大中型灌区量测控设施整体规划与总体布局探讨

大中型灌区供水服务应全面考虑水资源的流动性、循环性、系统性等自然属性,从系统治理的视角,统筹考虑灌区上下游、左右岸、地表地下等水流全过程的配置效率。针对目前大中型灌区量测水设施在建设布局中的常见问题,提出了灌区量测控设施整体规划要点,研究了灌区量测控设施总体布局考量因素,提炼了渠道量测控设施现场布置模式,以期实现灌区灌溉用水的高效配置和节约集约利用,可为大中型灌区量测控设施建设整体规划和总体布局提供参考。

平原河网地区大型灌区规范化监管体系研究

为进一步提高灌区管理水平和服务质量,研究基于平原河网地区大型灌区实际,提出了以灌区规范化管理为基础、监管考核打分为方法、灌区补助资金为奖惩手段的一套规范化监管体系,主要从组织制度、安全监管、供用水监管和经济监管四个方面开展考核,采用“自下而上汇报+自上而下抽检”与“综合考核+技术考核”的监管运行方式,配合补助资金奖惩措施,达到监管目的。

江苏省大中型灌区与高标准农田协同建设研究

将大中型灌区有效灌溉面积优先打造成高标准农田是保障粮食安全、促进乡村振兴、推动水利高质量发展的重要抓手,在对江苏省大中型灌区现状调查评估基础上,剖析了协同推进过程中出现的矛盾问题,提出了对策建议。

供需双侧调控下水稻灌区水-能源-粮食系统耦合协调评价与优化研究

对于水资源主要消耗用户和粮食重要生产基地的大型灌区,进行供需双侧调控是缓解灌区水资源供需矛盾、提高区域高质量可持续发展的重要途径之一。为了揭示灌区水-能源-粮食复杂的协调关系,针对性地开展系统优化调控。首先基于系统评价理论构建大型灌区水-能源-粮食系统耦合协调度评价模型,再基于灌区水资源系统模拟模型,以灌区水-能源-粮食耦合协调度最大为目标,以灌区主要作物水稻种植比例、水库分级分期旱限水位、水稻需水关键期限制供水比例作为优化调控变量,结合加速遗传算法,开展基于水资源供需双侧优化调控的灌区水-能源-粮食系统耦合协调评价与优化调控研究。杭埠河灌区应用结果显示:优化调控确定的灌区水稻种植比例、水库分级分期旱限水位、水稻需水关键期限供比例,相较于灌区运行现状能提高水-能源-粮食系统耦合协调水平,双季稻种植面积一定程度恢复使粮食产量明显提高,优化的水库旱限水位及水稻需水关键期水库限供比例,可在提升灌区干旱年份水资源利用效率的同时,较好地降低粮食作物因旱减产损失。可见,开展灌区供需双侧优化调控能显著提高灌区水-能源-粮食系统耦合协调性和适配性,可为提高水资源利用效率、布局主要粮食作物生产以及落实灌区水利高质量发展实施途径提供参考。

江苏省大型灌区现代化改造的思考

根据水利部“十四五”大型灌区续建配套与现代化改造的要求,结合江苏省大型灌区现代化建设需要与存在的问题,明晰了“节水高效、设施完善、管理科学、生态友好、保障有力”的现代化灌区发展总体要求与建设指标,从水源工程、骨干灌排工程、田间工程、信息化建设、管理体系建设、生态文明体系建设6个方面介绍了江苏省大型灌区现代化改造的总体思路,提出了加强灌区水网建设、注重灌区生态化改造、完善灌区管理机制、构建灌区数字平台的具体建议。该成果可为当前和今后一段时期江苏省大型灌区续建配套和现代化改造提供参考。

基于云计算平台的大面积精准灌溉系统布局

针对传统的灌溉方式存在水资源浪费和人力成本较高的问题,基于云计算平台对大面积精准灌溉系统进行了设计。该精准灌溉系统的体系架构主要包括基础设施层、数据层、平台服务层、软件服务层和服务群体层。为了提升该精准灌溉系统的精度,采用三级数据融合算法进行数据传输的处理,保证数据采集的精度;采用DV-Hop算法进行节点定位,提升定位精度。为了验证该精准灌溉系统的有效性,对其进行数据传输试验和精准灌溉试验,结果表明:系统可有效提升数据精度,并进行农田的精准灌溉。

大型灌区节水改造项目实施效果综合评价

为了客观准确评价大型灌区节水改造项目的实施效果,将大型灌区节水改造实施效果分为优秀(Ⅰ)、良好(Ⅱ)、中等(Ⅲ)和较差(Ⅳ)4级,选取建设过程规范程度、建设任务及投资完成程度、实现效益、管理与改革和灌区可持续发展5个一级指标、12个二级指标和35个三级指标,构建了大型灌区节水改造实施效果的综合评价指标体系.采用博弈论综合赋权法计算评价指标的组合权重,建立了大型灌区节水改造项目实施效果综合评价云模型.以湖北省某大型灌区节水改造项目为例进行实例验证,得到了该灌区综合评价结果对于优秀的隶属度为0.5316,表明该灌区节水改造实施效果综合评价为优秀,评价结果与灌区实际情况基本一致,且该模型的评价结果更加科学准确,可为大型灌区节水改造项目建设和管理提供依据.

大中型灌区高质量发展现状评价指标体系构建与实证

为构建满足简捷性与完备性的反映灌区高质量发展现状的评价指标体系,以甘肃省某大型灌区和某中型灌区为例,从用水水平、管理水平、工程状况、种植结构及灌区生态5个方面建立了大中型灌区高质量发展现状评价指标体系,包含23个指标。采用层次分析法和熵权法分别确定各指标权重,利用线性加权法确定综合权重。开展灌区高质量发展现状评价指标体系的实例应用,结果表明:1)该评价指标体系能够较好地反映大中型灌区高质量发展现状,评价指标体系科学合理;2)国家在持续推进大中型灌区续建配套改造项目建设的同时要及时对灌区发展现状进行合理评价,确保灌区高质量发展。

大型水库灌区的建设管理与可持续发展——漳河工程及灌区变迁案例研究

本文通过收集、整理和解剖湖北省漳河工程建设管理及漳河灌区百年变迁的典型案例,讨论水资源、治水方式和能力与区域农业生产方式和水平之间的互动关系,研究集体化、市场化、生态化条件下大型水库灌区工程建设管理与可持续发展的经验和问题。研究发现:水资源、土地耕作方式、村社组织和社会结构、治水方式及配置能力相互影响和依存;治水方式和能力是国家实力、乡村组织和农民响应力的综合反映,集体化更利于水利化;大型水库灌区工程有效管理及可持续对集体行动有强依赖性,中国集体化早于水利化,“两化”价值取向都是农业现代化;维持良好的治水方式和能力,关系灌区人民群众生产生活水平和生命财产安全,以及国家农业现代化和粮食安全战略,须臾不能放松;大型灌区工程可持续效益的追求,急需创新专管与群管相结合的体制机制,建立健全抢修、大修和岁修制度,探索市场与计划配置相结合、水资源环境和生产生活生态用水动态平衡的用水制度。

基于逻辑斯谛分布的大型灌区节水改造项目实施效果模糊综合评价

大型灌区节水改造项目投资大,影响因素多,为了客观评价大型灌区节水改造项目实施效果,评判是否达到改造目标,从工程建设情况、节水增收效益、灌区管理改革与灌区可持续发展4个方面,筛选出25个评价指标,提出4级分级标准和方法,建立了大型灌区节水改造项目实施效果评价指标体系。采用逻辑斯谛分布确定隶属度函数,对最大隶属度法进行改进,提出了基于逻辑斯谛分布的大型灌区节水改造项目实施效果模糊综合评价方法。以河北省某大型灌区为例进行实例评价,得出该灌区节水改造项目实施效果的综合隶属度为0.5730,总体评价为良好(Ⅱ),评价结果与灌区节水改造项目实施的实际情况基本一致。

苏北规模化灌区退水中极性农药对地表水体的影响研究

为研究苏北规模化灌区退水中极性农药对地表水体的污染特征、时空分布及生态风险,分别在农作物灌期,于2022年4月(枯水期)和9月(丰水期)对选择22条主要河流,在具有大量农田流域的支流设置25个监测点;采用全自动固相萃取结合高效液相色谱-串联质谱法对50个地表水样监测分析,结果表明,12种极性农药的检出限均低于0.1 ng/L,检出率最高的是阿特拉津,检出率为100%,最大检出质量浓度为4402 ng/L;其他农药检出率由高到低的顺序分别为敌敌畏,克百威和乐果,检出质量浓度为ND~46 ng/L;S9是重污染区,采用风险熵指数对农药进行生态风险评估,丰水期地表水中的农药对水生生物的威胁大于枯水期,阿特拉津对水生生物的风险属于中风险,亟待关注。

基于主成分分析法的灌区工程施工风险研究

以河南省赵口引黄灌区二期工程为例,建立基于主成分分析法的灌区工程施工风险研究模型。运用矩阵线性变换原理构建主成分分析数学模型,通过矩阵运算提取部分可观测综合指标。构造函数计算风险类别及各施工工序的综合得分,得分越高风险越大。结果可知,得分最高的工序是水闸闸门施工,其次是倒虹吸混凝土浇筑;得分高的主要风险因素为设计方案合理性,其次是施工组织设计方案合理性。针对工序和施工风险的重要性,给出了风险防控对策。

中国大型灌区工程风险分析与安全评价研究

中国大型灌区输水线路长,建筑物数量庞大且种类繁多,部分骨干工程老化失修严重,一些灌区往往处于带病或超期服役状态,安全状况不容乐观。在介绍中国大型灌区安全现状的基础上,重点论述了大型灌区工程风险源识别、安全评价、加固改造等方面的研究现状,并对大型灌区工程安全管理模式的发展趋势和若干关键问题进行了归纳总结,认为今后应在灌区风险识别和控制技术、服役条件下建筑物混凝土损伤演化、风险管控机制及数字化和智慧化管理等方面进行深入研究,确保大型灌区工程安全长效运行。

大型灌区农作物灌溉水经济价值估算及影响因素分析

以云南省石屏大型灌区为例,通过效益分摊系数法和剩余价值法分析了灌区内农作物灌溉水经济价值和影响因素,发现经济作物和水果的灌溉水经济价值高于粮食作物,同时建议在灌区规划时推荐采用效益分摊系数法计算效益,结果可指导类似灌区规划,助力于高标准现代化灌区建设。

基于BIM+GIS技术的大型智慧灌区运维管理研究

随着智慧灌区的不断发展,针对大型灌区运维管理存在信息化程度低、信息无法互融互通、技术管理水平落后等问题,本文构建了基于BIM+GIS的大型智慧灌区运维管理总体框架,结合BIM、GIS、物联网、大数据等信息技术,从数据来源、数据储存、应用服务3个方面阐述了大型智慧灌区运维管理系统的建设要点,对灌区进行网络化建设并构建数据库,通过无线网络实现数据的共享,提高了灌区的信息化管理水平。以某灌区为例,通过不同阶段的应用建设构建了灌区内设备及建筑物的BIM模型,与GIS数据相融合,最终实现灌区“一张图”的可视化管理,以及灾害应急管理、设备系统运行状态评估、运维检修决策、安全运行管理等多方位服务,促进了大型灌区运维管理的信息化、智能化发展,对提高智慧灌区的运维管理能力有一定的参考价值。

大型灌区续建配套与现代化改造项目供需水量平衡分析研究

根据某大型灌区水资源利用现状,分析灌区范围内多个水源的可供水量,根据农业生产作物种植结构调整、人口和工业产业发展,结合续建配套与现代化改造项目的规划实施,对灌区范围内规划水平年的农业、生活、工业等需水量进行预测分析,灌区水资源达到供需平衡,总体上满足灌溉需求,促进水资源的高效合理利用。

广东省大中型灌区改造与高标准农田建设协同推进问题与对策研究

根据水利部及广东省水利厅的相关部署,针对广东省大中型灌区改造与高标准农田建设协同推进工作中存在的数据底数不清晰、协同机制不健全、信息共享不通畅等问题,提出协同推进大中型灌区改造与高标准农田建设的有效对策措施。通过对大中型灌区改造、高标准农田建设、乡村振兴、粮食安全等相关政策梳理分析,结合对广东省珠三角、粤东、粤西、粤北地区的典型灌区及高标准农田现场调查研究,找到制约协同推进在建设和管理方面的问题并发掘全省各地的协同经验,为两者协同推进提出在协同项目库建立、协同机制构建、统筹灌区改造需求等方面的建议。

基于粒子群的大系统优化模型在灌区水资源优化配置中的应用

针对灌区水资源优化配置模型存在等式约束的特点,在分析粒子群算法寻优策略的基础上,建立了基于粒子群的大系统优化模型。同时,提出有效的控制粒子速度大小的方法,克服了粒子因速度过大易逃出约束空间而造成程序中断的不足,成功地将粒子群优化算法应用于作物灌溉制度的寻优中。利用此模型将有限的水资源分配到灌区中的不同子区、子区中的不同作物以及作物的各生育阶段,取得了较好的效果。

基于层次分析-蚁群算法的内蒙古大型灌区节水改造综合评价

内蒙古大型灌区节水改造工程建设已开展15a,各灌区改造效果差异较大,全面系统的评价灌区节水改造效果可为灌区管理及进一步节水改造实施提供科学依据。该文针对内蒙古14个不同类型大型灌区(引黄、水库取水、河流取水、扬水灌区及井灌区)复杂条件,利用层次分析法的层次框架思维模式与蚁群算法的自适应性及人为干扰少等特点,在种植种类、灌溉方式、运行管理不同,经济效益迥异的环境中,构建了层次分析-蚁群算法。选择灌区的作物种植、节水效益、运行管理及经济效益等4个要素的14项评价指标,采用层次分析法获得权重值,再利用蚁群算法确定各灌区的优属度,对其中10个典型灌区的节水改造效益进行综合评价与分析,旨在研究各灌区节水改造效果。获得10个灌区优属度(值)的排名为:山湾子灌区(0.91)、镫口灌区(0.95)、河套灌区(0.97)、黄河南岸灌区(0.98)、甸子灌区(1.005)、察尔森灌区(1.01)、英金河灌区(1.115)、西辽河灌区(1.14)、麻地壕灌区(1.165)、莫力庙灌区(1.185)。结果表明山湾子灌区和镫口灌区的节水改造效果最好,莫立庙灌区节水改造效果最差。该评价结果符合灌区实际情况,表明该基于层次分析-蚁群算法的评价结果具有一定的可信度。因此,层次分析-蚁群算法可用于大型灌区节水改造工程综合评价。其评价结果可为管理机构进行灌区改造综合评价提供一条新的思路与方法,并为相近大型灌区节水改造综合效益评价提供参考。

大型灌区节水改造综合效益评价方法研究

灌区节水改造对节约水资源,提高粮食产量,保障国家粮食安全具有重要意义。通过对其科学评价,可以弄清楚改造效果及相关制约因素,为决策部门完善改造措施提供决策依据。根据可变模糊集理论,建立了基于对立统一定理和质量互变定理的灌区节水改造综合效益评价新方法。该方法能将研究问题的对立统一与辩证认识有机结合起来,满足唯物辩证法的对立统一规律和质量互变定理,理论严谨,概念清晰,计算简便。实例研究结果表明,该方法不但能准确给出灌区节水改造综合效益的等级趋向,而且能清楚表明与节水改造效益的最高水平相对差异程度,是一种有效和可靠的灌区节水改造综合效益评价新方法。