红梧山高效节水灌溉工程树状管网优化研究

发布时间：2020-06-14 12:14

【摘要】：相比传统的灌溉技术，管道灌溉技术能够节约土地、减小水量损失、适应更多的地质、地形情况以及便于机耕和扩大灌溉面积等许多优点。但是，管道系统的规划、设计内容复杂，需要大量的材料及设备，导致其需要较高的一次性投入。因此进行管网的优化布置以及优化设计对节约投资，降低耗能，促进灌溉理论及技术发展都有着极强的现实意义。 对于单水源重力式灌溉供水管网优化布置问题，本文先根据经验将管网概化成有向连接图，然后利用整数编码进行管网布置代码和各个管段管径代码的编写，同时设计了相应的优化遗传算法，包括：编码、解码、目标函数、适应度函数设计、管段流量推求方法、遗传算子设计等等内容。并将该方法运用于《中宁县红梧山高效节水灌溉工程》中灌溉Ⅱ区以管网投资最小为目标函数的管网优化布置优化问题。通过与原管网布置方案的对比，本优化布置方法能够得到比较优化的管网布置方案，同时将管材投资降低了5.7%。 此外，本文还将轮灌的工作制度与管网优化设计结合起来，研究了确定水泵型号情况下机压管网的优化设计方法。以管网投资最小为目标函数，探讨在不同轮灌组划分情况下管网的优化问题。以人工经验进行初始轮灌组的划分，然后将初始轮灌组以及管径组合方案进行整数编码，利用遗传算法进行优化设计。在遗传算子设计时，针对染色体中不同部分(轮灌组划分整数编码段以及管径组合整数编码段)设计了交叉算子和变异算子，保证生成个体对应的是管网设计的可行解。最后将这种方法应用于红梧山项目中灌溉Ⅱ区中的小区Ⅱ-5管网优化设计中，成功使管材投资减少了9.1%，并得到优化的轮灌组划分方案以及对应的管径组合方案。实现了轮灌组划分以及各个管段管径的同步优化。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S274
【图文】：

第二章 遗传算法及2.1 引言早在上世界 50 年代就有部分科学家开传算法的雏形，这些‘系统’大都遵循‘物遗传算法只能依靠变异而没有交差来产生新慢。直到上世纪 60 年代，美国的 Holland 提串位编码技术，才使得这种方法有所突破。优化以及机器学习问题当中，并正式定名为的编码技术和简单有效的遗传操作，这为其的遗传算法概念也被沿用至今。三十多年来成熟，并得到了蓬勃发展，各种以遗传算法传算法已经在过程控制、机器学习、经济预2.2 遗传算法的概念及基本原理

(2)多点交叉多点交叉中，交叉位置可以无重复随机选择，在交叉点间的变量有间隔的相互交换，产生两个新的后代。但是在第一位变量与第一个交叉点之间不做变化。如图 2-3 所示。图 2-2 单点交叉Figure2-2 One-point crossover图 2-3 多点交叉Figure2-3 Multipoint crossover

【参考文献】

相关期刊论文 前3条

1 刘子沛;;用离散管径的动态规划法优化树状管网[J];喷灌技术;1986年03期

2 蒋履祥;;喷灌管网系统的管径优化设计[J];喷灌技术;1989年01期

3 周荣敏,林性粹;应用单亲遗传算法进行树状管网优化布置[J];水利学报;2001年06期

本文编号：2712769