基于耦合模型的灌区水资源优化配置研究
发布时间：2021-06-29 07:59
灌溉水资源管理是灌区管理最重要的组成部分,水资源优化配置是资源水利的核心,是缓解水资源供需矛盾最经济、时效性最好的方法,是研究资源水利的重要技术手段,对灌排工程布局进行合理调整和运行管理优化可以提高工程效率和效益,实现灌区水土资源高效持续利用。水资源模拟模型可以对灌区水资源系统的空间分布特征及其动态过程进行较好的描述,并能根据设定的情景进行灌区水资源系统动态模拟预测,但却不能求解灌区水资源优化配置问题。如果能结合水资源优化配置模型和水资源模拟模型的优点,把水资源模拟模型嵌入灌区水资源优化模型中,建立水资源配置耦合模型,对水资源系统在时-空四维系统内进行高分辨率描述的基础上进行优化配置,则可以更精确、直观的求解灌区水资源时空优化配置问题。本文将传统的优化模型和水资源模拟模型相协调构建了形式统一的耦合模型,针对灌区水资源优化配置的热点问题,分别对纯井灌区的井群布局优化、井渠结合灌区的多水源时空布置优化和旱涝交替灌区的灌排工程设计参数优化进行了研究,不同问题选择不同的目标函数,嵌入不同的模拟模型,并选择适宜的优化方法求解得到最优结果。得到主要结果如下:（1）综合考虑灌区水文地质条件、灌区需水...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：117 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
含水层的空间离散[152]
19图 2-4 DRAINMOD 模型计算流程图[54]Fig. 2-4 The flow chart of DRAINMOD model calculation[54]
图 2-5 水量平衡示意图Fig. 2-5 The schematic of water balance型求解方法于水资源配置耦合模型中嵌入了水资源模拟模型，而水资源模拟模型很难用，这样耦合模型就无法用传统规划算法求解。只能通过搜索、迭代方法求解能够对水资源模拟模型降维，则可以在分析目标函数单调性的基础上采用法；如果不能对水资源模拟模型降维，则可以使用人工智能算法，如遗传法等等。人工智能算法传算法是随机搜索算法，在 20 世纪 70 年代美国的 Holland 教授首次在《自统的适应性》[154]中提出，该算法借鉴了生物界的自然选择和自然遗传机制早用于研究生物学研究，该算法模拟生物学领域中的遗传过程，通过多次迭接近最优值。每次迭代生成一组群体并根据设定的指标计算每个个体的评个体经过排序选择、交叉和小量变异等遗传算子的运算后生成下一代的候
【参考文献】：
期刊论文
[1]求解水电站日负荷优化分配的混合整数非线性规划模型[J]. 申建建,张秀飞,王健,程春田,李秀峰. 电力系统自动化. 2018(19)
[2]透镜体低渗透岩性油藏合理井网井距研究[J]. 陶帅,郝永卯,周杰,曹小朋,黎晓舟. 岩性油气藏. 2018(05)
[3]基于线性规划模型的河流水环境容量分配研究[J]. 荆海晓,李小宝,房怀阳,刘长根. 水资源与水工程学报. 2018(03)
[4]基于双区间规划的武威市民勤县3种作物灌溉水量优化模型研究[J]. 王航,郭萍,张帆. 中国农业大学学报. 2018(02)
[5]江苏沿海滩涂农田高降渍保证率暗管排水系统布局[J]. 陈诚,罗纨,贾忠华,李山,孙少江. 农业工程学报. 2017(12)
[6]平原河网区以提高产量为目标的农田排水系统优化布置[J]. 张登科,王军尚,张晋. 西部大开发(土地开发工程研究). 2017(06)
[7]两阶段动态规划方法的水资源优化配置[J]. 余海鸥. 内蒙古煤炭经济. 2017(11)
[8]排水沟塘分布特性及与农田水力联系对水质净化能力的影响[J]. 罗纨,朱金城,贾忠华,周萌,林嵩森,孙少江. 农业工程学报. 2017(10)
[9]基于非线性规划模型的低污染水湿地净化方案优化技术[J]. 冷湘梓,钱新,高海龙,陆昊. 环境科学与技术. 2017(02)
[10]山区河流防洪避难逃生系统研究[J]. 范强,田忠,唐南波,丁灿. 中国农村水利水电. 2017(02)
博士论文
[1]农田排水系统管理及氮素流失模拟研究[D]. 景卫华.西安理工大学 2010
硕士论文
[1]基于GIS的井渠结合灌区机井空间布局优化研究[D]. 张嘉星.中国农业科学院 2017
[2]灌区水资源高效利用评价的研究[D]. 金鑫.华北水利水电大学 2016
[3]井灌区农用机井的空间布局优化研究[D]. 吴丹.西安科技大学 2014
[4]内蒙古河套灌区非点源污染物分布规律及农田排水模拟[D]. 孙玲玉.内蒙古农业大学 2014
[5]区域地下水观测井网优化方法研究[D]. 孟祥帅.中国地质大学(北京) 2012
[6]水污染负荷分配理论模型与方法研究[D]. 舒琨.合肥工业大学 2010
[7]涝河灌区地表水地下水联合调度模型及应用研究[D]. 褚桂红.西安理工大学 2010
[8]地表水与地下水联合利用技术研究[D]. 张巧玉.华北水利水电学院 2009
[9]三江平原梧桐河灌区地表水地下水优化调度方案研究[D]. 霍洪元.东北农业大学 2007
[10]区域水资源优化配置的大系统分解协调模型研究[D]. 袁洪州.河海大学 2005
本文编号：3256067
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：117 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
含水层的空间离散[152]
19图 2-4 DRAINMOD 模型计算流程图[54]Fig. 2-4 The flow chart of DRAINMOD model calculation[54]
图 2-5 水量平衡示意图Fig. 2-5 The schematic of water balance型求解方法于水资源配置耦合模型中嵌入了水资源模拟模型，而水资源模拟模型很难用，这样耦合模型就无法用传统规划算法求解。只能通过搜索、迭代方法求解能够对水资源模拟模型降维，则可以在分析目标函数单调性的基础上采用法；如果不能对水资源模拟模型降维，则可以使用人工智能算法，如遗传法等等。人工智能算法传算法是随机搜索算法，在 20 世纪 70 年代美国的 Holland 教授首次在《自统的适应性》[154]中提出，该算法借鉴了生物界的自然选择和自然遗传机制早用于研究生物学研究，该算法模拟生物学领域中的遗传过程，通过多次迭接近最优值。每次迭代生成一组群体并根据设定的指标计算每个个体的评个体经过排序选择、交叉和小量变异等遗传算子的运算后生成下一代的候
【参考文献】：
期刊论文
[1]求解水电站日负荷优化分配的混合整数非线性规划模型[J]. 申建建,张秀飞,王健,程春田,李秀峰. 电力系统自动化. 2018(19)
[2]透镜体低渗透岩性油藏合理井网井距研究[J]. 陶帅,郝永卯,周杰,曹小朋,黎晓舟. 岩性油气藏. 2018(05)
[3]基于线性规划模型的河流水环境容量分配研究[J]. 荆海晓,李小宝,房怀阳,刘长根. 水资源与水工程学报. 2018(03)
[4]基于双区间规划的武威市民勤县3种作物灌溉水量优化模型研究[J]. 王航,郭萍,张帆. 中国农业大学学报. 2018(02)
[5]江苏沿海滩涂农田高降渍保证率暗管排水系统布局[J]. 陈诚,罗纨,贾忠华,李山,孙少江. 农业工程学报. 2017(12)
[6]平原河网区以提高产量为目标的农田排水系统优化布置[J]. 张登科,王军尚,张晋. 西部大开发(土地开发工程研究). 2017(06)
[7]两阶段动态规划方法的水资源优化配置[J]. 余海鸥. 内蒙古煤炭经济. 2017(11)
[8]排水沟塘分布特性及与农田水力联系对水质净化能力的影响[J]. 罗纨,朱金城,贾忠华,周萌,林嵩森,孙少江. 农业工程学报. 2017(10)
[9]基于非线性规划模型的低污染水湿地净化方案优化技术[J]. 冷湘梓,钱新,高海龙,陆昊. 环境科学与技术. 2017(02)
[10]山区河流防洪避难逃生系统研究[J]. 范强,田忠,唐南波,丁灿. 中国农村水利水电. 2017(02)
博士论文
[1]农田排水系统管理及氮素流失模拟研究[D]. 景卫华.西安理工大学 2010
硕士论文
[1]基于GIS的井渠结合灌区机井空间布局优化研究[D]. 张嘉星.中国农业科学院 2017
[2]灌区水资源高效利用评价的研究[D]. 金鑫.华北水利水电大学 2016
[3]井灌区农用机井的空间布局优化研究[D]. 吴丹.西安科技大学 2014
[4]内蒙古河套灌区非点源污染物分布规律及农田排水模拟[D]. 孙玲玉.内蒙古农业大学 2014
[5]区域地下水观测井网优化方法研究[D]. 孟祥帅.中国地质大学(北京) 2012
[6]水污染负荷分配理论模型与方法研究[D]. 舒琨.合肥工业大学 2010
[7]涝河灌区地表水地下水联合调度模型及应用研究[D]. 褚桂红.西安理工大学 2010
[8]地表水与地下水联合利用技术研究[D]. 张巧玉.华北水利水电学院 2009
[9]三江平原梧桐河灌区地表水地下水优化调度方案研究[D]. 霍洪元.东北农业大学 2007
[10]区域水资源优化配置的大系统分解协调模型研究[D]. 袁洪州.河海大学 2005
本文编号：3256067
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