為提升農業水土資源利用效率，促進灌區可持續發展，《農業水土資源協同調控與可持續性分析：以黑龍江省典型灌區為例》以黑龍江省典型灌區為研究區域，以農業水土資源的可持續利用為目標，以模擬和優化建模技術為主要手段，系統地研究了不確定條件下黑龍江省典型灌區農業水土資源協同調控方法。《農業水土資源協同調控與可持續性分析：以黑龍江省典型灌區為例》共10章，主要包括單一作物生育階段水資源動態配置，單一作物水-土-肥資源綜合管理，多作物多水源聯合配置，基于農業水-糧食-能源紐帶關系的灌區水、土、能協同調控及灌區可持續性分析等內容。
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究概述 1
1.2 國內外研究現狀及評述 3
1.2.1 農業水資源優化配置相關研究綜述 3
1.2.2 農業土地資源優化配置相關研究綜述 5
1.2.3 農業水土資源優化配置不確定性方法研究 6
1.2.4 農業可持續性分析 8
1.2.5 評述 9
1.3 主要研究內容 10
1.3.1 農業水土資源優化配置不確定性方法與模型 10
1.3.2 耦合水-糧食-能源紐帶關系的農業水土資源優化配置 11
1.3.3 農業水土資源配置可持續性分析 11
第2章 研究區域概況 12
2.1 黑龍江省灌區概況 12
2.1.1 水資源概況 12
2.1.2 農業概況 12
2.2 呼蘭河灌區概況 13
2.2.1 基本自然概況 13
2.2.2 行政轄區及土地開發概況 14
2.2.3 水源情況 15
2.2.4 和平灌區（分區）概況 16
2.3 錦西灌區概況 16
2.3.1 灌區總體概況 16
2.3.2 灌溉面積分布 17
2.3.3 水資源利用分析 18
2.3.4 錦西灌區面臨的主要問題 18
2.4 本章小結 19
第3章 作物生育期水資源優化配置 20
3.1 研究概述 20
3.2 主要參數及方法 22
3.2.1 直覺模糊數 22
3.2.2 農田水循環參數 22
3.3 IFMONLP模型構建 24
3.3.1 模型參數含義 24
3.3.2 模型目標函數構建 26
3.3.3 約束條件構建 27
3.4 模型求解 27
3.4.1 TIFN的測定和精度函數 28
3.4.2 水量平衡原理及系統動力學模型構建 28
3.4.3 Zimmerman法 30
3.4.4 IFMONLP模型求解替代模型 32
3.5 降水-徑流豐枯組合情景 32
3.6 模型輸入參數 35
3.7 結果分析與討論 37
3.7.1 系統動力學模型結果 37
3.7.2 豐枯組合條件的聯合概率 44
3.7.3 配水目標 46
3.7.4 灌溉用水分配量 47
3.7.5 IFMONLP模型優點 51
3.8 本章小結 52
第4章 作物水-土-肥耦合配置 53
4.1 研究概述 53
4.2 優化模型構建 54
4.2.1 目標函數構建 56
4.2.2 約束條件構建 57
4.2.3 模型解法 58
4.3 “足跡家族”主要指標評價方法 59
4.3.1 水足跡評價 59
4.3.2 農產品的碳足跡分析 60
4.3.3 生態足跡分析 61
4.3.4 能源足跡分析 61
4.4 數據分析 61
4.4.1 數據類別分析 61
4.4.2 數據處理及獲取說明 62
4.5 優化結果分析與討論 63
4.5.1 不確定條件下的模型優化結果分析 63
4.5.2 不同偏好情況下的目標函數值變化 64
4.5.3 敏感性分析 65
4.5.4 優化結果與實際現狀對比分析 67
4.6 “足跡家族”評價 68
4.6.1 黑龍江省水足跡時空分布分析 68
4.6.2 和平灌區“足跡家族”分析 73
4.7 本章小結 75
第5章 多作物多水源水資源優化配置 76
5.1 研究概述 76
5.2 模型框架構建 77
5.2.1 Bootstrap方法 77
5.2.2 區間線性多目標規劃 77
5.3 實例模型 81
5.3.1 建模要點 81
5.3.2 模型目標函數構建 82
5.3.3 模型約束條件構建 83
5.4 模型輸入參數 84
5.4.1 水文參數 84
5.4.2 社會經濟參數 86
5.4.3 其他參數 87
5.4.4 目標函數的權重 87
5.5 結果分析與討論 88
5.5.1 水文參數區間數的生成 88
5.5.2 灌溉水量分配結果 91
5.6 本章小結 95
第6章 灌區水土資源可持續配置 96
6.1 研究概述 96
6.2 基于可持續發展的灌區水土資源優化配置 97
6.2.1 模糊不確定性 97
6.2.2 優化模型構建 99
6.2.3 優化模型求解方法 105
6.2.4 模型性能評估 105
6.2.5 實證分析與討論 106
6.3 基于多重不確定的灌區水資源優化配置 110
6.3.1 CITSP-IPRBI模型的建立 111
6.3.2 CITSP-IPRBI模型的求解方法 113
6.3.3 CITSP-IPRBI模型的實際應用 115
6.3.4 實證分析與討論 116
6.4 本章小結 121
第7章 灌區水資源高效配置及效果評價 123
7.1 研究概述 123
7.2 灌區水資源高效配置優化模型構建 123
7.2.1 目標函數構建 123
7.2.2 約束條件構建 125
7.3 灌區水資源高效配置方案評價模型構建 126
7.3.1 農業經濟效益分析 126
7.3.2 社會效益分析 127
7.3.3 生態環境效益分析 127
7.3.4 可持續性評價方法 128
7.4 模型求解及數據來源 129
7.5 錦西灌區實證結果分析 132
7.5.1 灌區水資源優化結果分析 132
7.5.2 灌區水資源高效配置方案評價 133
7.6 灌區水資源高效配置與可持續性實證分析 139
7.6.1 灌區水資源優化結果分析 139
7.6.2 灌區缺水風險和可持續性分析 141
7.7 本章小結 142
第8章 田間-灌區雙層系統水土資源協同配置 144
8.1 研究概述 144
8.2 供需水聯合分布概率 146
8.2.1 水資源供需時序數據資料 146
8.2.2 徑流和ET0邊緣分布的確定 147
8.3 水土資源優化配置大系統優化模型 154
8.3.1 模型構建框架 154
8.3.2 模型求解步驟 158
8.4 灌區農業水資源承載力評價 160
8.4.1 評價指標體系的建立 161
8.4.2 基于熵權的TOPSIS法 161
8.5 模型參數 163
8.6 結果分析與討論 165
8.6.1 邊緣分布參數估計、線型選擇與豐枯組合概率 165
8.6.2 大系統優化模型水土資源配置結果 168
8.6.3 灌區農業水資源承載力 171
8.7 本章小結 172
第9章 灌溉農業耦合WFEN的水土資源協同調控 174
9.1 研究概述 174
9.2 基于RBI的模糊多目標規劃模型框架 175
9.3 WFEO-SIA模型 177
9.3.1 WFEO-SIA模型參數及變量解釋 178
9.3.2 WFEO-SIA模型目標函數 181
9.3.3 WFEO-SIA模型約束條件 182
9.4 WFEO-SIA模型輸入參數 183
9.5 結果分析與討論 186
9.5.1 經濟效益和環境影響的變化 186
9.5.2 資源分配結果 188
9.5.3 參量對目標的貢獻率 190
9.5.4 敏感性分析 193
9.5.5 與實際情況對比分析 194
9.6 本章小結 195
第10章 基于WFEN的農業系統水-土-能協同調控 196
10.1 研究概述 196
10.2 耦合WFEN的農業水-土-能協同調控—模型Ⅰ 197
10.2.1 模型目標函數 197
10.2.2 模型約束條件 201
10.2.3 模型求解方法 202
10.3 耦合WFEN的農業水-土-能協同調控—模型Ⅱ 205
10.3.1 模型參數與變量含義 207
10.3.2 模型目標函數 211
10.3.3 模型約束條件 213
10.3.4 模型求解方法 214
10.4 農業系統可持續性評價 215
10.5 基本參數 217
10.6 結果分析與討論 220
10.6.1 模型Ⅰ不同情景下資源分配與目標變化趨勢 220
10.6.2 模型Ⅱ不同情景下資源分配與目標變化趨勢 222
10.7 本章小結 228
參考文獻 230
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