基于多目标遗传算法的灌区水资源优化调度研究

发布时间：2020-10-11 15:12

　　 水资源是人类生存和经济社会发展不可或缺的物质基础，是不可替代的重要自然资源。随着人口不断地增长和社会经济的快速发展，人类正以空前的速度和规模开发利用极其有限的水资源，引发了一系列水资源问题。因此，必须优化调度有限的水资源，实现水资源的可持续利用，推进生态环境的良性循环，以保障社会经济可持续发展。 论文首先探讨了水资源优化调度的概念和主要研究内容，综述了国内外研究现状，总结并分析了水资源配置的发展趋势。 论文选择某灌区作为研究区，分析并介绍了该灌区的基本情况及所在区域的气象、社会经济概况。 根据灌区的具体情况，计算灌区各部分相关需水量，并进行初步水量平衡，分析得出灌区在75%保证率下面临11月份至5月份水资源短缺的情况，需要进行水资源优化调度。在此基础上确定了目标函数，并选择了多目标遗传算法作为求解算法。 论文研究了遗传算法的原理、特点、步骤，并选择Matlab作为编程环境，应用matlab的遗传算法工具箱进行计算。 在满足水量平衡、库容约束等约束条件的基础上，运用Matlab求解模型。分别计算出在75%保证率下不同单目标优化结果及多目标优化结果，进行优化对比，得出多目标优化后的方案灌溉面积比例、灌溉产量分别接近于单目标情况下的最优值，次要目标较单目标优化分别提高10.78%和10.32%，克服了单目标优化时次要目标不够优化的矛盾。
【学位单位】：长江科学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2013
【中图分类】：TV213.4
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景与选题意义
    1.2 水资源优化调度简介
        1.2.1 水资源优化调度概念
        1.2.2 水资源优化调度的研究内容
    1.3 水资源优化调度的国内外研究现状
        1.3.1 国内外现状
        1.3.2 总结与展望
    1.4 论文的主要研究内容
    1.5 本章小结
第2章 研究区域基本情况分析
    2.1 流域基本情况
        2.1.1 流域概况
        2.1.2 气象概况
        2.1.3 社会经济概况
    2.2 甲河水库基本情况
        2.2.1 甲河水库概况
        2.2.2 甲河水库任务
        2.2.3 甲河水库作用
    2.3 灌区基本情况
        2.3.1 灌区范围
        2.3.2 灌区现状
        2.3.3 灌溉水源
        2.3.4 灌区土地开发方式及规模
    2.4 本章小结
第3章 水资源优化调度模型的建立
    3.1 灌区需水情况
        3.1.1 灌溉需水量
        3.1.2 工业需水量
        3.1.3 人畜需水量
        3.1.4 河道内生态与环境需水量
    3.2 水资源优化调度模型
        3.2.1 初步水量平衡
        3.2.2 水资源调度优先度及调度范围
        3.2.3 水资源优化调度目标函数
        3.2.4 水资源优化调度约束条件
    3.3 求解算法选取
    3.4 本章小结
第4章 遗传算法研究
    4.1 遗传算法原理
    4.2 遗传算法特点
    4.3 遗传算法步骤
    4.4 Matlab 的遗传算法工具箱简介
    4.5 本章小结
第5章 基于多目标遗传算法的灌区水资源优化调度研究实例分析
    5.1 计算模型
        5.1.1 目标函数
        5.1.2 约束条件
        5.1.3 参数选取
    5.2 计算过程
    5.3 计算结果
    5.4 结果分析
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
        6.1.1 主要研究成果
        6.1.2 主要创新点
    6.2 展望
参考文献
附件
    附件 1 CDE 改进部分代码
    附件 2 CDE 代码
    附件 3 可行域求解代码
附录
致谢

【参考文献】

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本文编号：2836764