一种自流灌区干渠按条轮灌优化配水方法技术

本发明专利技术提供一种自流灌区干渠按条轮灌优化配水方法，包括以下步骤：(1)建立目标函数；(2)设置约束条件；(3)采用大系统分解

【技术实现步骤摘要】
一种自流灌区干渠按条轮灌优化配水方法


[0001]本专利技术涉及渠道优化配水的
，具体是涉及一种自流灌区干渠按条轮 灌优化配水方法。

技术介绍

[0002]目前，传统大中型灌区渠系优化配水模型主要基于目标函数对作物需水量进 行优化配置，且目标函数参数及约束条件较为复杂，难以实现全局优化配水对的 问题，提出了单条干渠优化的配水方法，由此获得满足各支渠控制面积缺水量平 方和最小的各支渠首节制闸最优配水量；但是，大中型灌区骨干输水渠道输配水 线路不仅长且灌区输水干渠数量、各条干渠控制的支渠的数量众多，缺乏针对各 个干渠以及各个干渠控制的各条支渠的优化配水的方法。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：针对以上缺点，本专利技术提供一种自流灌区干渠按条轮灌优化配水 方法，能够获得满足一次灌水期各条干渠所辖各支渠控制的受水区缺水量平方和 最小的各条干渠所辖各支渠首节制闸最优配水量。
[0004]技术方案：为解决上述问题，本专利技术所述的一种自流灌区干渠按条轮灌优化 配水方法，包括以下具体步骤：
[0005](1)以一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自流灌区干渠按条轮灌优化配水方法，其特征在于，包括以下具体步骤：(1)以一次灌水期各条干渠所辖各支渠控制的受水区缺水量平方和最小为目标，建立如下目标函数：式中，G为灌区各条干渠所辖各支渠控制的受水区缺水量的最小平方和；F为灌区各条干渠所辖各支渠控制的受水区缺水量的平方和；l为灌区包含的干渠数量；m为单条干渠控制的支渠数量；p为干渠编号，p＝1,2,
…
,l；j为支渠编号，j＝1,2,
…
,m；i为单条干渠一次灌水期划分的灌水时段编号，i＝1,2,
…
,n，n为时段总数；X
pj
(K
pji
)为第p条干渠第j条支渠对应于渠首节制闸开度过程K
pji
的配水量；YS
pj
为第p条干渠第j条支渠控制面积对应的作物需水量；(2)考虑灌区一次灌水总量、灌区配水总时长、各条干渠流量、各条干渠水位以及各条干渠所辖各支渠首节制闸开度过程，设置约束条件；(3)采用大系统分解
‑
动态规划聚合方法，结合约束条件对目标函数进行求解，具体包括以下步骤：(3.1)测定各条干渠所在位置编号和数量、各条干渠所辖支渠首节制闸位置和数量，测定各条干渠所辖各支渠控制的各受水区作物在该灌水期内的需水量；(3.2)以各条干渠配水量为协调变量，将步骤(1)构建的模型分解为l个单条干渠优化配水子模型，所述子模型的目标函数是：(3.3)针对每一个单条干渠优化配水子模型，将单条干渠配水量W
p
在其配水能力范围内均匀离散为W
ps
＝W
p1
,W
p2
,
…
,W
pu
；(3.4)针对单条干渠配水量的每一个离散值，以单条干渠沿线各支渠首节制闸配水量为决策变量，以前若干个支渠首节制闸配水总量为状态变量，结合单条干渠配水量的约束，采用一维动态规划求解单条干渠优化配水子模型，得到同一条干渠在不同离散值下的沿线各支渠首节制闸最优配水量，以及对应的各支渠控制面积最小缺水量；(3.5)针对l条干渠，每一条干渠都参照步骤(3.4)进行求解，最终获得不同干渠在不同离散值下的沿线各支渠首节制闸最优配水量，以及对应的各支渠控制面积最小缺水量；(3.6)将l个单条干渠优化配水子模型转换为聚合模型，采用一维动态规划法求解聚合模型，具体包括以下步骤：(3.6.1)根据不同干渠在不同离散值下各支渠控制面积最小缺水量，将l个单条干渠优化配水子模型转换为聚合模型，建立如下目标函数：式子中，G为灌区各条干渠所辖各支渠控制的受水区缺水量的最小平方和；F
ps
为W
ps
下对应各支渠控制面积最小缺水量；(3.6.2)以各条干渠所在位置编号为阶段变量，以各条干渠配水量为决策变量，以前若
干条干渠配水总量为状态变量，结合灌区一次灌水总量的约束条件，采用一维动态规划求解，获得满足灌区一次灌水总量下各条干渠最优配水量；(3.6.3)根据获得的各条干渠最优配水量，回查单条干渠优化配水子模型求解结果，最终获得各条干渠所辖的各条支渠沿线各渠首节制闸最优配水量，以及对应的灌区最小缺水量。2.根据权利要求1所述的自流灌区干渠按条轮灌优化配水方法，其特征在于，还包括：(4)确定自流灌区各条干渠所辖的各支渠首节制闸闸门最优开度过程，具体包括：(4.1)测定各条干渠计算参数，包括：渠段数，各渠段渠底高程、渠底宽、边坡系数、糙率，测定各条干渠所辖各支渠首节制闸数量、闸底板高程、闸孔净宽、闸孔净高；(4.2)根据各条干渠最优配水量及干渠灌水时长，拟定各条干渠首灌水流量过程；根据获得的各条干渠所辖的各支渠最优配水量以及干渠灌水时长，确定灌区各支渠首节制闸配水流量过程；(4.3)针对每一条干渠，将获得的各支渠首节制闸配水流量过程作为流量边界，在已知各条干渠首灌水流量过程、干渠初始水位，以及测得的渠道断面参数、首节制闸参数基础上，采用一维非恒定流模型模拟确定各干渠所辖的各支渠首节制闸闸上水位过程，从而确定各条干渠所辖的各支渠首节制闸闸上水深过程；再运用闸孔自由出流公式，计算出各条干渠所辖的各支渠首节制闸闸门最优开度过程。3.根据权利要求1所述的自流灌区干渠按条轮灌优化配水方法，其特征在于，步骤(2)中的约束条件包括：(2.1)灌区一次灌水总量约束：(2.2)灌区配水总时长约束：(2.3)单条干渠流量约束：Q
p,min
≤Q
p
≤Q
p,max
(2.4)单条干渠水位约束：Z
p,min
≤Z
p
≤Z
p,max
(2.5)各支渠首闸门开度约束：0≤K
pji
≤H
pj
式中，W
e
为灌区一次灌水总量；T
p
为第p条干渠实际配水总时长；T0为灌区规定配水总时长；Q
p
为第p条干渠流量，Q
p,max
为第p条干渠最大流量，Q
p,min
为第p条最小流量；Z
p
为第p条干渠输水水位，Z
p,max
为第p条干渠最高水位，Z
p,min
为第p条最低水位；H
pj
为第p条第...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚懿，邹文昊，程吉林，朱博文，陈兴，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：