灌溉渠系優(yōu)化配水模型與算法研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)水資源的日漸短缺，為保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)、穩(wěn)定和均衡發(fā)展，對農(nóng)業(yè)水資源進行綜合利用與優(yōu)化管理，顯得越來越重要。大中型灌區(qū)在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中乃至國民經(jīng)濟中均起著舉足輕重的作用。目前全國已建成大中型灌區(qū)5600多處。在大中型灌區(qū)中，設(shè)計灌溉面積在30萬畝以上的大型灌區(qū)共有402處，總規(guī)劃灌溉面積2.88億畝，約占全國有效灌溉面積的35％，占全國耕地總面積的14.7％。由于大部分大型灌區(qū)都具有較為完善的水源系統(tǒng)、輸配水

2、系統(tǒng)和調(diào)節(jié)系統(tǒng)，大型灌區(qū)在我國水資源的區(qū)域和流域配置中發(fā)揮著極其重要的作用。 做好灌區(qū)灌溉用水的科學(xué)調(diào)度工作、減少輸水損失是發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)的一個重要技術(shù)手段。國內(nèi)外對此已進行了大量研究，但現(xiàn)有的渠道優(yōu)化配水模型，都是在下級渠道配水流量相等這一假定條件下建立的，這與絕大多數(shù)渠系實際配水要求不相符合。本文正是針對這一問題，從灌區(qū)實際情況出發(fā)，建立了下級渠道引水流量不等時的兩級渠道優(yōu)化配水模型，并在此基礎(chǔ)上進一步研究了多級渠道優(yōu)化配水模

3、型，研究了模型的遺傳算法的編碼及適應(yīng)度設(shè)計方法，編制C語言程序?qū)δＰ瓦M行求解，用VB進行可視化界面設(shè)計，并將模型用于實例求解，與實際配水方案進行了對比驗證。結(jié)果表明，利用本文提出的模型和算法確定的渠系優(yōu)化配水過程較原配水過程中斗渠配水時間搭配合理、支渠配水流量均勻，符合優(yōu)化配水原則，由此表明本文模型及其求解算法是可行的，可為下級引水渠道流量不等時的渠系優(yōu)化配水決策提供理論和技術(shù)支持。 整個研究在以下幾個方面有所創(chuàng)新： (

4、1)通過對國內(nèi)外現(xiàn)有配水模型的分析，針對以渠道輸水損失最小為目標的配水模型均是建立在下級渠道流量相等條件下的問題，建立了下級渠道流量不等情況下的兩級渠道優(yōu)化配水模型。并在此基礎(chǔ)上進一步研究了多級渠道優(yōu)化配水模型的建立及其求解問題。該模型具有與實際情況相符、所需參數(shù)少、實用性強、計算結(jié)果穩(wěn)定可靠的優(yōu)點。 (2)對基于遺傳算法的模型求解方法的研究，通過對模型特點的分析，提出了以下級渠道的配水流量及配水結(jié)束時間為參數(shù)、用二進制進行編碼