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。     

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.     

平原地区低压管道输水灌溉管网优化设计

本文以淮安地区水稻作物低压管道灌溉设计为研究方向,重点阐述管道输水灌溉管网优化设计方法,以管网年费用最小为目标,建立管道输水灌溉管网优化设计模型,并采用界限流量法求解,推导出相邻管径的界限流量的计算公式,从而优化管径,对合理配套机泵、管道,减少工程投资、降低运行费用,持久发挥管灌工程效益具有重要意义。     

基于ＦＬＵＥＮＴ的山丘区规模化灌溉管网系统的数值模拟

为解决山丘区规模化灌溉管网的优化设计方法中存在计算工作量大、安全调控设施缺乏且布 设不合理等问题,以ＦＬＵＥＮＴ流体模拟软件为工具,结合安良水库输水灌溉工程实例,运用ＲＮＧｋ－ε 紊 流模型对管网各轮灌组的简化型式进行了出水流量和工作压力的数值模拟分析,并根据调压池的布置 要求,模拟了有调压池和无调压池2种情况下的管网压力和流量,并进行了对比分析。结果表明,模拟 结果与设计值最大相对误差为10．77％,调压池可以有效地解决山丘区压力突变和分布不均匀的问题。 ＲＮＧｋ－ε 紊流模型用于管网模拟有效可行,可作为山丘区规模化灌溉管网优化设计和验证的工具。     

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.     

低压管道输水灌溉设计要点

文章详细对低压管道输水灌溉中管网布置、灌溉制度、管径、水泵选型等内容进行设计。     

基于整数编码遗传算法的树状灌溉管网优化设计方法

针对树状管网布置中较多依赖设计人员经验的特点,提出了一种基于整数编码遗传算法的树状管网两级优化方法.第一级优化是根据树状管网单点供水的原则,建立了融合工程设计经验的树状管网优化布置整数编码遗传算法模型,克服了传统二进制编码方法易产生不可行解的问题,可快速寻找出一组符合工程实际情况的管网布置方案.第二级优化在确定管网布置方案组的基础上采用整数编码的遗传算法,以投资最小为目标,建立了管径优化模型与算法.编制了灌溉管网两级优化设计Matlab程序,进行了工程实例验证.与单亲遗传算法(SPGA)和管网布置经验设计方法进行了比较,表明本文提出的基于整数编码的管网优化设计方法可方便地将设计经验融合到优化计算过程中.能降低管网优化设汁的复杂性和求解难度,快速有效求解符合工程实际的管网优化方案.     

泵站加压条件下规模化灌溉管网优化方法研究

规模化灌溉管网中管线较长、出流口多,各个出流口易出现压力不均衡问题。结合树状灌溉管网的特点与最优化原理,以管网综合费用为目标函数、出流口压力均衡为主要约束条件,建立了泵站加压状态下的规模化管道输水灌溉管网的优化模型,采用LINGO对优化模型求解,得出了在管道投资最少和压力均衡条件下的最优管径组合方案。优化算例表明:此优化模型相比经济流速法设计的管网,总费用降低4.1%;管网内各个出流口压差不超过20%,满足管道输水灌溉设计中对水压的要求,能够使管网出流口压力均衡。     

基于动态规划法的宿迁地区灌溉管道经济流速研究

农田管道输水灌溉系统设计中,经济流速的确定由于涉及工程规模、投资及运行费用等方面,受材料、劳动力、能源价格影响,具有明显的地区差异,确定过程较为复杂。通过建立年费用函数增量的灌溉管网费用函数模型,基于动态规划方法,以管径为变量模拟流速对投资与运行费用的影响过程。给出了适用于宿迁地区不同流量范围塑料管材、管径的经济流速,为宿迁地区农田管道输水灌溉系统管网设计提供了更具体、科学的参考依据。     

河曲县膜下滴灌项目区玉米灌溉制度设计

膜下滴灌的灌溉制度设计比其他灌溉制度的设计更为复杂,因为它要细化到每一个滴头、每一株农作物的浇灌,所以膜下滴灌灌溉制度的设计是整个灌溉工程设计的关键。只有灌溉制度确立后才能对整个管网的布置和管材、管径的选择提供必要的计算参数。文中阐述了河曲县膜下滴灌项目区玉米灌溉制度设计的步骤和方法。     

灌区低压管道输水灌溉技术

灌区管道输水系统占地少，能减少灌溉水量的渗漏和蒸发损失，是农田灌溉实现节水、渠系输、配、灌水自动化的一条经济有效途径。该文针对灌区低压管道输水系统规划设计参数确定、管网布置、管材选择、附属设备选择等方面进行了概述。     

灌区自压微灌独立管网系统优化设计研究

微灌管网系统由田间管网系统和骨干管网系统两部分组成,田间管网入口所需压力只与灌水器设计工作水头及田间管网允许水头差有关,因此两部分的优化问题是相互独立的。目前田间管网优化设计主要是在限定面积且布置已定的情况下进行支毛管管径组合优化。本研究在不限定管网系统面积的情况下建立了单向毛管田间管网、双向毛管田间管网及自压微灌骨干管网的优化设计数学模型,可同时完成相应管网的优化布置和优化设计且能得到最佳控制面积。利用解的不可行度对随机产生的初始种群进行选择以改善种群质量,利用罚函数法处理约束条件,应用遗传算法进行优化计算。结果表明:双向毛管田间管网在控制面积及单位面积投资两方面均优于单向毛管田间管网,推荐以双向毛管田间管网优化结果为基础进行骨干管网的优化,算法收敛性能稳定,具有较高的计算精度,此优化设计研究成果对自压微灌系统设计及区域管网优化设计具有一定的实际意义。     

自流灌区低压管道灌溉工程设计要点

自流灌区管道灌溉尚处于试验探索阶段,通过试点工程测试研究,较全面地分析了自流灌区管灌工程设计要点,论述了管道系统的布置,设计流量的确定,管网水力计算,管道结构设计及管材的选择等,并提出了加强关键技术问题研究的建议.     

Multi- Objective Optimal Design of on- Demand Pressurized Irrigation Networks

In the context of water as an economic good, from the use of water, one can derive a value, which can be affected by the reliability of supply. On-demand irrigation systems provide valuable water to skilled farmers who have the capacity to maximize economic value of water. In this study, simultaneous optimization of on-demand irrigation network layout and pipe sizes is considered taking into account both investment and annual energy costs. The optimization problem is formulated as a problem of searching for the upstream head value, which minimizes the total cost (investment and energy costs) of the system. The investment and annual energy costs are obtained in two separate phases. Max–Min ant system (MMAS) algorithm is used to obtain the minimum cost design considering layout and pipe diameters of the network simultaneously. Clement methodology is used to determine flow rates of pipelines at the peak period of irrigation requirements. The applicability of the proposed method is showed by re-designing a real world example from literature.     

基于组件GIS的灌溉管网规划设计软件系统

应用地理信息系统(GIS)、CAD软件及数据库等软件开发工具,依据节水灌溉工程技术规范,开发了低压管道输水灌溉管网计算机辅助设计系统。通过人机交互方式实现包括管道系统优化布置、系统设计流量推算、管径优化设计、工程投资概算和经济效益分析等多种功能,建立了常用管材、管件、水泵和电机等材料和设备的综合数据库,并可对其进行管理和维护。系统能够提供图形、文本、表格等多种形式的成果输出,人机交互界面友好,操作方便。使用该系统可保证规划设计方案的合理性,大大地减少人工劳动,提高了工作效率。在系统设计中应用组件式地理信息系统(ComGIS)MapX,方便了系统开发,无需计算机专业或GIS专业技术人员来完成,克服了以往开发者与专业人员分离、所开发软件实用性差的弊端。本系统已广泛应用于江苏省节水农业示范区低压管道输水灌溉工程规划设计,生成方案迅速,规划结果准确、可靠,取得了良好的效果。     

泵站加压式树状供水管网优化设计研究

针对传统供水管网优化设计时未考虑整个管网的首末水头约束问题,提出了以管网系统年折算费用最小为目标函数,以水泵扬程和具有标准管径的干、支管管道长度为决策变量的泵站加压式树状供水管网优化设计数学模型。在该模型中,假定水泵扬程已知,将管网优化问题转化成管网投资线性子模型问题,并采用大系统分解-动态聚合方法对该子模型进行求解。研究结果表明,该方法寻优能力强,且计算时间短,计算结果精度较高,为泵站加压式树状供水管网系统优化设计提供了一种可行而有效的新方法。     

蒙山县屯巴山灌片高效节水灌溉工程设计

介绍了蒙山县屯巴山灌片高效节水灌溉工程的基本情况,论述了灌溉方式、供水方式、管材比选情况。选定了低压管灌、水泵加高位水池供水、PE管道的节水灌溉方式,并根据现有地形、地质、水源条件、作物种植结构等条件,在连片面积4 000亩的蜜柚种植区范围内论述了低压管灌的灌溉制度、高位水池及管网布置设计。     

树状低压输水灌溉管网线性规划优化模型及其求解

针对当前南方地区大规模低压管道输水灌溉管网规划设计中存在的技术难点,建立以管道输水灌溉系统的年费用最小为目标函数的树状管网优化线性规划模型,并将内点法应用于模型求解,取得了良好的效果。     

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。