不同规模灌溉管网优化设计研究

发布时间：2020-09-14 11:14

　　 管道灌灌是节水灌溉常用技术之一。管网的布置、管径和水泵扬程是管网设计时必须考虑的问题。本文在总结灌溉管网优化设计相关理论的基础上,对不同管材的经济性进行了比较,分析了管段流量、管道内径和管网投资随管网规模的变化,并以“丰”形和“Π”形布置为例,分析了管网布置、管径计算方法和灌水时长对管网投资的影响,最后提出采用Excel规划求解优化管径。得出主要结论如下:(1)将管道单价表示为管材系数、压力系数和管道内径的函数,便于不同管材、不同设计压力下的管道经济性比较,结果表明,大口径管道宜采用钢管,小口径管道宜采用塑料管;(2)管网规模在0.5~3200 hm~2之间时,采用“丰”形和“Π”形布置的经济性存在差异,管网规模在8 hm~2以上时,建议采用“Π”形布置,管网规模在8 hm~2以下时,采用2种布置形式均可;(3)管段流量与管网规模呈二次函数关系,管道内径与管网规模呈幂函数关系,单位面积上的基建费和年费用与管网规模呈幂函数关系,年运行费与管网规模呈二次函数关系,各项费用都随灌水时长的增加而降低;(4)在计算管径时,采用经验公式法和求导法时,一次性投资较低;采用经济流速法和经验公式法时,年运行费较少;综合考虑,管网规模在2 hm~2以下时,建议采用经济流速法,管网规模在2~800 hm~2时,建议采用经验公式法,管网规模在800~3200 hm~2时,建议采用求导法;(5)Excel规划求解法具有经济性和便捷性,优化出的结果无需调整为标准管径,且能满足各项约束条件。
【学位单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S274
【部分图文】：

绪论包含约束条件的模型，并将结果与选管方法适用性研究中的结果对比。通过一，最终总结出不同管网规模下的管材、布置形式和管径求解方法的选用情况。路线见图 1-1。

求每种标准管径的界限流量，只要在界限流量范围内，选取这种管径都是经济的，具体关系见图4-2。图 4-2 界限流量法年费用随流量变化Fig. 4-2Annual cost of boundary flow method changes with flow rate由图 4-2 可以看出，相邻管径曲线存在一个交点，假定相邻管径为 Dn-1、Dn、Dn+1，这 3 条曲线存在两个交点，即为管径 Dn的界限流量，所以，界限流量的求法即令相邻管径的 W0相等，具体过程如下：W 2367.24.21W 2367.24.22令 = ，可计算出界限流量:367.2 2 4.23通过求界限流量法可以根据管段流量，直接选取管径，不必调整，较为方便。但这种方法只考虑了管网经济性，没有考虑约束条件，所以优化出的结果未必满足流量和压力要求，尤其是地形起伏较大的地区，有可能出现无法出水或管道承压能力不够的情形。4.3.4 Excel 规划求解由于灌溉管网优化模型需要满足一系列约束条件

调用加载宏Fig.4-3Callofmacro

【参考文献】

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1 李援农;朱锋;;基于最大控制面积和最低费用的微灌小区管网优化[J];农业工程学报;2015年23期

2 孙崇;孙子文;;一种基于MCB的自适应和声搜索定位算法[J];传感器与微系统;2015年04期

3 常贵;单陆丹;张智韵;;平原地区低压管道输水灌溉管网优化设计[J];治淮;2015年04期

4 宁静雁;;动态规划算法研究[J];电子世界;2014年10期

5 庞淑清;;谈灌区低压管灌系统布设的原则及形式[J];黑龙江科技信息;2013年14期

6 周荣敏;雷延峰;;基于改进单亲遗传算法的树状管网布置优化[J];水利学报;2012年10期

7 杨建军;战红;丁玉成;;基于改进遗传算法和圈的环状管网优化设计[J];油气田地面工程;2010年04期

8 马跃先;马俊;周荣敏;郑慧涛;;两级优化模型在长距离引水管道管径优化设计中的应用[J];中国农村水利水电;2010年04期

9 袁萍;龚秀松;赖明勇;杨洪明;;销售电价政策性调整模型及其分析[J];华东经济管理;2010年03期

10 付玉娟;蔡焕杰;张旭东;张西平;;基于列队竞争算法的变权值树状管网优化布置[J];水利学报;2008年12期

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1 汪雨;河套灌区灌溉水利用系数计算及农业用水总量分析[D];扬州大学;2017年

2 刘国炜;遗传规划算法的改进及应用[D];山西财经大学;2011年

3 刘丽霞;节水灌溉方式对民勤绿洲棉花综合效益的影响[D];西北农林科技大学;2006年

本文编号：2818105