灌区灌溉水资源调度静态配水方案设计研究

为了满足灌区科学配水方案的制定,建立在来水预报、需水预测、实时检测灌溉系统供水和用水状态和泵站、渠道、水库运行状态的基础上,进行了顺序配水、差额比例配水和均衡比例配水三种配水模式设计,为灌区灌溉水资源调度提供了科学的静态配水模式。     

改进的蚁群算法在灌区渠系优化配水中的应用研究

针对我国大多数地区渠系配水通用性较低的问题,将农田水利作为农村基础设施建设的重点任务,以吉林省大安灌区渠系为例,基于地理信息及遥感测控技术,通过改进的蚁群算法对灌区渠系进行优化配水,最终达到节水灌溉增产的效果。在北方实际灌溉过程中,优化配水在农业节水灌溉领域中具有重要的意义,其算法简单,收敛性好。采用改进的蚁群算法可以使渠系配水模式在满足一定约束条件下将水量损失降到最低,使有限的水资源发挥最大的作用。结果更贴近实际,值得全国范围推广应用。     

基于渠系输水模拟与土壤水量平衡模拟的两级渠系优化配水模型

为制定满足渠系运行实际情况和作物生长发育所需土壤含水量条件的渠系优化配水方案,将考虑输水渗漏损失的渠系优化配水模型与土壤水量平衡模拟模型耦合,构建基于渠系输水模拟与土壤水量平衡模拟的两级渠系优化配水模型,使用改进的遗传算法求解多目标模型的Pareto解集。选择黑河流域中游西干灌区下的两级渠系作为研究区域,得到50组非劣的渠系优化配水方案。在Pareto前沿面上选取3组代表方案进行对比分析,再将3组中最优的方案与灌区实际灌水方案进行对比,结果表明:Pareto解集可以体现目标之间的博弈关系,当权重值向配水量最少目标偏移时会对土壤水含量等指标产生影响,进而产量下降;当权重值向产量最大目标偏移时会产生水资源浪费现象;而当目标函数的权重值处于中间水平时,产量和配水量目标都可以得到较好地满足,并且与实际灌水方案相比配水量减少113.54万m~3、总产量增加660t,能够达到节水增产的效果。该模型在兼顾渠系运行条件和土壤含水量的前提下权衡了2个目标之间的博弈关系,Pareto解集得出的结果能够满足决策者对于目标的不同需求,为灌区管理者的决策提供理论依据和指导。     

灌溉渠系配水优化模型的研究

本文介绍了两种适用于半干旱地区某次配水的优化模型,第1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2种以某次灌水全灌区的水费收入最高为目标函数。这两种配水模型用陕西省洛惠渠灌区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。     

干旱区平原绿洲渠系水利用系数研究

结合叶尔羌河流域平原绿洲,提出了一种应用干旱区平原绿洲四水转化模型确定灌区合理的渠系水利用系数的方法.该方法通过对灌区的耗水及耗水平衡分析,模型渠系渗漏水的转化和最终消耗形式,得出渠系水利用系数的变化对自然生态的定量影响,得到一定灌溉地耗水水平和非灌溉地耗水水平下的合理的渠系水利用系数和灌溉面积.     

基于改进人工鱼群算法的灌区优化配水研究

【目的】建立以灌溉净效益最大为目标的优化配水模型,为灌区优化配水提供新思路。【方法】以西安市周户灌区为研究对象,立足于寻求作物种植面积-水量-产量-经济效益之间的最优关系,建立以灌溉净效益最大为目标的优化配水模型,并利用混沌人工鱼群算法进行求解。【结果】利用所建立的以灌溉净效益最大为目标的优化配水模型进行优化后,灌区总供水量为12 711.44万m3,较常规配水量增加了1 402.67万m3,其中地表供水较常规配水量增加了1 510.67万m3,地下水供水量有所减少;通过作物不同时段分配水量及种植面积的协调,灌区净效益增加了16.37%,粮经比为1∶1.21。【结论】以灌溉净效益最大为目标对灌区配水进行优化后,灌区配水过程更加均匀,同时灌区作物种植结构也得以优化和调整。     

基于Morgan模型灌区灌溉水系统的优化

从整个灌溉水系统着手,研究灌溉水系统管理技术,提出了Morgan模型,利用线性规划方法求出某种状态下的最优目标函数值及每次灌水决策问题;田间灌溉系统优化模型求解是由上面作出的灌水决策,以效益函数为目标函数,根据约束条件,按解线性规划原理,求解出灌水时间、入畦流量、畦宽、畦长等问题;渠系优化调度求解模型是采用决策数学中解整数规划的背包问题方法,针对灌区配水渠道“定流量,变时间”的运行方式,求解灌区渠系的优化配水问题。     

基于3S技术和蚁群算法的灌区渠系优化配水

【目的】建立基于3S技术和蚁群算法的灌区渠系优化配水模型,解决目前灌区配水管理中的被动配水和信息采集方法落后等问题。【方法】以冯家山水库北干十一支灌区为研究对象,采用RS/GPS技术获得灌区作物的种植结构、面积及灌区土壤含水率等信息,将这些信息输入GIS系统中,再根据灌区不同位置的土壤墒情,以斗渠为计算单元,通过GIS系统计算各斗渠的实际需水量,最后按各出水口"定流量、变历时"的轮灌运行方式建立优化模型,通过蚁群算法对模型进行求解。【结果】获得了各出水口在灌区实际需水量条件下的最优配水组合方案,算法简单、收敛性好。【结论】基于3S技术和蚁群算法的灌区优化配水,使现有的一些配水数学模型可以发挥更大的作用,使计算结果更接近实际。     

干支渠渠系水利用系数的确定与预测

通过对灌区1989～2008年20年的干支渠配水资料分析,确定历年渠首、斗口水量,并用GM（1,1）灰色预测模型对2种流量进行拟合,从而确定出干支渠系水利用系数。另外,还对灌区历年干支渠渠系水利用系数进行模拟,结果发现2种拟合模型平均相对误差分别为1.849%和1.036%,均能满足模型误差要求,并分别用这2种拟合模型对灌区未来5年的干支渠渠系水利用系数进行预测,确定灌区未来5年的干支渠渠系水利用系数在0.706～0.680变动。     

非充分灌溉条件下的水稻敏感性指数

水分生产函数是作物灌溉配水的主要依据。根据水稻节水高产灌溉条件下的试验资料,确定了水稻各个生育阶段Ｊｅｎｓｅｎ模型下的作物敏感性指数,为灌区优化配水和计算机管理创造了条件。     

非充分灌溉条件下的水稻敏感性指数

水分生产函数是作物灌溉配水的主要依据。根据水稻节水主产灌溉条件下的试验资料,确定了水稻各个生育阶段Ｊｅｎｓｅｎ模型下的作物敏感性指数,为灌区优化配水和计算机管理创造了条件。     

浅析农业灌区用水管理中量水技术的应用

灌区量水,是节约灌溉用水、提高灌水质量和灌溉效率的有力措施,是实行计划用水和准确引水、输水、配水和灌水的重要手段。灌区量水虽然不是直接的节水措施,但它是灌区农业用水合理分配及采取高新节水措施的前提性工作。1灌区量水的主要设施与方法1.1利用渠系建筑物量水利用闸涵、渡槽、倒虹吸、跌水等渠系建筑物,其测流原理是根据建筑物不同流态的流量计算公式,     

二峰电灌总站提水灌区灌溉水利用系数测算

根据二峰总站提水灌区实际情况,利用干渠渠系配套齐全,进出水量易于掌握,采用水量平衡法对干渠渠系水利用系数进行测算,支渠及以下的渠系水利用系数选择典型支渠采用首尾测算法进行测定,田间水利用系数选择典型田块进行测定,这样简化了测量工作,节省了大量人力、物力,方法简单实用,易于操作,测得2014年灌区灌溉水利用系数为0.526,基本上反映了灌区渠系实际用水情况、灌溉工程质量及灌溉用水管理水平.该方法适合同类型灌区灌溉水利用系数的测定与评价.     

基于RS、GIS及智能算法的渠系优化配水

【目的】基于RS、GIS技术及智能算法,对灌区渠系优化配水工作进行研究,为提高灌区管理、制定配水计划提供科学依据。【方法】采用"组间续灌、组内轮灌"的工作方式,选择总配水时间最短与轮灌组之间引水持续时间差异值同时最小作为优化目标,以黑河中游甘肃省张掖市甘州区盈科灌区盈二支一分支为例,构建多目标渠系优化配水模型,并基于粒子群算法和蚁群算法对模型进行求解。【结果】成功构建了多目标渠系优化配水模型,以黑河中游张掖市甘州区盈科灌区5km×5km区域优化配水为实例的研究表明,采用多目标粒子群算法时的最大配水时间为113.6h,最小配水时间为105.3h,轮灌组引水时间差异为8.3h;采用多目标蚁群算法时的最大配水时间为113.5h,最小配水时间为105.3h,轮灌组引水时间差异为8.2h。解算的结果均低于人工制定的168h原配水计划。【结论】基于RS、GIS及智能算法解决渠系配水问题,不仅可以缩短轮灌周期,减少配水过程中的水量损失,还可保证配水精度,减少劳动力支出。     

基于多目标遗传算法的渠系配水优化模型

针对渠系配水传统人工调度难以统筹优化的问题,为使优化模型更加贴近实际,体现渠系配水优化的时空特点,充分考虑配水持续时间的不确定性,建立以下级渠道配水净流量、配水开始时间和结束时间作为决策变量,以保证上级渠道水流平稳和下级渠道渗漏最小为模型目标的多目标多变量渠系优化配水模型,采用向量评估遗传算法进行求解,将第一目标即上级渠道水流平稳作为优先满足目标,第二目标为次要满足目标。结果表明:在保障实际运行对于渠道流量要求和水量要求的前提下,优化结果与该时段甘州区配水计划相比,配水时间由轮期的25d缩短为15d,干渠平均配水流量由1.298m~3/s提高到1.414m~3/s,渠系水利用系数由0.651提高到0.706,田间配水量提高了14.25%。本研究模型能够实现集中、高效配水,且具有普遍适用性,可为渠系优化配水决策提供理论和技术支持。     

配水计划在灌溉管理工作中的应用

配水计划是根据灌区灌溉面积、种植结构和渠道状况而制定的灌区供水日程安排表.合理编制配水计划对灌区灌溉调度运行管理具有重要意义.     

玉林市灌溉用水总量控制研究

玉林市农业灌溉用水占全市社会需水量的60%以上,灌溉用水管理在玉林市水资源优化配置中占有十分重要的地位。通过对玉林市灌溉用水现状和农业产业结构,分析了灌溉用水量和渠系水利用系数;对典型灌区用水量进行测定,并根据不同作物的用水定额和渠系水利用系数,制定各种灌溉用水方案,实现灌溉用水总量控制;预测了玉林市今后一定时期内的灌溉用水供需关系。结果表明,玉林市灌溉用水基本达到供需平衡。     

改进随机惯性权重粒子群算法在灌溉配水中的应用

灌溉配水是当前节水农业研究的焦点。本文在考虑工业、生活、环境供水量因素下,建立了以作物经济效益最优的灌溉优化配水模型,将改进随机惯性权重粒子群优化算法对模型进行优化求解,结合灌区实验数据进行仿真,得出改进算法能解决作物的优化灌溉问题。     

渠道防渗工程技术研究

通过渠道防渗工程的建设,将有效的解决灌区灌溉问题,提高灌区耕地的灌溉保证率,并减少渠系渗漏损失,节约水量,提高作物产量。     

基于不确定性的区间分式规划灌区优化配水模型

为获得有限可用灌溉水资源条件下满足多个目标的最优配水方案,将区间不确定性方法引入线性分式多目标规划中,构建基于区间不确定性的分式规划模型。以甘肃省武威市民勤县红崖山灌区为研究区域,对当地4种主要作物,春小麦、春玉米、棉花、籽瓜进行水资源优化配置,在满足粮食安全基础上得到不同水文年下满足不同目的需求的水资源优化配置方案。在此基础上,对不同情境下的配水结果进行对比并详细分析了平水年不同区间用水效率增长对目标函数的增长率影响,得到不同用水效率下的优化配水方案及目标完成情况。结果表明:在枯水年灌区应优先满足籽瓜的灌溉需求,丰水年应优先满足棉花的用水需求,平水年农业生产的最优用水效率增长区间为[0,5%]。所得结果可以为民勤县红崖山灌区以及类似灌区水资源优化配置及用水效率提升提供了理论依据与决策支持。