徑惠渠灌區(qū)灌季優(yōu)化調(diào)度模型與運(yùn)用.pdf

1、針對涇惠渠灌區(qū)現(xiàn)代化管理水平低，灌溉用水供需矛盾突出，水資源利用效率低等問題，在分析涇惠渠灌區(qū)灌溉系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，研究了灌區(qū)灌季優(yōu)化調(diào)度問題，這對提高灌區(qū)管理水平、灌溉管理部門收益，緩解灌區(qū)水資源供需矛盾，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收具有重要意義，本文研究主要成果如下：
　　(1)將灌季和涇惠渠灌區(qū)作為系統(tǒng)研究的時(shí)空范圍，以斗口為基本管理單元，將灌區(qū)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)分為供水和用水兩個系統(tǒng)，其中供水系統(tǒng)有渠首水源(包括渠首水庫)、西郊水庫泵站(包

2、括西郊水庫)和各干支渠道子系統(tǒng)，用水系統(tǒng)由干支渠道上各斗口組成。在此基礎(chǔ)上，分析了各個系統(tǒng)、子系統(tǒng)和系統(tǒng)要素之間的關(guān)系、功能和系統(tǒng)目標(biāo)。
　　(2)在系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，以灌區(qū)管理部門灌季灌溉收入最大為目標(biāo)函數(shù)，將灌季分為若干個時(shí)段，以斗口開啟日期、斗口流量、斗口配水量和西郊水庫泵站各水泵開啟狀態(tài)作為決策變量，分別建立了灌季各斗口開啟一次灌溉與各斗口開啟兩次灌溉優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型，優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型中考慮了渠首河源來水、渠首水庫和西郊水

3、庫調(diào)蓄能力、西郊水庫泵站供水能力以及各級渠道過水能力等因素。
　　(3)針對建立的灌區(qū)灌季優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型中決策變量類型多(離散變量與連續(xù)變量)、系統(tǒng)復(fù)雜的特點(diǎn)，提出了分層式混合遺傳算法。在用水系統(tǒng)的優(yōu)化過程中,根據(jù)變量的不同，分層求解，第一層確定各個斗口最優(yōu)水量分配；第二層求解斗口最優(yōu)流量；第三層求解斗口開啟時(shí)間。前兩層是一個連續(xù)變量優(yōu)化問題，第三層是一個離散變量的優(yōu)化問題。另外在供水系統(tǒng)中西郊水庫泵站各臺水泵開啟狀態(tài)是一個0-

4、1整數(shù)規(guī)劃問題。系統(tǒng)優(yōu)化過程中，不同類型變量采用不同的編碼形式，采用大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)計(jì)算的方式獲得系統(tǒng)全局最優(yōu)解。在此基礎(chǔ)上，基于MATLAB平臺，開發(fā)了涇惠渠灌區(qū)灌季優(yōu)化調(diào)度軟件。
　　(4)應(yīng)用開發(fā)的涇惠渠灌區(qū)灌季優(yōu)化調(diào)度計(jì)算軟件，獲得了涇惠渠灌區(qū)2007年冬灌和2008年春灌優(yōu)化調(diào)度方案。冬灌和春灌灌季斗口開啟一次情況下，優(yōu)化調(diào)度方案比常規(guī)調(diào)度收入增加了252．255萬元與499．604萬元。冬灌和春灌灌季斗口開啟兩次情況下，