基于遗传算法的灌溉渠系优化设计研究

发布时间：2020-06-22 22:09

【摘要】：发展节水农业,提升灌溉水利用率,是缓解我国水资源供需矛盾的重要手段。以辽宁省灯塔灌区节水改造工程为例,利用数值模拟方法,对灌溉渠系优化设计展开研究,虽然原始设计方案为梯形断面,但在施工条件允许的情况下,仍建议采用U型断面。
【图文】：

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科技创新构，按照相关研究成果和工程经验，混凝土衬砌的糙率为0.016，干渠的安全超高设计为0.4m，以下的支渠和斗渠的安全超高设计为0.3m。利用MATLAB进行优化编程，将获取的相关参数代入模型进行优化计算。计算中选取种群规模为100，遗传最大代数为200，交叉概率为0.8，变异概率为0.1。2.2.1梯形断面优化结果利用构建的模型以最低供水成本为目标函数，分别对方案1和方案2条件下的梯形断面渠道设计进行优化计算，获得如图1和图2所示的供水成本变化曲线。由图可知，供水成本随着模型迭代次数的增加而迅速降低，方案1和方案2分别在迭代19次和25次后趋于稳定，且方案2的供水成本低于方案1。计算结果也从侧面证明了遗传算法在收敛速度上的优越性，可以在保证计算精度的前提下迅速获得优化成果。另一方面，计算结果显示，方案2条件下的干渠、支渠和斗渠的断面尺寸均小于方案1，有助于减少挖填方量，减少工程占地，节约工程投资。总之，梯形断面条件下，方案2为最优方案。2.2.2U形断面优化结果利用构建的模型以最低供水成本为目标函数，分别对方案1和方案2条件下的U型断面渠道设计进行优化计算，获得如图3和图4所示的供水成本变化曲线。由图可知，供水成本随着模型迭代次数的增加而迅速降低，方案1和方案2分别在迭代43次和60次后趋于稳定，且方案2的供水成本低于方案1。另一方面，计算结果显示，方案2条件下的干渠、支渠和斗渠的断面尺寸均小于方案1，有助于减少挖填方量，减少工程占地，节约工程投资。总之，U型断面条件下，方案2为最优方案。通过对U型断面和?

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本文编号：2726313