【摘 要】農(nóng)田改造是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中的一個重要步驟，農(nóng)田改造過程中需要用到線性規(guī)劃模型，線性規(guī)劃模型對于農(nóng)田改造具有十分重要的意義，本文對線性規(guī)劃模型在農(nóng)田改造中的應(yīng)用進(jìn)行分析和探討，旨在促進(jìn)農(nóng)田改造效率的提升。

【關(guān)鍵詞】線性規(guī)劃模型；農(nóng)田改造；應(yīng)用

0.引言

在我國比較干旱的地區(qū)，各種水電資源的缺乏是影響我國農(nóng)業(yè)、牧業(yè)發(fā)展的重要原因，在發(fā)展過程中應(yīng)該要對土地進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)劃，使得土地資源可以成為我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的重要組成部分，對土地進(jìn)行線性規(guī)劃，是當(dāng)?shù)卣闹匾蝿?wù)，當(dāng)前的新農(nóng)村建設(shè)過程中，農(nóng)田改造的投資決策中產(chǎn)生了一些因素的限制，因此需要建立線性模型，將復(fù)雜的問題變成數(shù)學(xué)問題，并且求出最優(yōu)解，使得農(nóng)田改造問題得以解決。

1.線性規(guī)劃的基本理論以及農(nóng)田改造的相關(guān)分析

線性規(guī)劃師運籌學(xué)中的一個基本的分支，在很多領(lǐng)域中都有廣泛的運用，比如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)活動、科學(xué)研究等，利用線性規(guī)劃手段可以提高各種問題的處理效率，在線性規(guī)劃模型中，在線性約束條件下求線性目標(biāo)函數(shù)的最大值或最小值的問題都叫做線性規(guī)劃問題，線性規(guī)劃問題的一般數(shù)學(xué)模型為：

其中，第一個代表線性目標(biāo)，第二個表示約束條件，第三個表示非負(fù)約束條件。在對各種線性目標(biāo)進(jìn)行求解的過程中，比較常見的方法有單純形法、表上作業(yè)法、橢圓算法、卡馬卡算法等，單純形法是用得最廣泛的一種求解方法，在對各種線性問題進(jìn)行解決時常用的軟件有matlab、lingo等。

農(nóng)田是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中的一種重要載體，加強(qiáng)農(nóng)田改造對于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展有十分重要的意義，要想提高農(nóng)民的收入，就必須要對農(nóng)田進(jìn)行改造。在進(jìn)行農(nóng)田改造的過程中，需要考慮的東西有很多，比如不同種類的農(nóng)作物需要處理、土地具有多種類型、農(nóng)田水利條件等級不同等，在對不同地區(qū)的農(nóng)田進(jìn)行處理時，有可能會遇到有河道需要處理的情況，對此，有可能會需要修理主河道。因此在實際的農(nóng)田改造過程中要對各種問題進(jìn)行分析，面面俱到，對于是否需要供水、供電進(jìn)行分析，最終進(jìn)行合理的規(guī)劃，使得農(nóng)田可以實現(xiàn)最大化利益。

2.農(nóng)田改造與配套水利建設(shè)的數(shù)學(xué)模型

2.1模型的假設(shè)情況

在進(jìn)行農(nóng)田改造的過程中，需要進(jìn)行以下幾個方面的假設(shè)，第一，農(nóng)田改造以及水庫的建設(shè)都應(yīng)該在年初進(jìn)行計劃，并且要在該年度完成，以免對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來較大的影響。第二，在規(guī)劃建設(shè)期內(nèi)，地表水的用量可以保持不變，而且也可以不用考慮自然災(zāi)害對土地產(chǎn)量的影響。第三，國家可以提供的農(nóng)業(yè)用電量可以在規(guī)劃期內(nèi)不發(fā)生變化。第四，假設(shè)在農(nóng)田上有m種農(nóng)作物，同時對農(nóng)田進(jìn)行規(guī)劃的年限為n年，在農(nóng)田治理過程中有K條河流需要治理。第五，在農(nóng)田改造的規(guī)劃初期應(yīng)該要完成對該地區(qū)的所有投資。

在農(nóng)田改造過程中，有一個重要的過程就是水利工程建設(shè)，水利工程建設(shè)對于農(nóng)田的生產(chǎn)以及建設(shè)具有十分重要的意義和影響。在農(nóng)田改造過程中強(qiáng)水利工程的建設(shè)，有助于對農(nóng) 田生產(chǎn)過程中的灌溉問題進(jìn)行解決，并且能夠解決人畜飲水難的問題。在一些水資源比較缺乏的地區(qū)，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對水資源的利用較多，但是水資源畢竟有限，因此人們在生產(chǎn)生活過程中的飲水往往存在一定的難度，為了促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在農(nóng)田的改造過程中需要關(guān)注一個重要的問題，就是加強(qiáng)水利工程的建設(shè)。加強(qiáng)水利工程的建設(shè)，一方面，可以有效地解決農(nóng)田灌溉問題，水利工程包括很多種，比如小型灌區(qū)、小型水庫、塘壩、蓄水池、引水工程、中小型泵站等，這些水利工程的建設(shè)，有助于進(jìn)行農(nóng)田灌溉，滿足農(nóng)作物生長過程中的水分需求，是農(nóng)田改造過程中的一個重要項目內(nèi)容。合理的水利工程建設(shè)，包括很多方面，比如加強(qiáng)刮灌區(qū)基點位置的合理選擇、對灌溉范圍進(jìn)行確定以節(jié)省灌溉資源等。合理的水利工程規(guī)劃有助于對農(nóng)田生產(chǎn)過程中的灌溉需求進(jìn)行滿足，促進(jìn)農(nóng)田生產(chǎn)效率的提升。另一方面，加強(qiáng)水利工程建設(shè)，也有助于對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行有效的保護(hù)，在農(nóng)田改造的過程中，也需要結(jié)合生態(tài)環(huán)境保護(hù)的理念，在我國很多地區(qū)，由于水資源比較缺乏，因此導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平得不到提升，在農(nóng)田改造的過程中，必須要將農(nóng)田水利建設(shè)作為一個重點進(jìn)行結(jié)合，加強(qiáng)水利工程的規(guī)劃和建設(shè)，有助于對水源進(jìn)行節(jié)約，加強(qiáng)節(jié)水改造的力度。

2.2模型的建立

對不同土地類型的土地進(jìn)行改造時，需要采取不同的改造措施。其中A11→A11+S31+S21表示在第一種改造措施下土地的總面積，A21→A21+S32+S21表示在第二種改造措施下的土地總面積， A31→A31+S31+S32表示在第三種改造措施下土地的總面積。由于我國的土地資源有限，針對所有的農(nóng)作物在第j類土地面積之和等于改造后的第j類面積，可以得到以下公式：

f=A+S+S

f=A11-S21+S32

f=A31-S31+S32

由改造土地的費用可以得到下面的公式：

S31H31+S21H21+S32H32≤R1

由各類型農(nóng)作物在生產(chǎn)過程中的耗電量的上限可以得出下面的公式：

df≤R2

根據(jù)不同地區(qū)的地表水資源的可利用總量的上限值可以得到下列公式：

ef≤R3

對于排澇工程的投資是有限的，可以根據(jù)總的排澇面積的最大值得出下列公式：

Pj≤R4

根據(jù)地i種糧食的需求量以及國家的征購指標(biāo)可以得出下列公式：

cf≥Ni

由于在農(nóng)田改造過程中增加了抗旱以及排澇能力增加的收益為：

（aij+bij）fij

，修建抗旱以及排澇設(shè)施的費用為mK 和V Pj農(nóng)田改造的總費用為s31h31+s21h21+s32h32由上述的各種費用關(guān)系可以得到目標(biāo)函數(shù)為：

其中Ai1表示第i種土地在沒有進(jìn)行改造時的面積，其中的i可以取值為1、2、3……R1表示改造土地的最大投資額。R2表示在改造過程中的總耗電量的上限。R3表示在農(nóng)田改造區(qū)域可利用的地表水的上限。R4表示總興建排澇設(shè)施的土地面積。Ni表示在當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，第i種糧食的需求以及國家對這種糧食進(jìn)行征收的總量的下限。M表示修建水庫的過程中需要耗費的工程費用總量。Q表示對K條河流進(jìn)行治理所耗費的總的工程款項。Vi表示治理第i條河流時總的工程費用。g表示農(nóng)田改造之后的總利潤。B表示超額生產(chǎn)之后每噸糧食應(yīng)該向國家交售的可加價。Sij表示對土地類型進(jìn)行改造的面積，即將土地類型由i改到j(luò)時所使用的面積。hij表示在進(jìn)行土地改造時的單價。fij表示將土地進(jìn)行改造之后第i種農(nóng)作物在第j類土地上所占的面積。Pj表示第j種改造措施下改造排澇的面積。

比如某地在進(jìn)行農(nóng)田改造的過程中，需要對四種不同的土地進(jìn)行改造。四種土地的基本情況如表一所示。

表一

在進(jìn)行農(nóng)田改造的計劃中，地方政府進(jìn)行新農(nóng)村建設(shè)時的項目中有相應(yīng)的抗旱排澇設(shè)施，一般說來每萬土地的抗旱設(shè)施需要投資100萬，如果再建設(shè)相應(yīng)的排澇設(shè)施，則需要花費更多，需要先對河道進(jìn)行治理，治理過程中該地的預(yù)算是300萬，治理之后每畝還需要投資50萬，該地政府在進(jìn)行處理治理時的預(yù)計資金為1000萬，國家對該地區(qū)所提供的電量為兩百五十萬度，對當(dāng)?shù)氐募Z食的需求量以及國家的征購總計劃為0.8 萬噸，規(guī)劃的期限為五年，根據(jù)這些條件，可以得到相應(yīng)的約束條件，即

通過相應(yīng)的軟件求解之后可以得到下列結(jié)果：

3.結(jié)語

農(nóng)田改造是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中一個比較重要的問題，在農(nóng)田改造過程中需要對各種實際問題進(jìn)行考慮，針對當(dāng)?shù)氐木唧w情況采取相應(yīng)的措施進(jìn)行改造，加強(qiáng)線性規(guī)劃模型的建立對于農(nóng)田改造過程中的效率的提升有重要的幫助。

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