【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及農業水資源調控技術，具體涉及一種基于灌溉貢獻率提高糧食產量的區域水資源調控方法。
技術介紹
1、糧食生產是農業發展的基礎，灌溉則是糧食生產的命脈。盡管灌溉對農業生產和增收作用十分明顯，但農業生產是由水、土地等自然資源，種子、化肥、勞動力、機械等投入，以及耕作技術、管理水平等各種生產要素共同作用的結果，這些要素對糧食生產的作用既相互促進也相互制約，不同投入要素對糧食增產的貢獻作用不同。研究灌溉對糧食生產的貢獻率，就是研究除農業其他投入要素之外灌溉對于糧食生產而產生的效益增量。
2、《水利建設項目經濟評價規范(sl72-2013)》給出的灌溉效益分攤系數取值范圍為0.2-0.6，然而由于其給定范圍過大，實際應用中針對不同區域、不同作物、不同灌溉形式等復雜情況很難進行取值，致使選取的分攤系數不準確，從而影響區域灌溉量的合理制定，最終影響糧食的產量。
3、目前，有關糧食產量單一影響因素的研究較多，但計算結果不確定性較大，存在數值不穩定現象，在理論與方法上尚需進一步研究。此外，國內外學者廣泛采用主成分分析法(yue，2022)和灰色關聯度方法(許甜甜等，2020)分析糧食產量與影響因素間的貢獻程度，但數據指標和方法部分帶有主觀因素，對要求定量分析的數據所得結果較不精確，從而致使基于該數據確定的灌溉量不準確，而影響糧食的最終產量。
技術實現思路
1、針對現有技術中的上述不足，本專利技術提供的基于灌溉貢獻率提高糧食產量的區域水資源調控方法解決了現有技術灌溉效
2、為了達到上述專利技術目的，本專利技術采用的技術方案為：
3、提供一種基于灌溉貢獻率提高糧食產量的區域水資源調控方法，其包括步驟：
4、s1、獲取模型數據庫中存儲的研究區域的區域統計數據和站點觀測數據；
5、s2、根據區域統計數據和站點觀測數據，計算研究區域內所有站點的站點尺度灌溉貢獻率和研究區域內的區域尺度灌溉貢獻率；
6、s3、采用區域尺度灌溉貢獻率對所有站點尺度灌溉貢獻率的平均值進行驗證，并在通過驗證時進入步驟s5，未通過驗證時進入步驟s4；
7、s4、對區域統計數據和/或站點觀測數據進行調整，之后返回步驟s2；
8、s5、采用所有站點尺度灌溉貢獻率加權求和的方式進行空間插值，得到研究區域中站點與站點間區域的多個未知點的站點尺度灌溉貢獻率；
9、s6、以研究區域糧食產量最大化作為目標函數，研究區域內的站點尺度灌溉貢獻率作為需水量約束，對目標函數進行求解，得到研究區域內最優配水量。
10、進一步地，所述站點尺度灌溉貢獻率的計算方法包括：
11、s211、根據區域統計數據和站點觀測數據，采用多元線性回歸，得到每種作物在不同生育周期的水分敏感指數；
12、s212、根據現狀年時段實際降水量，計算作物每個生育期內的有效降雨量：
13、
14、其中，peki為第k種作物在第i個生育期內的有效降雨量；pkij為第k種作物在第i個生育期第j次降水的有效降水量；n為第k種作物在第i個生育期內的降水次數；pkij0為第k種作物在第i個生育期內第j次降水的實際降水量；
15、s213、根據有效降雨量peki，計算作物在雨養條件下的雨養產量：
16、
17、其中，為第k種作物的雨養產量；λki為第k種作物在第i個生育期的水分敏感指數；etmki為充分灌溉條件下第k種作物在第i個生育期內的蒸散發量；ymk為充分供水條件下第k種作物的產量；n為作物k的生育期數量；
18、s214、根據作物在雨養條件下的雨養產量，計算研究區域內每個站點的站點尺度灌溉貢獻率：
19、
20、其中，ρ0為站點位置處的站點尺度灌溉貢獻率；ak為第k種作物的播種面積；a為所有作物的總播種面積；yk0為現狀年第k種作物的實際產量。
21、上述技術方案的有益效果為：對于點尺度方面，本方案計算雨養產量的作物水分生產函數模型是利用灌溉試驗站的實驗數據構建，這些數據均來自于研究區域的歷史數據，相對其他方法而言，計算出的站點尺度灌溉貢獻率更符合對應的區域，更具客觀性和真實性。
22、進一步地，步驟s211進一步包括：
23、根據研究區域同等農業生產水平條件下獲得的作物k不同生育期受旱灌溉試驗資料，在每年若干試驗結果中選擇一個供水相對充分的試驗，以其產量作為充分供水條件下的產量ymk，相應各階段的耗水量為etmki；
24、構建作物k相對產量和相對耗水量關系式：
25、
26、其中，為相對產量；ymk為作物k在虧缺灌溉條件下的產量；etki為作物k在虧缺灌溉條件下第i個生育期蒸散發量；
27、對相對產量和相對耗水量關系式取對數：
28、
29、獲取站點位置的降水量資料，考慮植物截留、田間下滲、蒸散發的影響，采用cropwat軟件將實際降水量轉換成作物利用的有效降水量；
30、將生育期的有效降水量作為etki，作物雨養產量作為ymk，采用多元線性回歸，得到作物k不同生育期內的水分敏感指數λki。
31、進一步地，所述區域尺度灌溉貢獻率的計算方法包括：
32、s221、根據對糧食產量構成影響的投入要素，采用多元線性回歸分析，求出灌溉用水量對糧食產量的產出彈性；
33、s222、根據灌溉用水量對糧食產量的產出彈性，計算灌溉對糧食生產的分攤系數：
34、
35、其中，ε6為灌溉對糧食生產的分攤系數；β6為灌溉用水量對糧食產量的產出彈性；δx6為lnx6的最大值與最小值之差；x6為灌溉用水量；δy為ln?y的最大值與最小值之差；y為糧食產量；為lnx6的多年平均值；為ln?y的多年平均值；
36、s223、根據分攤系數ε6，計算研究區域的區域尺度灌溉貢獻率ρ1：
37、ρ1＝ε6×(1+γ)
38、其中，γ為糧食增產率。
39、上述技術方案的有益效果為：對于區域尺度方面，本方案通過改進后的c-d生產函數模型計算灌溉分攤效益，在固定其他因素不變時，改變唯一變量，也可以計算投入要素的效益分攤系數，這相比其他模型只能計算單一的值來說，更為全面、便捷。
40、進一步地，步驟s221進一步包括：
41、在區域尺度上建立灌溉貢獻率評價的生產經濟模型：
42、
43、其中，α為其他因素影響因子；x1、x2、x3、x4、x5和x6分別為第一產業從業者數量、種子使用量、肥料折純量、農藥施用量、機械總動力和灌溉用水量；β1、β2、β3、β4、β5和β6分別為x1、x2、x3、x4、x5、x6對產量的產出彈性；xo為第o個生產要素投入量；βo為xo對產量的產出彈性；y為糧食產量；
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1.一種基于灌溉貢獻率提高糧食產量的區域水資源調控方法，其特征在于，包括步驟：
2.根據權利要求1所述的基于灌溉貢獻率提高糧食產量的區域水資源調控方法，其特征在于，所述站點尺度灌溉貢獻率的計算方法包括：
3.根據權利要求2所述的基于灌溉貢獻率提高糧食產量的區域水資源調控方法，其特征在于，步驟S211進一步包括：
4.根據權利要求1所述的基于灌溉貢獻率提高糧食產量的區域水資源調控方法，其特征在于，所述區域尺度灌溉貢獻率的計算方法包括：
5.根據權利要求4所述的基于灌溉貢獻率提高糧食產量的區域水資源調控方法，其特征在于，步驟S221進一步包括：
6.根據權利要求1所述的基于灌溉貢獻率提高糧食產量的區域水資源調控方法，其特征在于，采用區域尺度灌溉貢獻率對所有站點尺度灌溉貢獻率的平均值進行驗證的方法包括：
7.根據權利要求1或6所述的基于灌溉貢獻率提高糧食產量的區域水資源調控方法，其特征在于，對區域統計數據和/或站點觀測數據進行調整的方法包括：
8.根據權利要求1所述的基于灌溉貢獻率提高糧食產量的區域水資
9.根據權利要求1-6、8任一所述的基于灌溉貢獻率提高糧食產量的區域水資源調控方法，其特征在于，所述目標函數的表達式為：
...【技術特征摘要】
1.一種基于灌溉貢獻率提高糧食產量的區域水資源調控方法，其特征在于，包括步驟：
2.根據權利要求1所述的基于灌溉貢獻率提高糧食產量的區域水資源調控方法，其特征在于，所述站點尺度灌溉貢獻率的計算方法包括：
3.根據權利要求2所述的基于灌溉貢獻率提高糧食產量的區域水資源調控方法，其特征在于，步驟s211進一步包括：
4.根據權利要求1所述的基于灌溉貢獻率提高糧食產量的區域水資源調控方法，其特征在于，所述區域尺度灌溉貢獻率的計算方法包括：
5.根據權利要求4所述的基于灌溉貢獻率提高糧食產量的區域水資源調控方法，其特征在于，步驟s221進一...
【專利技術屬性】
技術研發人員：雷波，楊開靜，徐凱，朱秀珍，白明晧，張馨月，劉慧博，郭宇，
申請(專利權)人：中國水利水電科學研究院，
類型：發明
國別省市：
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