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。     

干渠渠道水利用系数预测研究——以汉延渠为例

渠道水利用系数反映从渠道到农渠的各级输配水渠道的输水损失,是衡量从水源取水到进入田间过程中灌溉水利用程度的重要指标,能综合反映灌区用水管理水平.通过考斯加可夫经验公式确定渠道输水损失量计算公式,从而推求干渠渠道水利用系数,有助于提高渠道水利用系数.     

灌区渠系实时多目标优化配水模型研究及应用

灌区灌溉计划存在难以满足作物实时需水、灌区用水效率低等问题,影响水资源的高效利用.选择黄河流域中游渠村灌区下的二级渠系为研究区域,采用实时灌溉预报模型计算作物实时需水,根据灌区渠系运行情况建立多目标模型,并用模拟退火算法求解.结果显示:采用本文提出的模型和方法确定的配水方案能满足渠道运行要求,配水时间减少1.2d,渠系...     

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。     

灌溉渠道测量水技术应用研究与探讨

通过选定示范区,在示范区内建立完善的量测水设施,开展量测水技术应用研究,观测各级渠道引水量．各种作物田间灌水量,分析灌溉水利用情况,从优化配水、按需引水、按量收费等方面进行探索与研究,认为灌区对于水流条件较好的农斗级渠道及田间宜采用特设量水槽量水,而支渠宜采用标准断面流速仪量水,同时还应加强灌区测量水工作。     

信息化技术在宁夏青铜峡渠首灌区管理中的应用

渠首管理处统一管理着青铜峡灌区内10大骨干干渠及卫宁灌区3大干渠的进、退水闸,主要任务以各大闸的调度管理为主,Ⅰ级配水的水量分配和调度均在这里实现,是整个灌区调度管理的核心所在,水量调度远程监控系统建设实现将全面提升工程运行管理的现代化水平,有效的改善劳动条件,真正的体现水资源的统一调度和科学管理.     

宁夏银北地区灌溉水资源的合理利用

宁夏银北地区位于银川平原引黄灌区下游.由于黄河水量逐年减少,引黄灌溉已不能足量满足农业灌溉的需求.干渠平行排列,渠系过长,渠道分级不明显,不适应现代灌区管理和调度的要求.输水渗漏损失严重,导致引黄灌区下游灌期灌溉水量的严重短缺.银北地区为盆地地下水排泄区,地下水量丰富,但水质较差,矿化度(TDS)较高,不能单独用于农田灌溉.因此,合理利用地表水和地下水,确定他们合适的混合比例,以满足银北地区农田灌溉水的需求,意义重大.运用Phreeqc模型软件的Mix模块进行模拟,提出利用地表水(黄河水)、地下水,确定合理的混合比例,以满足银北地区灌水需求及适合农田灌溉的需要,又不引起土壤盐渍化,为当地农业生产服务.     

河北省冶河灌区灌溉水有效利用系数测定与分析

灌溉水有效利用系数是评价农田灌溉用水效率的主要指标。在冶河灌区选取四支和五支典型支渠开展田间试验,采用动水法测定渠道输水损失,利用土壤含水率差值测算田间净灌水量,最后估算灌溉水有效利用系数。试验结果表明:冶河灌区典型区灌溉水有效利用系数为0.623,而渠道输水损失占损失比重为72.7%,是影响灌溉水有效利用系数的主要因素。冶河灌区灌溉水有效利用系数测定方法对于改善河北省大型灌区灌溉节水工程措施有着重要的借鉴意义。     

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。     

浅析农田水利的U形渠道防渗施工

U形断面渠道防渗衬砌结构简单，易于操作，便于管理，施工进度快，输水能力强，抗冻性好。并且能够减少支渠的渗漏损失，提高渠系水利用系数，缓解水资源供需矛盾，确保农田适时灌溉，在宁夏灌区已被广泛应用。     

沈抚灌区的节水灌溉措施

沈抚灌区是沈阳市重点灌区之一．主干渠长7公里，南分干渠长19公里．北分干渠长12公里．支渠98条．有11个乡镇88个自然村庄。节水灌溉突出渠道防渗、提高田间水的利用率、修建小型蓄水工程及用水管理的节水。具体措施如下．     

宁夏银北灌区井渠节水灌溉技术探讨

结合灌区实际,对灌区地势较高地区、干渠、支渠稍段及一些高斗高口地区采取井渠节水灌溉措施,以弥补干、支渠引水严重不足的问题,实现水资源的合理开发与优化配置,由传统水利向现代化、可持续发展水利的转变。经验表明：井渠节水灌溉的大面积示范应用,一方面得益于机井配套和灌区末级渠道（斗、农渠）衬砌建设,另一方面必须加强井渠节水灌溉工程的管理。     

陆浑灌区干渠水量调度控制与研究

陆浑灌区由于工程老化、险工险段多,因此干渠输水能力低。为了更好地发挥效益,本研究从做好干渠水量调度需要掌握基本资料的准确测定,到灌溉计划、干渠水量调度计划的编制,再到干渠水量调度中出现问题的解决办法进行研究,以充分做到计划用水、节约用水,使灌区的灌溉效益得到充分发挥。     

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。     

堤灌节水灌溉的措施

一、提高渠系水利用,减少输水损失 1、提高渠道衬砌率,减少渠系水量损失。通过渠道节水改造、续建配套、沿渠扩灌等措施,灌区斗渠以上渠道全部用砼预制件进行了防渗衬砌,斗渠以下实行群管的农渠在地方政府和灌区群众的努力下,也积极筹资投劳完成了防渗衬砌;通过渠道衬砌,提高了渠道安全水输水率,提高渠系水利用率,减少输水损失,提高灌溉保证率,进一步提高现有工程效益。     

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。     

东雷抽黄引水灌区退水对干渠减淤的影响

【目的】分析东雷抽黄引水灌区渠系泥沙淤积问题,探讨通过加大干渠输水流量以减少渠道淤积的可行性。【方法】利用东雷抽黄灌区总干渠的泥沙淤积实测资料,对水沙输移数学模型进行验证,再依据典型年份不同灌季不同时段引水含沙量高低情况,拟定了加大渠道输水流量的多种方案,对不同方案情况下渠道的冲淤过程及减淤量等进行数值模拟计算。【结果】减淤量和抽水费用等的计算结果表明,减淤效果最佳的方案是春灌期间含沙量较低时段加大渠道输水流量,该方案的减淤率为59.63%,减淤耗水费用为9元/m~3,较人工清淤费用(50元/m~3)节省成本82%。【结论】在春灌或夏灌含沙量较低时段,利用退水渠加大干渠输水流量减少渠道淤积在技术上是可行的,经济上也是合理的。     

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。     

自适应人工蚁群算法在水资源优化配置中的应用

为实现水资源合理调度,建立了水资源优化配置模型,针对该非线性模型求解较困难及其他方法求解精度不高的问题,提出了自适应人工蚁群算法(AACS)。以闻喜涑水灌区和陈村灌区水资源优化配置为实例,对涑水河陈村峪水库、紫家峪水库和杨家园水库给灌区供水调度进行优化,采用AACS法求解灌区水资源优化配置模型。结果表明:该模型可真实地反映灌区供需水平衡变化的总体趋势,所建模型是合理的,为判断时间序列数据的非线性提供了一种新方法。     

浅谈引大灌区渠道防渗衬砌的作用

引大入秦工程是将大通河水流域调至兰州以北 6 0 处的秦王川地区的一项大型自流灌溉工程。工程设计总流量 32 /S,加大流量 36 /S。支渠以上渠道设计总长度约 880 ,其中总干渠、干渠、抽水分干渠合计总长2 0 5.7 ,支渠总长 6 75 。引大灌区规划灌溉面积 86万亩 ,年引水量 4 .4 3亿 ,设计净灌溉定额 2 95.4 /亩 ,毛灌溉定额 50 8.4 /亩。由于沿用传统的大水漫灌方式 ,近 50 %的水损失于蒸发和渗漏 ,水浪费特别严重 ,节水潜力很大。根据测算 ,若实行节水灌溉 ,最大限度发挥引大水资源优势及投资效益 ,进一步挖潜灌区可耕面积 ,灌区面积由 86万亩可扩大至 10 0万亩以上。同时对于有效地防止土壤次生盐碱化及缓解黄河全流域缺水现状有着积极的作用 ,其经济效益、社会效益和生态环境效益极为显著。渠道防渗衬砌作为一种传统的节灌方式在灌区已完成配套工程的农田中特别适应 ,是一种投资低 (亩投资30 0～ 4 0 0元 )、见效快、施工简单、群众乐于接受的灌溉方式。引大灌区于 1998年开始 ,在灌区内全面组织实施以渠道防渗衬砌为主的节水灌溉工程。截止 2 0 0 ...