灌溉管网水力学图解软件的研制

本文介绍灌溉管网的水力图解软件的研制工作。它综合运用诺谟图法、“准有限元法”、计算机视窗技术以及“数-图-数-图”技术，全面解决灌溉管网的水力设计问题。这种综合技术使诺谟图法变得更准确，大大简化了管网的水力设计工作，使设计变得更容易。     

灌溉管网优化设计研究进展

总结了经典数学规划理论在灌溉管网优化上的应用,对新型智能优化算法、多种数学规划方法横向结合及分级优化等一批新兴的优化理论和技术在管网设计中的最新进展,进行了归纳和分类,对不同方法的优劣进行了简单的评价,在灌溉管网的分支--微灌管网的田问优化方面进行了归纳,也对利用计算机工具在灌溉管网优化设计中的应用和前景提出粗浅的认识,并提出了未来管网优化设计中亟待解决的一些问题.     

基于最小生成树模型的树状灌溉管网的优化设计

针对灌溉管网优化中的管网布置和管径选择问题,以追求管网投资最小为目标,采用结合设计者工程经验的Kruskal算法生成符合工程要求的灌溉管网最小生成树。将管网中的线路根据节点之间的距离进行边权赋值,参与最小生成树求解,保证算法的可用性,并与相关生成树算法进行比较。实例研究表明,该方法能克服局部最优解的缺陷,能快速求解符合工程实际的树状管网布置和管径。     

基于模拟退火与布谷鸟混合算法的树状灌溉管网优化设计

为实现树状灌溉管网低能耗、投资节约以及灌水均匀度高等目的,构建了树状灌溉管网非线性数学模型,设定压力、管径、流速为约束条件,设计了模拟退火与布谷鸟(SACS)混合算法,结合文献[14]资料数据分别采用遗传(GA)算法、模拟退火遗传(SAGA)混合算法、布谷鸟搜索(CS)算法、SACS混合算法4种优化算法对模型进行了求解.优化结果表明,采用SACS混合算法比GA算法灌溉管长减少了16.27％、投资节约了2.13％,比SAGA混合算法、CS算法,虽灌溉管长相等,但管径得到较大的优化,投资分别节约了3.76％、17.28％,验证了SACS混合算法的有效性.最后,以贵州省石阡县龙塘大屯茶叶园区216 hm2现代水利试点区喷灌工程为例,采用SACS混合算法对喷灌工程管网进行了优化,比传统设计方法灌溉管长减少了12.08 m,投资节约了17.93％,优化效果明显,为树状灌溉工程管网优化设计提供了新的思路.     

轮灌条件下的灌溉管网优化设计

在灌溉输配水管网的设计中，不同的灌溉工作制度会在管网中产生不同的流量分配模式，直接影响管网工程总的投资。本文研究在轮灌工作制度下灌溉管网优化设计，提出了将轮灌组的划分也进行优化，用基于整数编码的遗传算法进行优化，通过VB和Matlab混合编程来实现。计算结果表明提出的方法优化结果明显，可以应用于生产。     

灌溉管网优化研究进展

详细阐述了国内外灌溉管网优化问题的发展现状。对应用于管网优化问题中的一些常用方法进行了比较与分析,指出了各常用算法的优缺点以及适用性,并对现今存在于管网优化研究中的一些问题提出了自己的看法和建议。通过对遗传算法在优化问题应用中的简要介绍,认为遗传算法求解管网优化问题,可以取得较好的效果。     

灌溉管网非恒定流计算机实现方法

为了研究灌溉管网非恒定流计算机实现方法,基于非恒定流的基本原理及其特征线(MOC)解法,探讨了采用节支关联表和支节关联表建立管网结构信息,并对管网数据进行储存、计算和结果输出的方法,在计算过程中通过数组储存不同的节点类型及管网参数供计算机调用。通过实例对典型喷灌管网的非恒定流过程进行了计算并分析。结果表明,该方法储存管网结构信息简单方便,计算机能够快速识别节点类型并调用相应的边界条件子程序,本方法可用于复杂灌溉管网的非恒定流建模与分析。     

大规模灌溉管网的发展分析研究

管道输水灌溉是节水灌溉技术的主要发展方向之一。目前,我国关于灌溉管网的技术经济研究、现行国家标准规范及实际灌溉工程主要针对管网控制面积在80hm2以下,系统工作压力在0.4MPa以内的灌溉区域。随着我国经济水平的迅速提高和科学技术的快速发展,特别是农村土地扭转、农业规模化经营发展的政策需求,管网的控制面积正在逐步增大。然而,关于更大规模灌溉管网的技术性、经济性的相关报道尚且较少。因此,针对大规模灌溉管网建设中所存在的问题进行了分析,并针对所存在的问题提出了解决思路。     

蓄水灌溉管网水力性能试验研究

为蓄水灌溉田间应用提供理论依据,试验对不同管网的水力性能进行了试验研究.结果表明:随着供水管径的减小,各出水口的流量偏差率在逐渐增大,但对于同一管径的供水毛管,流量偏差率均随着供水压力的增大而逐渐减小.在相同供水时间内,蓄水袋的容量随着供水管口径、供水压力的增大而增大,并基本呈线性变化关系.蓄水袋的最大实际蓄水量与系统...     

基于环路和改进遗传算法的树状灌溉管网优化

以投资最小为目标函数,建立了树状灌溉管网优化数学模型,用外部惩罚函数法将问题转化为无约束优化问题,并采用改进遗传算法进行求解。根据树状管网优化的特点,遗传算法采用二进制编码和整数编码相结合的双重编码,以同时对管网布置形式和管径进行优化。在遗传算法产生初始解及交叉、变异操作时,采用基于环路的方法,减少了不可行解的产生,提高了算法的计算效率,算例说明该优化方法有效、实用。     

地下滴灌管网优化技术研究

地下滴灌系统灌溉精准,能最大限度地满足植物对水分和养分的需求,是目前较为合理的灌溉形式之一。对国内外地下滴灌技术的研究现状进行调研与分析,探讨国内外对田间滴灌管网进行设计与优化的历程和方法,为我国推广应用地下滴灌管网技术提供有益的参考。     

半固定管道式喷灌系统移管机行走

为了寻求半固定管道式喷灌系统移管机行走轮最佳的稳定性，通过移管机行走轮设计参数（行走轮半径、轮距、宽度和竖管中心高度）对其稳定性的影响分析，构建了行走轮设计参数优化组合的数学模型，并采用了模拟生物界遗传和进化过程而建立的遗传算法求出最优解。     

微灌田间管网布置优化及参数分析

微灌工程是推进农业节水灌溉的重要手段,合理的田间管网参数设计是水利计算中的重要环节.为此,探索了田间灌水单元小区内满足灌溉管道运行安全的田间管网优化布置方案,建立以单位面积管道投入最低为目标函数且满足管道安全运行要求的双向布置田间管网优化设计数学模型,并应用遗传算法对永舒榆灌区典型区域进行优化计算.与原设计相比,单位面...     

滴灌支管轮灌模式中管网布置形式的改进研究

为了提高现行规模化滴灌工程系统的经济性、操作性和机械化水平,本文以支管长短管布置形式代替等距布置对现有滴灌支管轮灌模式下管网的布置进行改进研究。结果表明:支管长短管布置形式减少了大口径管材管件用量和地埋管路的长度,平均每公顷可减少管网成本和土方工程费用分别为202.5元和37.5元;管网布置形式改进后,田间出水管相对集中,分布密度减少一半,同时可节地约0.3%。此外,改进管网布置形式有利于减少管网工程施工的工作量和管材的损耗量,且管网结构更便于施工。因此,长短管布置形式是更适合于滴灌支管轮灌模式的管网布置形式,可应用于规模化滴灌工程。     

结合可靠度的自压树状管网管径优化研究

在自压输水系统中,管道投资占系统的比例较大,管径既是管道系统的一个基本技术参数,也是影响管道经济性的一个重要因素。【目的】合理地选取管径,节约工程投资、降低能耗、保证系统供水安全。【方法】以管网投资和运行管理费用最小为目标函数,管网节点水量可靠度指标、水压、流速等为约束条件,建立了自压树状管网管径优化模型,以新疆苏巴什河自压输水灌区为例进行分析,采用PSO算法与SAPSO算法优化求解模型。【结果】对比相同节点水量可靠度下的目标函数费用,SAPSO算法均低于PSO算法,其优化结果更好;对节点水量可靠度Ri=0.7下SAPSO算法的计算结果与最优解的相对偏差统计分析可知,小于10%的概率达到97%,其所建模型稳定,计算精度较高。【结论】考虑管网可靠性,所建模型能够较为系统地反映自压输水管网在全寿命周期的运行情况,运行结果的可靠性高;利用SAPSO算法优化求解模型,优化结果更为精确可靠,该方法能为类似工程的管网管径优化问题提供借鉴。     

井灌区低压环状管网优化设计方法的研究

本文对低压管道输水灌溉环状管网的经济性进行了分析研究,得出对集中轮灌的井灌区,在一定条件下环状管网优于树状管网的结论,推导出单环和双环管网流量分配系数公式和经济管径的通用计算公式。