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灌水、施氮和机械曝气耦合对寒区水稻秧苗生长的影响研究
1
作者 韩钊 刘少东 林彦宇 《灌溉排水学报》 2026年第2期56-62,共7页
【目的】为探究灌水量、施氮量、机械曝气增氧三因素耦合对水稻秧苗生长的影响,实现寒区水稻温室育秧的水肥气精细化管理,提高秧苗素质。【方法】以龙稻18为试验对象,以灌溉定额、施氮量、增氧频率为试验因素,采用二次回归正交旋转组合... 【目的】为探究灌水量、施氮量、机械曝气增氧三因素耦合对水稻秧苗生长的影响,实现寒区水稻温室育秧的水肥气精细化管理,提高秧苗素质。【方法】以龙稻18为试验对象,以灌溉定额、施氮量、增氧频率为试验因素,采用二次回归正交旋转组合设计方案进行试验,根据试验结果建立秧苗各项生长指标对育秧期间水、氮、气环境变量的回归模型;借助因子分析法对育秧效果进行综合评价,对秧苗生长指标提取公因子,根据综合评价值确定最适的灌水、施氮、曝气增氧方案,构建水稻秧苗生长模型。【结果】在所有处理中,第14处理组(灌溉定额47.78 mm,施氮量20 g/m^(2),增氧频率6次/d)、第7处理组(灌溉定额36.55 mm,施氮量28.9 g/m^(2),增氧频率4次/d)是水稻秧苗生长表现较优的处理组;第11处理组(灌溉定额47.78 mm,施氮量5 g/m^(2),增氧频率3次/d)的秧苗综合评价值最小,生长最差。借助生长模型的响应面图分析可知,在较低灌溉定额范围内增加施氮量和增氧频率更有利于培育生长表现更优的秧苗,在较高的施氮水平下增加增氧频率有效促进秧苗生长。【结论】最优环境变量变化区间为灌溉定额36.55~59.01 mm、施氮量20~28.9 g/m^(2)、增氧频率4~6次/d。 展开更多
关键词 水稻 水肥气精细化管理 因子分析 模型
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宁夏农田灌溉水有效利用系数变化及影响因素分析
2
作者 杜斌 杨志 +7 位作者 郭欢 张红玲 马秀霞 周乾 李金泽 周志轩 汤英 杨莹攀 《节水灌溉》 北大核心 2026年第1期106-112,120,共8页
农田灌溉水有效利用系数(IWEUC)是衡量农田灌溉用水水平的重要指标。分析宁夏2015-2024年(近10年)农田灌溉水有效利用系数的变化趋势及其影响因素。结果表明,高效节水面积呈现显著持续增长趋势;水稻种植比例较2015年减少77.48%,玉米种... 农田灌溉水有效利用系数(IWEUC)是衡量农田灌溉用水水平的重要指标。分析宁夏2015-2024年(近10年)农田灌溉水有效利用系数的变化趋势及其影响因素。结果表明,高效节水面积呈现显著持续增长趋势;水稻种植比例较2015年减少77.48%,玉米种植比例逐年增加、较2015年增长42.55%,小麦种植比例则波动较大;宁夏灌区灌溉面积逐年增加,但用水量呈现逐年下降趋势;2015-2024年灌溉水有效利用系数依次为0.501、0.511、0.524、0.535、0.543、0.551、0.561、0.570、0.579、0.586。通过全区每公顷用水量、全区灌溉面积、高效节水面积及全区总用水量4项指标,可估算灌溉水有效利用系数;且在一定范围内合理调控这4项指标,能更好地提高IWEUC。研究结果可为宁夏农田灌溉水有效利用系数的变化及影响因素分析提供科学指导,并进一步提出提升该系数的有效途径。 展开更多
关键词 宁夏灌区 灌溉水有效利用系数 种植结构 种植面积 回归模型
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高效节水灌溉工程良性运行管理研究
3
作者 吴丹 《工程建设与设计》 2026年第3期241-243,共3页
以江苏东台堤闸管理处灌排工程为研究对象,结合沿海河网区泵闸联动特点,从职责划分、计量核算、调度组织、维修养护与信息支撑等环节梳理运行短板,并对优化前后典型年度运行指标进行对比。结果显示,在不扩建工程的前提下,落实岗位责任... 以江苏东台堤闸管理处灌排工程为研究对象,结合沿海河网区泵闸联动特点,从职责划分、计量核算、调度组织、维修养护与信息支撑等环节梳理运行短板,并对优化前后典型年度运行指标进行对比。结果显示,在不扩建工程的前提下,落实岗位责任、优化调度与加强养护约束可降低能耗、改善运行波动,工程可靠性与服务水平同步提升。 展开更多
关键词 灌溉工程 高效节水 运行管理 泵闸联合调度 维修养护 沿海河网区
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信息化在宁夏扬黄灌区管理服务工作中的应用研究
4
作者 刘晓辉 《陕西水利》 2026年第2期121-123,126,共4页
如何破解传统的扬黄灌区管理模式存在效率低下、资源浪费、响应滞后等问题,满足现代化农业发展需求,信息化技术为扬黄灌区的高效管理提供了全新的解决方案。系统探讨信息化技术在宁夏扬黄灌区数据采集与传输、智能监控与远程控制、故障... 如何破解传统的扬黄灌区管理模式存在效率低下、资源浪费、响应滞后等问题,满足现代化农业发展需求,信息化技术为扬黄灌区的高效管理提供了全新的解决方案。系统探讨信息化技术在宁夏扬黄灌区数据采集与传输、智能监控与远程控制、故障诊断与预测、专家系统与决策支持以及灌区管理整合等方面的应用架构、关键技术及实施价值。研究表明,信息化驱动下的扬黄灌区智能化管理可显著提升水资源利用效率、泵站运行可靠性与管理经济效益。结果可为类似灌区的现代化建设提供重要参考。 展开更多
关键词 信息化 宁夏扬黄灌区 智能监控 灌溉精准调控 生态保护
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都江堰灌区涉水工程管理难点分析与建议
5
作者 聂丁 《四川水利》 2026年第1期119-123,共5页
都江堰灌区作为世界灌溉工程遗产和四川省核心水利枢纽,其涉水工程管理直接影响区域水安全、农业生产和生态保护。然而,近年来受机构改革、权责调整及城镇化加速等因素影响,灌区管理面临执法权缺失、跨部门协调低效、违建管控难、手续... 都江堰灌区作为世界灌溉工程遗产和四川省核心水利枢纽,其涉水工程管理直接影响区域水安全、农业生产和生态保护。然而,近年来受机构改革、权责调整及城镇化加速等因素影响,灌区管理面临执法权缺失、跨部门协调低效、违建管控难、手续流程繁琐等突出问题。文章基于实地调研,系统梳理管理难点,并从制度优化、执法创新、智慧监管等维度提出针对性建议,通过优化执法权配置与审批流程,可使灌区违建处置效率提升30%以上,希望能够为提升灌区管理效能,保障水利工程长效运行,以及灌区高质量发展做出贡献。 展开更多
关键词 都江堰灌区 涉水工程管理 执法权配置 跨部门协同 智慧水利
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雷惠渠灌区节水改造提升方案浅析
6
作者 孙卫勇 柴磊 《陕西水利》 2026年第1期60-61,65,共3页
为了探析新时期黄土高原灌区节水方案,以横山区雷惠渠为研究对象,基于灌区现状,在分析灌区存在问题的基础上,从渠系衬砌、智能化计量用水管理方面,对灌区节水改造工程进行探讨。结果显示,智能化的灌溉渠系经久耐用,符合黄土高原实际,对... 为了探析新时期黄土高原灌区节水方案,以横山区雷惠渠为研究对象,基于灌区现状,在分析灌区存在问题的基础上,从渠系衬砌、智能化计量用水管理方面,对灌区节水改造工程进行探讨。结果显示,智能化的灌溉渠系经久耐用,符合黄土高原实际,对于节约用水、扩大灌区效益具有显著作用,可为黄土高原灌区节水改造提供借鉴。 展开更多
关键词 节水改造 雷惠渠灌区 渠道衬砌 信息化
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夏玉米不同阶段及类型倒伏对籽粒灌浆及产量的影响 被引量：3
7
作者 李树岩 杨光仙 +4 位作者 余卫东 薛昌颖 魏庆伟 周佳布 侯英雨 《中国生态农业学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期723-736,共14页
倒伏是影响夏玉米高产稳产的重要灾害因素,为研究不同阶段和类型倒伏对夏玉米籽粒灌浆及产量的影响,本研究选取‘郑单1002’(稀植大穗型)和‘豫单9553’(密植小穗型)2个品种,在4个关键生育阶段[大喇叭口期(E1)、花期(E2)、籽粒建成期(E3... 倒伏是影响夏玉米高产稳产的重要灾害因素,为研究不同阶段和类型倒伏对夏玉米籽粒灌浆及产量的影响,本研究选取‘郑单1002’(稀植大穗型)和‘豫单9553’(密植小穗型)2个品种,在4个关键生育阶段[大喇叭口期(E1)、花期(E2)、籽粒建成期(E3)和灌浆中期(E4)]设定3种倒伏类型[轻度根倒伏(EQ)、重度根倒伏(EZ)和茎折倒伏(EJ)]的田间控制试验,利用Logistics曲线模拟了籽粒灌浆动态,分析倒伏后籽粒灌浆的速增期、渐增期、缓增期的持续时间及灌浆速率等参数的变化,定量评估不同倒伏处理的产量灾损。结果表明:Logistics曲线模拟夏玉米籽粒灌浆动态的决定系数均在0.98以上,拟合效果较好。籽粒灌浆模拟参数显示,在E3和E4阶段倒伏处理后,理论最大百粒重(K)显著降低,且‘郑单1002’的K值降幅高于‘豫单9553’。其中E3阶段倒伏K值显著下降8.8%~16.5%(EZ)和15.4%~22.3%(EJ),E4阶段倒伏K值显著下降6.0%~16.0%(EZ)和14.9%~18.8%(EJ)。除第一阶段外,倒伏发生后平均灌浆速率(Gavg)、最大灌浆速率(G_(max))以及灌浆速率最大时的籽粒质量(W_(max))均受到显著影响,两个品种平均灌浆速率E2阶段下降10.5%~11.8%(EZ)和12.4%~14.6%(EJ),E3阶段下降18.0%~18.1%(EZ)和17.6%~21.2%(EJ),E4阶段下降13.6%~16.6%(EZ)和14.1%~23.0%(EJ)。各阶段倒伏处理后,2个品种的3个灌浆时期的持续时间与对照差异均不显著,但灌浆速率下降明显,且差异主要体现在速增期和缓增期。E1阶段EJ处理后的速增期和缓增期的灌浆速率显著下降,E2、E3和E4阶段的EJ和EZ倒伏处理的速增期和缓增期的灌浆速率均显著下降。各阶段EQ倒伏对籽粒灌浆影响均不显著。分析倒伏后夏玉米产量变化,E2、E3和E4阶段对产量影响大,平均减产18.2%~21.1%(‘郑单1002’)和21.1%~24.0%(‘豫单9553’),其中EJ倒伏的减产幅度最高,其次是EZ倒伏,从总体产量水平来看倒伏对‘豫单9553’的产量影响较‘郑单1002’更大。综上所述,夏玉米生长中后期发生倒伏显著降低籽粒灌浆速率,且主要影响速增期和缓增期的灌浆速率,倒伏显著降低产量,特别是对密植小穗型品种‘豫单9553’的产量影响更大。 展开更多
关键词 倒伏 籽粒灌浆 Logistics模拟 夏玉米
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基于水力响应时间的灌区实时渠系优化配水模型
8
作者 张运鑫 郭邦 +3 位作者 樊煜 高占义 杨芸 刘洁 《节水灌溉》 北大核心 2025年第5期39-44,50,共7页
在实际情况中灌区配水条件不是一成不变的,灌区供水流量的变化以及水流运动时间的大小对配水方案的制定和渠道精准配水有着重要影响,因此需要建立相应的模型进行优化渠系配水。考虑到灌区供水流量实时变化以及水流运动时间对配水方案的... 在实际情况中灌区配水条件不是一成不变的,灌区供水流量的变化以及水流运动时间的大小对配水方案的制定和渠道精准配水有着重要影响,因此需要建立相应的模型进行优化渠系配水。考虑到灌区供水流量实时变化以及水流运动时间对配水方案的影响,建立了基于水力响应时间的实时优化配水模型。当供水流量变大或变小时,模型提供2种配水方式:方式1为优先调节流量,再调节配水渠道数量;方式2为增加或减少下级配水渠道的数量。模型以各配水支渠的配水流量、开始配水时间和结束配水时间为决策变量,以配水历时最短和渠道输水损失最小为目标函数,通过精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行求解。结果表明:2种方式的配水流量均在流量上下限之间,满足配水要求,响应时间的计算提供了更精准的配水时间;方式1可以保证所有渠道不间断配水,但出现了部分渠道配水流量较小的情况,配水历时为128.66 h;方式2中所有渠道均大流量配水,且配水流量大小能保持稳定,配水历时为122.13 h,但部分渠道会中断配水。水力响应时间的灌区实时渠系优化配水模型能够在供水流量变化时提供配水方案,方式1比方式2的配水流量波动大,渠道输水损失大,且配水时间多6.54 h。2种方式都考虑了水力响应时间对配水方案的影响,从而增加配水时间的准确性,可为灌区的配水工作提供指导。 展开更多
关键词 渠系配水 水力响应时间 优化配水模型 遗传算法 实时配水
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大型灌区多级渠系多目标配水优化研究与应用 被引量：2
9
作者 皮滢滢 王文娥 +3 位作者 胡笑涛 王辰 张宝忠 吴彩丽 《中国农业大学学报》 北大核心 2025年第6期183-193,共11页
针对大型灌区渠系结构复杂,制定配水计划时参数多,编码复杂、计算量大的问题,协调多级渠系配水时渠道之间的流量关系构建一种将多目标与多级渠系相结合的优化配水模型,该模型基于系统分解协调理论,将干、支、斗三级灌溉渠系分解为两层... 针对大型灌区渠系结构复杂,制定配水计划时参数多,编码复杂、计算量大的问题,协调多级渠系配水时渠道之间的流量关系构建一种将多目标与多级渠系相结合的优化配水模型,该模型基于系统分解协调理论,将干、支、斗三级灌溉渠系分解为两层递进协调模型。第一层以最小化输水损失和灌区缺水量最小为目标的多目标配水模型,第二层为基于遗传算法求解的约束整个灌区三级渠系的总体协调配水模型。以陕西省东部某大型灌区2023年夏季灌溉数据为例,对模型优化效果进行验证,并与灌区原有经验配水方案进行对比分析。结果表明:1)优化后灌溉水总量为1006.45万m^(3),与原计划的1035.54万m^(3)接近,但配水周期缩短至36 d,相较于原来的56 d大幅减少,有效提高了灌溉效率;2)89.7%的渠道配水流量得到了提升,37.9%的渠道流量增长超过80%,不仅渠道的过流能力得到大幅提升,同时减少了闸门调节次数,简化了灌区的管理操作;3)优化方案减少了320.19万m^(3)的输水渗漏损失,渠道灌溉水利用系数提高约0.14,且满足灌区大部分渠道的用水需求。本研究模型和算法能较好地解决多级灌溉渠系优化配水问题,为制定科学合理的灌区配水方案、推动灌区智慧化建设提供了理论依据和实践参考。 展开更多
关键词 灌溉渠系 优化配水 分解协调思想 遗传算法 多目标
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淮北平原土壤水和地下水交换特征研究 被引量：1
10
作者 孙千桢 朱永华 +5 位作者 王启猛 吕海深 陆玟 王怡宁 朱嘉琪 黄禹鑫 《节水灌溉》 北大核心 2025年第2期28-35,共8页
研究土壤水与浅层地下水的交换特征,为淮北平原的地下水合理开发利用与保护、建立高效合理的节水灌溉制度提供理论依据。根据1986-2021年的土壤水分与地下水埋深等数据,采用相关分析法分析冬小麦和夏玉米根区层土壤水与地下水的相关关系... 研究土壤水与浅层地下水的交换特征,为淮北平原的地下水合理开发利用与保护、建立高效合理的节水灌溉制度提供理论依据。根据1986-2021年的土壤水分与地下水埋深等数据,采用相关分析法分析冬小麦和夏玉米根区层土壤水与地下水的相关关系;根据土壤含水量与田间持水量的差值计算底部渗漏量,用经验公式计算潜水蒸发量,对比分析作物主要根系分布层土壤水与浅层地下水的交换特征。结果表明:①作物主要根系分布层处底部渗漏量的值和次数都远低于潜水蒸发;潜水蒸发的变化趋势基本一致,2000年前较高,数值变化幅度较大,2000年后年产生量总体降低,趋于平稳;玉米平均潜水蒸发量为280.25 mm,平均5 d产生4次,小麦平均潜水蒸发量为314.16 mm,平均5 d产生4次。②玉米不同生育阶段的底部渗漏量随生育阶段呈先升高后降低再升高的趋势,小麦不同生育阶段的底部渗漏量随生育阶段呈先升高后降低的趋势,产生次数较少但单次产生量高;玉米和小麦不同生育阶段的潜水蒸发量随时间基本都呈先下降后平稳的趋势,玉米灌浆-成熟期的潜水蒸发最为活跃,7 d平均产生次数为5次,小麦拔节-抽穗期潜水蒸发10 d内平均产生次数为9次。夏玉米和冬小麦全生育期内土壤水与地下水的交换以地下水补给土壤水为主;作物生育期和不同生育阶段的单次潜水蒸发量随时间呈先下降后平稳的趋势,地下水补给土壤水的能力变弱,底部渗漏量则无明显变化。 展开更多
关键词 潜水蒸发量 底部渗漏量 淮北平原 土壤水 地下水 交换特征
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大型灌区多级树状灌溉渠系的分布式模型预测控制研究 被引量：2
11
作者 朱哲立 吴永妍 +1 位作者 王磊 管光华 《节水灌溉》 北大核心 2025年第6期1-7,15,共8页
当前明渠自动化控制研究多以单渠池或串联多渠池为研究对象,而忽视了灌溉渠系中多级渠道间的水力耦合影响,难以保证灌溉输水效率及公平性。作者曾为小规模分岔灌溉渠系提出了一种基于交替方向乘子法的分布式模型预测控制算法,即ADMM-DMP... 当前明渠自动化控制研究多以单渠池或串联多渠池为研究对象,而忽视了灌溉渠系中多级渠道间的水力耦合影响,难以保证灌溉输水效率及公平性。作者曾为小规模分岔灌溉渠系提出了一种基于交替方向乘子法的分布式模型预测控制算法,即ADMM-DMPC算法。为检验该算法的可扩展性和控制效果,以湖北省漳河灌区的大规模三级树状灌溉渠系为测试算例,并与工程实践中常用的经典PI复合控制及传统人工控制结果进行对比。结果显示,当控制对象的规模和复杂性大幅度扩展时,ADMM-DMPC算法仍能保证各级渠道各渠池各控制点水位均在安全范围内小偏差波动,且水位降速满足安全限制,控制性能远胜于经典PI复合控制和传统人工控制。充分证明了ADMM-DMPC算法在大型灌区多级树状灌溉渠系水力调控上的可行性和优势,在精准灌溉和灌区现代化方面有较强潜力。 展开更多
关键词 多级渠道 渠系自动化 交替方向乘子法 分布式控制 模型预测控制 大型灌区 精准灌溉
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基于改进PSO-GWO算法的渠系优化配水模型研究 被引量：2
12
作者 姚成宝 岳春芳 +1 位作者 张胜江 郑秋丽 《人民黄河》 北大核心 2025年第1期128-133,共6页
为减少渠系输配水过程中的水量损失,针对闸门调控时间各异和频繁启闭的问题,以精河灌区茫乡团结支渠支斗两级渠系渗漏损失量最小为目标建立渠系配水模型,首次采用“组间轮灌,组内续灌”的配水方式,通过改进PSO-GWO算法求解,确定斗渠最... 为减少渠系输配水过程中的水量损失,针对闸门调控时间各异和频繁启闭的问题,以精河灌区茫乡团结支渠支斗两级渠系渗漏损失量最小为目标建立渠系配水模型,首次采用“组间轮灌,组内续灌”的配水方式,通过改进PSO-GWO算法求解,确定斗渠最优轮灌编组、配水流量和灌水时间等重要参数,得出渠系渗漏损失量和算法迭代次数,并与粒子群算法、灰狼算法的求解结果进行对比。改进模型使灌水时间缩短了0.62 d,支斗两级渠系水利用系数提高了0.168,改进PSO-GWO算法迭代次数为3次、渠系渗漏总量为16.69万m^(3),优于传统算法的配水结果。实例应用情况表明,改进算法具有更强的寻优能力和收敛性,并且模型在满足高效配水的同时,减少了闸门启闭次数,实现了集中调控,配水模式便捷,应用价值较高。 展开更多
关键词 渠系配水 渗漏损失 轮灌编组 改进PSO-GWO算法 粒子群算法 灰狼算法
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节水技术对农户粮食生产效率的影响研究 被引量：2
13
作者 张婷 穆月英 《节水灌溉》 北大核心 2025年第1期86-95,101,共11页
节水技术作为提高农户生产灌溉环节粮食生产效率的有效途径,对于保障我国用水和粮食安全至关重要。基于河北、河南、山东、安徽、湖北5大粮食主产区粮食种植农户调查问卷,运用SFA-Tobit模型研究了节水技术对粮食生产效率的影响,并对作... 节水技术作为提高农户生产灌溉环节粮食生产效率的有效途径,对于保障我国用水和粮食安全至关重要。基于河北、河南、山东、安徽、湖北5大粮食主产区粮食种植农户调查问卷,运用SFA-Tobit模型研究了节水技术对粮食生产效率的影响,并对作用机制进行了分析。①现阶段在粮食生产环节仍存在28.2%的粮食生产效率损失特征;②采纳与持续采纳节水技术的农户在高效率生产阶段分布更具优势,节水技术的采纳可显著提高农户粮食生产效率;③节水技术的采纳有利于通过促进农户规模经营、节省灌溉时长进一步提升粮食生产效率;④节水补贴和农地流转在农户节水技术采纳过程中对粮食生产效率的提高具有正向激励作用;⑤节水技术对粮食生产效率的提升效应存在年龄和收入的门槛限制,对于高农业收入占比和年长农户而言,提升作用明显。因此,应充分发挥政府在农户节水技术采纳中的主体作用,精准开展农业节水补贴、扎实铺开农田水利基础灌溉设施建设、建立技术采纳监测和评估机制。 展开更多
关键词 节水技术 粮食生产效率 采纳 持续采纳 农户
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基于EA-BiLSTM-SCSO的多步逐小时参考作物蒸腾量预测方法 被引量：1
14
作者 谢伟明 张钟莉莉 +3 位作者 陶建平 曲明山 魏一博 张石锐 《节水灌溉》 北大核心 2025年第3期57-63,70,共8页
在农业水资源管理领域,参考作物蒸腾量的精确预测对灌溉水高效利用至关重要。当前逐日预测方法未能充分利用日内动态变化信息,限制了预测准确性。为解决该问题,研究提出了一种基于外部注意力机制(EA)的双向长短时记忆网络(BiLSTM)模型,... 在农业水资源管理领域,参考作物蒸腾量的精确预测对灌溉水高效利用至关重要。当前逐日预测方法未能充分利用日内动态变化信息,限制了预测准确性。为解决该问题,研究提出了一种基于外部注意力机制(EA)的双向长短时记忆网络(BiLSTM)模型,使用沙猫群算法(SCSO)优化模型超参数,实现逐小时参考作物蒸腾量预测。首先利用SCSO方法对EA-BiLSTM模型进行优化,优化后的算法在70个epoch后收敛,平均R^(2)升至0.750;进而通过特征相关性分析,将模型输入的特征数据由10个减少为历史ET0、太阳辐射、空气温度、空气湿度和最大风速5个。以北京市昌平区的国家精准农业研究示范基地大田种植区ET0预测为例进行了方法验证,在对未来第7小时的预测中,R^(2)从0.619提高到0.644,获得了更好的预测效果;最后通过对模型可解释性分析证实,历史ET0对预测的贡献最高,贡献率达到了0.043,其次是空气湿度和总辐射。与DT(决策树)、Lasso(最小绝对收缩和选择算法)、LMP(多层感知机)、CNN(卷积神经网络)等预测方法的对比结果表明,采用EA-BiLSTM-SCSO的预测结果在MAE和MSE指标上均获得了最低的误差值,在R^(2)指标上,EA-BiLSTM-SCSO模型平均达到0.722较CNN模型提升了12.6%。研究验证了深度学习与特征工程在提高作物参考蒸腾量逐小时预测精度方面的优势。该方法在智慧灌溉中用于估算作物的水分需求,能够实现对未来灌溉的精准预测,从而制定合理的灌溉计划,提高灌溉水利用效率,进行有效的灌溉用水调度。 展开更多
关键词 BiLSTM 外部注意力机制 沙猫群优化算法 逐小时参考作物蒸腾量预测 模型可解释性
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基于动态引水过程的渠系水资源优化配置研究
15
作者 张成龙 袁源 +2 位作者 徐浩林 郭珊珊 霍再林 《农业机械学报》 北大核心 2025年第11期677-686,共10页
我国现代化灌区因渠系运行管理水平不足而受限,亟需优化水资源分配和管理以保障农业生产稳定发展。引水稳定性是渠系优化配置的重要前提,提高引水稳定性可最大程度减少闸门操作次数,有助于降低运行成本和维护难度,提升整个灌溉系统的运... 我国现代化灌区因渠系运行管理水平不足而受限,亟需优化水资源分配和管理以保障农业生产稳定发展。引水稳定性是渠系优化配置的重要前提,提高引水稳定性可最大程度减少闸门操作次数,有助于降低运行成本和维护难度,提升整个灌溉系统的运行效率和可靠性。本文以河套灌区典型二级渠系——大滩分干渠为研究对象,将下级渠道配水净流量、配水开始和结束时间作为决策变量,建立面向引水稳定性提升和渗漏损失降低的渠系水资源优化配置模型。同时,为改进传统模型中0-1整数规划对于上级渠道动态引水流量刻画不精确的问题,本文模型引入连续时间变量改进传统的离散时间变量,并采用NSGA-Ⅱ算法进行模型求解。结果表明:改进前模型2个目标函数(上级渠道配水流量标准差和渠系输水总渗漏损失量)优化结果为2.47 m3/s和1.6842×10~6 m3,改进后模型多目标函数优化结果为1.86 m3/s和1.6797×10~6 m3,实现了上级渠道引水稳定性更好和渠系输水总渗漏损失量更小。因此,改进后模型提高了渠道流量动态过程描述精度,尤其是可捕捉渠道流量短时间内大幅变化情况及其相应峰值,从而提升了渠道引水稳定性,可为渠道配水方案的可靠性和安全性保障提供依据。综上,本研究优化结果可实现集中高效配水,降低渠系渗漏损失,帮助决策者制定更为合理的渠系配水方案。 展开更多
关键词 二级渠系 水资源优化配置 河套灌区 NSGA-Ⅱ算法 连续时间变量 多目标优化
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考虑配水公平性的渠系水资源优化配置研究
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作者 张成龙 袁源 +2 位作者 董蛟 郭珊珊 霍再林 《农业机械学报》 北大核心 2025年第11期687-695,共9页
灌区由多级输配水网络及空间异质性的农田构成,不同渠系控制范围内的农田用水存在博弈特性。构建融合渠道输水动态特性和多目标协同机制的渠系水资源优化配置模型,以解决灌区用水公平性、渠道输水损失与干渠引水稳定性间的多维度协同优... 灌区由多级输配水网络及空间异质性的农田构成,不同渠系控制范围内的农田用水存在博弈特性。构建融合渠道输水动态特性和多目标协同机制的渠系水资源优化配置模型,以解决灌区用水公平性、渠道输水损失与干渠引水稳定性间的多维度协同优化是灌区迫切需要解决的难题。本文以河套灌区典型两级渠系——永兰分干渠及其支渠为研究对象,以各支渠配水净流量、支渠配水开始和结束时间作为决策变量,构建了考虑渠道引水稳定性和渗漏损失及配水公平性的渠系水资源多目标优化配置模型。模型突破了现有渠系配水模型中配水开始时刻干渠处于“连续水力贯通状态”的假定,在约束中考虑了干渠水流输送时间条件,采用NSGA-Ⅱ算法求解获得了渠系水资源优化方案。结果表明:该模型的引水时间方案在灌水轮期内完成各支渠配水时间仅需23.15 d,相较于不考虑渠道水流时间约束的静态配水模型(32.86 d)减少29.55%,大大缩短了灌溉时间并显著降低了输水渗漏损失。此外,相较于不考虑公平性目标的模型,该模型得到的配水公平性目标值仅为0.002 27(<1%),有效平衡了不同渠道范围农田的用水效益。本研究建立了多目标协同的渠系水资源优化配置模型,优化结果揭示了干渠流量波动抑制、输水损失最小化与公平性最优等矛盾关系,可为灌区管理提供科学的渠系水资源分配方案。 展开更多
关键词 两级渠系 多目标优化 NSGA-Ⅱ算法 公平性 灌溉单元
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干旱条件下芸苔素内酯通过调节水力传输和脱落酸提高玉米生产力
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作者 廖祺 梁旭凯 +2 位作者 王若朴 杜太生 丁日升 《农业工程学报》 北大核心 2025年第9期63-72,共10页
干旱威胁作物生产,喷施芸苔素内酯(brassinolide,BR)是缓解作物干旱胁迫的有效途径之一。然而,目前尚不清楚在充分灌溉(full irrigation,FI)和亏缺灌溉(deficit irrigation,DI)条件下玉米响应BR的生理机制。该研究在西北干旱区开展玉米... 干旱威胁作物生产,喷施芸苔素内酯(brassinolide,BR)是缓解作物干旱胁迫的有效途径之一。然而,目前尚不清楚在充分灌溉(full irrigation,FI)和亏缺灌溉(deficit irrigation,DI)条件下玉米响应BR的生理机制。该研究在西北干旱区开展玉米田间试验,设置了3个品种(MC670、郑单958、中单2号)、2个灌溉(充分灌溉FI和亏缺灌溉DI)和2个外源物质(对照CK和芸苔素内酯BR)处理。测量了玉米产量、作物耗水量(ET)、水分生产力和生理生化等指标,探究BR对不同灌溉处理下玉米产量和水分生产力的影响差异及其生理机制。结果表明,喷施BR对FI处理下的生理生长指标没有显著影响,但显著提高了DI下的玉米产量、水分生产力、每穗粒数、生物量、净光合速率、气孔导度、正午叶水势、植株水力导度、SPAD,降低了叶片脱落酸含量(P <0.05)。喷施BR提高干旱下的产量主要原因为:1)增加了水力传输并改善了叶片水分状态;2)降低了叶片脱落酸含量;3)水力传输改善和脱落酸降低共同增加了气孔导度;4)气孔导度和SPAD增加提高了净光合速率,进而增加了每穗粒数。作物水分生产力和灌溉水分生产力的增加与产量增加密切相关,而与作物耗水量无关。该研究深入揭示了BR缓解作物干旱胁迫的生理机制,为BR提高干旱地区作物生产力提供了科学依据。 展开更多
关键词 灌溉 气孔导度 干旱 芸苔素内酯 脱落酸 水力传输 产量 水分生产力
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数字孪生灌区水资源调度管理平台设计与实现 被引量：5
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作者 肖宏宇 陈石磊 +2 位作者 王帅 侯俊 陈莉莉 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第8期170-178,共9页
针对灌区水资源调度管理实时感知能力不足、智慧化程度不高的问题,研究数字孪生灌区水资源调度管理平台设计与实现,将物联网、数字孪生、水利专业模型与灌区水资源调度管理相结合,研究灌区水利实时感控体系与数字孪生可视化表达方法,设... 针对灌区水资源调度管理实时感知能力不足、智慧化程度不高的问题,研究数字孪生灌区水资源调度管理平台设计与实现,将物联网、数字孪生、水利专业模型与灌区水资源调度管理相结合,研究灌区水利实时感控体系与数字孪生可视化表达方法,设计数字孪生灌区水资源调度管理平台,实现数字孪生灌区水资源调度预演与决策。以数字孪生都江堰(渠首枢纽)工程为应用示范的实践证明,通过对灌区物理流域全要素与水资源管理活动进行数字化映射和智能化模拟,数字孪生灌区水资源调度管理平台能够及时感知水资源供应异常和设备故障,为管理者提供基于调度模拟结果的预测和优化建议,实现水资源精细化管理和调度智慧化决策。 展开更多
关键词 水资源调度管理平台 物联网 数字孪生 水利专业模型 灌区
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串联多渠池事故识别算法研究——以犬木塘工程为例
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作者 翟文琳 王乾坤 +4 位作者 管光华 冯晓波 易放辉 杨家亮 黄跃群 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第6期121-128,133,共9页
及时地识别事故类型、事故点位、事故发生时间、事故流量等事故信息是渠道长久稳定运行的必要条件,也是建设水利智慧化的必然要求。基于事故状态下的水力响应模型提出了包含事故类型判断及报警、事故点位及事故发生时间计算、事故流量... 及时地识别事故类型、事故点位、事故发生时间、事故流量等事故信息是渠道长久稳定运行的必要条件,也是建设水利智慧化的必然要求。基于事故状态下的水力响应模型提出了包含事故类型判断及报警、事故点位及事故发生时间计算、事故流量过程计算3部分内容的渠隧系统事故识别模型,并在犬木塘总干渠的HEC-RAS模型上对事故识别模型进行了检验,结果表明:(1)该模型能够有效识别事故工况,且未发生事故的渠池不会误判;(2)模型的事故识别率为95.8%,误报率为0%,基本满足事故识别要求;(3)事故识别模型可识别的最小事故流量为0.15 m3/s,可以满足实际应用需求。 展开更多
关键词 输水系统 事故 水力响应 事故识别 HEC-RAS
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不同灌溉和施肥量对小茴香生长、产量及品质的影响 被引量：1
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作者 祁天成 李应海 李洋洋 《河南农业科学》 北大核心 2025年第1期66-75,共10页
为探究不同灌溉和施肥量对小茴香生长发育、产量构成及品质的影响,设置3个灌溉定额(1800、3000、4200 m^(3)/hm^(2))、3个灌溉次数(2、3、4次)、3个施肥水平(270、450、630 kg/hm^(2)),采用正交试验设计9个处理测定小茴香生长、生产和... 为探究不同灌溉和施肥量对小茴香生长发育、产量构成及品质的影响,设置3个灌溉定额(1800、3000、4200 m^(3)/hm^(2))、3个灌溉次数(2、3、4次)、3个施肥水平(270、450、630 kg/hm^(2)),采用正交试验设计9个处理测定小茴香生长、生产和商品指标,通过极差和方差分析研究三因素对小茴香生长、产量及品质的影响,并利用主成分分析法选取有代表性的主成分,结合隶属函数法对9个处理小茴香进行综合评价。结果表明,不同处理小茴香的生长性状、产量构成及品质等存在显著性差异,三因素的影响次序为灌溉定额>灌溉次数>施肥量。不同指标之间存在一定的相关性,花序数与单株产量间的相关系数最大,为0.99。综合评价值由高到低排前三的处理依次为处理9(4200 m^(3)/hm^(2)、4次、450 kg/hm^(2))、处理3(1800 m^(3)/hm^(2)、4次、630 kg/hm^(2))、处理6(3000 m^(3)/hm^(2)、4次、270 kg/hm^(2))。其中,处理9产量为3728.25kg/hm^(2),显著高于处理1(1800 m^(3)/hm^(2)、2次、270 kg/hm^(2)),较处理1增产53.98%,综合评价值达0.837;处理3精油含量最高,为43.70 g/kg;处理6植株最高,株高为131.53 cm。综上,宁夏小茴香的最佳灌溉施肥模式为灌溉定额4200 m^(3)/hm^(2),灌溉次数4次(生长期1次,花期2次,坐果期1次),施肥量450 kg/hm^(2)(生长期1次,花期1次)。 展开更多
关键词 小茴香 灌溉定额 灌溉次数 施肥量 产量 综合评价
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