基于人工神经网络的地面灌溉系统评价与优化设计方法研究

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1、类号密级ＵＤＣ编号牛逸水剂水电种緣研究絶学位论文程基于人工神经网络的地面灌概系统．评价与优化设计方法研究ＥｖａｌｕａｔｉｏｎａｎｄｏｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｕｒｆａｃｅｉｒｒｉａｔｉｏｎｐｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｉｔｓａｒａｍｅｔｅｒｓｂａｓｅｄｏｎｐＢＰａｒｔｉ打ｄａｌｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｓ＾位类别硕±学科专业水利水电工程作者姓名涂书芳、＆＇Ｖ指导教师刘群昌教高二；＇一，心．中

2、国北京＼；二０—五年五月分类号密级ＵＤＣ编号中感水，剩水电种營研《您学位论文基于人工神经网络的地面灌概系统评价与优化设计方法研究Ｅｖａｈｉａ村ｏｎａｎｄｏｐ村ｍｉｚａ社ｏｎｏｆｓｕｒｆａｃｅｉｒｒｉｇａ村ｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｉｔｓａｒａｍｅｔｅｒｓｂａｓｅｄｏｎｐＢＰａｒｔｉｆｉｃｉａｌｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｓ挙位类别硕±学科专业水利水电工程作者姓名涂书芳指导教师刘稱昌教高中国北京

3、二０—五年五月关于学位论文的独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师指导下独立进行研究工。作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的尽我所知，除文中已经加１＞标注和致谢外，１＾本论文不包含其他人己经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中国水利水电科学研巧院或其他教育机构的学位或证书等而使用过的材料。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名；余长劳劝咬年月乡曰＾导师签名：＾／Ｊ年／月＾日摘要在我国干旱少雨的北方地区，作

4、物的需水要求需要通过灌概满足，而农业灌概的水资源浪费现象严重。由于经济水平和管理技术水平的制约＾及±地利用形式的限制，目前地面灌概仍然是我国北方地区应用最为广泛的田间灌水方法。通过合理设化地面灌源系统和提高管理水平，提高灌概用水效率和效益，对于缓解水资源短缺问题和增加粮食产量具有重要意义。本文在对Ｗ往地面灌满系统评价和优化设计方面的研巧及田间试验成果的基础上，选定了影响地面灌概性能的技术要素及水平值；通进对比分析不同灌概模拟模，选取地面灌渐水流运动模拟模型ＩＳＭ模型）用于模拟

5、灌概要素与系统性能型（Ｓ；将灌概模拟模型与微地形数值模拟方法相结合，模拟了２Ｕ３５２种灌水技术要素组合－下的灌水过程，获得相应的性能指标值，；基于大量的灌概要素性能对应数据采用ＢＰ神经网络，借助Ｍａｔｂｂ软件构建了地面灌概系统评价模型和优他设计模型。主要结论如下：１）将灌概模拟模型和微地形数值模拟方法相结合，要素设计中考虑了田面高程（空间分布的变异性，克服了Ｗ往数值模拟研究只采用坡度的局限性。数值模拟实验设计了２１２３５２种灌概条件组合，借助数值模拟手段获得了大（巧

6、－量的灌满技术要素与灌概性能指标值对应关系，构建了灌渐技术要素参数组合性能一评价指标值的对应样本数据库，为地面灌概系统评价与优化设计技术的进步发展奠定了数据基础。３通过大量的灌源技术要素参数组合－性能评价指标值对应关系的分析发现坡（）度、田面平整精度和哇长对灌水效率影响明显；畦田较短情况下如果ＷＺｍｍ＞０为灌满控制目标，，则会导致储水效率很小故这种情况需要适当延长灌水时间当畦田；较长时，则建议采用控制目标Ｚｍｉｎ＞０更能获得较好的综合灌概性能。４构建ＢＰ人工神经网络地面灌概

7、系统性能评价模型，可对给定灌槪条件下（）的灌水效率、灌水均匀度和储水效率指标进行评价，同时因为数据库的建立考虑了田面高程空间分布变异性，故灌概评价时不需要田面高程数据，而给定拟评价的田面平整精度即可。口，该优化模型通过将灌水）构建地面灌概灌水时间和入哇单宽流量的优化模型一起作为输出巧匀度与待优化的灌水技术要素参数，可Ｗ根据输出值反馈调节输入值情况，同时兼顾Ｈ指标，而获得合理的较优的灌水时间和入哇单宽流量。：灌概系统性能评价ＢＰ关键词；灌概技术要素；人工神经网络；优化设计Ｉ

8、ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎＮｏｒｔｈＣｈｉｎａｃｒｏｒｏｗｔｈｄｅｅｎｄｓｃｌｏｓｅｌｏ打ａｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｉ灯ｉａｔｉｏｎｂｅｃａｕｓｅｏｆｌｅｓｓ，ｐｇｐｙｇｇｎｉｉｎｆａｌｌ．Ｈｏｗｅｖｅｒａｃｕｌｔｕｒａｌｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅｉｓｌｏｓｉｎｓｅｒｉｏｕｓｌｄｕｅ化ｕｎｓｕｋａｂｌｅｉｒｒｉａｔｉｏｎ，ｇｒｉｇｙｇｍｅａｓｕｒｅｓ．Ｕｎｔｉｌｎｏｗ，ｓｕｒｆａｃｅｉｒｒｉ