轮灌条件下树状灌溉管网优化设计

摘要

管道输、配水灌溉系统与其它节水灌溉技术相比在提高灌溉用水利用率、节省农田、便于机耕和扩大灌溉面积等方面都显示了巨大的效益和潜力。另外，灌溉管道系统还具有应用灵活方便，容易调节控制和实现自动化，输水速度快，灌溉效率高，可适用于各种不同的地形、作物与土壤，便于田间管理等优点。管道化灌溉将是本世纪节水灌溉发展的一个重要趋势，但与此相应的是管道系统建设规划设计内容复杂，需要的材料和设备多，一次性投资较高。因此进行灌溉管网优化设计，即寻求满足水量、水压、流速等约束条件，使管网投资、年运行费或单位面积上的投资最小，系统可靠性高的设计方案，这对节约投资、降低能耗、促进新技术的发展都有重要的现实意义。 本文结合灌溉管网设计与当地的作物种植结构和灌溉工作制度密切相关的特点，将灌溉工作制度纳入管网优化体系中。不同的灌溉工作制度在管网中产生不同的流量分配模式，直接影响管网的优化设计，针对轮灌工作制度下的管网优化本文进行了研究探讨。研究了在轮灌条件下怎样安排轮灌组，使系统的投资费用或年运行费最低，并充分发挥现有的水源条件，使其得到更合理的调配和运用。研究取得以下主要结果： 1.将灌溉工作制度与管网优化相结合，研究在轮灌制度下怎样安排轮灌组，使系统费用最低，探讨在每个轮管组中安排不同数目的用水单位情况下的管网优化问题。 2.在泵站加压情况下，依照不同的轮灌组安排，计算出各个管段的计算流量，由此确定所需要输配的水量及其水压，然后进行管径与泵站加压扬程的优化计算，使系统的年运行费最小，建立了管网优化模型。 3.重力输、配水情况下，依照不同的轮灌组安排，计算出各个管段的计算流量，由此确定所需要输配的水量及其水压，然后进行优化计算，使系统投资费最小，建立管网优化模型， 4.用基于整数编码的遗传算数进行模型求解，并编写计算程序。应用MATLAB和VB两种计算机语言进行混合编程，用基于整数编码的遗传算法开发出了轮灌条件下的灌溉管网优化设计软件，该软件界面友好，操作简便，可以在任何支持COM(ComponentObjectModel)组件的计算机上安装运行。工程实例验证该软件计算方便、快捷，易用，运行效果良好，对现实的灌溉管网设计工作有很好的指导意义。

目录

文摘

英文文摘

研究生学位论文的独创性声明及导师指导研究生学位论文的承诺及关于其他单位与人员对研究生学位论文使用授权的说明

第一章绪论

第二章灌溉管道系统规划设计概述

第三章设计流量的计算及其优化模型

第四章优化设计的遗传算法实现

第五章管网优化设计软件的编写

第六章工程实例分析

第七章结论与展望

参考文献

致谢

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