隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,水資源供需關(guān)系產(chǎn)生了嚴(yán)重的不平衡,如何協(xié)調(diào)這種供和需是當(dāng)前研究學(xué)者們的熱門課題。農(nóng)業(yè)用水占據(jù)水資源使用的最大一部分,而灌區(qū)灌溉用水更是農(nóng)業(yè)用水的主體。因此,做好灌區(qū)用水的科學(xué)性決策和優(yōu)化調(diào)度必定是解決水資源短缺、緩解用水壓力的重要途徑。本文針對(duì)我國(guó)大型灌區(qū)作物需水量和地表水水源供水量之間的關(guān)系,以灌區(qū)灌溉需水量為供水目標(biāo),分別研究有無外調(diào)水源補(bǔ)水情況下灌區(qū)水資源在作物生育階段期間的優(yōu)化調(diào)度問題。具體研究?jī)?nèi)容和研究成果如下:1)結(jié)合作物的生長(zhǎng)規(guī)律,利用水分生產(chǎn)函數(shù)建立作物需水量和作物產(chǎn)量的數(shù)學(xué)模型;通過Jensen公式求解作物各個(gè)生育階段的水分敏感指數(shù),進(jìn)而得到水分敏感指數(shù)權(quán)重系數(shù),權(quán)重系數(shù)值越大,表明作物處在需水關(guān)鍵期的可能性越大,對(duì)水的需求越大。利用兩種方法計(jì)算作物需水量,并結(jié)合灌區(qū)有效降雨量,得到灌區(qū)內(nèi)作物灌溉需水量。2)以灌區(qū)供水水庫為研究對(duì)象,以解決多水源引水的供水調(diào)度問題為目的,構(gòu)建供水不足條件下多水源引水的灌區(qū)供水優(yōu)化模型,以灌區(qū)整體經(jīng)濟(jì)效益最大為目標(biāo)函數(shù),引水水庫的可供水量為變量,利用區(qū)間規(guī)劃算法,求解模型,得到最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)供水方案。3)研究灌區(qū)在非... 

【文章來源】：華北理工大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

灌區(qū)水資源優(yōu)化調(diào)度流程圖

第2章基本理論和技術(shù)-15-法模型更適合研究作物不同生育階段因缺水造成作物減產(chǎn)或絕產(chǎn)的作物產(chǎn)量之間的關(guān)系。乘法模型考慮前后階段因缺水對(duì)最終作物產(chǎn)量的影響因素，而加法模型是把作物生長(zhǎng)階段劃分為相互獨(dú)立的，忽略了作物每個(gè)生育階段對(duì)灌溉用水的缺少與作物產(chǎn)量的相互關(guān)系。乘法模型考慮到作物某一階段因缺水導(dǎo)致作物死亡，其他階段灌溉情況如何，最終都是絕產(chǎn)，更注重作物因該階段缺水不僅對(duì)本階段作物生長(zhǎng)有影響，而且會(huì)影響后階段的作物生長(zhǎng)狀況，進(jìn)而會(huì)影響最終作物產(chǎn)量，因此，乘法模型更加適合研究灌區(qū)作物不同階段的需水量和產(chǎn)量的關(guān)系。水分生產(chǎn)函數(shù)研究的是作物需水量與作物產(chǎn)量之間的關(guān)系，決策變量可以是灌溉用水水量和作物實(shí)際需水量，輸出變量可以是作物單位面積的產(chǎn)量和邊際產(chǎn)量，其中邊際產(chǎn)量的一階導(dǎo)數(shù)反應(yīng)作物需水量變化引起的產(chǎn)量變化。作物水分生產(chǎn)函數(shù)圖如圖2（a）所示，表示作物產(chǎn)量和作物灌溉需水量之間的關(guān)系。（a）作物產(chǎn)量和作物灌溉需水量關(guān)系（b）作物產(chǎn)量和作物需水量的一階導(dǎo)數(shù)關(guān)系圖2作物水分生產(chǎn)函數(shù)從圖2可知，只有在一定范圍內(nèi)aY隨aET線性增加。當(dāng)aY達(dá)到一定水平后，再繼續(xù)增加則需要其他農(nóng)業(yè)的措施。所以，在灌溉水量不足時(shí)，可以采用線性關(guān)系，即反應(yīng)產(chǎn)量和需水量的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)證明，這種關(guān)系只適合對(duì)作物產(chǎn)量要求不高的地區(qū)。隨著灌溉水量的增加，作物產(chǎn)量與作物需水量出現(xiàn)了轉(zhuǎn)折點(diǎn)，呈現(xiàn)二次拋

第2章基本理論和技術(shù)-17-等達(dá)到節(jié)約水資源的目的。所以最終需要對(duì)調(diào)度方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。水資源調(diào)度評(píng)價(jià)包括指標(biāo)體系，通過確定某些指標(biāo)最優(yōu)，或者選擇一些特定的結(jié)果，還可以根據(jù)某些目標(biāo)的權(quán)重確定結(jié)果的優(yōu)越程度。灌區(qū)水資源調(diào)度是集技術(shù)與管理為一體的大系統(tǒng)，通過一定的方式對(duì)灌區(qū)引水進(jìn)行合理的調(diào)度，實(shí)現(xiàn)水資源最佳利用，主要以大型水庫調(diào)度為主，結(jié)合控制理論、計(jì)算機(jī)程序、水利參數(shù)等，研究引水水庫可供水量，保障這部分水經(jīng)過渠首、干支渠等各級(jí)用水單元的引水過程，最終用于灌溉。強(qiáng)化統(tǒng)一調(diào)度，加強(qiáng)計(jì)劃用水、嚴(yán)格控制總量、綜合利用多種水資源，保障大型灌區(qū)灌溉的有序進(jìn)行。構(gòu)建數(shù)學(xué)模型是水資源調(diào)度中最重要的步驟，既可以反應(yīng)真實(shí)水資源的實(shí)際特征，精度高，又可以簡(jiǎn)化流程，降低計(jì)算程度，以便易于操作和快速求解。水資源優(yōu)化調(diào)度模型的構(gòu)建步驟如下：1）確定目標(biāo)函數(shù)和決策變量；2）確定對(duì)決策變量和目標(biāo)函數(shù)的各種約束條件，例如等式約束，非等式約束或非負(fù)約束等；3）求解模型；4）編寫程序，運(yùn)行程序；5）計(jì)算結(jié)果并處理、分析、修正結(jié)果；6）輸出優(yōu)化調(diào)度結(jié)果。模型構(gòu)建思路流程圖如圖3所示：圖3模型構(gòu)建思路流程圖2.3遺傳算法遺傳算法（GeneticAlgorithm）是模仿生物的進(jìn)化過程，通過自然條件下，遵循優(yōu)勝劣汰原則，整個(gè)種群進(jìn)化的過程，進(jìn)化過程長(zhǎng)，受外界條件的影響大[43]。若人為的干預(yù)種群的進(jìn)化，則會(huì)以一定目的性，有選擇進(jìn)化，可以得到最優(yōu)解的過

【參考文獻(xiàn)】：
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