管道灌溉流量控制模型研究

水资源短缺已经成为制约经济发展的一个主要影响因素,灌溉用水在我国总用水中占据很大部分,实施节水灌溉技术可节约大量水资源.为节约灌溉成本,以各轮灌组灌溉耗时差异最少为目标,考虑了各管段的流量限制、开启约束及灌水时间约束建立了管道流量控制模型.对模型变量进行矩阵化处理以方便计算.为高效求解模型,将其由0-1规划转化为目标分配问题.经测试,所建立管道灌溉流量控制模型运行稳定,效果良好,具备很好的应用前景.     

灌溉渠系水利用系数的分析与计算

灌溉渠系的布置形式一般可分为串联渠系、等效并联渠系和非等效并联渠系 ,对这 3种灌溉渠系水利用系数进行了理论研究。用实例验证了上述的理论分析。研究成果可应用于实际灌溉工程     

灌溉渠系优化配水模型与算法研究进展

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。     

Excel规划求解方法在渠系优化配水中的应用研究

目前线性规划专业软件计算对操作者的专业要求很高,掌握并运用比较困难,而Excel可以实现对有多个变量和约束的线性规划问题的求解,操作方法简单快捷,容易掌握.根据"定流量,变历时"的准则,建立了配水渠道流量最优化0-1整数规划模型,并应用Excel对模型进行求解,结果表明建立的模型适用,所得出的轮灌组引水持续时间均匀、可靠.     

动态规划渠系优化模型研究

提出了输配水系统优化设计的动态规划渠系优化模型,以土方量最小或总费用最小为目标函数,对二级或二级以上的渠系纵横断面进行优化设计,可得到满足渠道不冲不淤、水位衔接及首末水位约束的最优断面参数。     

Exel规划求解方法在渠系优化配

目前线性规划专业软件计算对操作者的专业要求很高,掌握并运用比较困难,而 Excel可以实现对有多个变量和约束的线性规划问题的求解,操作方法简单快捷,容易掌握。根据“定流量,变历时”的准则,建立了配水渠道流量最优化0-1整数规划模型,并应用Excel对模型进行求解,结果表明建立的模型适用,所得出的轮灌组引水持续时间均匀、可靠。     

小水电站项目群资金合理调配研究

针对小水电站项目群,由于资金等限制的条件下,研究小水电站项目群优化开发的资金合理调配问题。根据国家水利经济项目评价规范,运用0-1整数规划方法,提出小水电站项目群资金合理调配模型。以实证为例与现有的方法进行比较,说明本模型的合理性。该模型同样可以推广到其他类型的项目群资金优化配置。     

渠道流量损失及渠系水利用系数的

针对目前渠道流量损失及渠系水利用系数计算公式在实际应用中存在的问题和不足，提出了自己的看法，在经验公式的基础上，考虑渠道流量损失过程是渠道水在流动过程中的动态过程，推导出新的计算方法和公式，并与经验公式进行分析比较。在渠系水利用系数计算中，考虑渠道衬砌类型、渠床土质渗流过程的不同，采用了“加权平均法”。     

渠道流量损失及渠系水利用系数的计算方法

针对目前渠道流量损失及渠系水利用系数计算公式在实际应用中存在的问题和不足,提出了自己的看法,在经验公式的基础上,考虑渠道流量损失过程是渠道水在流动过程中的动态过程,推导出新的计算方法和公式,并与经验公式进行分析比较.在渠系水利用系数计算中,考虑渠道衬砌类型、渠床土质及渗流过程的不同,采用了"加权平均法".     

灌溉渠道流量调控模型

本文根据Ｓａｉｎｔ－Ｖｅｎａｎｔ方程和闸孔出流方程建立了一个比较简单的渠道流量调控模型，可以预报配水方案下整个渠系的运行状态和闸门调节过程，并可选择系统最佳运行方案，对渠系用水管理和工程管理有很大帮助。文中还讨论了建模过程中应考虑的一些问题及处理方法，通过实例验证，得到了令人满意的结果。     

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。     

复杂灌区最优规划的递阶网络流规划法

针对复杂灌区的水资源具有维数高、关系复杂、因素众多等特点,利用大系统分解协调原理,建立了最优规划的二层递阶网络流规划模型,并利用逐次线性化与OKA法相结合来求解上下层网络模型。该模型可充分发挥网络流规划模型计算速度快、占用内存小的优点。文中最后以湖北省宜昌市东风渠灌区为实例进行了应用研究。     

渠系调控的过渡过程

论述了渠系过渡过程在配水管理及调控中的重要意义,分析了过渡时间的变化规律,论证了输配水系统的稳定特性,讨论了系统控制建模的一般方法,这对渠道水量调控的研究及建模都有参考作用。     

基于标量有限体积法的灌溉末级渠系非恒定水流模型

通过区分明渠非恒定流中对流波与重力波属于不同的物理过程,把渠道非恒定流控制方程进行了变形处理,基于标量有限体积法构建了具备高精度和分辨率的灌溉末级渠系非恒定流数值模型。基于文献数据及野外实测数据,对模型的模拟性能进行了验证。结果表明,构建的模型模拟的斗渠和农渠水位值与实测值之间的平均相对误差为2.8%～4.1%,水量平衡误差不大于0.07%,具备良好的模拟性能,为开展末级渠系布置模式及管理研究提供了可靠的数值工具。     

灌溉渠系非恒定流数值模拟及闸门运行设计

农业灌溉,需通过沿渠节制闸进行流量调节,掌握渠道中非恒定流的动态变化过程,具有十分重要的社会价值和应用意义。基于特征线法离散圣维南方程,模拟引汤灌区部分渠系在闸门调控下的非恒定流过渡过程,并与Mike11软件模拟结果进行对比,表明所建模型具有一定的可靠性。此外,在模拟结果基础上,进行了简单的闸门运行设计,根据闸下出流理论建立闸门开度调控模型,模拟结果表明在流量线性变化的条件下闸门开度也为线性变化,针对多级闸门同步与逐级调节情况下渠道中的非恒定流过程进行模拟,总结了两种方式的优缺点。     

面向生态的黑河中游模糊多目标水资源优化配置模型

以黑河中游为例,构建面向生态的单目标(模型一)和多目标(模型二)水资源优化配置模型,并进行对比分析。其中,单目标模型的目标函数是农业和生态产生的经济价值最大;多目标模型的生态目标是生态供水满意度最大,经济目标是农业产值最大。为了保证生态用水,模型中引入0-1整数规划来优化传统灌溉和节水灌溉的种植面积,同时,考虑到模型参数的不确定性,将模糊数引入到已建模型中。分别对2个模型求解,得到从不同角度出发的各个计算单元的水资源优化配置结果,为当地的生态保护提供了有力的决策支持。     

不同时间尺度吉林市地下水位混沌特性与空间分布

0-1测试方法是一种可直接作用于时间序列的二元混沌识别方法,该方法不需要相空间重构,是通过量化指标Kc是否接近于0或1来识别时间序列的混沌特性。通过对Chebyshev映射进行混沌检验,验证了其有效性。运用该方法对吉林市83眼监测井2001—2010年不同时间尺度(5、10、15和30 d)地下水埋深监测序列进行了混沌识别,并进行了混沌程度比较和空间分布研究。结果表明:吉林市不同时间尺度地下水埋深序列均表现出混沌特性。同时,均方位移随时间的渐进增长率K的空间插值结果具有明显的分区特征,即吉林市北部和南部为高值区,城区为相对低值区,并且随着时间尺度的增大,城区K值的相对低值区范围增大。研究表明,0-1混沌测试方法简单有效,并且具有反映数据序列混沌程度的特性。     

人民胜利渠灌区水资源高效利用调控技术研究

在分析总结近几年灌区水资源高效利用调控理论与技术发展的基础上,提出适用于人民胜利渠灌区水资源的调控技术方案:作物种植结构调整和井渠用水比例调整,并建立引黄灌区地表水-地下水联合优化调度模型,定量分析其引、用、耗水关系及地下水变化规律.结果表明,人民胜利渠灌区通过采用作物种植结构调整和井渠灌水比例调整,从节水、经济、生态等方面均可以达到高效利用水资源的目的.