漳河灌区水资源优化配置模型

以漳河灌区的水资源系统为研究对象,针对灌区多水源、多用户的特点,考虑经济效益最佳,建立了水资源优化配置模型.通过对模型的求解,得出了漳河灌区2010,2020年在不同保证率下的水资源优化配置成果.     

漳河灌区水资源优化配置模型

以漳河灌区的水资源系统为研究对象,针对灌区多水源、多用户的特点,考虑经济效益最佳,建立了水资源优化配置模型.通过对模型的求解,得出了漳河灌区2010.2020年在不同保证率下的水资源优化配置成果.     

彭楼灌区多水源联合优化调配模型建立与应用

多水源联合调配是水资源合理配置的一个重点。实践表明,多水源的联合运用不仅可以增加水资源的利用量,同时还可以使农业生产和环境条件得以改善,并产生较大的经济效益。本研究以彭楼灌区为例进行灌区地表水、地下水联合优化配置研究,并基于大系统分解协调理论建立了灌区地表水、地下水联合优化的三层谱系结构模型。在对边界及水源条件确定合理约束基础上,用此模型对彭楼灌区进行水资源优化,结果表明：此模型符合客观实际,对于提高水资源利用效率,缓解灌区水资源短缺和控制地下水超采等问题具有很强的适用性。     

彭楼灌区多水源联合优化调配模型建立与应用

多水源联合调配是水资源合理配置的一个重点.实践表明,多水源的联合运用不仅可以增加水资源的利用量,同时还可以使农业生产和环境条件得以改善,并产生较大的经济效益.本研究以彭楼灌区为例进行灌区地表水、地下水联合优化配置研究,并基于大系统分解协调理论建立了灌区地表水、地下水联合优化的三层谱系结构模型.在对边界及水源条件确定合理约束基础上,用此模型对彭楼灌区进行水资源优化,结果表明:此模型符合客观实际,对于提高水资源利用效率,缓解灌区水资源短缺和控制地下水超采等问题具有很强的适用性.     

蜻蛉河大型灌区水资源优化配置模型

 根据非充分灌溉理论,按大系统分解协调原理,建立了以总效益最大为目标的灌区灌溉水资源递阶控制优化模型,对灌区多水源进行优化配水研究。应用上述数学模型,对蜻蛉河大型灌区进行水资源优化配置研究。对于每个层次子系统,采用适宜于解决多阶段过程或能转化成多阶段决策过程的动态规划方法来求其最优解。计算结果表明：本文引用和提出的理论与方法是正确的。同时也使我们看到,经过水资源的合理优化分配,采用非充分灌溉方法将具有较大的节水潜力,此研究成果为灌区水资源合理利用提供了一种新途径。     

灌区水资源优化配置模型的建立及应用

 针对灌区水土资源分配不均,研究灌区水资源优化配置问题。建立了既对水库进行优化调度,又考虑田间优化配水的灌区水资源优化配置模型,采用加速遗传算法(RAGA）对模型进行计算。实例计算结果表明,建立的模型能有效提高灌区灌溉效益(尤其是干旱年份）;采用RAGA法进行计算合理可行,计算性能好。     

灌区地表水和地下水联合调度模型研究

灌区水资源的优化调配对于提高农业水资源的利用效率和灌区的经济效益具有重要的意义。为了对灌区水资源进行优化调配,实现灌区水资源的可持续利用。利用大系统分解协调、线性规划、动态规划等方法建立灌区地表水和地下水联合调度模型,该模型具有减化系统复杂性,减少计算工作量的特点。模型在彭楼灌区水资源优化配置中进行应用,对灌区地表水和地下水进行联合调度,制定了区域配水方案,所得结果合理。     

灌区节水灌溉决策支持系统研制

为促进灌区管理水平和工作效率的提高,采用Borland Delphi高级编程语言,开发了具有水分生产函数计算、作物需水量计算、水资源优化分配、节水灌溉决策等多种功能的灌区节水灌溉决策支持系统,并以河北大名县某灌区为例进行了应用分析。结果表明:采用该系统可制定出科学合理的灌溉决策,指导农民进行合理灌溉,使有限的水资源发挥最大的灌溉效益。     

农业多水源灌溉实时优化配置

在充分考虑农业水资源调度的实时性、不确定性基础上,建立实时供水优化调度模型,在供水量方面,对降水量进行预测并对雨水和生活污水的可利用量进行计算,合理地利用雨水和生活污水的可利用量,在作物需水量方面,利用模糊聚类的方法对参考作物需水量进行预测。在农业灌溉优化调度方面,建立农业多水源优化配置大系统分解协调模型,以经济效益最大为目标,将华北水利水电大学新校区农业试验场水资源分为相同作物全生育期水资源和各个子区的水资源2个子系统,根据多种水源的可利用量和作物的预测实时需水量,对4种不同方案进行多水源实时优化配置,采用遗传算法进行求解。结果表明,该模型能满足农业多水源灌溉实时调度的需要。     

国家农业节水纲要(2012～2020年)节选

<正>一、建立农业节水体系1.优化配置农业用水通过建设骨干水源工程和实施区域水资源配置工程,进一步优化用水结构,缓解重点农业生产区的用水压力。充分利用天然降水,合理配置地表水和地下水,重视利用非常规水源,提高农业用水总体保障水平。在渠灌区因地制宜实行蓄水、引水、提水相结合。在井渠结合灌区实行地表水和地下水联合调度。在井灌区严格控制地下水开采。     

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。     

考虑种植风险的灌区供水量优化配置研究

为了避免灌溉水量优化配置求解结果中粮食作物供水量为零的情况,通常在模型中设置粮食作物最小灌溉面积或最低产量的约束,该约束的设置能够显著降低优化模型的客观性。鉴于此,本研究在灌区灌溉供水量优化配置模型中引入了种植风险系数。该模型以灌区灌溉增产效益最大为目标,利用作物水分生产函数,同时给出了不同作物的优化灌溉用水量和优化灌溉面积,实现了灌区灌溉水资源的优化分配。以山西省夹马口灌区为例进行了分析研究,求解的作物灌溉面积占总灌溉面积的比例与灌区现状非常一致,表明该模型合理可靠,可用于指导灌区灌溉用水管理。该研究结果对灌区农户合理确定种植结构也具有重要参考价值。     

基于双区间规划的武威市民勤县3种作物灌溉水量优化模型研究

针对农业水资源优化配置中降雨量的不确定性问题,在传统区间规划的基础上,引入双区间规划理论进行描述,以农民种植净效益最大为目标函数,建立地表水和地下水联合灌溉的作物灌溉水量优化模型。实例应用于武威市民勤县红崖山灌区,对灌区农业水资源优化配置进行研究,模型计算结果表明:利用双区间规划对作物进行灌溉水量的优化,春小麦、春玉米、籽瓜的灌溉定额分别为:[[179.81,191.81],[353.89,365.89]]、[[119.46,141.46],[270.57,292.57]]、[[180.04,213.04],[267.49,290.49]],相比于现状,节水量分别为3%、27%、4%。利用双区间规划不仅能够更好的解决灌区多作物灌溉水量优化问题,而且能够给决策者提供更大的决策空间。     

农作物优化灌溉制度及水资源分配模型的研究进展

阐述了国内外优化灌溉制度及灌溉水资源在单一作物和多作物间优化分配模型的研究进展,分析 了目前水资源优化分配模型研究中存在的仅考虑经济效益而忽略生态环境效益、农业用水效率较低、模型中指数 取值研究不足等问题,提出了今后在农作物水资源优化分配模型的相应研究中,应考虑多目标规划模型及生态影 响目标,并运用决策支持系统来进行水资源优化,发展多作物优化组合及优化配水模型,从而为确定区域节水模式 和水资源承载能力及生态环境改良提供更有力的科学依据。     

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Pareto解集的治沙区非线性分式多目标水土资源优化配置模型

为提高沙漠治理效益的同时考虑提升水资源利用效率,本研究考虑治沙过程中水、土地和生物资源之间的作用与制约关系,构建以固碳制氧总价值最大和用水效率最大为目标的治沙区非线性分式多目标水土资源优化配置模型,对治沙区植物种植结构和植物生长季灌水量进行联合优化配置;采用遗传算法求解该模型以探究目标之间的博弈过程,并将模型应用于治沙区水土资源优化配置算例,得到Pareto解集,并分析了模型对可供水量的敏感性。结果表明：当配水量增加同时大量种植梭梭时系统的固碳制氧总价值最大,而当配水量减小同时大量种植花棒时系统的用水效率最大,沙拐枣在水土资源优化配置过程中不占优势;Pareto解集可以体现目标之间的博弈关系,通过博弈信息能够有效排除不合理方案;在3组典型方案中,2个目标处于平衡倾向的55号方案在水土资源的配置上更为合理;供水量对Pareto解集存在显著影响,当供水量超过3 500 m³/hm²时会导致水资源浪费,当目标处于平衡倾向时,治沙区最佳供水量为3 000 m³/hm²,该供水量能在获得理想的固碳制氧总价值的...     

基于遥感数据的不确定性的农业水资源优化配置研究——以漳河灌区为例

针对现有农业水资源优化配置存在的空间分辨率较大,忽略降雨量参数的时空变异性,难以满足实际生产中更精确的管理要求的问题,以湖北省漳河灌区典型枯水年为例,采用基于遥感数据的水资源优化配置方法,分析全球降雨测量数据和多年雨量站站点数据关系,获取漳河灌区典型年空间降雨量数据集.在此基础上,将区间数、模糊区间数、模糊可信性约束规...