李彬，李娜，李端明，龚诗雯

考虑水头损失的管道灌溉分水口轮灌分组优化模型

李彬1，李娜2，李端明2，龚诗雯2

（1.扬州大学 电气与能源动力工程学院，江苏 扬州 225127；2.中国灌溉排水发展中心，北京 100054）

【】优化灌溉系统中分水口轮灌分组的灌溉制度，在满足流量要求的条件下节约电能。提出了在考虑水头损失时不同分水口状态与管道进口压力的关系模型，该模型利用分水口开关0，1状态作为自变量，从管道末端起利用推导的递推公式求出管道进水口的等效水头损失系数。依据该模型，在定流量分组轮灌优化中得到为使分组轮灌功率最小的目标函数。利用遗传算法对上述问题进行了优化求解，并给出了编码方案。在分水口等间隔布置时，轮灌分组按轮灌分组数等间隔安排所需功率最小，优化后的水头损失系数可以减小到没有优化前的0.772倍。本研究模型不仅适用于恒定流量的组合优化，也可应用于不同分水口的所需水量不同的随机灌溉以及恒压供水的优化中。

轮灌；水头损失；模型；遗传算法

0 引 言

节水灌溉的实现途径主要有2种，一是研究植物需水量与产量的关系，从而确定植物最优灌溉方式[1-2]；二是改变传统明渠灌溉为管道灌溉方式，其利用管道将水直接输送到田间进行灌溉，有效地避免了水在渠道内发生的渗漏及蒸发损失[3]。同时，利用管道输送水到田间，不需要占用农田，节约了宝贵的土地资源，有效提高了灌溉的效率。随着自动化技术的发展和控制系统的成本下降，灌溉控制也越精细，如通过智能阀门或智能闸门可以实现灌溉系统最末端的放水口的控制。……