摘要：针对树状管网布置中较多依赖设计人员经验的特点,提出了一种基于整数编码遗传算法的树状管网两级优化方法。第一级优化是根据树状管网单点供水的原则,建立了融合工程设计经验的树状管网优化布置整数编码遗传算法模型,克服了传统二进制编码方法易产生不可行解的问题,可快速寻找出一组符合工程实际情况的管网布置方案。第二级优化在确定管网布置方案组的基础上采用整数编码的遗传算法,以投资最小为目标,建立了管径优化模型与算法。编制了灌溉管网两级优化设计Matlab程序,进行了工程实例验证。与单亲遗传算法(SPGA)和管网布置经验设计方法进行了比较,表明本文提出的基于整数编码的管网优化设计方法可方便地将设计经验融合到优化计算过程中,能降低管网优化设汁的复杂性和求解难度,快速有效求解符合工程实际的管网优化方案。

摘要：建立了重力式地下滴灌条件下的土壤水分运动模型,分析地下滴灌土壤水分入渗规律。对黄土高原不同分区的4种典型土壤、不同灌水技术要素条件下的地下滴灌土壤湿润体形态、滴孔处出流量及土壤土水势进行数值模拟得出:榆林紧砂土土壤导水率较大,向下渗漏过多,不适宜地下滴灌;安塞砂壤土、洛川中壤土、武功重壤土在相同灌水量下,供水压力与滴孔孔径对地下滴灌湿润体形态影响微弱,但对滴孔出流量有较大影响,因此在地下滴灌工程设计时,只需根据田块长度和渗水管损失设计孔径和供水压力,并采用较小供水压力,降低供水水池高度,减小工程量;对武功重壤土,孔径和供水压力较大时地下滴灌滴孔处土壤易饱和板结,宜采用较小的孔径和供水压力。

摘要：基于非饱和土壤水动力学理论,建立了重力式地下滴灌条件下土壤水分运动轴对称三维数值模拟模型,利用Galerkin有限元法进行了数值模拟。通过试验对比验证,表明所建模型可以用于分析地下滴灌土壤水分入渗规律,具有较高的精度。对不同灌水技术要素条件下的地下滴灌湿润特征及入渗规律进行了数值模拟。结果表明,在相同灌水量下,供水压力与滴孔孔径对湿润圈影响微弱,重力式地下滴灌管道设计时可以不考虑其影响,但它对滴孔出流量影响较大,而其它因素对滴孔出流量的影响微弱。因此在地下滴灌管道设计时,只需根据田块长度和渗水管损失设计孔径和供水压力,并可选择较小的供水压力;在相同灌水量情况下,管道埋深对湿润圈具有较明显的影响,应按田间实际进行合理选择,这些结论可为地下滴灌合理的设计及运行提供理论依据。

摘要：针对树状管网布置依赖设计人员经验的特点,提出了一种基于整数编码遗传算法的树状管网两级优化方法:第一级优化根据树状管网单点供水的原则,避免了最优生成树方法的复杂性,将设计人员的经验有机融合到设计过程中,寻找出一组符合工程情况的管网布置形式;第二级优化在第一级优化的基础上采用整数编码的遗传算法,以投资最小为目标函数,计算出最优管径组合。该方法采用MATLAB6.5编程,可得出较优的布置方案。

摘要：作物需水量是制定灌排工程规划、设计、管理和农田灌排实施的基本依据,如何准确估算某一地区作物需水量是我们水利工作者经常面对的问题。工作实践中,作物需水量通常是参照《微灌工程技术规范》(GB/T 50485-2009)中作物设计耗水强度确定,该规范给出的作物设计耗水强度范围较宽泛,同时没有考虑不同地点、不同水文年和不同生育阶段作物耗水强度不同的问题,这种方法推算的某一地块的作物耗水量准确性较差,继而使得规划成果带有极大的不确定性,如果以此来进行灌溉系统的运行管理也会带来一定风险。根据这一问题,建议采用更为科学的方法确定作物耗水强度,具体方法如下:①根据当地历年降雨排频寻找典型年;②根据典型年的气象数据采用FAO-1998提出的彭曼-蒙特斯方程计算参考作物需水量,再乘以作物系数得到作物需水量;③估算当地有效降雨量,确定作物灌溉需水量;④确定作物不同阶段日耗水强度。根据该方法以新疆乌鲁木齐棉花为例,对此方法进行了详细的阐述,得到了新疆乌鲁木齐中等干旱年棉花各个生育阶段的日耗水强度,并建议按作物的不同生育阶段进行灌溉系统的运行管理。

摘要：基于非饱和土壤水运动理论,建立了重力式地下滴灌条件下土壤水分运动数学模型,用Galerkin有限元法推导了重力式地下滴灌土壤水分运动有限元方程,并通过试验进行了验证,在此基础上模拟分析了中壤土条件下的滴灌管道埋深、出水孔孔径、供水压力对简易重力式地下滴灌土壤湿润特征和滴孔出水量的影响。结果表明所建模型可以分析地下滴灌土壤水分入渗规律,在中壤土条件下,不同供水压力、滴孔孔径虽对重力式地下滴灌的滴孔出流量有较大影响,但对土壤湿润特征影响微弱,地下滴灌管道埋深对土壤水分湿润特征影响较大,这些结论可为重力式地下滴灌合理的设计及运行提供理论依据。

摘要：分析了国内外灌溉管网优化方法的研究历史和现状,探讨了遗传算法等新型算法在管网优化中的应用及灌溉管网优化设计软件的研究进展,预测了其未来的研究方向。指出未来研究将在应用遗传算法、模拟退火算法、神经网络及其混合算法等新型优化计算方法的基础上,加强管网优化布置、管网经济性和运行可靠性等方面的研究;预测了综合利用可视化语言、CAD、GIS等多种成熟商用软件及决策支持系统、专家系统等方面的研究成果,研发基于用户偏好信息且具有较强优化功能和人工干预能力的集成化、组件式灌溉管网优化设计软件将会得到较快发展。

摘要：针对灌区流量水量监测系统存在的通讯网络投资费用大、维护困难、利用率低的问题,研究了基于GSM网络短消息(SMS)的灌区流量水量监测系统总体结构、GSM通讯模块TC35与下位单片机及上位监控计算机之间的接口电路与软件等,研制了基于GSM短信息的灌区流量遥测系统。实际应用表明:对于测控点极为分散、数据流量小的灌区,利用该系统进行数据传输,具有投资省、网络运行可靠、成本低的优点。

摘要：准确计算单井控制灌溉面积,关系到灌溉工程的规划、机井布置设计、工程项目的总投资及地下水的开采利用量,也是水利工作者经常需要考虑的问题。但是,我国现行的相关规范中却有不同的计算公式,其中有些符号相同,概念不同,容易给使用者带来混淆,该文对单井控制灌溉面积的不同计算公式及公式中的综合平均灌水定额和轮灌期两个概念进行探讨,提出公式在实际使用中需要注意的问题。