基于模糊数据挖掘的灌区水资源配置研究

在分析灌区大数据资源构成的基础上,构建了面向水资源配置的数据挖掘算法;汇聚某行政区域水资源、经济、人口、行业用水等数据,运用模糊层次聚类分析方法,对行政区域内行业间的配水案例进行分类及特征分析;采用固定步长穷举法对灌区配水相关参数进行动态赋权;运用模糊距离匹配相似灌区,通过构造加权影响因子和采用指数平滑法,对基于实例推理的灌区进行需水量预测。将建立的方法应用于2018年浙江省11个市行政区行业间配水特征分析和中型灌区需水量预测,结果表明:浙江省不同区域行业间配水被划分为4类,呈现出不同行业间的配水特征,灌区需水量预测相对误差均不大于9.39%,说明该方法有效,可为制定合理的区域行业间配水方案、估算灌区需水量提供决策支持。     

灌溉渠系优化配水模型与算法研究进展北大核心

为实现田间科学用水,优化灌溉渠系配水模型,发挥灌区用水调度决策能力,提高灌区现代化水平,针对现有的渠系优化配水模型与算法进行了梳理总结。灌溉渠系优化配水模型主要分为两种:以特定指标最优为目标函数和被配水渠道采用轮灌编组时输水损失最小为优化目标。在掌握国内灌溉渠系用水调度以及灌区管理规范的前提下,系统论述了两类模型的建模思想、目标函数以及算法机理的研究,重点分析当前主流的灌溉渠系配水优化目标函数,并总结了求解模型引用的智能算法。在深入探究应用实例的基础上,通过对渠系优化配水模型的综述,讨论未来研究新方向,旨在精炼出一种适用于我国灌区的多目标优化模型,拟解决当前渠系水利用率低等问题;研究结论还提出嵌入算法的渠系间形成远程管理、联合调度、智慧调控、高效配水的新思路,这为灌区构建输配水模型和落实信息化管理提供借鉴与理论指导。     

基于RS、GIS和蚁群算法的多目标渠系配水优化

针对渠系配水优化方法存在通用化程度不高的问题,依据作物的水分生产函数,建立以土壤含水率为基础,灌区各种作物该次灌水增产效益最大和灌区水费收入最高的多目标优化配水模型。通过RS技术快速获取灌区土地利用和土壤含水率信息,并以像元为求解单元,通过蚁群算法在GIS系统中对模型进行求解,获得各斗渠满足多目标条件下的最优灌溉配水量。所得结果符合灌区灌溉用水的实际情况,该优化配水方法具有通用性。     

基于RS、GIS和蚁群算法的多目标渠系配水优化

针对渠系配水优化方法存在通用化程度不高的问题,依据作物的水分生产函数,建立以土壤含水率为基础,灌区各种作物该次灌水增产效益最大和灌区水费收入最高的多目标优化配水模型.通过RS技术快速获取灌区土地利用和土壤含水率信息,并以像元为求解单元,通过蚁群算法在GIS系统中对模型进行求解,获得各斗渠满足多目标条件下的最优灌溉配水量.所得结果符合灌区灌溉用水的实际情况,该优化配水方法具有通用性.     

山东禹城引黄灌区非充分灌溉配水模型

为了制定有多种作物且灌溉水源为动态变化的灌区的配水计划，提出了由充分灌溉和非充分灌溉2级模型组成的配水模型。其中非充分灌溉配水模型包括优化模型和模拟模型2部分，优化模型的方案具有较好的经济效益，而模拟模型的方案便于实施。模型中联合运用引黄水和地下水，可减少因黄河缺水对农业造成的重大损失。在此基础上编制的山东禹城灌溉配水管理决策支持系统界面友好，实用性强，基本上可灌溉灌区的管理需要。     

基于天牛须搜索算法的渠系优化配水初步研究

灌区渠系优化配水研究对灌区从用水管理向需水管理转变具有重要意义.目前,天牛须搜索算法已被广泛应用于生产实际,而在渠系优化配水方面的应用较少.为探究天牛须搜索算法在渠系优化配水领域的可行性与合理性,以大功灌区西一干渠干支2级渠系输水过程中渗漏量为优化目标,渠道运行时间及输水流量为决策变量,构建渠系配水模型,并采用天牛须搜索算法进行模型优化求解.结果表明,天牛须搜索算法求解结果中配水时间较传统配水时间缩短7 d,配水效率提高35％.渠系渗漏量为34.99万m3,占总配水量6.69％,干支2级渠系水利用系数提高为0.704.天牛须搜索算法在解决高维渠系优化配水问题上表现良好,能够贴近渠系实际运行情况并合理进行水资源配置.     

大型水稻灌区高产节水灌溉优化配水模型研究

根据江苏省北部地区水资源供需矛盾突出的现状,以大型水稻灌区为研究对象,研究水资源的优化分配问题,从水稻水分生产函数和作物需水模型入手,建立了外引河湖水、内提回归水两种水源供水条件下的水稻全生育期适时调度优化配水数学模型。以灌区典型年供水资料,对优化配水模型进行了复核验证。所建立的模型,与灌区实际用水条件基本相符,为水稻灌区用水管理提供了一条新路。     

基于改进多目标决策模型的大桥水库灌区渠系自适应规划方法

提出基于改进多目标决策模型的大桥水库灌区渠系自适应规划方法,合理规划大桥水库灌区渠系配水,提高水资源利用率,降低无效弃水以及对生态环境的影响。以配水结束后灌区各渠系缺水量、渠道输水损失量以及农作物生产带来的灰水足迹三者最小为大桥水库灌区渠系规划多目标决策函数,以渠道输水能力、水量和时间为约束条件,构建大桥水库灌区渠系规划的多目标决策模型;以栅格法构建路径规划的运行环境,通过移动几率优化、信息素挥发系数自适应调整两方面改进蚁群算法,通过改进蚁群算法寻优获取渠道缺水量、输水损失量、灰水足迹最小的水库灌区渠系规划结果。实验证明：该方法可以有效规划大桥水库灌区渠系的水资源,规划后的灌区渠系在缺水量、渠道输水损失量以及灰水足迹方面都有较好的表现,且效率高、应用性强。     

灌区配水调度模型及其应用

为使灌区的用水管理由经验定性决策向科学定量决策过渡，研制了位山灌区配水调度模型。本模型以干渠测流站为基础，按照“流量包段、责任到所”及“计量供水到县（市区）”的原则，将灌区分设东、西渠系统，干渠分为若干段，段内分片。模型设计紧密联系位山灌区的配水现状，分析研究存在的问题，将常规调水技术抽象概化成不同的配水方式。该配水调度模型从1991年开始使用至今。     

有限供水条件下灌区优化配水

以水库灌区为例，以次灌水量田间优化配水为基础，研究了由多水源供水，种植多种作物的一般灌区在有限供水条件下的优化配水问题，实例研究表明，在干旱年本模型比传统的模拟配水模型能增加较多的效益。     

适用半干旱灌区某次配水的优化模型

该文介绍了两种适用于半干旱灌区某次配水的实用优化模型。第一种以作物水分生产函数为基础,以全灌区净灌溉增产值最大为目标函数;第二种根据灌溉管理部门的要求,以某次灌水全灌区的水费收入最高为目标函数。这两种配水模型以陕西省洛惠渠灌区 1989、1990年夏灌的实际用水资料进行了验证,可供各自流引水灌区在渠系水量调配中实际应用。     

新疆五家渠灌区渠系优化配水研究

通过建立多目标渠系优化配水模型,优化渠系配水过程,为新疆农业节水灌溉提供科学依据。以新疆五家渠灌区新东干渠作为研究对象,采用多目标粒子群优化算法以配水渠道的渗漏损失量最小,水流稳定为优化目标,建立多目标渠系优化配水模型,并与回溯搜索算法就配水时间和渗漏损失量进行比较。研究表明,多目标渠系优化配水模型能将配水时间从15 d缩短至约11 d,渠系配水量为71.58万m3,与回溯搜索算法相比,配水时间从14 d缩短至11 d,渗漏量减少了8.39万m3。采用多目标粒子群优化算法对新疆五家渠灌区新东干渠进行配水过程优化,不但满足了优化目标,减少了渠系渗漏,缩短了配水时间,且比回溯算法更具有实用性。     

灌溉渠系优化配水模型研究

灌溉渠系的优化配水问题可分为两类:一是以某种指标最优为目标的灌溉水量分配;二是以水量损失最小为目标的灌区各级渠道流量的优化调度。在非充分灌溉试验的基础上,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的经济效益最高为目标,建立了灌溉渠系优化配水模型。在提高灌区经济效益的同时,建立了配水渠道流量优化调度0-1线性整数规划模型,模型适用于支渠以下各级配水渠道在来水流量确定,分水渠道流量彼此相同且按"定流量,变历时"方式轮灌时的优化配水决策,通过实例对模型进行了求解。     

位山灌区渠系优化配水决策支持系

根据位山灌区位于黄河下游、引水含沙量高、测流断面变化大的特点，编制了位山灌区渠系优化配水决策支持系统，主要内容包括来水管理、需水管理、水情资料管理、实际配水统计、配水方案拟定和系统设置等，创新性地进行了多站水量平差计算。     

大型灌区智慧灌溉系统开发与应用

为解决大型灌区信息共享能力差、用水决策智能化水平不高等问题,基于灌区实时信息采集布点优化技术、实时信息监测技术、实时灌溉预报模型、渠系动态配水模型、互联网技术、闸门监测控制技术,构建基于B/S架构的大型灌区通用化智慧灌溉系统。系统包括实时信息监测子系统、信息通讯子系统、历史及实时数据管理子系统、实时灌溉预报及渠系动态配水子系统、闸门监测控制子系统、文件管理子系统共6大功能模块。系统在2017年应用于赣抚平原灌区,实现了灌区用水信息全面实时监测、配水优化管理及闸门监测控制,较传统管理模式节水15.3%,提高了灌区用水管理水平。     

基于多目标模糊规划的灌区多水源优化配置

以黑龙江省和平灌区为例,构建基于多目标模糊规划的灌区多水源优化配置模型,该模型能够在提高农业灌溉用水净效益的同时有效减少农业灌溉水量,促进和平灌区多水源高效配置。采用具有非线性隶属度函数的模糊多目标规划求解模型,得到不同流量不同水源下的最优配水方案。结果表明:不同流量水平下水稻不同生育阶段均存在缺水现象,低流量下需从柳河水库引入外调水才能保证水稻的最小需水量。为保证灌区整体效益,按照引水工程、提水工程、井灌工程的先后顺序进行配水,并得到多目标配水模型在不同情景下的运行稳定情况。该模型可以高效地进行灌区多水源在作物各生育阶段的优化配置。     

DGN─1型多功能流量计

ＤＧＮ─１型多功能流量计李新，韩克敏，朱风书（西北农业大学陕西杨陵７１２１００）１概述灌区的量水工作，是合理调度灌溉水资源，正确执行用水计划，加强水资源经济管理的必要措施。为合理利用水资源，解决灌区快速而较准确的量水及配水的需要，我们对灌区和灌区试验...     

通用化灌区渠系优化配水系统的开发

在对优化配水模型抽象概化的基础上,以VB8.0为开发平台,开发了灌区优化配水的通用化软件,该软件可模拟不同灌溉面积和不同灌溉方式下的渠系优化配水情况,在对渠系配水过程分析的基础上,建立了所需参数少、通用性强、计算结果稳定可靠的渠系优化配水模型,用户输入配水要求后,软件可自动确定渠系优化配水相关的参数,求解并输出配水结果...     

基于农业可持续发展的锦西灌区灌溉水资源配置研究

为探索不确定环境下通过灌溉水资源优化配置方法促进灌区农业的可持续发展,选取黑龙江省锦西灌区为研究区域,以随机规划、多目标规划等方法为基础展开研究。结果表明：优化后不同供水情景下,灌区灌溉总耗水量节约1.3~3.9亿m3,灌溉水资源生产力提高0.85~1.01kg/m3,可促进农业经济效益增长0.18~6.90亿元,且优化后各配水方案中生态配水量控制在0.4亿m3以上,降低农业污染物排放量1.28~3.13万t,灌区农业生产环境显著改善。优化后,不同情景、不同模糊隶属度函数所对应的各灌溉水资源配置方案的经济效益、生态效益、社会效益均存在明显差异,不确定性要素对灌区农业可持续发展影响显著。以农业经济效益、水资源利用均衡性指数、农业水分生产力、农业污染物排放强度、GWP排放量以及农业水资源利用比率为主要指标,对优化后各配水方案的综合可持续性进行分析,确定各供水情景下的最优配水方案,最优方案的可持续性指数均高于0.4。最优配水方案可在稳定灌区粮食产量的基础上,有效提高水资源利用效率,改善灌区生态环境,保障灌区农业的可持续发展。     

位山引黄灌区渠系配水模式

针对山东位山灌区引黄水源不足的实际，作为位山引黄灌区渠系优化配水决策支持系统的一个组成部分，为满足科学配水的需要，创新性地进行了蓄水期配水、顺序配水、差额比例配水和均衡比例配水四种配水模式设计，并对其适用条件进行了比较，并分别给出了应用实例，可根据不同情况分别选用。为科学调度水资源，实现按方收费提供了有效保证。