水资源短缺地区节水型农业种植结构优化的研究及应用.pdf.pdf

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赋孤,枇艇
、水资源短缺地区节水型
农业种植结构优化的研究及应用
张宝仝
. 壹塑翌成汝震
河北师范大学数学系河北省水利厅
【摘要】本文解决两个问题:①水资源短缺地区农韭种植结构优化的目标规蛔数学模型
设计。其中独特的决策变量设置方法,取得了有限水资源和农作物播面同步优化的效果。
②
算的问题。.
我国北方,水资源短缺。随着工业和生活用水的不断增加,农业用水将日趋紧张。
水资源短缺地区以下称缺水医,不仅农作物的产量与灌水量有关,而且各需水作物的播
面也受水资源量的限制。因此,农业种植结构数学模型的设计,无疑应将水驹制约作用放在首
位。
一
、缺水区节水型农业种植结构优化的目标规划数学模型的设计
目标与要求
农业种植结构的优化是一个多目标综合管理问题对缺水医为了合理地使用和分配有限
水资源使农业净产值最大,其主要目标如下:
目标:全区和各类型医水资源量不能超过该区农业可利用水量。
目标:水量的空间分布是缺水区的特有目标。即为了保证水资源的合理分配及优势作物
的用水,对亩灌水量大的作物播面必须予以控制。例如从河北省黑龙港地区主要作物亏水量
表一和对该区多个典型户农作物产出调查表二分析:小麦亏水量是玉米和棉花的
.—倍,而小麦的亩灌水量是棉花的三倍,又棉花、谷子的单方水产出却远远超出小麦。可
见适当压缩小麦播面减少一亩小麦用水可发展三亩棉花是必要的。
表一
\ 亏毋查年亏水量
势\ \ 憬证率保证率
冬小麦——
棉花—
春玉米
夏玉米——一
目标Ⅱ:资源耕地、投资、肥料、劳力等的分配不能大干该区的承受能力
· ’
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目标Ⅳ:农业技术要根据当地生产的实践经验及科技开发要求制订出必要的措施。
目标:合理安排森林、牧草覆盖面,改变生态环境和局部小气候,促进农业生产的良性循
环。
目标Ⅵ:农业种植占地布局要满足本地区国民经济、农民生活、市场销售的需求。
目标Ⅶ:全区和各类型区农业净产值及各农作物的产量力争超过预测的期望值。
七个目标的等级优先因子的关系是:
、、、
其中、、、之间的关系可依当地经济、自然及生产实际的要求确定之。
衰二
灌溉情况
亩敷单产公斤/亩亩产出元单方水产出元
灌水次数亩灌水量
小麦. .
玉米. .
爸子.
棉花. .
注:表二中数字是各真型户的平均值
二决策变量的设置
农作物并非灌水越多经济效益越大。以河北省新河县冬小麦灌溉试验及边际产量表三
分析:就亩产而言,灌五水最高。从单方水增产效益看灌二水最大。据此,为发挥有限水资源的
效益,我们将不同灌水量控制下各种农作物的播面作为决策变量,一,..·’。其决策变
量的布局采用立体方式并应考虑下面几个因素:①水资源量条件;②农作物产量与灌水量的关
系;③各农作物的单水增产效益;④水的空同分布要求,⑤优化时变量选择范围。
衰三:
灌水灌水量产量单方水产量水量增量产量增量边际产量反应系数
/亩公斤/亩公斤
。/亩公斤/亩
次数专等

. .
. .
. .
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