节水灌溉用水管理问题是一个典型的决策支持系统(DSS)能够解决的多层次,多决策者和多目标的半结构化决策问题。所以,DSS在节水灌溉用水管理上的应用不断兴起,这种应用通常分为田间尺度、农场尺度和区域尺度。经过30多年的发展,DSS在节水灌溉用水管理方面的理论研究,系统开发和实际应用中取得了令人瞩目的成就。但是,大部分研究仍然停留在田间和农场尺度的范围,即便有少数区域尺度的研究,在实际的应用中也存在着许多不容忽视的问题,如:在灌区来水预报方面,存在资料不充分,预报不准确等问题。另外,由于系统的复杂性和统计上的误差和滞后性,使得有些数据不准确、不及时或不存在,而且数据和模型没有标准化和规范化。本研究采用系统工程的研究开发方法,从系统总体设计、数据库设计、模型库研究和系统计算机实现等步骤着手,研制了适宜重庆山地丘陵区的节水灌溉用水管理决策支持系统。 1 系统总体设计 在系统需求分析的基础上,研究设计出了一个完整的灌溉用水管理决策支持系统应该包括数据库、方法库、模型库、知识库及对话管理五个部分组成。各组成部分采用网络结构进行集成。这不仅可以实现资源共享、减少开发费用,而且还可以把一个复杂的决策任务分解成若干个子任务、分布在各节点上完成。 2 灌溉用水管理决策支持系统的数据库设计 灌溉用水管理决策支持系统,由于涉及到的资料种类繁多,故采用空间数据库和属性数据库相结合的方法,对系统数据进行有效的管理。空间数据库是在基于GIS平台上开发的,利用ArcGIS8.3地理信息系统软件,将各图形数据以*shp文件格式分别存储于系统的点文件、线文件和面文件中。属性数据描述图元特征,存储在Access关系型数据库中,图形数据与属性数据通过图元内部标号建立对应关系,实现了图形数据库中内部属性表与属性数据库中外挂属性表的连接,将图形数据与属性数据统一存储、处理和分析。 3 灌溉用水管理决策支持系统的模型研究 依据节水灌溉用水管理的基本思路,系统研究设计了灌区供水预测模型(包括气象预测模型和河道来水预测模型)、作物灌溉制度模拟模型、渠系配水模型、作物种植比例优化模型和方案评估模型。并且以重庆市潼南县红岩嘴灌区为研究对象,对灌区进行气象预测、灌溉制度模拟、渠系配水模拟等。结果如下:(1) 气象预测模型结果比较理想,T检验结果除7月份以外,均大于0.05,表明预测值与实测结果之间不存在显著差异,预测结果较准确。且预测的相对误差均在10%以下;(2) 灌溉制度模拟结果也比较合理,在研究期间,水稻应该进行2次灌水,具体灌水时间分别为5月20号和5月25号。小麦灌水次数为1次,具体时间应该在3月17日,且可以看出灌水时间滞后2天。玉米灌水次数为1次,具体时间为5月22号,油菜灌水次数1次,时间为3月17日;(3) 主灌区上下干渠引水时间分别为24.8小时和19