渠系配水优化模型和多目标遗传算法研究

目前国内外渠道优化配水都是在下级渠道配水流量相等这一假定的基础上建立单目标优化模型,这与多数渠系的实际配水要求不符。针对这一问题,建立了下级配水渠道流量不等时的双目标优化配水模型,该模型分别以引水流量和引水时间差异最小为目标函数,并应用改进的遗传算法进行求解,确定了灌区最优轮灌组组合。实例计算结果表明该模型能够有效提高灌溉效率,减少配水渠道闸门调控次数,取得较好的配水效果。     

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。     

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。     

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。     

地面灌、喷灌和滴灌的灌溉效率

灌溉效率分为配水效率和灌水效率两项。配水效率表示灌溉水分配的均匀程度。灌水效率反映灌溉水的有效使用情况。地面灌、喷灌和滴灌三种灌溉系统,有了适当的设计,都能达到较高的配水效率(或均匀系数)。如果地面灌溉的灌水时间充分,能达到行水历时的4倍,配水效率可达到95％。喷灌在适当的设计间距条件下,其配水效率能达到80％以上。假如滴灌滴头的设计,使出流偏差小于20％,其配水效率可达90％以上。滴灌的灌水效率,可以比较容易的达到90％以上,这是地面灌和喷灌很难达到的,地面灌溉在最优的设计和管理下,灌水效率可达到50％—60％。喷灌系统在不同设计标准的基础上,灌水效率能达到60—80％。本文对评价和比较灌溉效率的方法,进行了介绍和探讨。     

龙虎泡水库下游水土资源空间匹配分析

为了更加合理的开发和保护水土资源,提高水土资源产出效益。从"以水定需"角度研究开发现有引水工程潜力供给下游农牧业生产。以产出效益最大化为目标建立数学模型,利用动态规划方法求解模型最优解,得出平水年的水土资源优化配置结果。通过优化配置规划配水区域种植结构,使研究区域整体农牧业土地产出价值空间较大提升,从而使配水区域经过水土资源优化配置后产量及收入大幅增长。     

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。     

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...     

Optimum decisions for lining irrigation canal distribution networks

A new approach to arriving at an optimum decision for lining irrigation canal distribution networks is given. The method proposed ensures optimal allocation of limited funds for lining sub-minor canals of the distribution network. The optimum length of lining of sub-minor canals for maximum benefits can be determined when only limited funds are available.     

渡槽式装配U形渠断面设计及结构计算研究

针对我国田间灌溉渠道的定型化设计,参考小型U形渡槽结构的设计方法,结合渠道的承插式连接设计,设计了UD40、UD50、UD60、UD90系列渡槽式装配U形渠。然后研究了渡槽式装配U形渠的结构计算方法,并分别运用梁理论法和有限元分析法对UD60、UD90的断面设计进行了结构尺寸校核。结果表明,承插式连接方式很好地改进了渡槽式装配U形渠的端部构造,提高了渠道接缝面的抗弯刚度,改善了普通渠道的接缝漏水问题;综合考虑构件预制、运输和施工等因素设计的渡槽式装配U形渠断面及跨度尺寸合理,满足结构受力要求,符合工程实际需要,适合在田间末级灌溉渠道中应用。     

东港地区稻田适宜排水沟距试验对比分析

通过对辽宁东港灌区稻田排水沟距的综合对比试验分析，探讨了该地区稻田不同排水沟距对控制地下水位、渗漏量、土壤Eh值及水稻产量的影响，初步提出该地区稻田适宜的排水沟距。为今后该地区及类似地区排水沟道的规划设计提供了借鉴和参考，对水田的增产增收具有重要意义。     

几种新型防渗渠道防渗效果的测试

采用静水法对复合式防渗渠道、卷板式 U形混凝土渠道和滑模现浇 U形混凝土渠道的防渗效果进行了测试 ,其渗漏强度分别为 1 .92、7.1 3和 1 .6 8L/( m2 · h) ,分别比对应土渠降低 95 .5 %、71 .7%和 95 .8%。     

改进粒子群优化（MPSO）算法在动

基于在水资源不充足的情况下，对都江堰灌区六大渠干水资源的合理分配，使农业效益达到最大。首先建立灌区优化配水模型，并将粒子群优化算法（PSO）及其改进的算法应用于该模型。分别对标准PSO、两种改进PSO（MPSO）算法与遗传算法进行仿真对比，结果显示采用PSO算法及其MPSO在农业经济效益上可获得更好的寻优效果，提高了水资源的利用率。     

高寒地区灌溉渠系的防冻胀设计

西藏那曲地区气候高寒,渠道冻胀破坏严重。通过才曲塘人工草场灌溉渠系的修建,分析了引起该区渠道冻胀的气候、地质等主要因素,提出了新建渠道时规划和设计方面的防冻胀措施。规划中要依据地质条件选择透水性较强的砂砾石地段,依据地下水条件选择地下水位埋藏较深的地段,依据地形地貌条件选择地形较高的脊梁地带或尽量采用填方渠道规划渠系。设计中对于挖方渠道,采用适变断面、换填、设置排水、保温和架空衬砌等措施,以适应和回避冻胀;对于填方渠道,采用架空渠槽或道渣石垫层明设的措施,以消减或消除冻胀。这些措施对高寒高海拔地区渠道建设具有一定的指导意义。     

几种混凝土衬砌防渗渠的比较与选优

本文在对３种混凝土防渗渠进行定性分析的基础上，利用“模糊综合评判法”进行了综合评价，得出了“大力推广钢模预制Ｕ形渠，逐步淘汰卷板式Ｕ形渠，限制使用梯形渠”的结论。     

U形渠道断面测流方法

根据流速指数分布律和实测中垂线流速，分析建立了计算U形渠道过水断面流量的积分求和公式。通过实例介绍了具体的U形渠道断面测流方法，便于灌区生产中应用。     

Challenges of optimal implementation of formal water rights systems for irrigation in the Great Ruaha River Catchment in Tanzania

In many countries around the world, increasing attention is being directed to the need to improve water rights systems. This paper is based on a recent study undertaken to investigate challenges facing optimal implementation of formal water rights systems for irrigation purposes in the Great Ruaha River Catchment in Tanzania. The study integrated social survey, hydrologic, water abstraction and water use data, and Geographical Information System techniques. The results showed that all the canals studied, except one, abstracted water throughout the year, provided there was water in the rivers irrespective of the conditions spelt out in their formal water rights. The formal water rights were also found to be problematic as the quantities to be abstracted were much higher compared to the actual water requirements and the actual river flows. This resulted in over-abstraction of water and increased water shortages for downstream users. The study concludes that although formal water rights are meant to control and regulate the use of water, they are also subject to abuse if not managed and monitored closely. The basin authorities in Tanzania therefore need to be equipped adequately and collaborate more closely with local water users in order to attain high levels of supervision and monitoring essential for optimal implementation of formal water rights systems.     

刚性衬砌渠道受冻胀时衬砌层受力的试验研究

为了研究刚性衬砌道受冻胀时衬砌层的受力状况，通过模型模拟试验研究，找出了刚性砌渠道受冻胀时边坡衬砌层（板）的受力情况与其下渠床上含水量渠道横断面高度分布之间的内在规律，为寒区刚性衬砌渠道如何采取防洪胀措施提供了科学依据。