基于最大控制面积和最低费用的微灌小区管网优化

摘要：

传统微灌田间管网优化设计需讨论系统允许水头差在毛管、支管间的分配和不同地形坡度下管道压力最大、最小值的位置，且对灌水小区最大控制面积缺乏准确地定量描述。为扩大灌水小区面积、简化管网系统并进一步降低管网建设和运行成本，该文为毛管单向和双向布置的微灌灌水小区建立基于最大控制面积和单位面积管网最低投资费用的目标函数，应用遗传算法进行优化求解，得到满足灌水均匀度压力约束条件的各目标函数的管道组合方式。该优化方法将灌水小区作为一个整体，依据系统内压差影响因素坡度（地形高差）和水力坡度（沿程、局部水头损失）直接获得各出水口的相对压力值，方法简便且能使结果趋于最优。经算例计算表明，若以控制面积最大为目标，毛管双向布置的单位面积费用可比毛管单向布置少23%～36%，同时前者控制面积扩大23%～24%；若以单位面积费用最低为目标，与毛管单向布置相比，毛管双向布置的单位面积费用节省7%～10%、控制面积扩大105%～200%。可见，2种布置模式中，毛管双向布置在单位面积经济性和控制面积最大化方面比单向布置优势更大。该研究对于微灌管网优化设计具有重要的理论价值和实践意义。

关键词：灌溉、优化、遗传算法、微灌灌水小区、控制面积、单位面积费用

分类号：S275.5(农田水利)

资助基金：公益性行业科研专项资助项目201503105；国家高技术研究发展计划863计划资助项目2011AA100504

在线出版日期：2016-01-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：80-87