遗传算法在水箱径流模型参数优选中的应用

水文模型参数优选是水文模型研究中的重点和难点,应用传统的基于梯度下降、导数理论的优化算法难以取得较好效果。遗传算法是一种多参数、多个体全局智能优化算法,在参数优选中应用广泛且效果较好。将遗传算法应用于水箱年径流模型参数优化中,通过实例应用表明,遗传算法较传统优化算法在模型参数优选中收敛速度、成果精度等方面有所提升,效果较好。     

用改进的遗传算法反演地下水数值模型参数

在简单的遗传算法的基础上，结合优体克隆操作、子体优生操作和多代调环操作，提出了一种综合改进的遗传算法，并以非均质各向同性承压二维非稳定流动为算例，以有限元法讨论了用遗传算法反演地下水数值模型参数的过程。计算结果表明，综合改进的遗传算法进行参数识别时，具有收敛速度快、解的精度高和避免出现早熟等优点，可用于地下水渗流和水资源评价计算中。     

参数优化算法在水库水文模拟中的应用

文中结合水库2000-2010年实测水文数据进行对比分析,应用粒子群优化算法和遗传算法对新安江模型的参数进行优化分析。结果表明:粒子群优化算法高于遗传算法的参数优化程度。粒子群优化算法的优化参数值水库水文模拟的精度明显高于遗传算法的模拟精度,且粒子群优化算法的收敛精度更高。     

基于遗传算法的模糊优选BP网络模型及其应用

在模糊优选BP神经网络模型的基础上，引入遗传算法，提出融入遗传算法的模糊优选神经网络预测模型，是对模糊优选BP神经网络模型的进一步发展。其基本思路是：在BP算法训练网络出现收敛速度缓慢时启用遗传算法优化网络的运行参数，把优化的结果作为BP算法的初始值再用BP算法训练网络，这样交替运行BP算法和遗传算法，直到达到问题要求的精度。在新疆雅马渡站年径流量的预报中，预测模型在预报精度和算法的收敛速度方面都达到了较好的效果。     

粒子群和遗传算法的渡槽结构动力参数反演模拟研究

为更加科学、准确的评价渡槽结构的健康状态,文章以贵州省某渡槽为例结合粒子群遗传算法理论以及动力试验测试数据,在详细分析了粒子群遗传算法计算过程的基础上对流固耦合作用下的渡槽结构动力参数进行反演推算。研究表明:基于粒子群遗传算法的反演模型相对于传统的遗传算法具有更好的收敛速度和全局寻优能力,对于流固耦合作用下的渡槽动力参数该算法具有更好的适用性与可靠性;水体对结构的作用可通过HOUSNER模型更加全面、客观的反映和表征。     

一维地下水溶质运移模型多参数反演

以一维地下水溶质运移模型为基础,利用微分进化算法重点探讨监测频次、测量误差等因素对纵向弥散系数DL、有效孔隙度n以及水流速度u等参数联合反演结果的影响,并构造瞬时源和连续源两种工况的典型案例来验证该方法的可靠性。结果表明：微分进化算法具有收敛速度快、精度高等特点,能够运用于瞬时源和连续源地下水溶质运移模型水力、水质参数的反演问题。     

基于自适应罚函数遗传算法求解地下水管理模型

在充分分析地下水管理模型流程结构的基础上,通过耦合地下水流数值模型MODFLOW和遗传算法(GA),提出一种自适应罚函数遗传算法用于求解地下水管理模型.将MODFLOW嵌入到GA中,数值模型模拟结果返回到优化算法中作为约束条件,优化过程通过GA求解.通过实例验证,结果表明:该算法可以自主进行罚因子值的选取,克服了一般遗...     

基于自适应遗传算法的PID调速系统参数优化

针对遗传算法(SGA)存在求解精度与收敛速度间的矛盾,提出了一种自适应对称调和遗传算法(IASHGA),并将该算法应用于水轮发电机组PID调速系统参数的优化设计,以系统的上升时间和超调屠指标作为改进遗传算法的适应度甬数.以四川某水电站的真实数据对经过优化后的遗传算法PID控制规律进行计算机仿真,仿真结果表明,改进的算法与常规遗传算法(SGA)和粒子群优化算法(PSO)相比较,不但提高了全局的搜寻能力,而且有效避免了早熟收敛问题,为水轮机调速器PID参数优化研究提供了新途径.     

基于和声搜索算法的地下水污染源与未知含水层参数的同步反演研究

地下水污染源反演问题和含水层参数反演问题都是典型的地下水逆问题。在未知含水层参数(渗透系数、弥散度等)等先决信息的情况下进行地下水污染源反演计算时,需要根据已有的监测数据(水位和浓度等)对地下水污染源和未知含水层参数进行同步反演。在同步反演优化问题中,决策变量包括污染源位置、强度以及待求的含水层参数。论文首先介绍同步反演模型的框架组成(包括污染物迁移模型和反演优化模型),然后在对已有的各种和声搜索改进算法进行研究的基础上结合同步反演模型提出一种改进的和声搜索算法,最后将同步反演模型和改进的和声搜索算法应用于具体的算例研究。研究表明,改进的和声搜索算法具有算法稳定高效、求解精度高等特点,能够广泛应用于复杂的地下水污染源和含水层参数反演问题。     

基于和声搜索算法的地下水污染源与未知含水层参数的同步反演研究

地下水污染源反演问题和含水层参数反演问题都是典型的地下水逆问题。在未知含水层参数（渗透系数、弥散度等）等先决信息的情况下进行地下水污染源反演计算时,需要根据已有的监测数据（水位和浓度等）对地下水污染源和未知含水层参数进行同步反演。在同步反演优化问题中,决策变量包括污染源位置、强度以及待求的含水层参数。本文对同步反演模型的框架组成（包括污染物迁移模型和反演优化模型）进行分析后,在对已有的各种和声搜索改进算法进行研究的基础上结合同步反演模型提出一种改进的和声搜索算法,最后将同步反演模型和改进的和声搜索算法应用于具体的算例研究。研究表明,改进的和声搜索算法具有算法稳定高效、求解精度高等特点,能够广泛应用于复杂的地下水污染源和含水层参数反演问题。     

利用单纯形2粒子群混合算法确定越流含水层参数

针对粒子群优化算法后期存在的收敛速度慢、早熟、易陷入局部极小等问题,将局部搜索能力强的单纯形算法和粒子群算法结合,构造单纯形-粒子群混合算法。以第一类越流系统情况下的非稳定井流问题的解析解为基础,将单纯形-粒子群混合算法应用于分析抽水试验数据,计算含水层参数的问题。数值实验结果表明：单纯形-粒子群混合算法能有效地应用于分析抽水试验数据,确定含水层参数,且具有局部搜索能力强、运算速度快和计算精度高等优点。     

融合MCMC 方法的差分进化算法 在水文模型参数优选中的应用

传统差分进化算法在优选水文模型参数时容易出现"早熟收敛"问题,基于马尔可夫链蒙特卡罗方法的差分进化算法——DREAM算法,对嘉陵江流域降雨径流模型的参数优选问题进行了分析。结果发现,DREAM算法融合了自适应Metropolis方法的优点,能有效克服"早熟收敛"问题,适用于推求先验信息较少的复杂水文模型参数后验分布。     

环境激励下泵站出水塔结构模态参数辨识研究

高扬程提水泵站的出水塔结构在水流的激励作用下易出现剧烈振动甚至由此造成破坏,为研究其振动特性需对其结构模态参数进行准确辨识。以甘肃景电二期工程总干六泵站的出水塔为例,在工作荷载激励下对其振动信号进行现场采集,根据实测的结构振动时程,利用随机子空间法和特征系统实现算法分别对出水塔结构的模态参数进行时域辨识,并将其辨识结果与ANSYS三维有限元模拟结果进行对比验证。结果表明:随机子空间法和特征系统实现算法均能准确辨识出水塔结构模态参数,其模拟结果与实验结果吻合较好。研究成果可为泵站出水塔结构的更新改造设计和安全运行监测提供理论依据,同时能够为灌区水工结构的模态参数辨识提供技术参考。     

一种改进的参数区间选取方法及 在 WEP2L 模型中的应用

分布式水文模型由于参数众多, 各参数之间不能完全独立, 在参数自动率定中存在部分参数的优选过程相互 抑制情况。以 WEP2L( Water and Ener gy transfer Pr ocess in Lar ge river basins) 分布式水文模型为例, 基于 GLUE 算法推求模型参数的后验分布, 将参数全局敏感性分析的 Sobol 方法与概念性水文模型的参数区间优选方法相结 合, 给出了在较少参数采样次数条件下分布式水文模型不完全独立的多参数自动优选方案, 并在白河流域进行了应 用。结果表明: ( 1) 用 GLUE 算法推求参数后验分布, 结合 Sobol 分析及参数的区间优选方法, 可对 WEP2L 实现参 数自动率定, 模拟精度能达到 01 633; ( 2) 将 Sobol 全局敏感度分析与参数的区间优选方法相结合, 可进一步优化参 数区间确定的原则, 提高模拟的精度。研究结果可为分布式水文模型的参数率定提供借鉴。     

南水北调中线渠系蓄量补偿运行控制方式

南水北调中线渠系采用闸前常水位的运行方式,即渠道下游常水位运行方式的水位控制点位于下游渠道的节制闸闸前。采用下游常水位运行方式,有利于按照最大过水流量进行渠道设计,使得渠道的超高最小,从而施工成本最少。在分析闸前常水位运行方式的响应与恢复特性、蓄量补偿时间的基础上,提出了闸前常水位运行控制方式,并设计了蓄量补偿的前馈控制策略和水位流量串级的水位反馈控制器。以南水北调中线总干渠的部分渠道为研究对象,在典型工况下进行运行控制仿真,并把计算结果与流量主动补偿和常规下游常水位运行控制进行对比,从而验证了本文闸前常水位运行控制算法的合理性。     

面向网络抗毁性的输水网络拓扑结构优化设计

为优化输水网络拓扑结构, 量化网络抗毁性, 建立以网络抗毁性最大化为目标的输水网络拓扑结构优化模型。 首先, 以输水网络拓扑结构为基础, 从节点所处位置的中心程度和可替代程度出发, 推求节点结构重要度, 并以此表 征网络抗毁度。其次, 以网络边可连接数及边无交叉性为约束条件, 建立以网络抗毁性最大化为目标函数的优化模 型。最后, 结合某输水网络算例, 应用遗传算法求解该模型, 寻求最优输水网络拓扑结构。算例计算结果表明: 优化 后网络中的节点结构重要度数值离散程度减小, 网络抗毁性相较优化前得到了很大的提升, 说明该模型能够为解决 输水网络拓扑结构优化问题提供参考。     

虹吸式管道排沙技术在西霞院水库清淤中的试验研究

为研究虹吸式管道排沙技术在西霞院水库清淤中的应用及效果,基于水库库区现场的清淤试验,利用西霞院水库上下游水位差的虹吸作用,辅以破土射流冲吸式吸泥头扰沙,通过对输沙管道沿程含沙量和流量等特征值的跟踪监测,研究单泵及双泵串联条件下,200m3/s、220m3/s、230m3/s、240m3/s、250m3/s、300m3/s和330m3/s共7个流量级不同试验工况下测点含沙量的变化范围、趋势及粒径级配等,并对试验清淤效果进行定量分析。水库清淤的现场试验结果表明:随着虹吸式管道排沙试验的工况流量不断增大,所测的平均含沙量呈现出增大趋势,而最大含沙量呈现先增大后减小的趋势,整个试验过程最大含沙量达到342.61kg/m3,清淤2 000m3泥沙的生产成本为10.56万元。     

基于单机组试验选优的并联泵站群组合 优化运行算法研究

以并联泵站群日提水耗电费用最少为目标,构建包含各时段泵站运行数、站内水泵开机数、水泵叶片安放角及机组转速4个决策变量的并联泵站群变角变速组合日优化运行数学模型,提出基于二级子系统试验选优的大系统二级分解-动态规划聚合法。通过将原模型进行二次分解,获得以单机组日提水耗电费用最小为目标,各时段水泵叶片安放角及机组转速为决策变量的单机组变角变速组合日优化运行数学模型,采用大系统试验选优法求解。进而通过一系列二级子系统不同提水要求下的优化计算,获得单机组日提水量与提水费用的一一对应关系,原模型即可转化为以并联泵站群日提水费用最少为目标、各机组日提水量为决策变量的聚合模型,并采用动态规划方法求解。该方法可进一步完善组合工况调节方式下并联泵站群优化运行理论,较由站内单工况优化运行下获得的并联泵站群优化运行效益更为显著。以典型并联泵站群为计算实例,优化结果表明:各日均扬程下满负荷、80%负荷、60%负荷优化运行单位费用较定角恒速运行分别平均节约8.41%、23.07%、32.79%。     

滨海地区水资源多目标优化调度模型研究

针对滨海地区水资源系统的特点,以加权相对总缺水深度最小和系统供水总成本最小为目标,建立了平原河网、平原水库群和远距离调水工程体系的水资源多目标优化调度模型;利用多目标粒子群算法(MOPSO)求解,提出了各类约束条件的处理方法,并得到非劣解集;采用距理想解欧拉距离最小准则,得到最好权衡两个目标的最佳协调解,并取得相应的调度结果。以江苏沿海为背景开展实证研究,验证了所建模型和求解方法的有效性。     

南水北调中线水源区水文特征分析及其 水资源适应性利用的思考

南水北调中线调水工程是为了解决华北地区缺水问题而采取的特大型调水工程,水源区地理特征是调水水量和水质的重要基础。然而,从目前的研究现状看,对水源区边界、面积、河流长度等主要特征参数和水资源特征系统梳理不足,水资源利用仍存在一些问题。基于此,从地理学的角度,借助地理信息技术和统计学方法,结合实地调研,对南水北调中线水源区主要特征参数进行系统梳理;分析和总结水资源特征、水资源开发利用演变过程以及存在的问题;基于水资源适应性利用理论,结合南水北调中线水源区实际,提出其水资源适应性利用的研究思路和战略措施建议。研究成果对保障南水北调中线可持续调水、支撑水源区水资源开发利用和协同管理提供技术支撑。