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第1章 绪论1

1.1 问题的提出1

1.2 国内外研究动态及实践状况2

1.2.1 研究动态3

1.2.2 我国目前理论研究和实践中尚需解决的问题8

1.3 本书的主要内容、研究方法和技术路线9

1.3.1 本书的主要内容9

1.3.2 研究方法和技术路线11

1.4 研究区的基本情况11

1.4.1 自然气象11

1.4.2 河流水系11

1.4.3 水资源条件13

1.4.4 社会经济和农业生产状况14

1.4.5 水资源开发利用现状14

第2章 灌区水资源可持续利用规划理论基本内涵15

2.1 水资源及水资源规划概念的界定15

2.2 灌区水资源可持续利用规划的理论基础16

2.2.1 可持续发展理论概述16

2.2.2 国内外可持续发展指标体系构成19

2.3 灌区水资源可持续利用规划的内容和原则21

2.3.1 灌区及其水资源规划的主要内容21

2.3.2 基于可持续发展的灌区水资源规划原则21

2.4 灌区水资源可持续利用规划评价指标体系22

2.4.1 建立评价指标体系的原则22

2.4.2 水资源可持续利用规划的评价对象及指标23

2.4.3 评价指标体系的构建24

2.4.4 指标体系构成24

2.5 本章小结26

第3章 灌区水资源评价及预测27

3.1 灌区水资源评价27

3.1.1 评价指标27

3.1.2 降水资源28

3.1.3 地表水资源量29

3.1.4 地下水资源量30

3.1.5 灌区水资源可利用量评价31

3.2 基于小波消噪时序模型的地下水位动态预测32

3.2.1 水文序列的小波消噪32

3.2.2 建立时序模型32

3.2.3 实例应用34

3.2.4 结果分析37

3.3 基于季节性时序模型的生育期降雨动态预测37

3.3.1 季节性时序模型的建立37

3.3.2 实例应用38

3.4 基于小波神经网络模型的河川径流量动态预测43

3.4.1 快速小波变换算法43

3.4.2 小波神经网络模型（WNN）43

3.4.3 实例应用44

3.5 本章小结47

第4章 灌区水稻需水规律及水分生产函数48

4.1 作物需水量与水分胁迫48

4.1.1 作物需水量及耗水量48

4.1.2 水分胁迫对作物的影响51

4.1.3 调亏灌溉的理论基础52

4.2 水稻灌溉试验设计54

4.2.1 试验区概况54

4.2.2 试验设计54

4.2.3 试验观测内容及方法57

4.2.4 农艺配套措施58

4.3 水稻需水规律与需水量58

4.3.1 充分灌溉条件下的需水规律58

4.3.2 不同水分处理条件下的蒸发蒸腾规律59

4.3.3 测筒水稻棵间蒸发强度及变化规律60

4.3.4 小区水稻耗水强度及变化规律61

4.4 试验区水稻光合速率变化规律61

4.4.1 水稻各生育期净光合速率变化分析61

4.4.2 水稻全生育期光合速率规律分析64

4.5 水稻不同生育期水分胁迫对其生长特性及产量的影响65

4.5.1 水稻各受旱处理生育指标实测值65

4.5.2 不同程度的水分胁迫对水稻分蘖特性与分蘖成穗的影响66

4.5.3 不同生育期不同程度水分胁迫对水稻株高的影响66

4.5.4 不同生育期不同程度水分胁迫对千粒重的影响66

4.5.5 不同生育期不同程度水分胁迫对水稻产量的影响66

4.5.6 用RAGA的PPC模型评价水分胁迫对水稻生育及产量的综合影响67

4.6 灌区水稻水分生产函数70

4.6.1 作物水分生产函数概念70

4.6.2 静态作物水分生产函数的数学模型简介71

4.6.3 基于最小二乘法的静态模型求解74

4.7 本章小结78

第5章 灌区农作物灌溉制度80

5.1 旱作物充分灌溉条件下需水量和灌溉制度80

5.1.1 灌区主要旱作物需水规律80

5.1.2 喷灌条件下旱作物充分灌溉制度81

5.2 水稻充分灌溉条件下的耗水量和灌溉制度82

5.2.1 灌区水稻逐日耗水量82

5.2.2 水稻充分灌溉制度85

5.3 基于加速遗传算法推求水稻非充分灌溉制度85

5.3.1 基于产量最大的非线性规划模型85

5.3.2 基于单位面积经济效益最大的动态规划模型86

5.3.3 模型求解方法88

5.3.4 求解结果及分析88

5.4 水稻调亏灌溉的控制指标体系92

5.4.1 叶龄模式与调亏灌溉组合92

5.4.2 调亏阶段和调亏程度94

5.5 本章小结94

第6章 灌区用水现状及需水预测95

6.1 灌区用水现状95

6.1.1 旱田用水量调查分析95

6.1.2 水田用水量调查分析98

6.1.3 其他各行业用水量调查分析99

6.1.4 总用水量分析100

6.2 灌区生态环境需水预测100

6.2.1 生态环境需水的内涵100

6.2.2 生态环境需水的特性101

6.2.3 灌区生态环境需水计算102

6.3 农业需水预测106

6.3.1 灌溉定额预测106

6.3.2 农业需水总量107

6.4 其他各业需水预测108

6.4.1 工业需水预测108

6.4.2 城乡居民生活需水预测108

6.4.3 牲畜需水预测108

6.4.4 总需水量109

6.5 本章小结109

第7章 灌区输配水技术方案研究111

7.1 寒区渠道防渗方案的优化模式111

7.1.1 渠道衬砌冻胀破坏的机理和防治措施111

7.1.2 渠道防渗材料的选择113

7.1.3 寒区渠道防渗工程结构形式115

7.1.4 防渗模式的效果117

7.1.5 基于模糊综合评判法的寒区渠道防渗工程优化组合模式118

7.1.6 渠道防渗方案优选结果122

7.2 旱田喷灌机选型123

7.2.1 灌区常用喷灌机的类型与配套动力123

7.2.2 基于投影寻踪主成分分析模型的旱田喷灌机选型125

7.2.3 旱田喷灌机选型结果128

7.3 本章小结128

第8章 灌区水资源优化配置研究129

8.1 水资源优化配置理论129

8.1.1 基本概念129

8.1.2 配置原则130

8.1.3 配置方式130

8.1.4 配置形式131

8.1.5 水资源优化配置机理131

8.2 基于灌区水资源承载能力的多目标优化配置模型133

8.2.1 多目标决策模型的基本概念133

8.2.2 多目标决策模型的优化技术134

8.2.3 模型的建立135

8.2.4 模型求解136

8.2.5 实例分析137

8.3 基于遗传算法的灌区水资源大系统分解——协调模型142

8.3.1 大系统分解——协调理论概述142

8.3.2 灌区水资源优化配置模型的建立143

8.3.3 实例分析146

8.4 本章小结151

第9章 灌区水资源承载能力与可持续性评价152

9.1 灌区水资源承载能力的多级模糊综合评判152

9.1.1 理论基础152

9.1.2 模型的建立153

9.1.3 评判因素的选取、分级和评分153

9.1.4 评判矩阵R的计算154

9.1.5 综合评价155

9.1.6 评价结果分析158

9.2 灌区水资源规划方案的可持续性评价158

9.2.1 基于层次分析法（AHP）的评价指标权重158

9.2.2 量化指标的选取161

9.2.3 判断矩阵的构造与计算161

9.2.4 评价指标的赋分标准164

9.2.5 评价结果排序166

9.3 本章小结167

第10章 结论168

10.1 研究结论168

10.2 研究的创新点169

10.3 今后工作设想170

主要参考文献171