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(jì)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(duì)農(nóng)業(yè)水資源進(jìn)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(jì)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(jì)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(gè)重要技術(shù)手段。國內(nèi)外對(duì)此已進(jìn)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(jí)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(shí)際配水要求不相符合。本文正是針對(duì)這一問題，從灌區(qū)實(shí)際情況出發(fā)，建立了下級(jí)渠道引水流量不等時(shí)的兩級(jí)渠道優(yōu)化配水模型，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了多級(jí)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(jì)方法，編制C語言程序?qū)δＰ瓦M(jìn)行求解，用VB進(jìn)行可視化界面設(shè)計(jì)，并將模型用于實(shí)例求解，與實(shí)際配水方案進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)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(shí)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(jí)引水渠道流量不等時(shí)的渠系優(yōu)化配水決策提供理論和技術(shù)支持。 整個(gè)研究在以下幾個(gè)方面有所創(chuàng)新： (

4、1)通過對(duì)國內(nèi)外現(xiàn)有配水模型的分析，針對(duì)以渠道輸水損失最小為目標(biāo)的配水模型均是建立在下級(jí)渠道流量相等條件下的問題，建立了下級(jí)渠道流量不等情況下的兩級(jí)渠道優(yōu)化配水模型。并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了多級(jí)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(shí)際情況相符、所需參數(shù)少、實(shí)用性強(qiáng)、計(jì)算結(jié)果穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn)。 (2)對(duì)基于遺傳算法的模型求解方法的研究，通過對(duì)模型特點(diǎn)的分析，提出了以下級(jí)渠道的配水流量及配水結(jié)束時(shí)間為參數(shù)、用二進(jìn)制進(jìn)行編碼