基于遗传算法的灌溉渠系优化设计研究

发展节水农业,提升灌溉水利用率,是缓解我国水资源供需矛盾的重要手段。以辽宁省灯塔灌区节水改造工程为例,利用数值模拟方法,对灌溉渠系优化设计展开研究,虽然原始设计方案为梯形断面,但在施工条件允许的情况下,仍建议采用U型断面。     

概论灌溉渠道纵横断面的优化设计

灌溉渠道的纵断面和横断面设计是互相联系、互为条件的,在实际设计中,纵断面和横断面是交替并且反复进行计算,最后经过分析比较确定出合理的设计方案。为了论述的清晰,将纵、横断面设计分别进行分析。     

不冲不淤输水渠道优化设计方法研究

本文根据最小能耗率原理，以水流能耗率极小化作为目标函数，以渠道不冲不淤流速作为约束条件，建立了不冲不淤输水渠道优化设计数学模型，求解渠道底宽，水深，比降的优化值相应流速。最后用渠道实测资料对该优化模型进了检验，结果表明，优化计算值与实测值吻合较好。     

大型输水渠道系统优化设计研究

本文在过去研究的有基础上，对大型输水渠道系统的优化设计进行了探索，提出了考虑建筑物水头损失和投资关系进入系统优化过程的数学模型，采用离散微分动态规划（ＤＤＤＰ）法进行计算和求解，能够迅速而准确地获得在渠系工程量或投资最小时的渠道纵横断面设计参数及各建筑物的最优化水头分配，实例研究的结果表明，采用本文方法可获得准确的设计参数和明显的经济效益。     

喷灌系统优化设计混合模型及其求解方法

本文提出了喷灌系统优化设计的混合模型及其求解方法，对于该模型中管网优化块角结构线性规划子模型提出了新的算法，该方法在求解此类问题时比单纯形法快得多，这就与大中型喷灌系统的优化设计提供了可能。     

灌溉渠系量水技术

为促进合理灌溉，节约用水，推广二种量水建筑物：（１）Ｕ形渠道平底抛物线形无喉段量水槽是一种临界水深槽，它具有过水平稳、量水准确、实测简单、造价便宜。（２）闸前短管式量水放水闸，是在放水闸门前安装一个短管，在其上安设取压管或量水井，短管的类型有斜口圆管、直口回管、矩形短管、文德里短管、圆弧形进口矩形短管式。具有测流范围大、结构简单、造价低廉、管理方便，水头损失小，量水精度高、不淤积等特点，适用在多泥沙渠道上。     

灌溉渠系输水系数的测算方法

灌溉渠道有沿程分支分流属性,其输水损失均长有别于实际长度;通过典型渠段进、出水量同步动态测试,可方便地获取渠道输水率的有效样本,进而分析概化渠道单位长度的输水系数;渠道输水损失均长是推求渠道综合输水系数的重要参数,可由渠道分支结构、灌溉面积分布及渠道输水率等指标按公式计算;渠系输水系数的动态测试法简便易行,概念明确,技...     

节水灌溉技术方案的优化设计

通过综合评价优化理论和层次分析理论的方法，建立了综合考虑国民经济评价、技术评价和社会评价指标的节水灌溉规划方案优化选择模型。根据区域的自然条件、水源状况、气候状况、作物种植结构及社会经济条件等因素，对判断矩阵进行了简化、层次排序和一致性检验。实例表明该方法对节水灌溉技术方案优化是可行的，能够获得理想的优化节水灌溉技术方案，对节水灌溉规划设计有指导意义。     

泥南灌区节水灌溉方式的优化设计

节水灌溉是根据作物需水规律和当地供水条件，充分有效地利用自然降水和灌溉水获取农业水田和早地最佳经济效益、社会效益、生态环境效益而采取的多种措施的总称。正确客观评价节水灌溉综合效益，为优化选择各种节水灌溉模式产生积极作用。     

冲淤平衡稳定渠道的优化设计

本文针对渠道冲淤平衡特点，将优化技术与最小能耗率原理相结合，提出了一个能够反映实际情况的冲淤平衡稳定渠道优化设计方法并用实测资料对计算结果进行了验证，两者符合较好．     

衬砌弧底梯形断面渠道的优化设计

衬砌弧底梯形断面渠道最佳经济断面的设计，是建立其工程量计算模型燃后用系统分析的方法，以总费用最小为目标，建立其最佳经济断面的优化设计模型．并通过计算，得出衬砌弧底梯形断面渠道在工程费用最小时的全部系统设计参数．这种优化设计的方法，解决了用混凝土衬砌孤底梯形断面渠道优化设计问题．使工程设计迅速、准确，节省工程投资，效益显著．     

不同灌溉工作制度下的灌溉管网优化设计研究

采用基于人工神经网络的两级优化设计模型，对自压式灌溉管网进行优化设计，并分析了不同灌溉工作制度对管网投资的影响，研究表明，通过灌溉管网优化设计，可以得到不同灌溉工作制度下的管网投资最小的优化设计结果，与原始设计方案相比能够节约大量的投资，并可用于选择合理的灌溉工作制度。     

引黄灌溉渠网水沙调度模型

根据引黄灌区渠网特点 ,在黄河下游灌渠水流泥沙数学模型[1] 的基础上 ,进一步分析了干、支、斗、农渠等的灌溉及水流泥沙运动特性 ,介绍了灌溉渠网水沙调度模型水流泥沙计算方法。最后以簸箕李灌区为例 ,对不同灌溉方案渠道淤积及泥沙分布进行了计算分析。     

邙山生态园灌溉管网优化设计

为了减少郑州邙山水土保持生态园灌溉管网的投资和年运行费用,在选择喷灌技术的基础上建立了灌溉管网优化设计模型,并采用粒子群算法对模型进行求解,得到了最优管径组合.结果表明:粒子群优化算法计算的管网投资为28 125元,而采用规划法计算投资为32 254元,可见粒子群优化计算管网投资小于规划法计算投资.     

基于遗传算法的灌溉管网优化设计

本文采用遗传算法同时进行灌溉管网布置和管径组合的优化设计.结合某工程实例,建立管网的初步模型,运用matlab中的遗传算法工具包和自身的编程,进行工程实例管网优化设计,并将计算结果和传统方法的计算结果进行对比分析.计算结果表明,遗传算法可以很好地获得管网的优化布置和管径组合,满足基本使用条件,相对于传统方法的计算结果,遗传算法的结果使管线布置更加简洁,管线长度减小349m,工程总投资减小24.3％,可为同类工程提供参考.     

波涌灌溉灌水方案优化设计

采用波涌灌入渗模型，结合运动波模型，对波涌灌和连续灌进行好数学模拟。用模型对各种不同管理参数下的波涌效果进行分析，确定出完成波涌灌的最优周期数。提出一个波涌灌的最优化模型，给出一个可行的管理程序，对某一给定的灌水边界条件下，确定出波涌灌灌水管理参数的最优组合。     

瀑河渠道倒虹吸优化设计

瀑河渠道倒虹吸为南水北调中线京石段应急供水工程上的一座大型河渠交叉建筑物，工程设计不但需满足其他渠道倒虹吸所具有的设计条件，还必须满足瀑河上库修建后的水库运用条件，控制因素多，设计复杂。通过优化设计，在保证建筑物自身安全及河道行洪安全的前提下，减少了工程量，节省了工程投资。