發(fā)布時間：2020-10-09 05:54

　　 滴灌管道輸水灌溉方式具有節(jié)約土地、減少水量損失,適應(yīng)更多地形條件以及便于機耕和擴大灌溉面積等多種優(yōu)點,能夠有效解決旱田灌溉問題,是未來輸水灌溉方式的發(fā)展趨勢。但滴灌系統(tǒng)高昂的投資成本成為制約滴灌管道灌水方式大面積推廣的最主要因素。研究滴灌管網(wǎng)的布置方案,利用智能算法尋求最優(yōu)管徑及布置模式,可以減少對設(shè)計人員經(jīng)驗的過度依賴、降低工程投資,有利于滴灌管道灌水方式應(yīng)用到旱田灌溉生產(chǎn)實踐中,提高灌溉水利用率,促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。本文針對旱田滴灌管網(wǎng)骨干管道“梳”子型布置、“豐”字型布置、“π”型布置三種不同布置方式,考慮灌水順序進(jìn)行輪灌單元劃分,建立優(yōu)化模型,并基于螢火蟲算法進(jìn)行求解。以黑龍江省八五一一農(nóng)場1300畝旱田作為研究實例,主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)按照輪灌組劃分的基本原則,考慮多農(nóng)戶用水均衡受益,針對每種布置方案下的滴灌管網(wǎng)工程劃分輪灌組,保證在每種布置方案中相同地塊灌溉的順序相同,以此來消除因作物灌水順序差異造成對生長發(fā)育的影響,避免干擾方案的優(yōu)化評價。(2)以優(yōu)化工程投資最小為目標(biāo)函數(shù),工作壓力及管道內(nèi)水流流速為主要約束條件,建立旱田滴灌管網(wǎng)的優(yōu)化模型,并結(jié)合螢火蟲算法(FA)進(jìn)行求解。調(diào)研數(shù)據(jù)擬合研究區(qū)水泵功率與投資的價格變動曲線,以此作為參與方案比較的水泵及配電裝置的投資取值依據(jù)。以輪灌組為單元優(yōu)化管徑與水泵加壓裝置,得到投資最低的組合。整理分析各次優(yōu)化結(jié)果組合,得到在同種布置形式中的最優(yōu)方案,綜合考慮滴灌工程實踐應(yīng)用中所包含各項附屬投資項,最終得出滴灌管網(wǎng)工程的最優(yōu)布置模式。(3)以Visual Studio 2012作為平臺,利用matlab與C++計算機語言,開發(fā)旱田滴灌工程優(yōu)化設(shè)計的桌面化軟件,并應(yīng)用于旱田滴灌管網(wǎng)系統(tǒng)工程實踐設(shè)計。(4)結(jié)果表明,經(jīng)過模型優(yōu)化及綜合附屬投資因素,骨干管道“豐”字型布置的滴灌系統(tǒng)畝投資最低,為820.69元;分別較“梳”子型布置與“π”型布置節(jié)約投資1.45%與10.48%,“豐”字型布置在大面積滴灌工程中具有顯著節(jié)約效果�；谖灮鹣x算法求解的旱田滴灌管網(wǎng)優(yōu)化模型,能夠?qū)艿拦軓竭M(jìn)行優(yōu)化,減少對設(shè)計人員經(jīng)驗的過度依賴。以Visual Studio2012作為平臺,利用matlab與C++計算機語言,開發(fā)的應(yīng)用于旱田滴灌優(yōu)化的設(shè)計軟件界面友好,操作簡便,經(jīng)工程實例驗證運行效果良好,在旱田滴灌管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計中具有使用價值。
【學(xué)位單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S275.6
【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

研究區(qū)位置圖

圖 2-2 典型區(qū)域圖Fig. 2-2 Study area graphics制度微灌工程技術(shù)規(guī)范》[55]（下文簡稱規(guī)范）及當(dāng)?shù)貙嶋H情況與相關(guān)研究資料數(shù)選值：溉保證率計保證率為 90%。溉水利用系數(shù)利用系數(shù)取 0.90。計耗水強度地研究資料，滴灌設(shè)計耗水強度為 4.0 mm·d-1。壤濕潤比壤濕潤比 p=60%。滴灌工程灌溉制度的確定：計凈灌水定額= 0.1

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本文編號：2833312