基于遺傳算法的淠史杭灌區(qū)渠系配水優(yōu)化編組模型的研究.pdf

1、水資源的短缺已成為我國乃至全球面臨的嚴(yán)重問題之一,伴隨著人口的不斷增加、經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展,水資源短缺呈日益加劇的趨勢,因此要求我們在各方面都要節(jié)約用水,盡快研究出新的節(jié)水技術(shù)措施。在社會經(jīng)濟(jì)總用水量中,農(nóng)業(yè)灌溉用水量非常大,約占70％,但大部分灌區(qū)灌溉用水的利用率很低,僅有0.30～0.50;淠史杭是我國大型灌區(qū)之一,目前灌區(qū)用水浪費(fèi)的現(xiàn)象普遍存在且日趨嚴(yán)重,各部門、各地區(qū)之間用水矛盾也日益突出,所以,目前只有通過采用現(xiàn)代節(jié)水灌溉技術(shù)

2、減少渠系輸水損失以提高灌溉水的利用效率,增加農(nóng)民收入,提升灌區(qū)農(nóng)業(yè)競爭力以及改善生態(tài)環(huán)境。本文通過對灌區(qū)的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、城市用水的分析,明確了灌區(qū)節(jié)水的重要性;對如何協(xié)調(diào)好各級渠道的配水時間和流量,使灌溉渠系在短時間段內(nèi)實(shí)現(xiàn)大流量輸配水,從而使整個渠系的輸水損失減小,這是目前灌區(qū)迫切需要解決的技術(shù)問題。本文在借鑒前人的基礎(chǔ)上,結(jié)合淠史杭灌區(qū)的實(shí)際情況,對灌區(qū)渠系進(jìn)行優(yōu)化配水。
　　具體內(nèi)容如下:
　　(1)灌區(qū)配水系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)

3、模型。杭埠河灌區(qū)是一個復(fù)雜的多級灌溉渠系,具有多維數(shù)、多類變量、復(fù)雜偶聯(lián)等特點(diǎn);又由于灌區(qū)系統(tǒng)的總目標(biāo)與子系統(tǒng)的目標(biāo)之間存在著相互聯(lián)系、相互制約的矛盾;這些因素阻礙了系統(tǒng)的全局優(yōu)化。對于一個復(fù)雜的大規(guī)模系統(tǒng)來說,把它按照橫向和縱向進(jìn)行分解,形成一個遞階結(jié)構(gòu),同一層次的系統(tǒng)不進(jìn)行信息傳遞,上下層次的進(jìn)行傳遞,這樣減少了系統(tǒng)的維數(shù),便于建模。
　　(2)干渠渠系配水優(yōu)化編組模型。在滿足輪期約束、水量約束、水量平衡等約束條件下,以干渠渠

4、系輸水損失最小為目標(biāo)建立干渠渠系配水優(yōu)化編組數(shù)學(xué)模型。
　　(3)在干渠的優(yōu)化模型建立的基礎(chǔ)上,在滿足各干渠配水流量之和接近干渠渠首設(shè)計(jì)流量的條件下,以各干渠配水流量均勻且接近設(shè)計(jì)流量、配水時間短、全灌區(qū)輸水損失小為目標(biāo)建模,用于優(yōu)化分配各干渠配水流量和時間。
　　(4)模型的自適應(yīng)遺傳算法優(yōu)化求解。由于模型中存在多個約束條件,且存在大搜索空間優(yōu)化問題,而自適應(yīng)遺傳算法魯棒性強(qiáng),搜索度高,因而準(zhǔn)備采用此法求解模型。