本论文是国家科技攻关项目玛纳斯河流域水资源安全与可持续利用模式研究的一部分。玛纳斯河流域属于典型的干旱内陆河流域,其特定的地理位置和气候条件,形成了独特的荒漠绿洲农业,绿洲被沙漠戈壁包围,干旱缺水、决定了其农业生态极为脆弱。因此水已经成为干旱内陆河流域经济发展的瓶颈问题,而农业用水在干旱内陆河流域占到90%以上,因此对未来农业需水进行预测,具有一定的现实意义。 本文拟合了玛纳斯河流域典型作物(棉花)的全生育期水分生产函数及阶段作物水分生产函数。阶段作物水分生产函数模型很多,而Jensen模型更适合于干旱、半干旱地区,因此采用Jensen模型来进行拟合,求得了棉花各生育阶段的水分敏感指数,结果表明:棉花在花铃后期的水分敏感指数最大,在苗期最小,符合生产实践中灌“关键水”及“蹲苗”的原理,为棉花科学合理配水提供了依据。推求了棉花的经济灌溉定额,为棉花灌溉制度的制定提供了科学的依据。在此基础上,采用二维动态规划原理,制定出棉花优化灌溉制度,在来水量不足的条件下,合理分配灌溉水资源,提高水分利用效率。 以玛纳斯河流域为例,建立了考虑人口、人均生活水平,种植结构、节水技术等多因子需水量预测模型,对水平年2010年,2020年,2030年的种植业、林果业、草场和渔牧业需水进行了预测。还对流域灌区节水措施进行了讨论。 通过对干旱内陆河流域典型灌区的分析研究,结合农业用水现状与发展趋势,预测农业需水的发展态势,建立了干旱内陆河流域农业需水预测模型,实现科学用水,将大大降低灌区中长期灌水的盲目性,从而提高了干旱内陆河流域水资源综合利用水平,使有限的水资源在社会经济发展和生态环境的良性循环中发挥其最大的生态、经济、社会效益。