摘要：微灌工程是推进农业节水灌溉的重要手段,合理的田间管网参数设计是水利计算中的重要环节。为此,探索了田间灌水单元小区内满足灌溉管道运行安全的田间管网优化布置方案,建立以单位面积管道投入最低为目标函数且满足管道安全运行要求的双向布置田间管网优化设计数学模型,并应用遗传算法对永舒榆灌区典型区域进行优化计算。与原设计相比,单位面积工程造价减少64.8%,毛管投入占小区投入70.6%。分析了毛管管径、灌水器设计流量、灌水器间距对田间管网优化结果的影响,结果表明:在灌水单元小区形状不受限制条件下,使用更小管径的毛管、更大管径的支管,相对更经济。在毛管管径一定的情况下,改变灌水器设计流量和灌水器间距对于单位面积管道投入费用影响不大;灌水器设计流量和灌水器间距共同作用下,较小的灌水器设计流量和较大的灌水器间距有利于减小单位面积管道投入费用。研究结果可为不同作物种类、种植方式、供水能力等情况下的滴灌系统设计提供管道选择依据以及管网优化布局方案,也可以为企业开发不同规格灌溉管道提供参考。

摘要：针对当前水面清漂船自主导航算法,未考虑构建水面环境模型,导致清漂船自主导航路径规划长度较长、规划效率较低、转折角度较大的问题,提出考虑最优路径的水面清漂船自主导航算法。通过分析水面环境信息,构建水面环境模型,形成清除点路径连通网络,编码清除点连接顺序,求解清漂船作业路径规划的最小化目标函数。利用蚁群算法,计算清漂船在下一节点转移概率,采用禁忌表记录路径全部节点与障碍,全局更新信息素,分析各项参数对路径规划的影响,输出高质量最优路径,实现水面清漂船最优路径自主导航。实验结果表明,所提算法的最优路径规划长度较短,能够有效提高路径规划效率,减小路径转折角度。

摘要：人工明渠是中国北方灌区采用的主要输水方式。合理的渠道断面参数计算是水利计算中的重要环节。因此,合理的模型与较高精度的计算方法是求解渠道断面的关键。然而传统灌区混凝土衬砌渠道断面优化设计仅从最优水力断面角度出发,考虑单一水力要素,而忽视了渠道冻胀安全以及工程造价的问题。该文建立了以最优水力断面、工程造价最小为目标,满足混凝土衬砌渠道冻胀要求的数学模型。根据模型非线性的特点,利用自适应粒子群优化算法,对混凝土衬砌渠道梯形断面结构进行优化,选用自适应粒子群算法可以很好地克服算法陷入局部最优解的问题。建立的模型将混凝土衬砌量与工程占地最小作为目标函数优化。优化结果在最佳水力断面基础上,满足边坡稳定与工程量最小。最后将模型应用于黑龙江依兰县倭肯河灌区学兴干渠,分析了渠道边坡系数、渠底宽和渠道水深对目标函数的影响规律。优化结果表明,模型计算所得渠道工程占地减小1.5%,混凝土衬砌量减小1.8%。各个参数中,边坡系数对目标函数影响较大。混凝土衬砌厚度由土壤性质、冻结力大小所决定。该研究成果为提高寒区混凝土防渗渠道优化设计水平及灌区运行效益提供了理论依据。

摘要：传统的滴灌灌水器流道优化设计方法是通过正交试验设计,进行有限元分析,并配合试验验证,试验过程强度大、造价高。该研究将群智能优化算法与有限元分析相结合,联合MATLAB与COMSOL仿真软件对滴灌灌水器流道参数优化设计。首先,通过MATLAB读取梯形迷宫流道灌水器在COMSOL软件中的仿真计算结果后,传递给遗传算法,并以流态指数为优化目标,流道齿参差值、齿高、单元数、流道转角、齿间距为设计变量,求解出常压(100 kPa工作压力)下的灌水器流道参数。利用SPSS软件回归分析法,建立了5个变量与流态指数之间的多元线性回归数学模型。分析结果表明,5个变量对流态指数影响程度排序为齿参差值、齿高、单元数、流道转角、齿间距。进一步分析灌水器流道内水力特性可知,滴头流道内低流速区域流速达到0.1~1.2 m/s,过流面积占流道截面的75.1%,有堵塞风险,高流速区域流速达到2.8~3.8 m/s,中流速区域流速达到1.5~2.5 m/s,流道内压力沿流道长度呈线性变化。实物样机测试结果表明,滴头流量模拟计算值与实测值之间的平均误差为6.1%,优化结果精度高,可为梯形迷宫流道灌水器流道参数优化设计提供参考依据。

摘要：为替代工程设计优化问题求解过程中运用的低效经验试算法,提出猫群算法以解决渠道断面优化设计问题.采用猫群算法在全局空间下搜索边坡系数的变化对渠道断面优化的影响,并且取得了良好的效果,在满足其他的约束条件下,选择适合的边坡系数1.5能够减少占地面积,节约投资.以黑龙江省江川灌区为例,对灌溉渠道断面进行优化并且对断面设计参数进行分析,算例表明,猫群算法高效迅速,精度高,能有效地解决渠道断面设计中的优化问题,具有相当高的应用价值.优化结果显示,模型计算所得渠道过水断面面积减小4.2%,工程占地随之减小.各个参数中,边坡系数取1.5、渠道底宽取2.000 0 m、水深取1.500 0 m时总体目标最佳,并且分析这3个参数对目标函数的影响规律,最佳目标随着边坡系数和水深的增大呈现出先增大后减小的趋势,随着渠道底宽的增大呈现逐渐增大的趋势.

摘要：本文研究利用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件,提出寒区混凝土灌溉渠道参数化建模与仿真方法。该方法提高了混凝土灌溉渠道抗冻设计的质量,并且基于参数化建模能准确、快速修改渠道设计中的断面相关参数,提高灌溉渠道设计的效率,为寒区灌溉渠道高标准设计和分析提供借鉴作用。本文对寒区冻土水—热—力耦合问题进行了研究,建立了寒区灌溉渠道渠基土水—热—力三场耦合的数学模型,并利用COMSOL进行建模。最后对吉林永舒榆灌区灌溉渠道进行了数值模拟,对计算值与实测值做了对比。结果表明:模型稳定,数值模拟结果准确。

摘要：本文研究利用COMSOL(COMSOL Multiphysics)多物理场仿真软件,提出纤维混凝土灌溉渠道参数化建模与仿真方法,并开展了抗压强度、冻胀实验。该方法提高了纤维混凝土灌溉渠道设计的质量,基于参数化建模能准确、快速修改混凝土中纤维、保温颗粒掺量的相关参数,提高渠道设计的效率,为同类型灌溉渠道高质量设计和分析提供借鉴作用。

摘要：采用U11(64)均匀设计原理,对葡萄不同生育期分别设置灌水上限,分析不同灌水量处理对葡萄耗水规律、产量及水分利用效率的影响。试验结果表明,全生育期各处理耗水量均随灌水量的增加而增加,耗水强度与灌水定额呈正相关关系,其中新梢生长期和果实膨大期为需水关键期,耗水强度最大达12.3 mm/d(408 mm)和8.3 mm/d(320 mm);当以上2个生育期水分控制上限分别为田间持水率(FC)的60%和85%时有利于葡萄植株生长和产量提高,其中全生育期灌溉755 mm(处理Ⅳ)产量最大,达5 366.7 kg/hm2,且水分利用效率最高,达7.11 kg/(hm2·mm)。适宜大棚滴灌葡萄的灌溉制度参数:灌溉定额为755 mm,灌水周期为2 d,整个生育期灌水60次。

摘要：目前,国内流经城市的河流岸坡整治工程中,片面强调河流的防洪能力,而淡化了河流的人文生态功能,破坏了天然河流的生态循环,导致生态环境日益恶化,造成河道的治理存在一定的片面性和盲目性。因此,对河道岸坡的治理不但要关注它的结构稳定性,还要考虑生态健康、人文景观协调等生态学内涵。本文以建华河为研究对象,以工程实地调查为基础,以边坡稳定实验研究为手段,在综合河道岸坡稳定性研究成果上,提出河道整治方案建议。可为工程设计与施工提供重要依据,并对类似工程提供可以借鉴的经验。

摘要：针对目前网络中最为棘手的移动和安全问题,提出一种基于主机身份协议的间接通信结构模型HBIA,将用户的身份信息与位置信息相分离,引入新型接入路由器作为实现间接通信的中介。在搭建的测试环境中进行实现,测试结果表明,HBIA能够较好地支持主机移动,并保证了其安全性。