基于遗传算法的灌区渠系优化配水模型研究

为了使灌区配水获得更好的效果,通过改进传统"定流量,变历时"渠系运行方式的轮灌优化配水模型,以灌区配水渠道输水时间最短和各个轮灌组合持续引水时间差异最小建立了双目标函数,采用层次分析法确定各目标函数权重系数,然后根据各目标函数权重系数把双目标函数转化为单目标函数,最后通过遗传算法对单目标函数进行求解,确定了灌区最优轮灌组组合。实例计算结果表明:采用渠系优化配水方法进行轮灌组合优化,缩短了配水渠道输水时间,提高了水资源利用率,取得了较好的配水效果。     

灌区渠系优化配水模型建立与求解

对于下级渠道流量不等的情况进行科学决策和优化调度,可实现"流量大、历时短"的灌溉目标。建立以输水渠道实际流量与设计流量相差最小和输水历时最短为双目标函数的优化配水模型,采用层次分析法把双目标函数转化为单目标函数,通过遗传算法对单目标函数进行求解,得到下级渠道的配水流量、配水时间等参数。与有关文献对比,在水量损失可控的前提下,各级渠道流量范围以及灌溉历时范围扩大。以浙江省峡口水库灌区某次灌溉为例进行计算,灌溉时间由18d缩短到14.5 d,上级渠道流量平稳,接近设计流量,下级渠道配水实现了优化搭配。结果表明:该模型在水量损失可控的情况下,管理部门可以根据当地实际情况进行偏好选择,实现"流量大、历时短"的灌溉目标。     

灌区渠系优化配水模型研究

本文以某次灌水缺水量和损失水量最小为目标函数,建立了灌区渠系优化配水模型,并用新兴的遗传算法对模型进行求解。在基本遗传算法的基础上采用自然数编码方式,设计了应用于配水渠道轮灌组合优化的算法,并以呼图壁河灌区作为算例,对呼图壁河总干渠下级渠道的轮灌组合进行了优化计算。     

基于需水过程的灌区实时渠系优化配水模型及应用

针对灌区灌溉规划用水与作物实时需水不匹配的问题,建立了基于作物需水过程的渠系实时优化配水模型,以下级渠道配水结束时间为决策变量,以灌区时段缺水率之和最小和渠系输水损失量最小为目标,采用遗传算法求解模型.结果表明:与经验法编制的配水方案进行对比,各级渠系配水时间搭配更加合理,渠道配水流量波动小;灌水量配置更符合作物实际需...     

基于输水损失动态变化特性的渠系优化配水模型研究

渠系优化配水是灌区减少渠道渗漏损失、提高渠系水利用效率的重要节水管理措施,但当前渠系优化配水模型的渗漏损失计算方法难以真实反映渠床土壤透水性随时间动态变化的特征,导致人为的配水偏多或者偏少.鉴于此,本文探索性引入渠床土壤前期影响含水量的概念来描述渠床土壤湿润程度在渠道输配水过程中的动态变化,提出了一种新的渠道输水渗漏损...     

基于改进多目标蚁群算法的辽阳灌区渠系优化配水研究

为提高灌区渠系配水的科学性,采用改进的多目标蚁群算法,以辽阳大型灌区为例,对其灌区渠系配水量进行优化计算。结果表明：相比于改进前,改进后模型收敛度得到明显改善,使得辽阳灌区配水率平均提高13.6%,平均配水量增加8.75万m³。研究成果对于大型灌区渠系优化配水方法具有重要参考意义。     

LinDo和Excel在渠系优化配水中的应用

LinDo是一种专门用于求解数学规划问题的软件包,执行速度快,易于方便地输入、求解和分析数学规划问题。Excel可以实现对有多个变量和约束的线性规划问题的求解,操作方法简单快捷,容易掌握。根据“定流量,变历时”的准则,建立了配水渠道流量最优化0-1整数规划模型,应用LinDo和Excel求解渠系优化配水模型,并对求解结果进行对比分析,结果表明用LinDo求解出的结果优于Excel的求解结果。     

灌区优化配水模型的发展现状

主要针对国内灌区优化配水技术的发展情况进行了总体的介绍,其中包括经典模型中的线性、非线性、动态、随机动态规划模型,以及近年来广泛发展起来的神经网络、遗传算法、自由搜索等优化理论,并针对其发展状况和存在的问题进行了分析.     

基于作物水分生产函数的渠系优化配水模型

由于气候干旱,降雨补给少,作物灌溉制度表现为灌水频繁、灌水周期短,作物之间争水现象严重,水库处于枯水期,供需矛盾较为突出,必须在节流上做文章.通过非充分灌溉试验,得到作物不同供水情况下产量效应完整规律的数据,做出了西北干旱灌区棉花膜下滴灌水分生产函数.根据作物水分生产函数,以农业效益和灌溉管理部门总体经济效益最高为目标,建立了灌溉渠系优化配水模型.通过实例对模型进行了求解.     

基于自由搜索的灌区优化配水模型研究

在求解优化配水问题时,遗传算法和粒子群算法是经常被采用的优化算法,然而在优化过程中可能出现早熟,从而会影响到配水模型的有效性。为此,本文引入一种新的基于动物群体的优化算法——自由搜索(FreeSearch)算法,并以实现单位灌溉水量的净收益最大为目标构建了灌区优化配水模型,设自由搜索中动物探查行走时的位置分量为模型寻优参数,应用自由搜索算法对模型进行优化求解。实例应用结果表明:与加速遗传算法和标准粒子群算法求解优化配水模型的结果相比,本文建立优化配水模型能为灌区提供更合理的优化配水方案,可使整个灌区及单位灌溉水量的净收益都获得显著增长。     

新疆灌溉渠系水资源优化配置技术分析

本文介绍了灌溉渠系优化配水模型在国内外的研究进展,渠系优化配水模型的一般形式及其求解的一般方法,以及建立的优化配水模型的应用和在管理中存在的问题,论述了灌溉水量配置不合理现象,分析了造成灌溉水的利用率和利用效率低下的原因,对进一步研究建立干旱灌区渠系水量优化调配模型具有借鉴意义。     

山区型灌溉渠道优化配水计算

针对山区灌溉干渠配水涵闸洞沿程分布众多的特点,提出了干渠分段配水的方法,采用线性规划技术对来水不足条件下的干渠优化配水进行了理论分析和实例计算,取得满意成果。     

基于GIS的水资源优化配置决策支持系统的研究

为了科学、合理、充分和有效地配置一个地区的水资源,建立水资源优化配置决策支持系统能提高其配置的速度和合理性.本文针对南京市六合区水资源的特点.提出了基于GIS(Geographic Information System)技术的一整套水资源优化配置决策支持系统解决方案,包括其总体结构、通讯方案、数据库设计方法、决策模型库的种类和配置.以及系统建设过程中和建成后的管理方法、措施和要求等,为六合区水务一体化管理及其信息化提供平台.同时为决策者在水资源配置方面做决策时起到科学、合理的参考作用,并提升信息的可靠性和预测的准确性.     

沈阳浑北灌区渠道水利用系数测定影响因素分析

测定渠道水利用系数,可以科学合理调配灌溉水源,实行计划用水。采用千米测流法与一条线测流法沈阳浑北灌区渠道水利用系数进行了测定。结果表明：砂性土壤和填方渠道的渠道水利用系数小,重壤土和挖方渠道的渠道水利用系数大;渠道越长,渠道水利用系数越小,渠道越短,渠道水利用系数越大;泡田时期渠道水利用系数小,补水时期渠道水利用系数大;渠道引水流量逐渐变小时,渠道水利用系数小;不同的施测方法得出的渠道水利用系数也不同。研究结果可为今后灌区水利建设规划、设计与施工提供科学依据。     

欧阳海灌区干渠优化配水的递阶模型和求解技术

针对引蓄结合的长藤结瓜式灌溉系统特点，建立了干渠优化配水的大系统多目标递阶模型，解决多种水源联合运用的时、空优化分配问题，对子系统的变维ＭＤＤＰ模型和大系统的发散系统ＭＯＤＰ模型求解技术进行了新的探索，模型和求解方法在欧阳海灌区应用，取得满意成果。     

西北灌区水资源优化配置模型研究

针对西北干旱半干旱地区日益严重的水资源短缺和生态环境问题,以系统分析的思想为基础,建立了面向生态和节水的灌区水资源优化配置序列模型系统,提出了综合考虑节水、水权、生态环境等因素的多目标多情景模拟计算方法,并以南阳渠灌区为例,得出了比较合理的水资源优化配置方案.南阳渠灌区的应用表明,在现有水资源情况下,随着社会经济发展,当地水资源紧缺现象将会日益严重,现状、2010和2030年分别为工农业及城乡生活提供水资源量5641 5万m3,5796 7万m3和5657 2万m3,缺水量则达到1544 6万m3,2100 3万m3和3627 9万m3.     

陕西省关中灌区末级渠系管理体制改革创新模式探究

农民用水协会是近些年来在农村兴起的一种非营利性群众用水合作组织,其产生使得广大用水户能切身参与到灌溉管理事业中来,并带来了不可忽视的效益。但是当下的农民用水协会在实际运行及管理中仍存在许多问题。本文在对陕西关中五大灌区的七个农民用水协会开展实地社会调查的基础上,分析研究了灌区末级渠系管理体制改革的成效及存在的问题,并对农民用水协会今后可持续发展的问题提出了相关的建议。     

金昌二坝渠调水系统水能水量优化调度研究

针对金昌市二坝渠调水系统中供水水库与受水水库间输水渠有较大落差的特点,为解决输水渠不合理的年调水流量过程造成渠道梯级电站弃水量较大和受水水库供水综合效益低等问题,研究以水库缺水量最小和渠道蕴藏水能资源最大为优化目标,建立了调水系统水能水量联合调度模型。采用基于Pareto强度的多目标遗传算法求解调水流量序列的非劣解集,并基于最优调水流量过程利用"优化-模拟-仿真"的技术框架模拟分析了供水水库与受水水库的调度函数与调度规则。结果表明:优化调度方案合理可行,提高了渠道调水的有效性,增加了受水水库的综合效益,获取调水与发电双赢。     

灌区输配水分段积分时滞模型及自适应预测控制方法

大型灌区渠道长、流量大、取水口多且分散,积分时滞模型(ID)适用性不强、参数不易率定;以水联网灌区的实时观测体系为基础,研究各取水口流量变化传播的时滞差异、非回水区蓄水量变化对回水区水位的影响,提出分段积分时滞模型(SID),建立在线自适应预测控制(APC)算法,在宁夏西干渠百万亩灌区调试验证。结果显示,基于ID的线性二次型控制(LQ)和模型预测控制(MPC)在水位目标不变时,可稳定水位,但超调量大,在水位目标显著增加时,控制失效;基于SID的模型预测控制(MPC)和自适应预测控制(APC)可将超调量控制在较小范围以内,且APC误差更小、控制效果更优。