟.  排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2018(09)
[7]農(nóng)業(yè)水資源多目標(biāo)優(yōu)化配置模型應(yīng)用探討[J]. 王玉偉,王光軍,王玉立.  山東水利. 2017(08)
[8]基于多目標(biāo)模糊規(guī)劃的灌區(qū)多水源優(yōu)化配置[J]. 付強(qiáng),肖圓圓,崔嵩,劉東,李天霄.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2017(07)
[9]考慮水足跡的區(qū)域作物種植結(jié)構(gòu)分式規(guī)劃模型研究[J]. 陳敏,李永平,王光謙,李鐵鍵,周雅.  水力發(fā)電學(xué)報(bào). 2017(03)
[10]基于區(qū)間兩階段模糊隨機(jī)模型的灌區(qū)多水源優(yōu)化配置[J]. 李晨洋,張志鑫.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(12)



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