灌溉预报和节水灌溉决策专家系统的研究.pdfVIP

逢区节水管理与水资源高效利用 灌溉预报与节水灌溉决策专家系统研究 汪志农 康绍忠熊运章王密侠 (西北农林科技大学农业水土工程研究所，陕西杨凌712100) 摘要：本文从节水灌溉的基本原理人手，分析了灌溉预报中的各个参量，提出了节水灌 溉决策的依据、方法厦评价标准。介绍了灌溉预报决策专家系统中由框架库、规则组库和 黑板3部分组成的综合知识体结构的知识表示技术。 关t词：灌溉预报节水灌溉决策 农业专家系统 我国北方地区水资源不足，黄河断流加剧．水体污染．已严重影响到整个地区的生 态环境及农业可持续发展。而现阶段，我国农业用水浪费现象仍很严重，各灌区灌溉水的 利用系数平均仅为0．4左右。粮食作物的灌溉水利用效率，即灌溉lm3水增产的粮食平均 低于lkg，而发达国家可达2kg，以色列甚至可达2．3kg。因此发展节水农业，实现节水与 增产的目标是可以同时实现的．而且其潜力很大。当前首先要转变传统的农田灌溉观念， 利用高新技术——农业专家系统来实时指导农民的节水灌溉实践，以跨越现阶段农民科 学文化素质低和农村社会化服务体系薄弱的严重制约，促进节水灌溉的研究成果转化为节 水灌溉的生产实践。 1．节水灌溉预报的基本原理 通过分析研究农田水量的收支、储存及转化的动态过程，可为土壤水分调控提供切 实的应用基础。 1．1农田水量平衡原理 某一定时段T，单位面积作物晟大根系活动层内，所有的来水量应等于去水量和土壤 储水量的变化量。 ，+P+G=ET+D+R±ASW (1) 壤有效储水量的变化量cITlIn)。 若加强田间管理与节水灌溉实践，式(1)可简化为： ，。+只+G。=ET_+ASW (2) 式中：m为农田净灌水量(ram)；Pe为有效降雨量‘mm)：G。为T时段内地下水有效补给 量(tara)；其余符号意义同前。 (3) G。=G。·T 【4) ET=ET。．T 式中：e为T时段内平均每天地下水有效补给量(mm／d)；ETc为平均每天作物蒸发蒸腾 量(mrrdd)：其余符号意义同前。 ·307· 农业高效用水与水土环境保护 则预报未来灌水间隔天数：t=(只+ASW)／(er。一G。) (5) 为此，节永灌溉预报的推理过程为：首先要求输入当地的气象资料来推求ETo值，由 作物类型、生长月份或累计积温(15。c)来确定丘值，由降雨及土壤人渗特性来确定有效 降雨量只．由土壤类型以及地下水埋深，来确定地下水有效朴给量G．由土壤初始含水 量及作物生长允许的土壤含水量下限指标来确定土壤有效储水量^s讲”。 1．2 ETo值的预报与计算 (1)彭曼法(PenmanMethod)：采用国际上通用的考虑气压订正的彭曼(Penman) 综合公式‘2I： ETo=降扣“。恪抄。) ㈣ (2)多元线性回归E1i预报模型：依据西北农林科技大学灌溉试验站1998年6月至 1999年6月．田间自动气象站采集的日平均气温(7k)、日照时数(M)、风速(阶及相对 湿度(R／-／)等资料，应用STATISTIC统计软件，进行了多元线性回归的分析处理得出： ETo=2．1+0．093F。一0．022RH-t-0．311W+O．279Nl (7) 多元回归系数： R：0．992 8214+0 【” 916