三江平原井灌區(qū)水資源系統(tǒng)分析與可持續(xù)利用

前言

黑龍江省三江平原是我國重要的商品糧基地，對(duì)于保障全國糧食安全發(fā)揮了重要作用。據(jù)有關(guān)資料預(yù)測，到2030年我國人口將達(dá)到16億，糧食缺口約4億t。目前，我國西北地區(qū)有地沒有水，西南地區(qū)有水沒有地，只有東北地區(qū)特別是三江平原地區(qū)水土資源基本平衡。因此，要解決4億t糧食缺口問題，三江平原具有義不容辭的責(zé)任。三江平原地勢(shì)低平，大部分地區(qū)土壤質(zhì)地黏重，排水能力差，再加上農(nóng)田基本建設(shè)薄弱，治理措施不得力，很容易形成澇災(zāi)而減產(chǎn)。因此，為了改良低濕地，從20世紀(jì)80年代開始，三江平原開始種植水稻，實(shí)行“以稻治澇”，并取得了顯著的效益。由于水田面積的迅速增加，地下水開采量也迅速增加，使得三江平原地下水位普遍下降，“吊泵”和局部超采現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，并引發(fā)了一系列水環(huán)境問題，三江平原地下水資源的動(dòng)態(tài)平衡受到了嚴(yán)重的破壞，引起了各界的高度關(guān)注。本書對(duì)三江平原水資源可持續(xù)利用進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究，希望能為保障我國的糧食安全以及水安全提供決策依據(jù)，并為國內(nèi)學(xué)者進(jìn)行相關(guān)研究提供一定參考。全書共分八章：第一章介紹了三江平原的氣象、水文、土壤、地形地貌、地下水資源開發(fā)利用等基本情況，由劉東、李偉業(yè)、馬永勝負(fù)責(zé)撰寫；第二章以三江平原別拉洪河水文站、853農(nóng)場為例，介紹了目前國內(nèi)較為先進(jìn)的降水預(yù)測模型以及降水序列多時(shí)間尺度分析方法，由劉東、付強(qiáng)、馮艷、李國良負(fù)責(zé)撰寫；第三章介紹了地下水脆弱性基本概念，構(gòu)建了地下水脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并采用改進(jìn)投影尋蹤等先進(jìn)方法對(duì)三江平原地下水脆弱性進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，由付強(qiáng)、劉仁濤、張少坤負(fù)責(zé)撰寫；第四章以三江平原創(chuàng)業(yè)農(nóng)場、853農(nóng)場為例，介紹了目前國內(nèi)較為先進(jìn)的地下水動(dòng)態(tài)預(yù)測模型，并以紅興隆分局為例，對(duì)三江平原地下水補(bǔ)給進(jìn)行了初步研究，由劉東、付強(qiáng)、李國良、馮艷、劉仁濤負(fù)責(zé)撰寫；第五章以三江平原富錦市為例，介紹了目前國內(nèi)較為先進(jìn)的井灌水稻需水量預(yù)測模型以及井灌水稻灌溉制度優(yōu)化方法，由付強(qiáng)負(fù)責(zé)撰寫；第六章總結(jié)了國內(nèi)水資源安全評(píng)價(jià)方法，并以三江平原為例，介紹了目前國內(nèi)較為先進(jìn)的井灌區(qū)水安全評(píng)價(jià)方法及水資源承載力評(píng)價(jià)模型，由劉東、付強(qiáng)、馮艷、張少坤負(fù)責(zé)撰寫；第七章以三江平原紅興隆分局為例，構(gòu)建了主要糧食作物種植結(jié)構(gòu)單目標(biāo)及多目標(biāo)優(yōu)化模型，由劉東、馬永勝負(fù)責(zé)撰寫。

內(nèi)容概要

本書以我國重要商品糧基地黑龍江省三江平原井灌區(qū)為例，以保障區(qū)域水安全及糧食安全為出發(fā)點(diǎn)，在分析三江平原基本情況的基礎(chǔ)上，針對(duì)該區(qū)域地下水資源開發(fā)利用中存在的問題，采用多種數(shù)據(jù)處理方法與優(yōu)化技術(shù)，對(duì)三江平原井灌區(qū)的水資源動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)進(jìn)行了耦合分析；對(duì)三江平原的地下水脆弱性、地下水補(bǔ)給及井灌區(qū)水安全狀況進(jìn)行了分析與評(píng)價(jià)；對(duì)井灌區(qū)的水稻灌溉制度及主要糧食作物種植結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化；進(jìn)而對(duì)該區(qū)域的糧食增產(chǎn)潛力進(jìn)行了分析預(yù)測，為三江平原井灌區(qū)的水資源可持續(xù)利用提供了科學(xué)依據(jù)。    本書結(jié)合大量的實(shí)證分析，對(duì)各種數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，對(duì)于解決三江平原井灌區(qū)的水資源問題具有較強(qiáng)的理論指導(dǎo)意義。    本書可供從事農(nóng)業(yè)水土工程、水文水資源、環(huán)境工程、系統(tǒng)工程、管理科學(xué)及其他相關(guān)專業(yè)的教學(xué)、科研及管理人員學(xué)習(xí)參考。

作者簡介

劉東男，1972年12月生，漢族，中共黨員，博士，副教授。1995年7月、2004年1月、2008年1月在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)分別獲得工學(xué)學(xué)士、碩士及博士學(xué)位。2008年4月起在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)林經(jīng)濟(jì)管理博士后流動(dòng)站從事博士后研究工作。這些年來主要從事農(nóng)業(yè)水土資源系統(tǒng)分析與優(yōu)化利用方面的研究。先后主持和參加了國家及省部級(jí)各類科研項(xiàng)目10余項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇，獲科研獎(jiǎng)勵(lì)2項(xiàng)。主編及參編各類教材4部。出版學(xué)術(shù)專著2部。付強(qiáng)男，1973年6月生，漢族，中共黨員，博士，教授，博士生導(dǎo)師。1995年7月、1997年7月、2000年7月在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)分別獲得工學(xué)學(xué)士、碩士及博士學(xué)位。2002年5月在四川大學(xué)水利工程博士后流動(dòng)站完成博士后研究工作，2007年3月在北大荒農(nóng)墾集團(tuán)公司博士后科研工作站完成二站博士后研究工作。這些年來主要從事節(jié)水灌溉理論與技術(shù)、農(nóng)業(yè)水土資源優(yōu)化利用與管理等方面的研究。主持國家及省部級(jí)科研項(xiàng)目10余項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文100余篇，其中被SCI、EI、ISTP收錄40余篇。出版學(xué)術(shù)專著5部。主編及副主編教材4部。獲科研獎(jiǎng)勵(lì)10余項(xiàng)。馬永勝男，1949年6月生，漢族，中共黨員，博士，教授，博士生導(dǎo)師。1975年8月、1986年8月、1994年6月分別在大連理工大學(xué)、意大利BARI地中海農(nóng)學(xué)院、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)獲得工學(xué)學(xué)士、碩士及博士學(xué)位。1999-2003年在美國密歇根州立大學(xué)水資源研究所作訪問學(xué)者。主要從事流域水環(huán)境保護(hù)與水資源管理方面的研究。先后主持和參加了國家及省部級(jí)各類科研項(xiàng)目10余項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇，獲科研獎(jiǎng)勵(lì)2項(xiàng)。主編及參編各類教材4部。出版學(xué)術(shù)專著2部。郎景波男，1964年2月生，滿族，中共黨員，學(xué)士，高級(jí)工程師。2004年7月在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)獲得工學(xué)學(xué)士學(xué)位。主要從事節(jié)水灌溉和農(nóng)村飲水安全技術(shù)、研究、規(guī)劃設(shè)計(jì)、項(xiàng)目管理及水資源水環(huán)境方面研究工作。先后主持與參加省部級(jí)科研項(xiàng)目7項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文10余篇，獲科研和工程咨詢成果獎(jiǎng)勵(lì)7項(xiàng)。主持完成規(guī)劃設(shè)計(jì)90余項(xiàng)、省部級(jí)調(diào)查評(píng)價(jià)及專題研究4項(xiàng)。

書籍目錄

前言第一章　三江平原基本情況　第一節(jié)　氣象　第二節(jié)　水文　第三節(jié)　土壤　第四節(jié)　地形地貌　第五節(jié)　地下水資源開發(fā)利用　第六節(jié)　三江平原農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來的環(huán)境問題　參考文獻(xiàn)第二章　井灌區(qū)降水動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)分析　第一節(jié)　基于小波消噪的三江平原降水時(shí)間序列預(yù)測模型　第二節(jié)　三江平原降水小波最近鄰抽樣回歸耦合預(yù)測模型　第三節(jié)　三江平原降水小波PcNN預(yù)測模型　第四節(jié)　基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的三江平原降水混沌預(yù)測模型　第五節(jié)　三江平原井灌區(qū)降水時(shí)間序列多時(shí)間尺度變化特征分析　參考文獻(xiàn)第三章　三江平原地下水脆弱性分析　第一節(jié)　地下水脆弱性基本概念　第二節(jié)　地下水脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系　第三節(jié)　三江平原地下水脆弱性評(píng)價(jià)　參考文獻(xiàn)第四章　井灌區(qū)地下水動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)分析　第一節(jié)　三江平原地下水埋深小波隨機(jī)耦合預(yù)測模型　第二節(jié)　基于關(guān)聯(lián)度的三江平原地下水埋深局域加權(quán)線性回歸預(yù)測模型　第三節(jié)　基于蟻群算法的三江平原地下水埋深小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型　第四節(jié)　基于RAGA的三江平原地下水埋深等維灰色遞補(bǔ)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型　第五節(jié)　三江平原井灌區(qū)地下水補(bǔ)給初步研究　參考文獻(xiàn)第五章　井灌水稻需水量預(yù)測與灌溉制度優(yōu)化　第一節(jié)　井灌水稻需水量多變量自回歸預(yù)測模型　第二節(jié)　井灌水稻需水量自激勵(lì)門限自回歸預(yù)測模型　第三節(jié)　基于RAGA的PPC模型在井灌水稻優(yōu)化灌溉中的應(yīng)用研究　第四節(jié)　非充分灌溉下三江平原井灌水稻灌溉制度優(yōu)化的遺傳動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型　參考文獻(xiàn)第六章　井灌區(qū)水安全評(píng)價(jià)　第一節(jié)　區(qū)域水資源安全評(píng)價(jià)方法探析　第二節(jié)　改進(jìn)PcNN模型在三江平原井灌區(qū)水安全評(píng)價(jià)中的應(yīng)用　第三節(jié)　水匱乏指數(shù)在三江平原井灌區(qū)水安全評(píng)價(jià)中的應(yīng)用　第四節(jié)　基于集對(duì)分析與GIS技術(shù)的三江平原水資源承載力評(píng)價(jià)　第五節(jié)　物元模型在三江平原井灌區(qū)地下水資源承載力綜合評(píng)價(jià)中的應(yīng)用　參考文獻(xiàn)第七章　井灌區(qū)主要糧食作物種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化　第一節(jié)　種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整模型相關(guān)因素分析預(yù)測　第二節(jié)　紅興隆分局主要糧食作物單目標(biāo)種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型　第三節(jié)　紅興隆分局主要糧食作物多目標(biāo)種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型　參考文獻(xiàn)第八章　基于可持續(xù)發(fā)展的井灌區(qū)糧食增產(chǎn)潛力分析　第一節(jié)　水稻優(yōu)化灌溉定額、耗水量與產(chǎn)量的關(guān)系　第二節(jié)　基于GIS與屬性識(shí)別模型的三江平原土壤肥力綜合評(píng)價(jià)　第三節(jié)　基于粒子群優(yōu)化屬性均值聚類的土壤養(yǎng)分管理分區(qū)研究　第四節(jié)　糧食主產(chǎn)區(qū)尺度下紅興隆分局糧食增產(chǎn)潛力分析與預(yù)測　參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

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《三江平原井灌區(qū):水資源系統(tǒng)分析與可持續(xù)利用》由中國水利水電出版社出版。

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