本项目以我国南方丘陵平原过渡带湖北漳河水库灌区为背景，以节灌控排与农业生产变化为条件，以农田水势、沟渠水位、灌排水量之间转化关系为主线，釆用实地查勘、灌排试验、区域监测、理论分析、模型构建、数值模拟、统计归纳相结合的研究方法，开展灌区水资源高效利用临界特性及调控机制研究。阐述了旱作水稻产量因子对水分胁迫的响应规律，揭示了旱作水稻控势灌溉机制，提出了以土水势为灌溉控制指标的水稻旱作模式以及考虑生物多样性条件下的田间需水量阈值。通过开展田间-渠系-灌区多尺度水平衡要素监测，揭示了长藤结瓜灌溉系统农田与区域不同尺度水转化效率的差异原因及其规律，基于系统动力学原理描述了稻田塘堰系统水转化过程，提出了农业用水效率考核新指标“千公顷灌溉取水量”的概念，给出了相应的计算依据、方法及适用条件。针对灌区供水水源、作物种植结构多样的特点，研究多水源联合供水控制方案优化及其失效风险，建立库塘联合调控与作物优化分配耦合模型，采用粒子群-人工蜂群混合算法有利于求解多水源优化调控问题。考虑农业水资源管理中存在的不确定性和动态因素，通过融合多阶段随机规划和区间参数规划，提出了一种区间多阶段水量分配模型。通过非一致性分析和模型优化，提出了一种能解决水资源管理中的非一致性、不确定性、动态性和复杂性问题的新方法。运用水资源系统分析与经济学理论，建立了基于供求关系和生产函数的灌区水量使用权交易模型。研究为揭示灌区水转化过程及其高效利用调控机制，提出保障粮食生产、实现生态高效的现代化灌区建设和农业可持续发展措施对策，提升水安全保障能力，具有十分重要的科学意义。 2100433B