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基于DEA和Malmquist指数的农业水资源利用效率分析——以滇中受水区为例 被引量:13
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作者 顾世祥 朱赟 +1 位作者 李亚龙 熊玉江 《中国农村水利水电》 北大核心 2021年第8期98-102,共5页
为了最大力度地发挥滇中受水区农业水资源利用效率,实现农业可持续发展,选取滇中受水区主要农作物产量为产出指标,农业用水量、综合灌溉定额、粮食作物种植面积、农业人口为投入指标。以2008年、2018年为截面数据进行静态数据包络计算分... 为了最大力度地发挥滇中受水区农业水资源利用效率,实现农业可持续发展,选取滇中受水区主要农作物产量为产出指标,农业用水量、综合灌溉定额、粮食作物种植面积、农业人口为投入指标。以2008年、2018年为截面数据进行静态数据包络计算分析,以2008-2018年数据为序列进行Malmquist动态分析。静态分析结果表明,滇中受水区整体及各受水片区农业水资源利用效率均DEA无效,且近年来呈下降趋势。动态分析结果表明,农业水资源利用效率TFP指数均未超过1,均值为0.9116,且11年来呈衰减趋势。技术作为主导农业水资源利用效率的重要因素,很大程度上直接决定了全要素生产率的变化节奏,加大节水建设力度,配合合理资源配置才是提升农业水资源利用效率的关键。 展开更多
关键词 滇中受水区 农业水资源利用效率 数据包络分析 MALMQUIST指数法
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基于LMDI的滇中受水区农业用水量变化影响因素分析 被引量:8
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作者 朱赟 顾世祥 +1 位作者 苏沛兰 熊玉江 《节水灌溉》 北大核心 2020年第12期68-73,共6页
为探讨滇中受水区农业用水量变化的主要影响因素,加强区域粮食生产安全与水资源的可持续利用。基于kaya恒等式,采用对数平均迪氏指数法(LMDI)建立了农业用水恒等式,将农业用水量影响效应划分为粮食作物种植面积效应、高耗水作物种植比... 为探讨滇中受水区农业用水量变化的主要影响因素,加强区域粮食生产安全与水资源的可持续利用。基于kaya恒等式,采用对数平均迪氏指数法(LMDI)建立了农业用水恒等式,将农业用水量影响效应划分为粮食作物种植面积效应、高耗水作物种植比例效应、综合灌溉定额效应和农业人口效应,并将滇中受水区划分为6个受水片区,对其2008-2018年总体及逐年的农业用水量变化分别进行了因素分解与计算分析。滇中受水区及各受水片区农业用水量变化呈下降趋势,促进其变化趋势的正向效应即主要因素是高耗水作物种植比例与综合灌溉定额。可以通过合理规划种植结构来调整高耗水作物种植比例及综合灌溉定额,进而加强滇中受水区农业水资源的可持续利用。 展开更多
关键词 kaya恒等式 对数平均迪氏指数法(LMDI) 农业用水量 影响因素 滇中受水区
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丘陵灌区排水循环灌溉模式节水减排效果研究 被引量:4
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作者 邵培寅 李亚龙 +2 位作者 熊玉江 袁念念 苏沛兰 《灌溉排水学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期136-144,共9页
【目的】揭示丘陵灌区较为普遍的排水循环灌溉过程及其节水减排效果。【方法】针对灌区典型灌排单元,采用原位试验监测农沟和斗沟中水量和氮磷质量浓度变化,分析回归率(回归水量/抽灌水量)、负荷削减量、负荷削减率时空变化规律,并通过... 【目的】揭示丘陵灌区较为普遍的排水循环灌溉过程及其节水减排效果。【方法】针对灌区典型灌排单元,采用原位试验监测农沟和斗沟中水量和氮磷质量浓度变化,分析回归率(回归水量/抽灌水量)、负荷削减量、负荷削减率时空变化规律,并通过相关分析、逐步回归方法求解负荷削减率的影响因素。【结果】监测到抽灌-回归过程24次,总回归率为89.93%。生育期总磷、总氮、硝态氮和氨态氮负荷削减量分别为0.28、3.27、2.35、2.35 kg/hm^(2)。总磷、总氮、氨态氮负荷的削减发生在田间和农沟,硝态氮负荷的削减发生在斗沟。控排措施使得降水后排水负荷中的硝态氮和氨态氮达到了稳定。4种负荷削减率都与其质量浓度之比(回归质量浓度/抽灌质量浓度)显著相关,总磷、氨态氮削减率与回归率显著相关,总氮、硝态氮削减率与抽灌当天及第2天降水量显著相关,硝态氮削减率还与温度显著相关。【结论】抽灌-回归-控排灌溉模式在节水、方便农户灌溉的同时,提高了水肥利用率,降低了排水给下游水体带来的风险,在灌排单元尺度上节水和控污减排效果良好。 展开更多
关键词 丘陵灌区 循环灌溉 氮磷负荷 水稻 控污减排
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基于EMD及BPNN的云南省昭通市径流量预测 被引量:7
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作者 范琳琳 李亚龙 +2 位作者 乔伟 熊玉江 马莉莉 《人民长江》 北大核心 2020年第9期79-83,211,共6页
为提高BP神经网络对径流量的预测精度,将经验模态分解(EMD)方法与BP神经网络相结合,采用云南省昭通市豆沙关水文站1959年1月至2015年12月的逐月径流量,共设置4种方案构建了径流量预测模型。其中,方案一采用前1个月的径流量预测下一个月... 为提高BP神经网络对径流量的预测精度,将经验模态分解(EMD)方法与BP神经网络相结合,采用云南省昭通市豆沙关水文站1959年1月至2015年12月的逐月径流量,共设置4种方案构建了径流量预测模型。其中,方案一采用前1个月的径流量预测下一个月的径流量;方案二采用前2个月的径流量预测下一个月的径流量;方案三采用前3个月的径流量预测下1个月的径流量;方案四首先利用EMD将原始径流序列分解为高频项、低频项、趋势项,然后采用前1个月的分解数据对这3类项下1个月的分解数据进行预测,最后叠加为预测的下1个月径流量。结果表明:方案四的R 2为0.86,高于其他3个方案,说明将数据先通过EMD分解再分别预测径流量能够提高预测精度。研究成果可为未来构建径流量的预测模型和提高预测精度提供技术支撑。 展开更多
关键词 径流量预测 EMD BP神经网络 昭通地区 云南省
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南方平原灌区稻田涝水过程模拟 被引量:6
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作者 熊玉江 徐俊增 +2 位作者 李亚龙 李江安 孙勇 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期725-731,共7页
基于高邮灌区典型区域降雨涝水过程监测,根据灌区特点对水箱模型进行改进,构建了适合于平原稻区稻田涝水过程模拟模型,采用自适应遗传算法对模型参数进行了率定,并对模型在水稻灌区的适应性进行评价.结果表明:稻田水箱模型对稻田涝水过... 基于高邮灌区典型区域降雨涝水过程监测,根据灌区特点对水箱模型进行改进,构建了适合于平原稻区稻田涝水过程模拟模型,采用自适应遗传算法对模型参数进行了率定,并对模型在水稻灌区的适应性进行评价.结果表明:稻田水箱模型对稻田涝水过程模拟具有较高精度.率定期,降雨径流模拟值与实测值均方根误差RMSE为0.17~0.28 mm/h,相关系数r大于0.95,模型纳什系数NSE为0.79~0.96.验证期,降雨径流模拟值与实测值之间均方根误差RMSE为0.06~0.29 mm/h,相关系数r超过0.88,模型模拟纳什系数NSE为0.73~0.93;对稻田蓄水深的模拟,均方根误差RMSE为15~20 mm,相关系数均大于0.95,纳什系数NSE为0.84~0.90.因此,改进的稻田水箱模型能够反映稻田的水循环过程,可为南方平原水稻灌区防洪除涝减灾对策的制定提供决策支持. 展开更多
关键词 平原灌区 稻田 涝灾 水箱模型 降雨径流
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南方丘陵灌区水田-塘堰-沟道系统水循环特征及回归水重复利用规律分析 被引量:1
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作者 邵培寅 熊玉江 +6 位作者 袁念念 彭正艺 李亚龙 苏沛兰 魏广飞 叶磊 林晓炜 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期106-117,共12页
南方丘陵灌区因其地势起伏、塘堰众多,为农田灌溉储水、用水提供了便利,导致灌区水循环路径复杂、不同系统水量交换不清晰、回归水重复利用无法定量计算。为了探明灌区水循环规律,通过2 a(2021—2022年)现场观测试验,对水田、塘堰和沟... 南方丘陵灌区因其地势起伏、塘堰众多,为农田灌溉储水、用水提供了便利,导致灌区水循环路径复杂、不同系统水量交换不清晰、回归水重复利用无法定量计算。为了探明灌区水循环规律,通过2 a(2021—2022年)现场观测试验,对水田、塘堰和沟道分别构建水量平衡模型,提出“首尾比较法”来复核田间灌溉水量,区分了回归水重复利用的发生场所,分生育期评价水循环规律和回归水重复利用程度。结果表明,通过水田水量平衡公式并结合DRAINMOD模型计算的田间灌水量,2 a的结果与塘堰、沟道和渠道灌溉实测值之和的相对误差分别4.65%和-2.74%,表明“首尾比较法”复核灌溉水量较为可靠。在田间灌溉水不同来源中,渠道直灌、沟道、塘堰分别占9.77%、71.81%和18.42%。由于灌溉需求,整个生育期塘堰消耗了82.73%的初始蓄水量,渠道补给、降雨、沟道来水分别补充了38.15%、29.98%和14.60%。塘堰回归水重复利用率全生育期呈逐渐减小的趋势,沟道是回归水重复利用的主要场所,且回归水重复利用率是塘堰的2倍(80.86%)。渠道灌溉水初次分配仅有29.44%进入田间,但是塘堰和沟道二次分配使得至少72.10%的渠道水进入田间。南方丘陵灌区塘堰和沟道水循环受人类活动影响严重。灌区管理者“补给塘堰为主、直灌田间为辅”的灌溉策略符合农民需求、实际灌溉效率较高。 展开更多
关键词 排水 灌溉 水循环 水量平衡 南方丘陵灌区 回归水重复利用
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南方灌区沟渠塘库系统水平衡模拟模型研究
7
作者 赵学银 罗玉峰 +4 位作者 崔远来 周斯航 汤驰 杨洋 李亚龙 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第7期218-228,共11页
定量描述南方多水源灌区灌溉水转化机制是实现灌区水资源高效利用的基础。本文以湖北省漳河灌区内部的杨树垱流域为例,考虑其内部的空间异质性,对流域划分灌溉子区并对灌排系统进行水平和垂向概化,根据水量平衡原理研发多个水平衡子模块... 定量描述南方多水源灌区灌溉水转化机制是实现灌区水资源高效利用的基础。本文以湖北省漳河灌区内部的杨树垱流域为例,考虑其内部的空间异质性,对流域划分灌溉子区并对灌排系统进行水平和垂向概化,根据水量平衡原理研发多个水平衡子模块,构建沟渠塘库系统水平衡模拟模型。根据2021-2022年典型塘堰和内部水库的实测逐日水位资料,利用拉丁超立方抽样法和偏相关分析法对模型参数进行敏感性分析,并在不同流域尺度上对模型进行率定和验证。模拟结果的Nash-Sutcliffe系数(0.72~0.99)、均方根误差(0.09~0.20 m)和平均绝对误差(0.08~0.14 m)表明模型模拟效果较好,与传统灌区分布式水平衡模拟模型相比,该模型可以在满足较高精度的同时,更为全面地描述灌区水转化过程,为定量描述流域内灌溉系统的水转化过程提供新途径。 展开更多
关键词 沟渠塘库系统 水平衡模拟 灌溉水源结构 参数敏感性分析
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环境变化对农田涝渍灾害的影响——以赣抚平原灌区三江联圩为例
8
作者 靳伟荣 艾赣雄 熊玉江 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第9期94-101,108,共9页
为探究环境变化对农田涝渍灾害的影响,构建多层联合水箱模型探究降雨量、塘堰面积占比和稻田初始水层对灌区涝水峰值的影响。研究结果表明:多层联合水箱模型能够准确模拟灌区的径流变化过程,模型率定期和验证期的模拟精度均达到乙等;灌... 为探究环境变化对农田涝渍灾害的影响,构建多层联合水箱模型探究降雨量、塘堰面积占比和稻田初始水层对灌区涝水峰值的影响。研究结果表明:多层联合水箱模型能够准确模拟灌区的径流变化过程,模型率定期和验证期的模拟精度均达到乙等;灌区涝水峰值随着降雨量的增大而增大,重现期为100年的降雨量产生的涝水峰值为18.91m,较重现期50年与20年的降雨量分别增加了0.35 m、0.87 m;闸泵的工程调度可以有效控制由塘堰面积变化带来的涝水峰值变化;稻田对降雨排水具有明显的调控作用,通过预降稻田初始水层,可以有效防止区域洪涝灾害。 展开更多
关键词 环境变化 涝渍灾害 塘堰面积 水箱模型 影响机制
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姜佩华,池泽涌,熊玉江,等.芳溪湖流域稻田排水氮磷浓度时空变化特征研究[J].节水灌溉,2023(5):39-45.DOI:10.12396/jsgg.2022298. 被引量:1
9
作者 姜佩华 池泽涌 +2 位作者 熊玉江 徐保坤 袁念念 《节水灌溉》 北大核心 2023年第5期39-45,共7页
为了探究平原圩区稻田氮磷流失机制,以江西省芳溪湖流域作为典型研究区,开展不同尺度稻田排水氮磷浓度时空变化特征研究。结果表明:在时间尺度上,排水总氮、氨氮平均浓度最高值出现在5月和7月;硝氮变化趋势为先降低后升高,最低浓度出现... 为了探究平原圩区稻田氮磷流失机制,以江西省芳溪湖流域作为典型研究区,开展不同尺度稻田排水氮磷浓度时空变化特征研究。结果表明:在时间尺度上,排水总氮、氨氮平均浓度最高值出现在5月和7月;硝氮变化趋势为先降低后升高,最低浓度出现在8月份;总磷浓度变化趋势为先上升后下降,最高值出现于8月;排水中氨氮/硝氮比例随时间总体表现出先升高后降低的特征,最大比例出现在8月份。在空间尺度上,排水总氮、氨氮和总磷浓度的中位值表现为干沟尺度>田间尺度>流域尺度>斗沟尺度。农田排水氮磷浓度的时空变化过程复杂,在水稻不同生育阶段和不同空间尺度上存在较大差异,施肥和降雨过程对流域氮磷浓度有较大影响,因此需要在种植过程中加强田间养分和水分管理,合理控制排水时间,建议在施肥16 d后排水;降雨过程整体呈现“降-升-降”的变化趋势,建议稻田涝水在2~4 d内排出。 展开更多
关键词 平原圩区 芳溪湖流域 不同尺度 变化特征 氮磷浓度
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不同精度土地利用数据对丘陵灌区HRU划分阈值及产流的影响 被引量:3
10
作者 王文娟 邹志科 +4 位作者 罗文兵 李超超 李亚龙 余蕾 黄绍哲 《东北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期8-16,共9页
为合理确定不同精度土地利用数据下SWAT模型水文响应单元(Hydrologic research unit, HRU)划分阈值,提高模型模拟精度和效率,以漳河灌区杨树垱流域为研究区,设置土地利用、梯度和土壤类型的组合方案,探究5和10 m两种不同土地利用精度对... 为合理确定不同精度土地利用数据下SWAT模型水文响应单元(Hydrologic research unit, HRU)划分阈值,提高模型模拟精度和效率,以漳河灌区杨树垱流域为研究区,设置土地利用、梯度和土壤类型的组合方案,探究5和10 m两种不同土地利用精度对HRU阈值划分和径流模拟效果的影响。结果表明,不同方案下R2和NSE>0.6,RSR<0.7,模型可较好模拟杨树垱流域径流变化过程。在HRU划分过程中,土地利用类型被合并比例随阈值增加而增加,阈值达30%时,农田和水面变化率均超过30%,在低精度土地利用数据下更明显。不同精度土地利用数据在同一阈值下模拟结果相差较小,3种评价指标相对误差均小于15%;在5 m精度土地利用数据下,HRU阈值设定为10%时模拟精度和运行效率最佳。 展开更多
关键词 SWAT模型 土地利用数据精度 水文响应单元 阈值 径流模拟
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水稻灌区降雨径流特征及其影响因素研究 被引量:3
11
作者 刘凤丽 熊玉江 +1 位作者 范乐 邵培寅 《中国农村水利水电》 北大核心 2022年第5期95-100,共6页
为了研究水稻灌区降雨径流特征及其影响因素,以高邮灌区典型圩区为试验区开展不同尺度排水监测,利用农田涝水模型模拟不同降雨、稻田初始蓄水深度对农田降雨径流的影响机制。结果表明:降雨量是影响稻田排水量的主要原因,稻田排水总量随... 为了研究水稻灌区降雨径流特征及其影响因素,以高邮灌区典型圩区为试验区开展不同尺度排水监测,利用农田涝水模型模拟不同降雨、稻田初始蓄水深度对农田降雨径流的影响机制。结果表明:降雨量是影响稻田排水量的主要原因,稻田排水总量随着降雨量的增加而增加,降雨雨型对稻田排水总量影响较小,而对稻田排水过程分布影响较为显著;稻田初始蓄水深度每增加1 cm,稻田排水量增加量约为10 mm,合理调控稻田水分能够减少稻田排水量,增加灌区防洪排涝能力;平原水稻灌区排水存在明显尺度效应,2013年和2014年排水支沟尺度排水量分别较稻田尺度减少35.8%和38.9%。 展开更多
关键词 水稻灌区 降雨 地表径流 影响因素
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基于涝水过程的水稻灌区受涝损失评估方法 被引量:1
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作者 柳真扬 熊玉江 +1 位作者 范乐 徐俊增 《节水灌溉》 北大核心 2021年第11期20-24,共5页
提供了一种基于涝水过程的水稻受涝损失估算方法,将受涝淹水数据中第1天淹水深度和淹水历时数据代入水稻受涝减产率函数,得到第1天的水稻受涝减产率;根据受涝淹水过程数据,代入水稻受涝减产率增量函数,计算得到水稻逐日受涝减产率增量;... 提供了一种基于涝水过程的水稻受涝损失估算方法,将受涝淹水数据中第1天淹水深度和淹水历时数据代入水稻受涝减产率函数,得到第1天的水稻受涝减产率;根据受涝淹水过程数据,代入水稻受涝减产率增量函数,计算得到水稻逐日受涝减产率增量;将计算结果代入水稻受涝减产率累积叠加公式,计算水稻逐日受涝累积减产率。该方法基于淹水深度、淹水历时与水稻受涝减产率之间的函数关系,通过插值、增量叠加的一套计算流程,能够计算逐日水深变化条件下逐日水稻受涝累积减产率,进而得到一次变淹水深度过程下稻田受涝减产率的累积过程。减产率函数计算的产量损失与试验观测值的均方根误差均小于15%,其相关系数大于0.84,模型模拟效率超过0.71,模型模拟精度已达到乙等精度以上。该方法可应用于水稻种植区涝灾损失计算和评估,为水稻种植区灾后补救以及灾前预测提供了科学的计算方法。 展开更多
关键词 水稻 淹水损失 涝灾损失 涝水过程 耐淹 淹水深度 淹水敏感期 减产率函数 损失评估
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