基于NSGA-Ⅱ算法的灌区配水渠道轮灌分组优化调控研究

【目的】基于NSGA-Ⅱ算法对灌区配水渠道轮灌分组进行优化调控,实现灌区高效配水。【方法】以下级渠道流量和轮灌分组数为决策变量,以总配水时间短、同一轮灌组内最上游渠道与最下游渠道间距小、同一轮灌组内各渠道配水时间差最小为目标,考虑轮期约束、出水口状态约束、渠道过流能力约束、水量平衡约束,建立多目标配水优化模型,利用NSGA-Ⅱ算法对模型进行求解。【结果】对于簸箕李灌区的石皮东支渠,模型将斗渠划分为9个轮灌组,模型的配水流量和配水总时长均满足约束要求;模型尽可能地将相邻的渠道划分到一个轮灌组并同时启闭,方便管理人员操作闸门。【结论】本文建立的灌区配水模型能够实现流量大、短历时、配水工作量少,可为灌区配水工作提供技术支撑。

灌溉渠道轮灌配水优化模型与遗传算法求解

灌溉过程中的渠系配水实质上是配水渠道流量的时空分配问题。传统的人工调度难以做到统筹优化,且易导致大量的渠道弃水。因此,渠道优化配水技术是灌区现代化管理的重要内容之一,对于提高灌区灌溉管理技术水平和实施农业高效节水有着重要的意义。该文改进了"定流量,变历时"渠道运行方式的轮灌配水优化模型,应用遗传算法进行了配水渠道流量优化的0—1整数规划模型求解。遗传算法采用了锦标赛选择,算术交叉和交换变异算子,应用Matlab6.0编制了相应的求解程序,求解结果表明,该结果优于常规方法求解结果,说明该算法设计是可行的。

渠道轮灌配水优化模型与复合智能算法求解

依据遗传算法理论,在配水求解中,摈弃传统的二进制编码,采用了和人们处理问题思路一致的十进制编码,针对遗传算法的某些局限性,采用自由搜索算法克服了传统基因编码方法容易陷入局部最优解的缺陷,扩大了算法的搜索空间,从而提高了基因序列的质量;同时由于对各个渠道流量调节采用了自由搜索算法,使各渠道的流量在其允许的范围内调节到最佳值,从而使各个渠道在同一时间关闭,不但减少了渠道弃水,而且在目前灌区的管理条件下还减少了人工管理的劳动时间。

灌溉渠道分水口非等流量配水优化模型研究

灌溉配水优化模型旨在解决渠道各分水口运行时流量调度的最优组合方案,常规的轮灌分组模型只适用于分水口相同流量情况,且采用以小时为单位的各引水时段作为状态变量,变量多,求解不易。对于分水口的流量不相同的情况,提出了以引水开闸时刻和引水结束时刻作为优化变量,以灌溉期总流量保持恒定为目标函数的优化模型,该模型自然满足一次性引水约束条件。采用了多点交叉的改进遗传算法对该模型进行优化求解,提高了收敛速度,优化结果表明该优化模型及求解方法较好地解决了分水口非等流量的问题,具有普遍的适用意义。

基于NSGA-Ⅱ灌区两级渠道输配水优化调度

针对传统灌区渠道输水损失大、配水流量和配水时间不合理等问题,对灌区渠道输、配水作优化调度研究。以富裕灌区为例,运用带精英策略非支配排序遗传算法,考虑配水流量和配水时间不确定性,以灌区渠道输水损失最小及干渠水位变化均匀为优化目标,建立干、支渠道配水优化调度模型。结果表明,在满足上述优化目标前提下,优化结果与灌区原配水计划相比,干渠各生育阶段配水时间由15、35、20、18 d缩短至12、27、17、16 d,且各支渠在各时期流量变化浮动较小,流速均满足不冲、不淤流速要求。该模型可为富裕灌区及类似灌区水资源优化调度提供理论依据。

渠系配水优化模型和多目标遗传算法研究

目前国内外渠道优化配水都是在下级渠道配水流量相等这一假定的基础上建立单目标优化模型,这与多数渠系的实际配水要求不符。针对这一问题,建立了下级配水渠道流量不等时的双目标优化配水模型,该模型分别以引水流量和引水时间差异最小为目标函数,并应用改进的遗传算法进行求解,确定了灌区最优轮灌组组合。实例计算结果表明该模型能够有效提高灌溉效率,减少配水渠道闸门调控次数,取得较好的配水效果。

基于试算法的渠系配水研究-以东港灌区为例

目前,国内大多数灌区进行渠系水量调配时仍采用手工编制用水计划,经常造成渠系输水时间长、小流量配水、局部无效弃水和水量浪费现象。针对渠系配水优化方法存在通用化程度不高的问题,本方案按"定流量,变历时"运行时流量调度最优组合方案进行优化配水。本方案以各轮灌组引水持续时间差异最小为目标。这实际上是配水渠道引水优化的一种最优组合。

基于NSGA-Ⅱ遗传算法的丰收灌区优化配水研究

针对新疆灌区水资源利用效率低、管理水平不高等问题,以新疆阿瓦提县丰收灌区为研究对象,全灌区某次灌水缺水量和损失水量最小为目标函数,建立了通用性高、计算结果稳定的渠系优化配水模型,并在VB平台上开发了渠道优化配水系统,求解出最优轮灌组划分及配水结果。在此基础上,以灌区经济效益最大化为目标,采用NSGA-Ⅱ遗传算法对灌区现有灌水方式、种植结构的水量分配进行优化,得到不同种植作物的最佳配水量。