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第一篇 总论3

第一章　农业水土工程学科的研究任务与未来发展趋势3

第一节　农业水土工程学科的形成与发展3

一、农业水土工程学科的形成3

二、农业水土工程学科的体系与范畴4

三、农业水土工程学科发展的新机遇与前景6

第二节　农业水土工程学科的研究状况与发展趋势9

一、我国农业水土工程学科取得的主要成就9

二、我国农业水土工程研究领域存在的问题及与国际水平的差距21

三、国内外农业水土工程学科领域的发展态势与热点问题24

第三节　未来农业水土工程学科的任务与重要研究方向37

一、农业水土工程学科的发展目标37

二、未来农业水土工程学科的主要任务与研究方向38

三、近期可能取得的突破性进展39

第四节　农业水土工程学科发展的保障条件建设41

参考文献42

第二篇 农业水土工程应用基础理论篇49

第二章　土壤—植物—大气连续体中的水流运动与热量交换49

第一节　概述49

一、土壤—植物—大气连续体的概念49

二、SPAC中的水势分布与水流阻力的分布规律51

三、SPAC中的水容52

四、SPAC中的界面过程53

五、SPAC质能传输的动态模拟技术及其应用58

第二节　SPAC中的能量平衡与热量交换59

一、SPAC中的能量平衡方程59

二、输入植物冠层的净辐射60

三、蒸发蒸腾耗热与大气感热65

四、土壤热特性与土壤热通量66

五、能量平衡各分量的变化70

第三节　植物根系吸水规律71

一、植物根系吸水机制及影响因素71

二、植物根系生长与根系密度分布72

三、植物根系吸水模式75

四、植物根系吸水特性的研究动态与发展趋势81

第四节　农田水分循环与水量平衡方程84

一、农田水量平衡方程及水量转化关系的影响因素84

二、农田水量平衡方程在灌溉管理中的应用86

三、农田“五水”相互转化的动力学模式及其应用90

第五节　SPAC水热运动模型96

一、根区土壤水热运动模型96

二、SPAC系统水热动态综合模型98

三、SPAC水分传输动态的计算机仿真100

参考文献102

第三章　植物抗逆性与补偿效应新理论及应用105

第一节　逆境对植物的伤害与植物抗逆性105

一、植物的逆境105

二、植物的抗逆性105

三、逆境对植物的伤害106

四、植物对逆境的适应107

五、植物的交叉适应和整体抗逆性109

六、植物的补偿效应110

第二节　植物的抗旱性与补偿效应新理论111

一、干旱与抗旱性评价指标111

二、干旱对植物的伤害112

三、植物对干旱的适应112

四、植物抗旱性中的补偿效应119

第三节　植物水分利用效率及其改进途径122

一、植物水分利用效率122

二、植物水分利用效率的遗传差异与改良125

三、提高植物水分利用效率的其他途径126

第四节　植物的抗涝性及其应用129

一、渍涝对植物的伤害及其原因129

二、植物对渍涝的适应130

三、植物耐涝性评价指标137

四、提高植物抗涝（缺氧）性的途径138

第五节　植物的抗盐性及其应用140

一、盐分过多对植物的伤害140

二、植物对盐胁迫的适应141

三、植物的耐盐能力及其鉴定145

四、提高作物抗盐性的途径150

参考文献152

第四章　作物蒸发蒸腾量计算理论与方法164

第一节　作物蒸发蒸腾量及其主要影响因素164

一、作物蒸发蒸腾量164

二、作物需水量的影响因素165

第二节　作物蒸发蒸腾量的测定与蒸腾模型165

一、蒸发蒸腾量测量方法165

二、冠层尺度的蒸腾模型168

第三节　参考作物蒸发蒸腾量的计算169

一、布莱尼—克雷多（Blaney-Criddle）法170

二、辐射法170

三、蒸发皿法170

四、Penman公式法170

五、Penman-Monteith公式法172

六、几种参考作物蒸发蒸腾量计算方法的比较175

第四节　作物需水量计算方法177

一、单作物系数方法177

二、双作物系数的计算178

三、水分胁迫条件下作物需水量估算方法181

第五节　遥感方法估算区域蒸发蒸腾量182

一、能量平衡方法183

二、修正植被指数模型184

三、双层阻力模型184

四、卫星遥感基础上的模型185

第六节　作物蒸发蒸腾量的应用与需要研究的问题187

一、不同方法估算的作物蒸发蒸腾量的应用187

二、作物蒸发蒸腾量计算需要进一步研究的问题187

参考文献189

第五章　作物水分生产函数与非充分灌溉理论191

第一节　作物水分生产函数的形式与分类191

一、作物水分生产函数的单因子模型192

二、作物水盐生产函数与水肥生产函数200

第二节　基于作物生长模型的作物水分生产函数207

一、光合作用模拟207

二、呼吸作用模拟208

三、产量形成的模拟208

四、蒸发蒸腾过程及水分亏缺对作物产量影响的模拟210

五、养分亏缺对产量影响的模拟211

第三节　作物水分生产函数建模及其检验211

一、建模的主要过程211

二、作物水分生产函数参数求解212

第四节　我国主要农作物水分生产函数的研究215

一、作物产量与全生育期蒸发蒸腾量关系的研究215

二、作物产量与阶段蒸发蒸腾量关系的研究216

三、利用专项试验研究作物水分生产函数217

第五节　作物水分生产函数在灌溉制度优化中的应用219

第六节　作物水分生产函数研究动态与展望222

一、作物水分生产函数建模中的问题222

二、作物水分生产函数应用中的问题225

三、作物水分生产函数研究进展与展望228

第七节　非充分灌溉及其理论依据229

一、充分灌溉的基本概念229

二、非充分灌溉基本概念230

三、经济灌溉与有限灌溉230

四、非充分灌溉研究目的与主要研究内容231

五、非充分灌溉的理论依据231

参考文献233

第六章　溶质在多孔介质中迁移的新理论与数学模型237

第一节　溶质在多孔介质中迁移理论的发展概况237

一、溶质在多孔介质中迁移的理论问题237

二、溶质在多孔介质中迁移理论的研究状况240

第二节　多孔介质中溶质迁移的优先流理论244

一、优先流的概念和分类245

二、优先流的水流特征246

三、优先流的研究进展246

第三节　非水相流体（NAPLs）在土壤及多孔介质中的迁移理论250

一、非水相流体（NAPLs）的基本特征250

二、非水相流体（NAPLs）在土壤及多孔介质中迁移的迁移理论251

第四节　溶质在土壤及多孔介质中迁移的数学模型257

一、确定性模型258

二、土壤溶质运移的随机模型265

参考文献268

第七章　明渠非恒定流理论与模拟及调控276

第一节　非恒定流理论与应用的研究状况276

一、明渠水流的不恒定性276

二、地面灌水系统的水流不恒定性276

三、明渠非恒定流理论在农业水土工程中的应用277

第二节　圣维南方程及其求解278

一、圣维南方程的推导278

二、圣维南方程求解281

第三节　渠系水量调控289

一、渠系水量调控模型建立289

二、非恒定流调控研究中存在的问题291

第四节　明渠非恒定流理论在地面灌水理论中的应用291

一、地面灌水理论的非恒定流模型292

二、非恒定流模型求解293

三、明渠非恒定流模型在地面灌溉理论应用中存在的问题301

参考文献301

第八章　挟沙水流与渠道泥沙输运理论305

第一节　挟沙水流的概念305

第二节　起动流速及泥沙的运动形式306

一、泥沙的起动流速与起动切应力306

二、泥沙的运动形式312

第三节　挟沙水流的动床阻力312

一、沙波现象313

二、动床切力分割法（恩格隆法）314

三、水力半径分割法（爱因斯坦法）315

四、综合糙率法317

第四节　水流的挟沙能力318

一、挟沙能力的概念与定义319

二、推移质输沙率320

三、悬移质含沙量沿垂线分布规律321

四、悬移质输沙率与挟沙能力的经验公式323

参考文献324

第三篇 农业节水理论与新技术篇329

第九章　现代农业节水理论与技术研究现状及发展趋势329

第一节　农业节水的战略地位及技术体系329

一、发展我国现代农业节水技术的战略地位329

二、我国农业节水技术的发展成就330

三、农业节水技术体系的应用效果与前景331

四、现代农业节水研究是一个跨多学科的高科技问题337

第二节　现代农业节水研究动态与发展趋势338

一、国内外农业节水研究动态338

二、农业节水研究的发展趋势342

第三节　中国农业节水技术发展战略与对策344

第四节　现代农业节水的理论创新及未来研究重点348

一、现代农业节水需要新的科学理论作指导348

二、我国农业节水领域应研究解决的几个重大基础理论问题349

第五节　我国现代农业节水技术领域的重点研究内容353

一、现代农业节水前沿技术353

二、现代农业节水关键平台技术及新产品354

三、现代农业节水技术集成示范工程与产业化356

参考文献356

第十章　作物水分信息采集与精量控制用水技术358

第一节　用冠层温度诊断作物水分状况358

一、用冠层温度诊断作物水分状况的理论基础358

二、以冠层温度为基础的作物缺水评价方法及指标的研究概况359

三、用冠层温度诊断作物水分状况存在问题及未来方向363

第二节　利用植株茎直径变差监测作物水分状况364

一、理论基础364

二、以株茎直径变化为基础的作物缺水评价方法及指标的研究概况364

三、利用植株茎直径变差监测作物水分状况存在的问题与未来方向367

第三节　作物蒸腾过程快速测定技术367

一、研究概况367

二、热学法的几种类型368

三、应用热脉冲法计算植物蒸腾量应注意的几个问题369

四、利用热脉冲技术测定液流的应用前景、存在问题及未来方向370

第四节　土壤水分动态快速测定与预报技术371

一、土壤水分广义电磁测量的物理基础371

二、国内外土壤水分广义电磁测量方法的研究进展372

三、土壤水分电磁测量的几个理论问题375

四、土壤水分电磁测量方法存在的问题及未来方向377

五、区域土壤水分的监测与预报378

第五节　作物精量控制灌溉技术及设备378

一、精量控制灌溉技术体系框架379

二、精量控制灌溉的未来模式380

三、几种实施精量控制灌溉的设备381

四、精量控制灌溉技术的应用状况及未来方向384

参考文献384

第十一章　不同灌溉条件下水肥耦合与调控技术390

第一节　水肥耦合与调控基本原理390

一、水肥耦合与调控的概念390

二、以肥调水的机理390

三、以水促肥的机理391

第二节　地面灌溉条件下水肥耦合与调控技术393

一、畦灌393

二、沟灌394

第三节　喷灌条件下水肥耦合与调控技术395

一、喷灌冬小麦的水肥耦合效应396

二、喷灌花生的水肥耦合效应396

第四节　滴灌条件下水肥耦合与调控技术397

一、滴灌施肥的主要特点397

二、滴灌施肥系统中的注肥设施398

三、滴灌施肥系统中的安全保护设施与安全施肥操作400

四、滴灌施肥技术的应用402

第五节　水肥耦合模型的建立及应用403

一、直接耦合模型403

二、转换耦合模型404

参考文献404

第十二章　地面节水灌溉理论与新技术研究进展406

第一节　地面灌溉发展概论406

一、水平畦灌技术407

二、长畦分段短灌技术407

三、细流沟灌技术407

四、覆膜灌溉技术408

第二节　地面灌溉理论简介408

一、地面灌水田间试验409

二、地面灌溉理论分析409

三、地面灌溉质量评价410

第三节　地面灌溉研究和发展态势410

一、地面灌溉研究进展410

二、提高地面灌溉水利用效率所遇到的关键问题410

三、国外地面灌溉研究的热点问题411

四、我国地面灌溉研究与国际领先水平的差距411

第四节　波涌灌溉412

一、波涌灌简介412

二、国内外波涌灌溉的发展概况412

三、波涌灌机理与入渗数学模型414

四、波涌灌田面水流运动数学模型415

五、波涌灌技术的适应性418

六、存在问题和发展态势419

第五节　覆膜灌溉419

一、覆膜灌溉简介419

二、膜孔灌理论与技术研究现状420

三、存在问题与发展态势423

第六节　激光控制土地平整技术423

参考文献425

第十三章　喷灌节水灌溉技术研究的新进展427

第一节　喷灌技术的发展427

一、喷灌技术的发展概况427

二、喷灌发展影响因素分析430

三、喷灌技术研究发展趋势432

四、现阶段喷灌发展的重点432

第二节　喷灌关键技术参数433

一、喷灌强度433

二、喷灌均匀度434

三、水滴打击强度435

第三节　喷洒水利用系数的研究进展436

一、喷洒水利用系数的研究综述436

二、旱风沙区喷洒水利用系数的研究437

第四节　喷灌均匀系数设计标准的研究进展441

一、作物冠层对喷灌水量分布的影响441

二、喷灌均匀系数对土壤水分空间分布的影响444

三、喷灌均匀系数对作物产量的影响446

参考文献448

第十四章　微灌原理与研究进展452

第一节　国内外微灌发展历程与现状452

第二节　微灌的类型与灌水特点454

一、微灌的类型454

二、微灌的灌水特点455

第三节　微灌主要技术参数研究现状456

一、微灌作物耗水量456

二、微灌土壤湿润比457

三、灌水均匀度459

第四节　微灌土壤水分、溶质运移研究进展462

一、微灌土壤水分入渗特点462

二、微灌土壤水分运移研究进展462

三 滴灌条件下溶质运移规律研究进展465

第五节　地下滴灌技术的研究现状466

一、对作物产量的影响467

二、毛管深度与间距467

三、灌溉频率与灌水量468

四、灌水均匀度468

第六节　微灌技术研究热点问题469

参考文献471

第十五章　化控节水理论与新产品研究进展483

第一节　化控节水技术概述483

第二节　保水剂的节水保水机理与应用研究484

一、国内外保水剂产品研发及应用现状484

二、保水剂的吸水机理486

三、保水剂的种类与用途487

四、保水剂的应用研究进展487

五、保水剂应用研究中存在的问题489

第三节　固体水的开发与应用研究进展490

一、固体水研究与应用进展491

二、固体水与保水剂的区别491

三、固体水的灌溉特性492

四、固体水的保水节水机理494

五、固体水造林技术495

第四节　植物抑制蒸腾剂的作用机理与研究进展496

第五节　土壤结构改良剂新产品及其应用研究进展498

一、土壤结构改良剂及其应用研究进展498

二、土壤结构改良剂主要类型与新产品502

三、下一步研究方向506

参考文献507

第十六章　农艺节水理论与技术的新进展511

第一节　农艺节水理论技术发展概述511

第二节　旱作农业节水技术的发展511

一、土壤蓄水技术512

二、抑制土壤蒸发技术514

三、提高作物水分利用效率技术518

四、雨水有限灌溉增产技术发展520

第三节　作物抗旱节水遗传改良的研究进展521

一、ABA的生理遗传521

二、渗透调节的生理遗传522

三、作物抗逆性共同遗传背景522

四、作物水分利用效率的生理遗传523

五、作物水分利用效率基因工程改良523

六、小麦抗旱节水育种指标体系524

参考文献526

第十七章　渠道防渗抗冻新材料与新技术528

第一节　渠道防渗技术发展概况528

一、渠道防渗的重要性528

二、渠道防渗技术发展概况528

第二节　渠道防渗材料及应用技术531

一、渠道防渗材料及特点531

二、暗渠（管）防渗材料及特点533

三、防渗渠道的断面形式534

第三节　渠道防渗的冻害防治技术536

一、渠道防渗的冻害类型及形式536

二、防治冻害的技术措施537

第四节　渠道防渗抗冻新材料与新技术540

一、渠道防渗抗冻新材料540

二、渠道防渗抗冻新型结构形式541

三、我国渠道防渗技术的研究发展方向543

参考文献545

第十八章　新型渠道量水建筑物与量水技术546

第一节　渠道量水研究概况546

第二节　渠道量水设备的命名与分类547

第三节　几种常用渠道量水设施的性能指标与测流范围548

第四节　国内外灌溉量水技术新进展550

一、U形渠道新型量水槽简介551

二、新型量水仪表555

第五节　灌溉量水设备与技术的发展方向562

一、传统量水堰槽的研究发展方向562

二、特种量水设备的研究发展方向564

参考文献564

第四篇 农业水资源可持续利用理论与方法篇567

第十九章　水资源可持续利用的理论与方法567

第一节　水资源与可持续发展567

一、可持续发展理论的提出567

二、水资源与可持续发展568

第二节　水资源可持续利用的涵义569

一、可持续性的涵义569

二、水资源的持续性与系统性569

三、水资源可持续利用的定义、内涵与特点570

第三节　水资源可持续利用的理论572

一、水资源可持续利用的基本理论与基本法则572

二、区域水资源开发利用总体模式573

三、水资源可持续利用的数学模型573

四、水资源可持续利用研究的新方法574

第四节　水资源可持续利用研究进展575

一、国际水资源可持续利用研究进展575

二、我国水资源可持续利用研究进展575

三、我国水资源可持续利用研究存在的问题580

第五节　水资源可持续利用研究展望581

一、21世纪全球水资源问题国际协作重点581

二、我国水资源持续利用研究展望582

参考文献584

第二十章　生态水文过程及面向生态的水资源配置原理与方法587

第一节　生态水文学587

一、生态水文学的定义587

二、生态水文学研究进展589

三、生态水文学研究展望591

第二节　生态需水量592

一、生态需水量的概念592

二、生态需水的基本原理593

三、生态需水的计算理论框架594

四、生态需水研究进展596

五、生态需水研究存在的问题及展望598

第三节　面向生态的水资源配置理论与方法598

一、面向生态的水资源合理配置的含义和研究进展598

二、面向生态的水资源合理配置的理论基础600

三、面向生态的水资源合理配置的特点601

四、面向生态的水资源合理配置的原则603

五、面向生态的水资源合理配置方法604

第四节　面向生态的水资源配置研究科学问题605

一、自然与人类活动影响下水资源演变规律的科学问题606

二、面向生态的水资源优化配置研究606

参考文献607

第二十一章　现代雨水高效集蓄利用新技术与新方法610

第一节　国内外雨水利用发展概述610

一、发展历史610

二、发展现状及趋势610

第二节　雨水高效集蓄利用技术研究进展614

一、雨水高效汇集技术614

二、雨水储蓄技术622

三、集蓄雨水的利用技术625

四、雨水利用模式628

第三节　雨水农业利用研究发展的主要方向629

一、雨水资源开发潜力与分区629

二、雨水集蓄利用材料与设备630

三、雨水高效集蓄利用技术与模式630

四、雨水集蓄利用技术对区域生态环境的影响631

参考文献631

第二十二章　劣质水资源化高效安全利用技术633

第一节　劣质水资源化处理新技术633

一、物理法633

二、化学法634

三、生物法635

四、污水土地处理系统636

第二节　劣质水资源化农业利用发展概况与存在问题637

一、污水资源化农业利用发展概况637

二、咸水资源农业利用发展概况639

第三节　劣质水利用对土壤、植物和环境的影响640

一、劣质水灌溉中盐分对土壤、植物和环境的影响640

二、重金属对土壤、作物与地下水的影响645

三、氮素的利用、迁移转化及其对环境的影响649

四、有机污染物对土壤、作物与地下水的影响651

第四节　污染物在土壤—地下水系统中的迁移转化的数值模拟652

第五节　劣质水灌溉标准与灌溉管理655

一、劣质水高效安全利用标准655

二、劣质水灌溉方法与灌溉管理656

参考文献658

第二十三章　水资源优化配置新理论与新方法669

第一节 自优化模拟决策技术及应用669

一、自优化模拟决策的基本数学模型670

二、自优化模拟决策基本原理671

三、自优化模拟决策的基本方法与步骤672

四、实例研究674

第二节　大系统多目标分解协调方法与应用674

一、基本原理675

二、基本数学模型675

三、计算方法与步骤677

四、实例研究677

第三节　大系统交互式模糊多目标水资源协商分配方法与应用678

一、基本原理与思路679

二、水资源冲突分配问题的数学描述679

三、冲突调解的基本方法与步骤681

四、实例研究683

第四节　水资源实时优化调配模型与应用683

一、来用水预报模型与方法683

二、水库余留库容模糊决策模型与方法685

三、自优化模拟调度模型与方法687

四、实例研究688

第五节　水资源规划管理决策支持系统688

一、决策支持系统（Decision Support System简称DSS）概论688

二、跨流域调水工程规划调度DSS设计原则690

三、IWTPRDSS总体设计693

四、IWTPRDSS功能及应用范围694

第六节　水资源优化配置中的尺度问题696

一、水文尺度问题——水文学研究的前沿696

二、尺度分类及研究目标696

三、不同尺度转换问题698

第七节　水资源配置中的分布式水文模型699

一、分布式水文模型研究概况699

二、基于DEM的流域分布式水文模型700

参考文献702

第二十四章　水权理论及其研究的新进展706

第一节　水权理论研究的新进展706

一、水权706

二、水权分配与水市场707

三、水权的管理710

第二节　水价体系研究的新进展711

一、水价711

二、建立科学的水价体系712

三、环境税费713

四、水基金713

五、农业用水价格713

参考文献715

第二十五章 中国水供需状况及水资源开发利用与保护716

第一节　中国水资源与可持续发展716

一、我国水资源的基本特点716

二、水资源与社会经济的可持续发展718

第二节　21世纪水资源供需状况及其面临的主要问题721

一、水资源开发利用现状721

二、21世纪水资源供需状况分析722

三、21世纪面临的主要水资源问题726

第三节　21世纪水资源开发利用与保护战略728

一、全面建立节水防污型社会，提高水资源利用效率728

二、加大投资力度，加快供水与调水工程建设729

三、实施以水污染的源头控制为主的综合防治战略，改善水环境质量730

四、合理安排生态环境用水，实现水资源开发利用与生态环境的协调发展730

五、加强水资源统一管理，建立高效有序的水资源管理体制730

六、加强水资源领域的科学研究，以科技进步促进水资源的可持续利用731

参考文献732

第五篇 农业水土环境改良与保护篇735

第二十六章　土壤改良的农田排水新技术735

第一节　农田排水技术发展概况735

一、农田排水的地位与作用735

二、农田排水技术的发展738

三、农田排水技术的新进展741

四、我国农田排水与世界发达国家的比较741

第二节　农田排水的主要型式742

一、明沟排水743

二、地下排水743

三、竖井排水745

第三节　农田排水新理论与排水计算746

一、农田排渍标准及其理论746

二、农田防盐渍化排水标准及其理论750

三、调控地下水位的末级固定沟和吸水管间距计算755

第四节　涝渍兼治的排水理论与技术759

一、涝渍兼治的排水标准759

二、涝渍兼治条件下田间排水运动的模式760

三、涝渍兼治明暗组合的排水计算方法761

四、涝渍兼治的排水技术765

第五节　农田涝渍治理基础研究的发展趋势766

一、由重视农田排涝到重视农田排渍的转变766

二、由静态排水指标研究发展到动态排水指标研究767

三、由涝、渍分别研究发展到涝渍综合研究768

四、从排水指标仅考虑作物产量发展到既考虑产量又重视品质768

五、由研究一次涝渍过程对作物的影响将发展到多过程涝渍对作物的影响768

参考文献769

第二十七章　土壤侵蚀与水土保持研究的新进展771

第一节　国内外水土流失的基本概况771

一、全球土壤侵蚀状况771

二、我国水土流失状况772

第二节　我国土壤侵蚀的主要研究成果及亟需强化的研究领域773

一、我国土壤侵蚀的研究历史773

二、我国土壤侵蚀的主要研究成果774

三、我国土壤侵蚀研究与国际领先水平的主要差距776

四、土壤侵蚀的分支学科777

五、我国土壤侵蚀研究亟需强化的研究领域777

第三节　坡面土壤侵蚀过程研究进展778

一、雨滴溅蚀778

二、片蚀780

三、细沟侵蚀782

四、浅沟侵蚀784

五、沟蚀785

第四节　土壤侵蚀预报研究进展786

一、国外土壤侵蚀模型研究进展786

二、国内土壤侵蚀模型研究进展790

第五节　水土保持研究进展797

一、水土保持工程发展简史797

二、水土保持工程798

三、我国水土保持的主要成就800

四、黄土高原小流域综合治理的理论与实践803

五、小流域健康诊断评价804

六、水土保持生态建设的水文效应805

七、我国西部水土保持和生态环境建设亟需加强的研究领域806

参考文献807

第二十八章　区域水土环境评估的新方法及其应用815

第一节　区域水土环境评估研究进展与趋势815

一、水土环境评估的目的和意义815

二、区域水土环境综合评估的手段816

三、国内外研究进展与发展趋势816

第二节　区域水土环境评估方法的应用824

一、评价指标体系的建立824

二、评价标准的确定826

三、评价方法的确定827

四、评价结果与讨论828

参考文献830

第六篇 高新技术在农业水土工程中的应用篇835

第二十九章　3S技术在农业水土工程中的应用835

第一节　3S技术的基本原理835

一、全球定位系统概述835

二、遥感（RS）的概念836

三、地理信息系统概述836

第二节　3S技术在农业水土工程中的应用现状837

一、3S技术在农业高效用水管理中的应用837

二、3S技术在水文水资源中的应用838

三、水灾旱情的监测与评估838

四、水土流失监测与评价839

五、水土环境状况监测840

六、水利水电工程建设与管理840

七、数字水利与数字流域841

八、数字高程模型842

九、尺度问题842

第三节　3S技术在农业水土工程应用中存在的问题和趋势843

一、3S在农业水土工程应用中存在的问题844

二、3S在农业水土工程中的应用发展趋势846

第四节　分布式模型的构建方法和尺度问题849

一、基于DEM的流域分布式水文模型构建方法849

二、尺度问题854

参考文献855

第三十章　灌区动态配水技术与节水灌溉管理智能决策支持系统861

第一节　灌区渠系动态配水技术及水量优化调配862

一、国外灌区计算机应用的动态862

二、国内灌溉用水信息管理的现状863

三、灌区计划用水管理系统864

四、对今后我国灌溉用水管理及渠系优化配水的展望872

第二节　节水灌溉智能决策支持系统873

一、知识表示874

二、推理策略876

三、节水灌溉管理智能决策支持系统结构876

四、节水灌溉的进展及创新性思路877

五、节水灌溉预报的基本原理879

六、作物田间节水灌溉管理决策881

参考文献882

第三十一章 自动控制技术在灌区管理中的应用及其新进展884

第一节　灌溉自动化概述884

第二节　渠道控制理论基础及其应用885

一、控制系统基础885

二、自动运行渠系的控制方式887

三、自动灌溉渠道的建模891

四、自动闸门控制器的控制模式893

五、控制算法894

第三节　灌溉自动化理论研究与技术发展895

参考文献897

第三十二章　现代数学方法在农业水土工程学科中的应用898

第一节　基本概念898

一、人工神经网络898

二、模糊数学898

三、灰色系统899

四、突变论899

五、耗散结构900

六、协同学900

七、混沌901

八、分形901

九、遗传算法902

第二节　现代数学方法在农业水土工程学科中的应用902

一、人工神经网络的应用902

二、模糊数学的应用903

三、灰色系统的应用905

四、突变论的应用907

五、耗散结构的应用907

六、协同学的应用907

七、混沌理论的应用908

八、分形理论的应用908

九、遗传算法的应用909

第三节　现代数学方法在应用中存在的问题与发展趋势910

一、人工神经网络在应用中存在的问题与发展趋势910

二、模糊数学在应用中存在的问题与发展趋势911

三、灰色系统在应用中存在的问题与发展趋势911

四、突变论在应用中存在的问题与发展趋势913

五、耗散结构理论在应用中存在的问题与发展趋势913

六、协同学在应用中存在的问题与发展趋势914

七、混沌理论在应用中存在的问题与发展趋势914

八、分形理论在应用中存在的问题与发展趋势915

九、遗传算法在应用中存在的问题与发展趋势915

第四节　现代数学方法应用举例916

一、人工神经网络在区域水资源可持续利用评价中的应用916

二、设计枯水年径流过程推求的模糊理论模型及其应用921

三、灌溉渠道轮灌配水优化模型与遗传算法求解923

参考文献930