灌区水资源优化配置模型

围绕我国干旱、半干旱地区的灌区如何利用紧缺的水资源,获取最好的作物品质和最大的作物产量问题,提出了水资源优化配置模型.此模型可用于灌区的科学计划用水与配水.     

基于生态的新疆干旱灌区水资源的优化配置

针对新疆干旱灌区水资源匮乏、降雨稀少、生态环境脆弱的现实,本文建立了基于生态水资源优化配置的基本原则、优化配置模型流程图和以生态需水满足度最大为生态目标、区域经济效益最大为经济目标、各子区域人均净效益变化率的均方差最小为社会目标的多目标水资源优化配置模型,在此基础上以阿拉尔灌区为研究区,建立灌区节点图,并根据数学模型进行归一化处理,加权求得综合配置目标,采用MATLAB软件计算出该灌区水资源优化配置方案,最后得到阿拉尔灌区的供水及配水方案:灌区地表水、地下水、其他可利用水供水比例为92.1∶6.4∶1.5,生态、生产、生活配水量比例为27∶71.1∶1.9。计算结果与实际值基本吻合,表明上述优化配置模型可靠可为同类地区生态环境保护及水资源优化配置提供参考。     

考虑水质的水资源调配模型及其解法

针对水库群-河网系统中水量水质的联合调配问题,以水库群联合调度的大系统分解-协调模型为基础,综合考虑河网环境需水和供水水质的不同要求,建立了水库群-河网水资源联合调配模型.通过水质模型计算河网达到不同目标功能水质的需水量,将该需水量作为用水需求反馈给水库群系统进行水量水质协调优化.水质模型求解采用非线性迎风差分格式,水库群-河网模型迭代求解采用大系统分解-协调对偶迭代技术.应用结果表明,所建模型及其求解方法可行有效,并已成为区域水量水质联合调配的重要技术基础.     

基于WOFOST与CROPWAT模型的松嫩平原春玉米灌溉制度研究

从挖掘作物生产潜力和生育期优化配水的角度,运用WOFOST模型模拟典型年松嫩平原的5个典型站点春玉米的潜在产量和雨养产量,并应用FAO推荐的CROPWAT模型进行春玉米灌溉水量优化分析。研究表明:松嫩平原在枯水年、平水年、丰水年的潜在产量分别为5.94~10.18、7.20~10.57、7.43~11.59 t?hm?2;富裕和泰来在不同水平年的生产潜力分别为3~5、2~4 t?hm?2,长岭在平水年的生产潜力为3.85 t?hm?2。灌溉制度方面,春玉米在枯水年、平水年和丰水年的作物需水量为480~560 mm,灌溉总需水量分别为216.7~300.2、215.2~272.9、102.9~234.9 mm;快速生长期和生长中期是春玉米灌溉的关键期;作物需水量在不同生育阶段的灌溉需水量大小排序为生长中期、快速生长期、成熟期、初始生长阶段。      

基于区域协调发展的多水源复杂系统优化配置

目的构建水资源协调优化配置在多水源复杂系统下的多目标模型,以解决多水源供水系统优化问题.方法通过构建区域经济发展与水资源利用和水环境质量改善之间的协调度,结合效益系数及费用系数计算作为约束,借以完善水资源协调优化配置模型.结果利用水资源协调优化配置模型,完成了对凌源市近期规划水平年(2015年)及远期划水平年(2020年)的协调优化配置.结论协调度概念的引入使得协调优化配置兼顾了经济发展的效率和效益,得出的水资源调配方案符合可持续发展内涵.     

陕西省引汉济渭工程受水区水资源优化配置研究

结合引汉济渭工程,根据资源系统复杂性和水源配置原则,基于大系统分解协调理论建立了引汉济渭工程受水区水资源优化配置模型,在考虑工业节水和引汉济渭不同调水量的基础上,对2020水平年和2030水平年共10个方案应用遗传算法进行求解,从不同方案下供需成果和供水量构成两方面对配置结果进行探讨,得出引汉济渭工程是解决关中地区水资...     

列车运行调整问题的分解协调计算模型

针对列车运行调整问题集中式求解方法的不足,构建多目标优化列车运行调整的数学模型,并设计分解协调计算模型来求解.分解协调计算模型将求解过程分为4个层次,分别是将待调整列车分解为子调整列车集的协调分组层,确定子列车集优化目标的目标设定层,完成子调整问题求解的优化计算层和将各子问题解还原为原问题解的结果还原层.该计算模型能适应多种线路条件,也能适应不同列车调度员指挥的习惯偏好,并能快速求出优化解.     

量子人工鱼群算法

融合量子计算与智能优化的新型高效优化算法层出不穷,成为现在优化算法研究的主流.为此,将量子计算引入到人工鱼群算法中,提出一种新型的量子进化算法———量子人工鱼群算法.该算法用量子计算的方法重新描述了人工鱼的行为,用量子比特对人工鱼进行编码,用量子旋转门实现人工鱼的更新操作,用量子非门进行人工鱼变异,从而实现了目标的优化求解.并分别以函数极值和TSP问题为例进行了仿真,验证了算法的有效性.     

基于人工鱼群优化LS-SVM的卫星钟差预报

针对导航卫星短期钟差预报精度不高的问题,提出了一种基于人工鱼群(AFSA)优化最小二乘支持向量机(LS-SVM)的卫星钟差预报方法。利用人工鱼群算法较强的全局寻优能力优化LS-SVM模型的惩罚参数和核宽度参数,避免人为选择参数的盲目性,提高了LS-SVM的泛化能力和预报精度。选取IGS产品中4颗典型卫星的钟差数据,分别采用人工鱼群优化LS-SVM模型、神经网络模型和灰色系统模型进行短期钟差预报,计算结果表明:人工鱼群优化LS-SVM模型的预报精度优于其它2种模型,尤其是在铷钟方面,预报误差在0.5 ns内,运行时间在5 min内。     

基于人工鱼群算法的交通信号灯配时优化模型

为了改善交叉口运行现状,该文构建了以车辆延误和停车次数作为优化目标的交叉口信号优化模型并对优化算法进行了研究.基于Webster算法的局限性,引入人工鱼群算法来改进目标配时方案,并分析了人工鱼群算法的实现函数,同时结合混沌理论与反馈理论对算法进行了改进来提高全局优化能力.最后针对案例交叉口,使用JAVA语言设计算法程序...     

海水入侵三维含水层渗透系数的BP网络逆反分析

为研究复杂地质体海水入侵渗透系数的不确定性,将非线性动力学神经网络用于海水入侵的三维含水层参数的逆反分析,建立了基于监测水头值的海水入侵渗透系数直接识别方法.采用正交设计试验方法进行三维数值试验产生代表性的样本数据,通过误差逆传播学习算法建立多层的神经网络模型,表示观测水头和渗透系数隐式的复杂非线性映射关系,通过观测水头信息直接预测含水层渗透系数.该方法可利用现有的海水入侵三维有限元模拟程序.算例表明该法具有良好的分析精度,可满足工程要求.     

灌溉水量分配大系统分解协调模型

本文运用大系统分解一协调方法建立了灌区优化灌溉制皮及地而水、地下水联合运用的谱系模型,模型中第一层子系统优化采用动态规划方法确定各种作物的灌水定额、灌水时问及次数;第二层平衡协调模型,通过线性规划方法确定了各时段地面水引水量、地下水抽水量及最优种植模式,以求达到灌区年净效益最大的目标.最后针对内蒙古河套灌区永联试区的具体情况运用本模型加以计算,取得了较为满意的结果.     

干旱灌区地表水和地下水联合利用耦合模型研究

通过动态耦合运算分布式地下水模拟模型与水资源优化配置模型的技术路线,建立了干旱灌区地表水和地下水联合利用耦合模型,该模型既可以对灌区地表水和地下水进行优化调度,又可以合理控制区域地下水位.最后将耦合模型应用到黄河流域某灌区,并对灌区2020和2030年的水资源进行了优化配置.同时对不同区域的地下水埋深进行了控制.研究成果可为干旱灌区水资源高效利用、盐碱化防治等方面提供借鉴和参考.     

干旱灌区地表水和地下水联合利用耦合模型研究

通过动态耦合运算分布式地下水模拟模型与水资源优化配置模型的技术路线,建立了干旱灌区地表水和地下水联合利用耦合模型,该模型既可以对灌区地表水和地下水进行优化调度,又可以合理控制区域地下水位.最后将耦合模型应用到黄河流域某灌区,并对灌区2020和2030年的水资源进行了优化配置,同时对不同区域的地下水埋深进行了控制.研究成果可为干旱灌区的水资源高效利用、盐碱化防治等方面提供借鉴和参考.     

一种基于变分模态分解参数优化的轴承故障诊断方法

为解决变分模态分解方法在提取齿轮箱滚动轴承的故障特征频率时受模态个数和惩罚项系数影响的问题,提出了一种基于人工鱼群算法优化变分模态分解的轴承故障诊断方法.首先,利用人工鱼群算法优化变分模态分解方法的模态个数和惩罚项系数;其次,故障振动信号经优化的变分模态分解方法分解,获得若干模态分量;最后,筛选包络熵值最小的分量进行包络分析,提取故障特征频率.实验结果表明:在优化参数过程中,寻优收敛时间缩短46％,并最终有效提取轴承故障特征频率.研究结果可解决变分模态分解方法受参数影响的问题,实现轴承故障诊断,具有实际意义.     

国外岩溶地区水资源开发利用技术及其对我国的启示

北方资源型及水质型缺水、南方洪涝灾害和季节性缺水、水资源与经济发展空间不匹配等是我国岩溶地区水资源开发面临的主要问题。近几十年来,尽管我国在岩溶水资源开发利用过程中掌握很多关键技术并研发出一些成功的模式,但是仍然存在着许多急需解决的问题。本文对国外岩溶地区水资源开发利用的成功经验、典型案例和关键技术进行分析,总结出雨水及表(浅)层岩溶水资源收集-储存-利用、岩溶含水层水资源调蓄与循环利用、中小流域岩溶水资源综合开发与管理、跨流域(区域)尺度岩溶水资源协调开发,以及岩溶大流域水资源梯级调蓄与综合开发等国外岩溶水开发的成功模式。基于上述模式对我国岩溶地区水资源规划、保护、管理和开发所带来的启示,提出借鉴国外跨流域(区域)尺度岩溶水资源协调开发经验,实施水资源跨流域协调开发,有效解决岩溶地区水资源与经济发展空间不匹配的问题;按照大流域岩溶水资源梯级调蓄与综合开发利用的思路,在西南岩溶区利用梯级分布且具有密切水文联系的岩溶大洼地,实施集防洪与调蓄水资源等多目标的大岩溶流域梯级水资源开发工程,解决南方岩溶区季节性缺水的难题;重视我国北方岩溶区地下水资源普遍超采造成岩溶含水层被疏干的水环境问题,启动向岩溶含水层回灌补水计划,增强北方岩溶含水层调蓄水资源的能力,提高水资源利用效率和改善地下水环境;推进极端干旱岩溶区收集-储存-综合利用雨水、表(浅)层岩溶水或坡面流的技术创新,为我国岩溶地区水资源可持续开发利用、生态经济发展提供技术支撑。     

基于三层并行逐步优化算法的多水源区域内水资源智能调配方法

多水源区域内水资源的目标量通常较多,对其进行水资源调配时存在目标查找困难、调配精准度低等问题.为了有效解决上述问题,提出一种基于三层并行逐步优化算法的多水源区域内水资源智能调配方法.首先建立了考虑经济效益、社会效益以及生态环境效益的目标函数,并计算了三者的具体权重,以作为下一步水资源调配的参照基准.然后采用三层并行逐步优化算法将调配分为决策、查找及优化更新三大步骤,同时结合莱维飞行算法查找决策模型中的最优目标解,通过不断迭代优化更新目标值与调配值间的正向差值,并利用修正函数缩小二者间的差异,以实现水资源的高效调配.最后通过仿真实验证明,所提出的基于三层并行逐步优化算法的多水源区域内水资源智能调配方法具有较高的精准度、较强的稳定性和较广的适用范围.     

灌区库群系统水资源优化配置模型研究

以云南曲靖灌区为例,采用大系统分解协调技术对大型灌区水库群系统水资源优化配置问题进行了分析和研究;构建了水资源系统两级递阶分解协调模型,并给出了模型优化决策算法的程序框图．     

奎屯灌区水库群水资源优化调度模型

运用统计分析水源,利用Jensen模型表达缺水对作物产量的影响。以灌区综合保证率最大为目标,建立灌区水资源配水模型,探讨了λ值的确定问题,借助动态规划、线性规划和一维搜索介绍了水源时空的分配和子系统的协调。     

天津市城镇化与水资源承载力演化趋势及协调研究

随着天津市城镇化进程的加快,水资源问题日益凸显,城镇化发展和水资源的良好协调关系成为城市可持续发展的基础。文中基于2011—2020年的统计数据,构建水资源承载力(water resources carrying capacity, WRCC)和城镇化发展指标体系及耦合协调度模型,对二者的演化趋势以及耦合协调关系进行分析。结果表明：天津市城镇化发展水平不断提高,WRCC水平波动上升。天津市城镇化与WRCC的耦合协调度介于0.409 6～0.787 0之间,由中度失调转向良好协调,城水系统正在向协调、有序的方向发展。