徐家屯,朱大炯,蔡焕杰,王健.基于主成分分析和参数设计的畦灌技术参数优化[J].干旱地区农业研究,2016,34(6):89~96
基于主成分分析和参数设计的畦灌技术参数优化
Optimization of technical parameters for border irrigation based on principal component analysis and parameter design
  
DOI：10.7606/j.issn.1000-7601.2016.06.14
中文关键词:  畦灌  灌水质量评价  主成分分析  参数设计  稳健性  灵敏度  技术参数优化
英文关键词:border irrigation  evaluation of irrigation quality  principal component analysis  parameter design  robustness  sensitivity  optimization of technical parameter
基金项目:国家科技支撑计划课题（2011BAD29B01）;高等学校学科创新引智计划（B12007）
作者单位
徐家屯 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室， 陕西 杨凌 712100；西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院， 陕西 杨凌 712100 
朱大炯 河南省水利勘测设计研究有限公司， 河南 郑州 450000 
蔡焕杰 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室， 陕西 杨凌 712100；西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院， 陕西 杨凌 712100 
王健 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室， 陕西 杨凌 712100；西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院， 陕西 杨凌 712100 
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中文摘要:
      针对畦灌灌水质量评价指标较多、自然因素存在时空变异性和技术参数有控制误差而造成的灌水质量评价不合理、灌水质量不高且波动大的现状，在田间灌水试验的基础上，利用主成分分析计算灌水质量综合主成分作为评价指标，采用参数设计的方法对畦灌灌水技术参数进行了优化。结果表明，灌水质量综合主成分可以代表99.99%的灌水质量变异信息，且服从正态分布，同时自然参数的变异和技术参数的误差对灌水质量及其稳健性产生了较大影响，经模拟和实测结果验证，泾惠渠灌区畦灌技术参数优化组合为畦宽3.5～4.5 m，畦长120 m左右，单宽流量9 L·s-1·m-1左右，改水成数7成左右，此时具有很好的灌水质量和稳健性。
英文摘要:
      Pointed at the current situation as unreasonable evaluation of irrigation quality, lower irrigation quality and high fluctuation caused by more evaluation indexes for the irrigation quality, existed the spatial and temporal variation for the natural elements and possessed control error for the technical parameters. Based on the field irrigation experiment, using the principal component analysis calculated the comprehensive principal component of irrigation quality for the evaluation index. Utilized the parameter design method, carried out the optimization for the technical factors of the border irrigation. The results showed that: The comprehensive principle component of of irrigation quality can be represented 99.99% of variation information of irrigation quality and obeied the normal distribution. Meanwhile the variation of natural parameter and technical parameters error can be produced higher influence for the irrigation quality and its robustness. Through simulation and validation by the measured results, the optimal combination for the technical parameters of border irrigation in Jinghuiqu Irrigatin Distract were border width 3.5 to 4.5 m, border length around 120m, the unit width discharge about 9 L·s-1·m-1 and inflow cutoff ratio approximately 0.7. At this time, it will be a good irrigation quality and robustness.
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