配水渠道轮灌组合优化模型与引水时间的均一化处理

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1、!∀##∃%期
中国农村水利水电年第配水渠道轮灌组合优化模型与引水时间的均一化处理吕宏兴熊运章汪志农∀西北农业大学水利与建筑工程学院陕西省杨凌镇&%!%∋∃,,一,摘要果系配水是一个复杂的动态过程为此建立了配水渠道流量优化调度∋%线性整数规划模型并提出了各轮灌组,,而可使配水渠道进水闸能在同一时间关闭。引水时间均一化处理方法使各轮灌组在同一引水时间结束灌溉从以下各级配水渠道在来水流量确定,分水渠道流量彼此相“、”模型适用于支渠同且按定流量变历时方式轮灌时的优化配水。方案决策关键词配水轮灌优化模型,下级渠道按

2、“、”下级渠道配水时定流量变历时方式从上一级(前言,渠道引取规定水量且下一级渠道之间分组轮灌时引水流量彼。灌溉渠系一般均由多级渠道组成,实此相同优化配水的结果是使上一级渠道在最短的输水时间际的配水过程不仅要。考虑到上下级配水渠道之间的水流接送关系,还要考虑各级渠下的最优轮灌组合。,。因此,∀!∃轮续灌方式对一个有,出水口的上一级配水渠道道之间的水流衔接关系渠系配水是一个复杂的动态过程。先进,当渠道来水流量能够满足下一级渠道同时灌溉时下一级渠道的配水方法可以减少灌溉过程中闸门的调节次数保。,,实行续灌若其流量仅

3、可以满足下一级渠道−∀−.持渠道水流的相对稳定提高配水精度和灌水质量最大限度地,∃个出,,,。水口的取水总流量则可分为−个轮灌配水组合组内实行轮减少弃水因而是渠系水流调控研究中不可回避的技术问题,,)灌方式组间实行续灌方式优化结果给出各出水口的最优轮灌溉渠系的优化配水问题可分为两类一是以某种指标最。优为目标的灌溉水量分配∗二是以弃水或水量损失最小为目标灌分组组合形式。。∀/∃配水管理的主要限制条件
上一级配水渠最大允许的灌区各级渠道流量的优化调度后者是指在配水渠道及其,,下一级被配水渠道过水能力一定的条件下,

4、为满足灌输水天数或小时数即轮期出水口一次性引水即出水口一区农作物,,,。某次灌水的要求,采取一定的方法,经开启要求连续引水保持其稳定流量直至引取规定水量和技术对配水渠道所辖的∀下级渠道进行轮灌编组,并使其总的配水时间最短,配水渠进!#优化模型的建立。,优化模口“、”水闸调节次数最少针对上述问题在灌溉渠系流量最优化调型旨在解决配水渠道各出水按定流量变历时一%‘,。配整数。规划模型〔〕的基础上改进了目标函数形式使决运行时流量调度的最优组合方案策变量,。净和目标函数减少并对优化结果提出了轮灌组引水时间∃%&轮灌分

5、组数设配水渠道的净引水流量为∋∃不包含,。,、二的均一化处理方法使得配水渠道进水闸能在同一时间关闭配水渠道的输水损失&各出水口∃被配水渠道&流量为()∃((∗+(,++(,,∗⋯&则轮灌分组数为%支渠以下各级渠道优化配水模型%,因受控制、∃&灌溉渠道在运行期间区作物种植情况灌水定额、灌水方法与技术等变化,#。−。+/,!口因素的影响渠间或组间实际配水∃&目标函数设决策变量..表示出水的开关,,,量及配水时间差异往往较大一般要求重新划分轮灌组和调配状态勺+/为出水口关闭丸二%为出水口开启0)为第)个出、∗。流

6、量时间来水流量改变时需重新编制各渠道的配水计划,2二,,,,水口以流量(1引取规定水量所需的时间下标!#⋯3,传统的人工手算法对此很难做到配水过程的科学合理容易造+!,,,,。一为轮灌组序数)#⋯4为出水口序数按/!线性整数。,成局部无效弃水或漏灌针对配水渠道实行轮灌且分支渠道∗‘规划模型建立配水渠道输水时间最小的目标函数为“,”,数量较多的特点以及定流量变时间的运行方式提出支渠5+−。“6∃乙艺70)&∃#&以下渠道的优化配水模型%%∗4模型建立的前提和基本条件上述公式中3为被配水渠道的轮灌分组总数为配

7、水渠道上。,,∀+∃配水渠系运行方式在上一级渠道来水流量确定向全部出水口总数即被配水渠道总数下标2为轮灌组序数)为配水果道轮灌组合优化模型与引水时间的均一化处理吕宏兴熊运章汪志农
&,∀口净∗1‘为出水序数0为不含输水损失的配水渠道引水流量为!,优化模型的应用第2条被配水渠道的引水流量∗勺为配水渠道上第2轮灌组第3现应用本模型对冯家山灌区北干6支下段斗渠流量调度。“、”。出水口开关状态的决策变量∗43为第3出水口持续引水时间按定流量变历时方式进行轮灌组优化组合方案求解。),∀/∃约束条件即冯家山灌区北干6

8、支为一斗口数目较多的支渠分两段管。,,,。,
轮期约束设配水渠道最大允许输水时间为8则每一理下段为法门段上段为城关段法门段共有斗渠#>条!支∀∀,∀,∗#/一#?耐≅Α!?轮灌组内各出水口轮流引水时间之和不大于轮期8即正常流量为其中法门段允许引水流量为耐Α,口Β∀ΧΔ,≅∗。,≅各斗正常引水流量为根据配水计划该支0)−。、8∃,&艺,,,>口9二%渠段本次灌溉轮期为!7天∃Ε&各斗按控制面积和流量。