本技术公开了一种长藤结瓜水网灌溉系统的水资源优化调控方法,包括以下步骤:(1)建立长藤结瓜水网系统供水端、取水端及输配水端概化与网络拓扑关系;(2)根据“多级递阶控制结构”的概念设计“总调‑分调‑自调”的三层递阶控制结构;其中,“总调层”即骨干水源调度,通过渠首泵站提水至各骨干支渠的关键节点;“分调层”调度水量到各支渠的分水点;“自调层”将干支渠的诸多分水点、本地库塘即低瓜与用水户构成点对点的关系,从而进行水量的再分配;(3)构建长藤结瓜库渠联合多目标水资源优化调控模型并进行利用NSGA‑II求解,其中,模型包括:确定决策变量、建立目标函数,构建约束条件;本发明为长藤结瓜水网灌溉系统的水资源优化调控提供了科学依据。
背景技术
“长藤结瓜”灌溉系统是南方丘陵地区常见的水资源管理模式,具备广泛开辟水源、统一调配资源、扩大灌溉效益以及降低骨干渠道运行成本等优势。通过渠首骨干供水工程,可以有效解决水资源在空间分配上的不均衡问题,而灌区内的中小型水源工程则通过“闲时充水、忙时灌田”模式,通过库塘的充蓄机制调节时间分配的不均衡。库-渠水资源的精准联合调度在保障城乡用水安全、协同水土资源、推动灌区高质量发展方面具有重要意义。
与一般水资源调度研究不同,库渠连通灌区中的多水源优化调配面临着其独有的复杂性、不确定性和特殊性。复杂性体现在该问题跨越多个领域与任务,涉及径流预报、灌溉需求预测、水库调度、水资源分配及输水调度等多个环节;该系统需要兼顾灌溉、供水、发电和生态需求,各环节的“提水-调控-蓄水-输配”过程使得问题难度加大。不确定性则来自于库塘形式多样、输配水系统拓扑结构复杂、供水对象分散多样,同时气候变化及社会经济发展使得水资源供需预测充满挑战。特殊性在于,该问题为一个分阶段、动态联动的超高维非线性优化问题,包含众多调度控制节点。若分区分块处理,难以解决整体问题,若进行全局求解,又容易导致维数灾或局部最优问题。
实现思路