查哈阳灌区水资源多目标优化配置

黑龙江省是我国的重要商品粮基地之一,但单位面积水资源占有量较少,水资源时空分布不均。针对灌区普遍存在的水资源分配问题，以查哈阳灌区为研究对象，应用大系统多目标方法建立了水资源优化配置模型，并应用MATLAB语言编制程序进行模型求解，研究探讨黑龙江省灌区水资源优化配置问题。解决了多水源多用户的水源分配问题，可以使决策者选出最佳均衡方案合理调配利用灌区水资源，从而使有限的水资源和水利工程发挥更大效益，对加强灌区水资源的现代化管理意义重大。研究成果可为同类灌区水资源优化配置提供参考依据。     

查哈阳灌区水资源多目标优化配置模型及其应用研究

黑龙江省是我国的重要商品粮基地之一,但单位面积水资源占有量较少,水资源时空分布不均.针对灌区普遍存在的水资源分配问题,以查哈阳灌区为研究对象,应用大系统多目标方法建立了水资源优化配置模型,并应用MATLAB语言编制程序进行模型求解,研究探讨黑龙江省灌区水资源优化配置问题.解决了多水源多用户的水源分配问题,可以使决策者选出最佳均衡方案合理调配利用灌区水资源,从而使有限的水资源和水利工程发挥更大效益,对加强灌区水资源的现代化管理意义重大.研究成果可为同类灌区水资源优化配置提供参考依据.     

基于多目标模糊优化模型的兰州市水资源优化配置研究

构建可持续发展视角下的兰州市水资源优化配置模型。以净效益系数、水利用系数和供水成本为指标,运用熵值法修正由层次法获得的各项指标的权重,并采用多目标模糊线性优化模型确定各用水部门的综合效益系数,代入线性规划法求解规划年2020年在不同用水保证率(多年平均、50%、75%、90%)下各用水部门分配水量。分配结果(多年平均)与预测结果相比工业用水量减少了1.363 5亿m~3,农业用水量和生态用水量分别增加了1.126 0和0.237 5亿m~3,该分配结果有利于实现兰州区域经济的可持续发展与水生态的协调发展。     

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。     

基于区间两阶段模糊可信性约束模型的灌区水资源配置

针对灌区水资源配置系统中的复杂性和不确定性,以湖北省漳河灌区为例,构建区间两阶段模糊可信性约束规划模型,实现灌区各用水户间水资源优化配置。模型以系统经济收益最大为目标函数,引入模糊变量、离散区间和概率分布表征系统中的多重不确定性,设置可信性置信水平解决带有违规概率的模糊风险问题。求解模型得到多种情景下水量、灌溉面积优化配置结果以及系统收益,结果表明,模型可以有效处理配置系统的不确定性问题,反映系统收益与风险之间的权衡,实现灌区水资源高效配置。优化结果有助于灌区管理者协调各用水户的利益冲突,制定合理的决策方案。     

淠史杭灌区水资源优化配置研究

基于系统优化的理论，应用模拟计算对淠史杭灌区水资源优化配置问题进行了探讨，并在设计引水流量中引入一个随机均匀变量进行随机模拟优化。并与传统的确定性计算方法进行比较分析，计算结果表明，得到的最优引水流量能更好的提高城市供水保证率与农业灌溉保证率，能充分发挥灌区水资源的综合利用效益。     

灌区水资源优化配置决策支持系统

本文利用系统优化理论,将灌区整体水资源的数量作为主要约束条件,构造整个灌区作物总产量最大的目标函数,运用线性规划思想进行求解,优化整个灌区水资源配置.以windows操作系统为开发环境,选用Vb6.0编程语言,Access数据库管理数据,开发整个灌溉区水资源优化配置决策支持系统,实现整个灌区水资源优化配置的自动化及可视化.     

基于模糊多目标线性规划的都江堰灌区水资源合理配置

在多目标线性规划求解中引入模糊数学中的隶属度概念,建立以目标隶属度最大为目标的数学模型,将复杂的多目标线性规划转换为简便的求解目标规划问题.通过都江堰灌区水资源合理配置实例应用的分析,其计算结果表明,该模型不仅能最大限度的接近目标期望值进而得到目标的最优解,且与传统的多目标规划算法相比更加有效、实用,同时还能适用于中小型灌区的水资源合理配置.     

基于复合多目标方法的灌区水资源优化配置

针对传统灌区水资源多目标模型求解过程中难以兼顾多维配置要求的问题,基于目标协调度、可持续发展指数、目标实现度3个指标提出了一种复合多目标方法。为验证该方法有效性,以甘肃省黑河中游17个灌区间水资源优化配置为例,以经济效益、社会效益、生态效益为目标函数构建多目标优化模型,并分别使用传统方法与复合多目标方法进行求解。结果表明,使用复合多目标方法所获得的优化配置方案可以将灌溉水利用系数提高5.42%~7.57%。结果验证了传统多目标模型在协调多个冲突目标方面较单目标模型有显著优势,而复合多目标方法所获得的优化方案更能体现决策者对研究区域种植业发展与灌区水资源配置的多元要求。     

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。     

考虑气象因子的不确定性灌溉水资源优化配置

基于不确定性区间作物水分生产函数,选取春小麦、玉米、棉花和白兰瓜这4种典型作物,建立不确定性条件下灌溉水资源优化配置模型,并将气象因子(蒸发蒸腾量和相对湿度)的不确定性引入其中,以反映气候变化对灌区配水的影响.结果表明,在石羊河流域民勤地区,玉米单方水经济效益较低,故其优化灌溉定额相比现状灌溉定额变化较大.棉花是单方水经济效益最大的作物,其次是白兰瓜,所以当可用水量短缺时,在确保粮食安全的前提下,为降低因灌溉缺水而带来的经济损失,要优先保证棉花和白兰瓜灌溉用水.引入气象因子的灌区水资源优化配置模型区间优化配水定额范围更广,反映出气象因子对灌区配水的影响.本研究验证了不确定性方法在实际应用的可行性,可为灌区水资源合理分配提供更可靠的科学依据.     

河套灌区渠系优化配水模型应用研究

优化渠系配水过程是缓解灌区水资源压力、实现农业高效节水的重要举措.以河套灌区总干渠、干渠两级渠系作为研究对象,将水流过渡平稳和渠道渗漏量最小作为优化目标,建立渠系优化配水模型,采用回溯搜索算法(BSA)、多目标粒子群算法(MOPSO)以及向量评估遗传算法(VEGA)进行求解.结果显示,BSA,MOPSO,VEGA这3种算法所求的配水时间分别为30.96,11.65,29.96 d; 3种算法所得的阀门开启时间点的偏态系数分别为-0.048,0.068,0.566,表明BSA和MOPSO更能保证灌溉水在渠道运输中的稳定性.考虑渠首水位季节性变化对灌区引水时间产生的限制作用,BSA和MOPSO分别更适用于渠首引水量较少、充足的情况.考虑配水时间的集中程度以及干渠的地理位置分布,BSA和MOPSO更有利于实施分区管理措施.     

水资源水质水量优化配置分析

本研究旨在实现水资源水质水量的优化配置,通过对水资源水质水量优化配置的生态经济学理论进行分析,指出水资源水质水量优化配置的概念,在内涵分析基础上确定了水资源水质水量优化配置的具体阈值原理和模型体系框架.同时对青海水资源水质水量的优化配置进行分析,指出不同区域的水资源水质水量需要进行针对性的优化配置.     

LP analysis in a tank irrigation system for near real representation and optimal allocation of area

There is a wide gap between an ideal situation and actual conditions existing in the field of irrigation management in any tank irrigation system in India. To bridge this gap, a near real time analysis through LP modeling of the existing situation and the best allocation policy is attempted for the Aralikottai tank system. The actual conditions are simulated at each sluice command level whereas the best operational policy is attempted for the entire system as a whole. The analysis is conducted separately for a drought year (1988) and a surplus year (1990) with the available five year data from 1988 to 1992. The major conclusions indicate that the late transplantations of the rice crop and the excess water application during the periods of water availability (leading to water stress during the last stages of crop maturity) are the causes of the meagre benefits in a drought year. Also, in a surplus year the excess water application over the entire cropping season resulted in under utilization of land resources and moderate benefits. The existing status of irrigation can be improved to obtain the maximum benefits from the tank command area based on the quantification done.     

基于熵权的模糊物元模型优选夏玉米沟灌方式

为了探究沟灌方式下不同灌水处理对夏玉米主要性状及水资源利用效率的影响,采用基于熵权法的模糊物元模型,以大田夏玉米为试验材料,进行了常规沟灌(conventional furrow irrigation,CFI)和宽垄沟灌(wide-ridge furrow irrigation,WFI)种植下3种灌水水平(土壤水分控制下限分别设置为田间持水量的60%,70%和80%)对夏玉米形态指标(株高、叶面积)、产量性状(穗长、穗粗、百粒质量、产量)以及水资源利用效率(灌溉利用效率、水分生产效率)的影响分析.结果表明:同一水分处理下,夏玉米WFI灌溉组合方案优于CFI灌溉组合方案;对于水资源相对丰富地区建议采用WFI-70%θ灌溉方案,对于水资源相对匮乏地区建议采用WFI-60%θ灌溉方案;基于熵权法的模糊物元模型较CRITIC法的模糊物元模型评价效果更好,基于熵权法的模糊物元模型对沟灌夏玉米主要性状和水资源利用效率方面具有一定的应用价值.该研究为沟灌夏玉米合理灌溉提供了科学依据.     

畦灌灌水技术参数的多目标模糊优化模型

为了提高畦田灌水质量和高效用水,采用田间水利用系数的数值模拟模型求解田间水利用系数和灌水均匀度,以两者为目标建立了畦灌灌水技术参数的多目标优化数学模型.分析了该优化问题的模糊性,提出了模型的模糊解法.利用所建立的多目标模糊优化模型和计算方法,对试验畦田进行了灌水技术参数的优化计算.根据优化计算所确定的灌水技术参数,即单宽流量和灌水时间,进行田间灌水试验,测定和计算了田间水利用系数和灌水均匀度,并与优化计算的目标值进行了比较.结果表明,实测值与计算目标值有较好的一致性.因此,所提出的灌水技术参数优化模型及解法,可同时满足节水与保证灌水质量的要求.     

海滨灌区供需水量平衡分析

本文以辽宁海滨灌区为例,以现状灌溉制度为基础,将《辽宁省行业用水定额》与《辽宁省各种作物灌溉制度分析》有机结合,确定灌溉定额.水量平衡分析过程中,将灌溉面积和可供水量分别分区,充分利用区间径流来减少水库供水,实现优化水资源配置,为灌区水资源科学合理利用提供决策性依据,也可供类似工程设计参考.     

基于水量平衡下的灌区用水计划编制方法综述

为了精准指导农田灌溉,合理优化渠系输配水,提高水资源的利用率、灌区的管理水平和总效益,对灌区用水计划的编制方法展开了理论研究.将用水计划的编制过程概括为实时灌溉预报和渠系配水两部分,分别进行归纳整理和分析.在对国内灌区用水计划的编制方式进行了解的基础上,着重介绍了利用土壤水分平衡方程进行实时灌溉预报的方法,总结各参数预测值和计算修正值的获取方法,分析对比各方法的适用范围,提炼普遍灌区实时灌溉预报中适用的方法.为了优化田间渠系配水次序和配水量,以保证作物得到及时有效灌溉,归纳总结了国内灌区常用的渠系配水模型,论述了常见的目标函数及相关约束的选取原则,并指出其局限性和可能的发展趋势.研究结果可为各灌区进行实时灌溉预报和建立优化配水模型提供借鉴与参考.     

基于模糊定权的模糊可信性约束二次规划模型

为了最大化黑河中游作物产生的经济效益和社会效益,采用模糊定权的方法将多目标效益转化为作物的综合效益权重,并将该权重应用于作物的水分生产函数中,对甘州区、临泽县和高台县的作物(小麦和玉米)进行水量优化配置.该模型为模糊可信性约束二次规划模型,模糊可信性约束中采用三角模糊数,可信性置信水平分别取0.5,0.6,0.7,0.8,0.9和1.0.以2011年的水量优化为例,优化后较优化前作物的配水量减少了3 701.25万m³,产量增加了1 291.28万kg,经济效益和社会效益分别提升了0.28亿元和0.18万人.另外,规划年2020年作物水量配置较现状年(2011年)的小麦和玉米的配水量分别减少了4.98%~5.24%和11.01%~12.07%,缺水情况得到改善.不同条件下的配水结果能够给决策者提供不同的方案.