农作物用水量预测及智能灌溉方法 第三问程序

农作物用水量预测及智能灌溉方法

摘要

随着水资源供需矛盾的日益加剧，发展节水型农业势在必行。本文首先基于历史数据建立了作物全生育期内水分生产函数模型以及全生育期内各阶段的蒸发蒸腾量与最终产量之间的优化作物水分生产函数模型，并以水分生产函数为理论依据，建立了不考虑降雨量和考虑降雨量的地区水稻的非充分灌溉制度的优化模型，解决供水量在各生育期（从分蘖到乳熟阶段）合理分配的问题，在水分利用效率、产量、经济效益三方面寻求了有效均衡，从而实现经济效益最大化。

针对问题一，结合表1中作物1的实测需水量与产量的对应数据以需水量x 为横轴，产量y 为纵轴拟合散点图图像，通过图像发现需水量x 与产量y 的图像变化规律近似符合二次函数图像，由此假设需水量x 与产量y 符合二次函数，从而以需水量为自变量、产量为因变量建立二次函数模型，并用题目中数据通过eviews8.0软件进行拟合和进一步验证，发现参数检验均显著且函数拟合优度R^2=1,故说明模型建立良好。

针对问题二，根据题设要求选取某类优化算法，寻求最优的作物水分生产函数模型，得到各阶段的蒸发蒸腾量与最终产量之间的关系。同时考虑了在建模、预测、控制、神经网络设计等方面都有成功应用的BP 神经网络模型和遗传程序设计方法重

第三章、作物需水量与灌溉用水量

§3—1 作物需水量

作物需水量——是指作物在适宜的外界环境条件下（包括对土壤水分、养分充分供应）

正常生长发育达到或接近达到该作物品种的最高产量水平所消耗的水量。

作物需水量的作用：

1、是农业用水的主要组成部分，是整个国民经济中消耗水分的最主要部分。 2、是水资源开发利用时的必备资料，也是灌排工程规划、设计、管理的基本依据。 3、作物需水量在农业用水和国民经济用水中的比例 4、作物需水量是农业用水的主要组成部分。

作物需水量以水汽形式散入大气，无法再利用

一、作物田间水分的消耗

(三种途径：叶面蒸腾、棵间蒸发和深层渗漏)

叶面蒸腾：作物植株内水分通过叶面气孔散发到大气中的现象； 棵间蒸发：植株间土壤或水面（水稻田）的水分蒸发；

深层渗漏：土壤水分超过了田间持水率而向根系以下土层产生渗漏的现象。

解释：棵间蒸发能增加地面附近空气的湿度，对作物生长环境有利，但大部分是无益的消耗，因此在缺水地区或干旱季节应尽量采取措施，减少棵间蒸发（如滴灌<局部灌溉>、水田不建立水层）和地面覆盖等措施。

深层渗漏对旱田是无益的，会浪费水源，流失养分，地下水含盐较多的地区，易形成次生盐碱化。但对水稻来说，适当的深层渗

用水量说明

一、改造前

1、板式清洗机：70 m3/h; 2、大皮带喷淋水：5 m3/h； 3、二氧化硫：0.6m3/h； 4、水平离心筛：45 m3/h； 5、AB站：45m3/h； 6、密封水：5 m3/h； 7、真空转鼓：15 m3/h； 8、卫生水：3 m3/h；

9、CIP用水：0.95 m3/h ，一周CIP一次，一次需要8个小时，每小时20 m3，共160 m3，折合成每个小时需要0.95 m3 10、锅炉用水：10 m3/h； 二、改造后

1、预处理由原75 m3/h降到35 m3/h ，整个用水量为35 m3/h； 2、二氧化硫水溶液的用水量为0.4 m3/h； 3、A、B站总用水量45 m3/h；

4、水平离心筛的清水补充由C2溢流来替代； 5、密封水：用水槽收集打到板式清洗机5m3/h； 6、真空转鼓的水12 m3/h是背洗的，循环使用； 7、卫生水2 m3/h排掉了；

8、CIP用水：0.95 m3/h ，一周CIP一次，一次需要8个小时，每小时20 m3，共160 m3，折合成每个小时需要0.95 m3，这个水量是变化的，前期马铃薯质量好CIP次数少水量使用自然减少； 9、锅炉用

用水量说明

一、改造前

1、板式清洗机：70 m3/h; 2、大皮带喷淋水：5 m3/h； 3、二氧化硫：0.6m3/h； 4、水平离心筛：45 m3/h； 5、AB站：45m3/h； 6、密封水：5 m3/h； 7、真空转鼓：15 m3/h； 8、卫生水：3 m3/h；

9、CIP用水：0.95 m3/h ，一周CIP一次，一次需要8个小时，每小时20 m3，共160 m3，折合成每个小时需要0.95 m3 10、锅炉用水：10 m3/h； 二、改造后

1、预处理由原75 m3/h降到35 m3/h ，整个用水量为35 m3/h； 2、二氧化硫水溶液的用水量为0.4 m3/h； 3、A、B站总用水量45 m3/h；

4、水平离心筛的清水补充由C2溢流来替代； 5、密封水：用水槽收集打到板式清洗机5m3/h； 6、真空转鼓的水12 m3/h是背洗的，循环使用； 7、卫生水2 m3/h排掉了；

8、CIP用水：0.95 m3/h ，一周CIP一次，一次需要8个小时，每小时20 m3，共160 m3，折合成每个小时需要0.95 m3，这个水量是变化的，前期马铃薯质量好CIP次数少水量使用自然减少； 9、锅炉用

1、小麦分冬小麦和春小麦，冬小麦主要分布在华北及其以南的地区，秋种夏收。油菜主要分布在长江流域，种植和收获季节大致与冬小麦一致。（长江中下游地区有一农谚：“寒露籽，霜降麦”，说的是当地一般在寒露时种油菜，霜降时种小麦。它们一般在端午前后收获，北方地区收获季节要晚些。故称夏收作物） 2、棉花的分布主要是五大商品棉基地。春种秋收

3、水稻在全国种植普遍，可结合各地的种植制度来确定其种植和收获季节。如东北地区，一年一熟，则是春种秋收；长江中下游地区一年两熟，有的田地是种双季稻（即一块地中一年种两次水稻），双季稻中，早稻是春种夏收（一般是5。1前插完秧苗，8。1前抢收早稻，抢插晚稻，故将7月下旬至8月上旬这段时间称为双抢），晚稻是夏种秋收（11月初收完）。还有一种是稻麦连种，即当地的冬小麦收获后再种水稻，则这种水稻是夏种秋收（它收获不久再种小麦或油菜）。一般考试只考双季稻。在南方有些地区（如海南）可种三季水稻。 4、花生的分布更为广泛，经山东丘陵和辽东丘陵最多，为春种秋收，其他地方（如浙闽丘陵、两广丘陵、云贵等地也有较广的分布，一般也是春种秋收。

5、大豆主产区在东北平原。根据当地一年一熟的情况，可推测出是春种秋收。

（1）稻谷 集中产区主要在秦岭—

课程设计计算书

目录

1总用水量的估算 ......................................... 3 1.1办公楼最大时用水量 ................................. 3 1.2餐饮部最大使用水量 ................................. 4 1.3小餐厅人数计算 ..................................... 4 2.卫生间给水系统设计计算 ................................. 4 2.1设计秒流量计算 ..................................... 4 2.2管网水力计算....................................... 5 3.卫生间排水系统设计计算 ................................. 7 3.1排水设计秒流量 ..................................... 7

3.2排水管网水力计算 ................................... 7 4.雨水管网水力

广西省农作物分布、农作物种植面积（2010年）

广西省南宁农作物分布、农作物种植面积

南宁市辖：青秀区、兴宁区、江南区、良庆区、邕宁区、西乡塘区、横县、隆安县、武鸣县、马山县、上林县、宾阳县、

分布最广的马尾松。杉木、桉树、竹类材用植物。果树兼用树种有橄榄、乌榄、三角榄、扁桃、人面子、荔枝、龙眼、杨桃、木菠萝、芒果、板栗、等。其中：柑橙、香蕉、龙眼、荔枝驰名自治区内外。

农作物面积：水稻415.05万亩、玉米139.05万亩大豆45.45万亩、红薯29.7万亩、龙眼44.1万亩、荔枝29.3万亩、香蕉22万亩、。板栗13.4万亩、芒果7万亩。

广西省柳州农作物分布、农作物种植面积

柳州市辖：城中去、鱼峰区、柳北区、柳南区、柳江县、柳城县、鹿寨县、融安县、融水苗族自治县、三江侗族自治县。

油料生产以花生、油菜、油菜、茶油、油葵、芝麻为主，常年产量在3-3.5万吨。 特色名优蔬菜有双季玉藕、生姜、香糯淮山、慈菇、柳城香芋、节瓜、大肉芥（gai）菜、紫长茄、甜竹笋、韭黄、黄花菜、头菜灯光二十多个品种。

农作物面积：1.33万亩、水稻207.15万亩、玉米43.95万亩、大豆18.75万亩、红薯19.8万亩。

广西省桂林农作物分布、农作物种植面积

————————— 。— — — — — — — — —绩—成线 — — — — — — — 号—学 — 封 — — — — — — —名—姓— — 密 — — — — — 级—班———————————2011-2012学年度第二学期期末试卷

农作物生产试题

—、单项选择题(共 30 小题，每题 1 分，共 30分)

1、农作物的生产对象是活的生物体，因此农作物生产具有( ) A、确定性 B、不确定性 C、预见性 D、可行性 2、小麦受精最适温度( )

A、5—10℃ B、18—20℃ C、9—11℃ D、30℃

3、水稻一生氮素代谢最旺盛的时期是( ) A、返青分期 B、拔节孕穗期 C、抽穗结实期 D、鼓粒成熟期 4、大豆需氮最多的时期是( )

A、幼苗分枝期 B、开花结荚期 C、鼓粒成熟期 D、都不是

5、水稻幼穗开始分化到枝梗原基分化时施用的穗肥为( ) A、促花肥 B、

滴灌每亩的用水量： 灌溉一次按5小时计算，滴头流量2L/H左右，滴头间距30cm，一亩地按铺设600米滴灌带算，是20方水。

滴灌和喷灌谁更节约用水

喷灌是把有压力的水通过装有喷头的管道喷射到空中形成水滴洒到田间的灌水方法。这种灌溉方法比传统的地面灌溉节水40%～50%，具有好多优点，但是也有缺点，主要是投资费用大，另外是受风速和气候的影响大，当风速大于5.5米/秒时 (相当于4级风)，就能吹散雨滴，降低喷灌均匀性,不宜进行喷灌。其次，在气候十分干燥时,蒸发损失增大，也会降低效果。

滴灌是通过专门的管道系统和设备将低压水送到灌溉地段并缓慢地滴到作物根部土壤中的一种灌溉方法。滴灌比喷灌节水33.3%，节电41.3%，比畦灌节水81.6%，节电85.3%，与大水漫灌相比，一般可增产20%～30%，因此，滴灌发展较快。其不足之处是滴头易结垢和堵塞，因此应对水源进行严格的过滤处理。

喷灌和滴灌的优点在于都是现在节水的现代化产品,喷灌适合叶类植物,较小范围内使用（压力在输水管道上压力衰减比较厉害,需要密集的供水点）.滴灌（滴灌带）适合相对用水量较少的农作物,滴灌灌溉效率非常高,供水量10立方水的水源可以灌溉50亩大田作物.石家庄迪龙塑胶有限公司提供.

————————— 。— — — — — — — — —绩—成线 — — — — — — — 号—学 — 封 — — — — — — —名—姓— — 密 — — — — — 级—班———————————2011-2012学年度第二学期期末试卷

农作物生产试题

—、单项选择题(共 30 小题，每题 1 分，共 30分)

1、农作物的生产对象是活的生物体，因此农作物生产具有( ) A、确定性 B、不确定性 C、预见性 D、可行性 2、小麦受精最适温度( )

A、5—10℃ B、18—20℃ C、9—11℃ D、30℃

3、水稻一生氮素代谢最旺盛的时期是( ) A、返青分期 B、拔节孕穗期 C、抽穗结实期 D、鼓粒成熟期 4、大豆需氮最多的时期是( )

A、幼苗分枝期 B、开花结荚期 C、鼓粒成熟期 D、都不是

5、水稻幼穗开始分化到枝梗原基分化时施用的穗肥为( ) A、促花肥 B、