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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