隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展,水資源供需關(guān)系產(chǎn)生了嚴重的不平衡,如何協(xié)調(diào)這種供和需是當前研究學者們的熱門課題。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。本文針對我國大型灌區(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,分別研究有無外調(diào)水源補水情況下灌區(qū)水資源在作物生育階段期間的優(yōu)化調(diào)度問題。具體研究內(nèi)容和研究成果如下:1)結(jié)合作物的生長規(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)學模型;通過Jensen公式求解作物各個生育階段的水分敏感指數(shù),進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,對水的需求越大。利用兩種方法計算作物需水量,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)濟效益最大為目標函數(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)濟供水方案。3)研究灌區(qū)在非... 

【文章來源】：華北理工大學河北省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：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最終作物產(chǎn)量的影響因素，而加法模型是把作物生長階段劃分為相互獨立的，忽略了作物每個生育階段對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本階段作物生長有影響，而且會影響后階段的作物生長狀況，進而會影響最終作物產(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)量的一階導數(shù)反應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aY達到一定水平后，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，可以采用線性關(guān)系，即反應產(chǎn)量和需水量的關(guān)系，實驗證明，這種關(guān)系只適合對作物產(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，呈現(xiàn)二次拋

第2章基本理論和技術(shù)-17-等達到節(jié)約水資源的目的。所以最終需要對調(diào)度方案進行評價。水資源調(diào)度評價包括指標體系，通過確定某些指標最優(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)，通過一定的方式對灌區(qū)引水進行合理的調(diào)度，實現(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、計算機程序、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、干支渠等各級用水單元的引水過程，最終用于灌溉。強化統(tǒng)一調(diào)度，加強計劃用水、嚴格控制總量、綜合利用多種水資源，保障大型灌區(qū)灌溉的有序進行。構(gòu)建數(shù)學模型是水資源調(diào)度中最重要的步驟，既可以反應真實水資源的實際特征，精度高，又可以簡化流程，降低計算程度，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）確定目標函數(shù)和決策變量；2）確定對決策變量和目標函數(shù)的各種約束條件，例如等式約束，非等式約束或非負約束等；3）求解模型；4）編寫程序，運行程序；5）計算結(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）是模仿生物的進化過程，通過自然條件下，遵循優(yōu)勝劣汰原則，整個種群進化的過程，進化過程長，受外界條件的影響大[43]。若人為的干預種群的進化，則會以一定目的性，有選擇進化，可以得到最優(yōu)解的過

【參考文獻】：
期刊論文
[1]跨區(qū)域調(diào)水多水源水庫群系統(tǒng)供水聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度多情景優(yōu)化模型研究與應用[J]. 曹明霖,徐斌,王臘春,儲晨雪,杜寶義,李昆朋.  南水北調(diào)與水利科技. 2019(06)
[2]灌區(qū)水量供需平衡分析[J]. 辛鈺.  內(nèi)蒙古水利. 2019(07)
[3]水資源規(guī)劃與管理的利用與意義[J]. 曾慶凡.  科學技術(shù)創(chuàng)新. 2019(18)
[4]淺談灌區(qū)水利工程改造技術(shù)應用[J]. 汪峰.  中國新技術(shù)新產(chǎn)品. 2018(17)
[5]彭曼公式在作物需水計算中的應用[J]. 金昕.  江淮水利科技. 2018(01)
[6]衡邵干旱走廊典型灌區(qū)水資源優(yōu)化調(diào)度研究[J]. 劉元沛,盛東,山紅翠,鄒亮,徐幸儀.  湖南水利水電. 2016(05)
[7]都江堰人民渠灌區(qū)水資源優(yōu)化調(diào)度的相關(guān)問題探討[J]. 陳琳林.  黑龍江科技信息. 2016(29)
[8]大型灌區(qū)管理存在的問題及改進措施[J]. 隋兆軍.  黑龍江科技信息. 2016(11)
[9]氣候變化背景下四川省單季稻水分盈虧的變化特征[J]. 陳超,龐艷梅,潘學標.  自然資源學報. 2014(09)
[10]冀京津冬小麥灌溉需水量時空變化特征[J]. 胡瑋,嚴昌榮,李迎春,周元花,劉勤.  中國農(nóng)業(yè)氣象. 2013(06)

博士論文
[1]黑河干流梯級水電站水庫多目標優(yōu)化調(diào)度研究[D]. 趙夢龍.西安理工大學 2019
[2]黃河干流灌區(qū)土壤墑情動態(tài)預測與用水需求模型研究[D]. 王瑋.西安理工大學 2019
[3]遼渾太流域大型水庫供水聯(lián)合調(diào)度模型及規(guī)則研究[D]. 王強.大連理工大學 2015
[4]基于現(xiàn)代智能技術(shù)的灌區(qū)水資源優(yōu)化調(diào)度研究[D]. 段春青.西安理工大學 2007

碩士論文
[1]新疆兵團第十三師水資源配置與優(yōu)化模擬研究[D]. 李年亮.西安理工大學 2019
[2]六合區(qū)大泉水庫灌區(qū)水資源優(yōu)化調(diào)度[D]. 趙詣.揚州大學 2019
[3]渭南市抽黃供水工程水資源優(yōu)化配置研究[D]. 雷澄.西安理工大學 2018
[4]灌區(qū)多水源復合系統(tǒng)水資源優(yōu)化配置研究[D]. 劉銀鳳.東北農(nóng)業(yè)大學 2016
[5]基于多目標遺傳算法的灌區(qū)水資源優(yōu)化調(diào)度研究[D]. 趙恩龍.長江科學院 2013
[6]區(qū)間線性規(guī)劃的最優(yōu)解與最優(yōu)值[D]. 劉志濤.杭州電子科技大學 2012
[7]東雷二期抽黃灌區(qū)水資源調(diào)度問題研究[D]. 王豐收.西安理工大學 2002
[8]大型灌區(qū)水資源優(yōu)化調(diào)度決策模型研究[D]. 蘇里坦.河海大學 2001



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