基于区间多阶段随机规划模型的灌区多水源优化配置.pdf

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1、第32卷第1期1322叭6年1月农业工程学报TransactionsoftheChineseSocietyofAgTiculturaIEngineeringV01．32No．1Jan．2016基于区间多阶段随机规划模型的灌区多水源优化配置付强，刘银凤，刘东，李天霄，刘巍，AmgadOsman(东北农业大学水利与建筑学院，哈尔滨150030)摘要：灌区多水源灌溉系统中存在许多不确定性因素，随着系统环境的变化及不确定性因素的影响，导致其配水过程具有动态特征。针对灌区多水源灌溉系统的配水特点，该文建立基于区间多阶段随机规划的灌区多水源优化配置模型。同时

2、，考虑灌溉水对作物产量的影响，引入水分敏感指数权重系数，并以黑龙江省和平灌区水稻不同生育阶段灌溉水资源优化配置进行实例研究。结果表明，在不同来水情境下，管理者可根据各个生育阶段水分敏感指数权重系数，判断作物不同生育阶段的需水敏感程度，当来水情境的来水量多时，会产生余水量，可调配给下一生育阶段；当来水情境的来水量少时，管理者可在减少灌溉水量与增加外调水之间进行权衡，并根据需水关键期与需水非关键期做出决策，使水资源在作物生育阶段间及作物生育阶段内进行分配，实现灌区多水源灌溉系统的动态配水。该模型的应用在确保作物产量的同时，使灌溉水资源在作物各个生育阶

3、段进行合理配置，有效地避免了水资源浪费，对提高灌溉水利用效率、保证水资源的可持续利用具有重要意义。关键词：模型；灌溉；作物；灌区多水源；不确定性；区间多阶段随机规划模型；优化配置doi：10．11975／j．issn．1002—6819．2016．01．018中图分类号：7Ⅳ213．9文献标志码：A文章编号：1002—6819(2016)一Ol一0132—08付强，刘银凤，刘东，李天霄，刘巍，Amgad0sman．基于区间多阶段随机规划模型的灌区多水源优化配置【J】．农业工程学报，2016，32(01)：132—139．doi：10．11975住

4、issn．1002—6819．2016．01．018http：伽n州．tcsae．orgFuQiang，LiuYinfeng，IJiuDong，LiTianxia0，LiuW-ei，Amgad0sman．0ptimalaUocationofmulti．waterresourcesinirrigationareabasedoninterval—parametermuIti—stagestochasticprogrammingmodeI[J】．TransactionsoftheChineseSocietyofAgricuIturalEn百neerin

5、g(Tmnsactionsof山eCSAE)，2016，32(01)：132—139．(inChinesewithEn出ishabstract)doi：lO．11975，j．issn．1002—6819．2016．01．018http：／／wⅥrw．tcsae．org0引言作为人类活动的重要资源之一，水资源对保障社会、经济、环境、生态的可持续发展起着决定性作用。随着各种各样的水资源问题的浮现，导致水的供需矛盾日益恶化，如何协调好水资源的供需关系，确保水资源合理高效的利用，是水资源领域研究的热点问题。农业是用水大户，农业水资源“瓶颈”制约问题愈加凸

6、显，提高农业用水效率对解决水资源供需矛盾、缓解用水压力具有十分重要的意义。灌区作为农业用水主体，对灌区农业灌溉水资源进行合理配置，势必是提高农业用水效率、可持续开发和利用水资源的有效途径【ll。近年来，灌区水资源优化配置的研究不断涌现[2棚，灌区灌溉系统受气候变化问、水管理政策以及作物生长特性等诸多因素的影响，具有时空效应，是一个复杂的动态配水过程，传统的确定性方法往往疏于考虑这方面问题，在处理灌区灌溉系统中不确定性因素问的复杂性关系时，收稿日期：2015—08—17修订日期：2015一11—06基金项目：国家自然科学基金(51479032，51

7、279031)；水利部公益性行业科研专项经费项目(201301096)；黑龙江省高校长江学者后备支持计划项目；黑龙江省水利厅科技项目(201318，201503)。作者简介：付强，男，辽宁锦州人，教授，博士生导师，主要从事农业水土资源系统分析、冻融土壤水热作用机理等方面研究。哈尔滨东北农业大学水利与建筑学院，150030。Email：fuqian90629@126．com。中国农业工程学会会员：付强(E04110005ls)存在一定的局限性，而基于不确定性条件下的区间二阶段随机规划模型，作为解决复合系统中不确定性的有效方法，在水资源领域得到了广泛

8、的应用【7_唧，该方法虽然解决了水资源系统中的经济、资源等因素的不确定性，却不能反映系统环境的动态变化，而区间多阶段随机规划模型，不仅可