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华北平原地下水节水压采条件下作物种植制度优化

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摘要

第一章绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.2.1地下水方面

1.2.2作物种植结构方面

1.2.3地下水影响因素方面

1.3.1研究内容

1.3.2技术路线图

1.3.3创新点

第二章地下水位的影响因素

2.1地理位置

2.2气候特征

2.3生态经济

2.4水资源总量变化

2.5地下水位变化趋势

2.5.2地下水埋深

2.5.3地下水位变幅

2.6灌溉水量变化

2.7.1降水

2.7.2气温

2.7.3蒸散

2.8粮食产量分析

2.9.1 SPSS分析

2.9.2 SAS拟合分析

2.9.3结论

第三章不同种植制度对地下水位的影响

3.1实验地区概况

3.2不同灌溉方式净耗地下水量和水分利用效率

3.3不同种植模式净耗水量、生物量和产量

3.4测定指标

3.4.1追肥量及灌水时间

3.4.2土壤水含量

3.5实验结果

3.5.1土壤水分析

3.5.2空间差值法分析

3.5.3作物生产结果

3.5.4生物量分析

第四章种植制度优化

4.1灌溉制度分析

4.2现有种植结构分析

4.3构建模型

4.3.1模型构建及遗传编码设计

4.3.2 NSGA-Ⅱ算法及其改进

4.3.3示例

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

附录

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摘要

受气温降雨变化以及人类灌溉活动的影响,华北平原地下水位的埋深常年处于不稳定状态。为解决地下水位超采严重问题,本文在河北省水文水资源勘测局提供的地下水埋深资料、《河北省水资源公报》查询灌溉水量数据,中国气象科学数据共享服务网站查找降雨资料的基础上,首先通过对最近15年间区域地下水位变幅、降水量及气温变化下地下水位的变化分析,得出结论:(1)2001-2015年间,年平均气温及年平均降水量均有所增加,分别为0.019℃/a和6.16mm/a;(2)随着降水量增加、粮食增产,地下水年平均开采量相应逐年减少,但地下水位整体仍然处于下降状态,浅层地下水位下降幅度为0.7m/a,深层地下水位下降幅度为4.25m/a;(3)地下水埋深值一直在不断增加,呈现一定的规律性,其中最大埋深值为42.46m;(4)深层地下水位更易受蒸散量与降水量的影响。 其次,利用SPSS、SAS等软件,通过资料分析以及大田实验数据分析处理,对衡水市作物种植制度进行分析:(1)减少灌溉水量,采用节水型灌溉方式:在滴灌方式灌水量只有漫灌方式灌水量40%的程度下,总产量几乎持平。在微喷灌方式灌水量只有漫灌方式灌水量60%的程度下,总产量较之提高了23%左右;(2)加强水资源管理,改变作物灌溉制度:冬小麦在底墒水充足的条件下,减少一次拔节水浇灌,夏玉米生长期不灌水,减少总灌溉水量的消耗,且保持总产量相对稳定;(3)改变轮作方式,增加土地利用率:采用传统的冬小麦—夏玉米轮作模式的基础上,增加对冬小麦—春玉米间作油葵及高丹草等油料牧草等作物种植;(4)优化种植结构,提高经济效益:在水价平均为0.60元/m3时,冬小麦的种植面积相对减少,所消耗的灌溉水量相应减少,棉花、油料作物及果蔬类作物的种植面积变化对灌溉水量的影响较小。适当减少冬小麦的种植面积,增加果蔬及棉花等经济作物的种植。

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