【技术实现步骤摘要】
考虑水资源配置和渠系配水双向互馈影响的灌区配水方法
[0001]本专利技术属于灌区水资源优化配置
，具体涉及一种考虑水资源配置和渠系配水双向互馈影响的灌区配水方法。
技术介绍
[0002]灌区水资源优化配置是指在灌区范围内将有限的水资源在各区域各用水部门进行合理的分配，以达到灌区效益最大并兼顾配水公平等目标。渠道优化配水是指在渠道过流能力一定的条件下，为实现灌区配水的需要，采取一定的方法与技术，对配水流量和配水时间进行优化。
[0003]对灌区某次配水来说，水资源在各用水部门之间的不同配置方案，会造成每条渠道的配水量不同，从而对渠系配水渗漏损失和配水总时长等产生不同影响。从渠道运行调度来看，不同的渠系配水方案会产生不同的配水渗漏损失，影响水资源净配水量，进而影响配水整体效益和配水公平性等。目前的研究成果多是灌区水资源优化配置模型和渠系配水模型分别研究，只考虑了水资源配置对渠系配水的单向影响，并没有考虑渠系配水对水资源配置的影响。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种考虑水资源配置和渠系配水双向互馈影响的灌区配水方法，解决了现有灌区配水技术中只考虑水资源配置对渠系配水单向影响的问题。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是，考虑水资源配置和渠系配水双向互馈影响的灌区配水方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
[0006]假定一个灌区由两级渠道构成，灌区涉及到供水区域m个，灌区中一级渠道一条，二级渠道从一级渠道取水共z条，其中给农业供水的二级渠道z1条，给...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.考虑水资源配置和渠系配水双向互馈影响的灌区配水方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：假定一个灌区由两级渠道构成，灌区涉及到供水区域m个，灌区中一级渠道一条，二级渠道从一级渠道取水共z条，其中给农业供水的二级渠道z1条，给工业供水的二级渠道z2条，给生活供水的二级渠道z3条，给生态供水的二级渠道z4条；步骤1、灌区收集数据；步骤2、不同区域不同用水部门毛配水量分配；步骤3、步骤2中的分配水量再分配至各二级渠道；步骤4、渠系优化配水模型的建立，决策变量为渠道配水流量和配水开始时间，目标函数为渠道渗漏损失最少、配水历时最短时；步骤5、以步骤4中计算的渠道渗漏损失为基础，计算各地区各用水部门配水时的水量渗漏损失；步骤6、净配水量计算，步骤1分配的毛配水量减去步骤5计算的损失水量，得到各区域个用水部门的净配水量；步骤7、水资源配置模型，决策变量为步骤6计算的净配水量，目标函数为灌区供水效益和公平性；步骤8、汇总以上步骤中的各区域各用水部门的分配水量、每条渠道的配水流量和配水开始时间、输配水损失、配水历时、公平性、灌区配水收益等指标，得到配水方案。2.根据权利要求1所述的考虑水资源配置和渠系配水双向互馈影响的灌区配水方法，其特征在于，所述步骤1中数据设置具体如下：(1)一级渠道长度l
u
，单位为km；(2)一级渠道设计流量q
du
，单位为m3/s；(3)二级渠道长度l
k
，单位为km，其中，1≤k≤z，z为二级渠道的个数；(4)二级渠道设计流量q
dk
，单位为m3/s，其中，1≤k≤z；(5)灌区总控制面积S，单位为hm2；(6)每条二级渠道的控制面积S
k
，单位为hm2’
其中，1≤k≤z；(7)配水时段内灌区可供总水量W，单位为m3；(8)配水轮期T，单位为d；(9)配水时段内灌区涉及的不同地区内不同用水部门的需水量W
需ij
，单位为m3，i代表不同的区域，j代表不同的用水部门；(10)配水时段内灌区涉及的不同地区内不同用水部门的最小需水量minW
需ij
，单位为m3；(11)配水时段内灌区涉及的不同地区内不同用水部门的水价p
ij
，单位为元；(12)一级渠道渠床土壤透水系数A
u
；(13)一级渠道采取防渗措施后渗漏水量折减系数β
u
；(14)一级渠道的渠床土壤透水指数m
u
；(15)二级渠道渠床土壤透水系数A
k
；(16)二级渠道采取防渗措施后渗漏水量折减系数β
k
；(17)二级渠道的渠床土壤透水指数m
k
。
3.根据权利要求2所述的考虑水资源配置和渠系配水双向互馈影响的灌区配水方法，其特征在于，所述步骤2具体如下：采用geatpy工具箱实现遗传算法，生成初代染色体矩阵，具体操作为：初始化：设置进化代数计数器h＝1，即初始为第1代个体；设置最大进化代数H＝50，即算法演算至第50代终止计算；通过geatpy工具箱中的crtpc函数，结合约束条件和决策变量，生成第1代种群染色体矩阵P(h)，h＝1，得到毛配水量W
毛ij
，所述crtpc函数会创建一个种群染色体矩阵；(1)决策变量：分配给不同地区不同用水部门的净水量W
净ij
；(2)约束条件：
①
灌区可供水量约束，总配水量要满足可供水量要求：式中：m表示灌区内的m个区域；n表示灌区内的n个用水部门；
②
各地区各用水部门最小分配水量约束，各地区各用水部门的分配水量应在最小需水量之上：W
毛ij
≥minW
需ij
(2)。4.根据权利要求3所述的考虑水资源配置和渠系配水双向互馈影响的灌区配水方法，其特征在于，所述步骤3具体如下：农业灌溉用水分配至各二级渠道，设区域i的农业灌溉用水二级渠道为a，该渠道分配的毛水量W
毛ia1
为：式中：s表示区域的总控制面积，单位为hm2；W
毛i1
表示区域i分配的农业配水量，单位为m3；S
a
表示二级渠道a的控制面积，单位为hm2；工业用水分配至各二级渠道，设区域i的工业用水二级渠道为d，该渠道分配的毛水量W
毛id2
：式中：W
需id2
表示二级渠道d所对应的工业需水量，单位为m3；W
需i2
表示该区域内的工业需水量总量，单位为m3；同理计算某渠道为水库、生活、生态供水渠时的配水量。5.根据权利要求4所述的考虑水资源配置和渠系配水双向互馈影响的灌区配水方法，其特征在于，所述步骤4渠系优化配水模型构建具体如下：(1)决策变量：二级渠道配水流量q
k
和配水开始时间t
sk
；(2)目标函数：以配水过程中渠道渗漏损失最少和灌区配水历时最短为目标建立模型：目标函数1，渠道渗漏损失最少：在配水过程中，不同时段一级渠道的流量为该时段配水二级渠道流量之和，是随时段不断变化的，需要分时段计算一级渠道的渗漏损失；每条二级渠道的流量在配水过程中是不变的，整个二级渠道的渗漏损失为各二级渠道损失之和，渗漏损失公式为：
式中：S表示整个灌区的渗漏损失，单位为m3；S
u
表示一级渠道的渗漏损失，单位为m3；S
k
表示二级渠道的渗漏损失，单位为m3；q
ru
表示第r时段一级渠道的配水流量，单位为m3/s；q
k
表示二级渠道的配水流量，单位为m3/s；t
u
表示一级渠道的配水时间，单位为s；t
k
表示二级渠道的配水时间，单位为s；r表示配水时段；z表示二级渠道的个数；k表示二级渠道序号；目标函数2，灌区配水历时最短：配水历时为二级渠道配水结束时间的最大值：minT＝max(t
sk
+t
k
)(6)式中：t
sk
表示第k条二级渠道的开始时间，单位为h；t
k
表示第k条二级渠道的配水历时，单位为h；(3)约束条件：
①
二级渠道过流能力约束：任一二级渠道的配水流量应在其设计流量的0.6～1.0倍以内：0.6q
dk
≤q
k
≤q
dk
(...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊煜，高占义，陈皓锐，刘静，高健，
申请(专利权)人：北京乐水新源智能水务科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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