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灌溉用水需求分析与节水灌溉发展研究

黄修桥  
【摘要】:准确的分析预测灌溉用水需求及需水结构,提出不同地区、不同作物情况下的节水灌溉发展模式,客观科学地评价节水灌溉措施的投入产出,对合理选择区域经济发展模式与发展速度,促进节水灌溉沿着科学、健康的轨道发展,十分必要,对实现我国水资源可持续利用,保障经济、社会可持续发展,具有重大的意义。结合笔者主持或参加的《华北地区节水型农业分区和发展预测》、《中国灌溉农业节水规划》、《全国节水灌溉“十五”计划及2010 年发展规划》、《中国农业需水与节水高效农业建设》、《西北地区农牧业可持续发展与节水战略》、《全国300 个节水增产重点县建设技术推广》、《农业高效用水发展规模及相关产业发展前景预测》等科研课题,从人口与经济这两大驱动灌溉用水需求增长的内因入手,采用非线性自回归滑动平均的动态神经网络模型,对我国中长期灌溉用水需求进行了分析预测;根据自然、经济、社会条件及水土资源状况、农业种植结构,遵循因地制宜的原则,研究提出了节水灌溉技术体系、标准指标体系和效应评价体系;预测了2010 年、2030 年分区节水灌溉发展规模;分析总结出适合我国国情的节水灌溉发展模式。主要研究结果有:  1、灌溉用水量的影响因素,主要包括灌溉工程现状、灌溉方式和灌溉制度等内部因素,人口及农产品需求、自然地理条件、农业生产布局等外部因素。进行需求预测时,首先要考虑需水增长的有限性,随着科技进步和国家对水资源管理能力的增强、农业节水品种的培育和耕作措施的改进、农业用水效率的提高以及用水观念的更新,并非生产粮食越多需要的水量就越大;其次要考虑生态环境需要,必须考虑当地水资源的承载能力;还必须考虑农村城市化的影响,城镇人口的增加及生活方式的转变,使得人们对粮食的需求发生变化,最终体现在对水的需求上。  2、在剖析自回归滑动平均法、回归分析法、指标分析法、灰色预测方法、人工神经网络方法和系统动力学方法等主要灌溉用水需求预测方法优缺点的基础上,提出了将时间序列分析的滑动平均模型、回归分析模型和人工神经网络模型有机结合构建的非线性自回归滑动平均的动态神经网络模型。从人口与经济这两大驱动需水增长的内因入手,充分考虑影响灌溉用水的主要因素,依据农业、水利部门发布的统计资料,结合笔者承担的相关课题研究成果,以在国家范围内基本保障粮食安全为前提,进行了全国中长期灌溉用水需求预测。 3、节水灌溉具有丰富内涵和外延,可概括为工程技术体系、标准指标体系和效应评价体系。节水灌溉技术体系又包含水源开发与优化利用技术、节水灌溉工程技术、农


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