辽宁省农业水资源评价与优化配置研究

论文摘要

辽宁是我国水资源严重缺乏的省份之一,人均和单位耕地占有水量均为全国平均相应指标的三分之一,列全国倒数第三。农业作为用水大户,其用水量占总供水量的68%左右。随着人口的增加,工业化和城市化的进程加快,在总供水量增长潜力不大的前提下,农业用水在社会总用水中的比重必然逐步下降。农业水资源的短缺己构成制约辽宁农业和社会经济发展的重要因素。本文以辽宁省为研究对象,按行政区域进行划分,对辽宁省农业水资源状况进行了研究,主要研究内容和结论如下:（1）以2005年为现状年,计算出辽宁省农业水资源量。辽宁省农业水资源总量为797.77亿m3,占当年降水量的74%。其中土壤水资源为417.63亿m3,占农业用水量的52%。可见土壤水虽为非重力水,但也是重要的农业水资源。（2）根据1991年-2000年辽宁水资源量及2000年耕地面积统计数据,构建了农业水土资源匹配分析模型。分析表明:辽宁省水土匹配系数低,时空分配不均衡。辽宁省水土资源匹配系数为0.55,低于全国平均水平。辽宁省内各行政区分布不均衡,匹配最好的丹东市是3.16,最差的是阜新市只有0.12,相差约26倍。（3）为了更好地实现辽宁省农业水资源可持续利用程度的评价,应用农业水资源复合系统的理论,将Delphi与AHP法相结合,构建了包括3层、18个指标的辽宁省农业水资源可持续利用评价指标体系,确定了各指标的权重,并运用模糊综合评判方法对辽宁省农业水资源可持续利用现状进行了评价。结果表明,辽宁省农业水资源可持续隶属度是0.5258,可持续隶属度最高的城市是沈阳为0.6654,最差的是朝阳只有0.3209,评价指标体系能够真实反映辽宁省农业水资源可持续状况。（4）根据1996年～2005年10年相应资料,分别应用灰色系统理论,灰色系统理论与Logistic方程相结合的理论建立了预测模型。对2006年～2010年的辽宁省有效灌溉面积、辽宁省及各行政区的农业用水量进行了预测。预测结果显示,到2010年辽宁省有效灌溉面积达到153.4万hm2,农业用水量预测为105.75亿m3。（5）依据大系统分解协调理论,通过求解动态规划模型,对辽宁省有限的农业水资源进行了优化配置。本文主要对粮食作物农业灌溉用水进行了优化。根据辽宁省粮食作物种植、及灌溉状况,选取三种典型粮食作物:水稻、玉米、和小麦。优化结果显示,辽宁省水稻、玉米、小麦种植面积分别为80.64万hm2、163.74万hm2、5.02万hm2;产量分别达到88.79亿kg、135.84亿kg、1.73亿kg;总效益达到424.47亿元。最后对研究的成果进行总结,指出辽宁省农业水资源管理利用存在的问题,并对本领域有待于进一步研究的问题进行了展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的目的与意义
• 1.1.1 我国水资源状况
• 1.1.2 我国农业水资源状况
• 1.1.3 辽宁省农业水资源状况与存在问题
• 1.2 国内外农业水资源研究状况分析
• 1.2.1传统水资源的概念
• 1.2.2 水资源循环理论研究
• 1.2.3 对土壤水作为水资源的认识
• 1.2.4 农业水资源内涵的研究
• 1.3 农业水资源可持续利用研究进展
• 1.3.1 农业水资源可持续利用评价指标体系研究状况
• 1.3.2 农业水资源配置研究状况
• 1.3.3 农业需水预测研究状况
• 1.4 农业水资源评价及优化配置存在的问题
• 1.4.1 在农业水资源可持续利用评价方面
• 1.4.2 在农业需水预测方面
• 1.4.3 在农业水资源配置研究方面
• 1.5 研究目标、研究内容和拟解决的关键问题
• 1.5.1 研究目标
• 1.5.2 研究内容
• 1.5.3 拟解决的关键问题
• 1.6 研究方法与步骤
• 第二章 研究区概况
• 2.1 地理位置及行政区划
• 2.2 地形地貌
• 2.3 气候特征
• 2.4 土壤与植被
• 2.5 河流水系
• 2.6 社会经济情况
• 2.7 水利工程
• 2.8 水资源分区和分区面积
• 2.8.1 水资源分区
• 2.8.2 水资源分区面积
• 2.9 农业生产状况
• 第三章 辽宁农业水资源量的估算
• 3.1 辽宁省水资源状况
• 3.1.1 地表水资源
• 3.1.2 地下水资源
• 3.1.3 水资源总量
• 3.1.4 水资源开发利用现状及存在问题
• 3.2 土壤水资源估算
• 3.2.1 估算方法
• 3.2.2 土壤水资源的评价
• 3.3 农业水资源量的估算
• 3.4 小结
• 第四章 辽宁水土资源匹配分析
• 4.1 水土资源匹配状况分析
• 4.2 农业水土资源匹配系数及其测算方法
• 4.3 农业水土资源匹配系数测算
• 4.4 辽宁省农业水土资源匹配格局
• 4.4.1 水土资源匹配的区域特征
• 4.4.2 水土资源匹配的空间差异
• 4.4.3 水土资源匹配的差异原因
• 4.5 小结
• 第五章 辽宁省农业水资源可持续利用评价研究
• 5.1 评价的目的与要求
• 5.2 构建原则
• 5.3 研究方法
• 5.3.1 指标体系的确定
• 5.3.2 单因素权重值的确定
• 5.3.3 评价指标隶属度的确定
• 5.3.4 综合模糊评价模型的确定
• 5.4 农业水资源可持续利用评价研究
• 5.4.1 指标体系设计成果
• 5.4.2 指标权重的确定
• 5.4.3 辽宁省农业水资源可持续利用模糊评价结果
• 5.5 小结
• 第六章 辽宁省农业用水量预测
• 6.1 灌溉面积变化趋势
• 6.2 供用水变化趋势
• 6.2.1 辽宁省供用水总量变化分析
• 6.2.2 辽宁省农业用水量变化分析
• 6.3 农业用水量的预测
• 6.3.1 预测模型基本原理
• 6.3.2 辽宁省有效灌溉面积预测
• 6.3.3 辽宁省农业用水量预测
• 6.4 小结
• 第七章 辽宁省农业水资源优化配置的研究
• 7.1 农业水资源优化配置研究的理论
• 7.2 大系统分解协调理论
• 7.2.1 大系统分解协调原理
• 7.2.2 大系统分解协调的多级多目标递阶形式
• 7.2.3 农业水资源优化配置的大系统分解协调模型
• 7.3 大系统分解协调模型建立
• 7.3.1 单一作物灌溉制度优化模型
• 7.3.2 多作物之间的水量分配模型
• 7.4 大系统分解协调模型求解
• 7.4.1 第一层模型求解
• 7.4.2 第二层模型求解
• 7.5 辽宁省农业水资源优化配置
• 7.5.1 研究区概况
• 7.5.2 优化结果
• 7.6 小结
• 第八章 结论及建议
• 8.1 基本结论
• 8.2 研究特色与创新
• 8.3 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士学位期间发表文章