多水源集雨灌区水资源优化配置软件研制
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城市多水源联合供水优化配置研究摘要:水资源优化配置通常涉及“水资源—社会经济—生态环境”这一复杂的巨系统,影响因素多,用水目标多,因此在进行水资源优化配置时需要统筹考虑多因素,力求寻找多目标协同配合下的最大综合效益。
对于多目标优化配置的求解方法,常用一般有两种:一是将多目标优化问题转化成单目标优化问题进行求解,此方法一次只能求得一个解,效率低下;二是利用启发式智能算法对多目标数学模型进行求解,得到方案解集,通过对解集中方案的筛选得到多目标问题的最优解,一次可以获得多个解,效率高,求解快,受到国内外诸多学者的关注。
本文主要分析城市多水源联合供水优化配置研究。
关键词:水资源配置;多目标优化;多目标模糊优选模型引言水资源短缺问题已经成为社会经济及全球可持续性的重大问题,其严重威胁人类生存及经济发展。
在2019年联合国发表的《世界水发展报告》中提出全球面临水资源短缺问题的人口数约占总人口数的25%,人类正面临全球性的水危机。
近年来,对稀缺水资源的过度使用和管理不善正在加剧水资源的供需矛盾,导致多用水户用水竞争激烈。
因此,通过水资源优化配置,使得有限的水资源可以合理的分配给多目标用水户,对于维护地区和平稳定、促进地区经济可持续发展至关重要。
1、供水工程管理与水源地保护问题分析尽管加强了供水项目的建设和改进,有效地满足了人民的用水需求,但在项目管理和水源保护方面仍然发现了许多问题,对供水项目的稳定性和可持续性产生了严重影响。
具体表现如下:(1)管理系统不完善。
缺乏持续有效的水管理机制,特别是在建筑工程完成后,严重影响了供水项目的运作和效率,也无法有效解决相关的生计问题。
(2)由于供水有限,建筑工地分散,特别是在农村地区,这些特点更加明显。
缺乏中央供水系统也使管理工作复杂化,最终造成供水分散的局面,只限于生活用水和灌溉用水,而城市用水较少。
(3)供水工程缺乏安全。
一方面,作为经济发展进程的一部分,水资源污染、某些地区的环境损害以及缺乏适当的科学标准来处理家庭废物,都是水资源污染的因素,威胁着水资源的安全和水资源的稳定与和谐发展另一方面,设备老化,经过长时间使用后,可能会过时,如果不及时维护,可能会影响正常用水和供水项目的效率。
关于石河子灌区水资源优化配置模型研究摘要:针对石河子灌区地处西北干旱半干旱地区日益严重的水资源短缺与生态环境不断恶化的问题,以系统分析的思想为基础,建立了面向生态与节水的灌区水资源优化配置序列模型系统。
提出了综合考虑节水,水权,生态环境等因素的多目标多情景模拟计算方法,并以石河子灌区为例,得出了比较合理的水资源优化配置方案。
石河子灌区的应用表明,在现有的水资源情况下,随着社会经济发展,当地水资源紧缺的供需矛盾将更加严重。
2010和2030年分别为工农业及城乡生活提供的水资源量6641.5万立方m,6796.7万立方m和6657.2万立方m,缺水量则达到1944.6万平方m2800.3万平方m 4627.9万平方m。
关键词:水资源优化配置灌区规划节水生态环境用水石河子灌区石河子地处天山北麓准葛尔盆地南缘,本地区干旱少雨,水资源短缺,生态系统极其脆弱。
社会经济,生态三大效益之间的矛盾日益突出[1],灌区水资源配置优化不仅直接关系到地区水资源与土地资源的高效合理利用,而且还可能影响到石河子地区经济产业结构发展与生态环境保护等。
所以本地区水资源优化配置需要以科学的可持续发展战略为指导,通过对水资源水资源时空变化规律的科学分析,在满足最小生态环境用水量的前提下,提出不同的工农业用水部门之间的水资源合理分配方案,以及实现这些方案的各项措施,以达到本地区人与水,与经济,与生态环境及水资源与土地资源的协调发展。
当然,对石河子灌区水资源优化配置研究,即要充分利用水源水库调节功能和本地区河流流域水量协调,通过水资源优化调度调整水库进出水量的时间分布差异,提高水资源利用效率。
还要根据灌区各农牧团场渠系之间的用水需求规律,对满足最小生态环境需水量后本区域供水量进行优化分配,充分体现工农业不同用水户和灌区间渠系之间的水资源利用价值与土地利用价值,最大化的现实水资源分配的效率与公平原则。
为此,本文建立了水库水资源优化调度模型和面向生态环境的灌区内部不同用水户的优化分配模型。
基于三层并行逐步优化算法的多水源区域内水资源智能调配方
法
王春红;于冬梅
【期刊名称】《河南科学》
【年(卷),期】2022(40)12
【摘要】多水源区域内水资源的目标量通常较多,对其进行水资源调配时存在目标查找困难、调配精准度低等问题.为了有效解决上述问题,提出一种基于三层并行逐步优化算法的多水源区域内水资源智能调配方法.首先建立了考虑经济效益、社会效益以及生态环境效益的目标函数,并计算了三者的具体权重,以作为下一步水资源调配的参照基准.然后采用三层并行逐步优化算法将调配分为决策、查找及优化更新三大步骤,同时结合莱维飞行算法查找决策模型中的最优目标解,通过不断迭代优化更新目标值与调配值间的正向差值,并利用修正函数缩小二者间的差异,以实现水资源的高效调配.最后通过仿真实验证明,所提出的基于三层并行逐步优化算法的多水源区域内水资源智能调配方法具有较高的精准度、较强的稳定性和较广的适用范围.
【总页数】6页(P1893-1898)
【作者】王春红;于冬梅
【作者单位】胶州市水利局
【正文语种】中文
【中图分类】TV213.4
【相关文献】
1.基于聚合分解协调的多水源水资源合理调配研究
2.基于投影寻踪模型的镶黄旗水资源承载力评价及其在水源调配中的应用
3.多水源区域内水资源调配策略分析
4.复杂防洪系统优化调度的三层并行逐步优化算法
5.干旱地区区域内部洪水资源调配研究——以天津市南北水系沟通工程为例
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灌区水资源优化配置方法及应用
灌区水资源是农业用水的重要来源,而灌溉又是影响灌区经济和社会发展的关键投资。
随着经济发展的加快,灌溉用水的需求迅速增长,灌区水资源面临着越来越严峻的挑战,迫切需要寻求合理的优化配置方法,以更好地利用水资源。
灌区水资源优化配置是指合理分配灌区内灌溉、工业、生活、其他用水等各用水源,以实现发展经济、保护环境的目标。
优化配置需要考虑地区复杂的水资源、生态环境等因素,以及各成员的利益分配问题。
根据可行性研究,今天,灌区水资源优化配置的方法主要有数学模型法、GIS技术法、案例分析法、参数辨识法等。
这些方法可以建立定量关联模型,从而获得合理的水资源配置方案。
在实际应用中,还需要采用智能计算方法,充分利用有限水资源,分析复杂的水资源配置问题,改善灌区水资源配置效果。
基于灌区水资源优化配置,可以实现灌区水利综合管理。
通过定量统计分析、模拟分析、智能计算等手段,可以更精确地了解水资源的变化规律,更好地利用水资源,实现水利综合管理。
特别是在农业灌溉方面,通过智能计算和水资源优化配置,可以减少灌溉量,提高灌溉效率,从而节约用水,降低蒸发损失,保护灌区水资源。
另外,灌区水资源优化配置还可以用于水质改善和污染治理,针对产生污染的源,采用有效的水资源优化配置技术,加强水质监测和控制,有效减少农业污染;另外,通过优化配置,可以进一步改善当
地人民的水质安全,建立更为科学和合理的农业用水管理制度,更好地保护水资源。
综上,灌区水资源优化配置是解决灌区水资源面临的挑战的有效方法。
只有通过定量模型、GIS技术、案例分析和智能计算等方法,精准分配和利用灌区水资源,才能更有效地保护水资源,实现可持续发展。
DOI:10.16616/ki.10-1326/TV.2017.010.014_______________________________<►科学研究灌区水资源优化配置决策支持系统牡秀(新疆乌苏市水利局,新疆乌苏833000)【摘要】本文利用系统优化理论,将灌区整体水资源的数量作为主要约束条件,构造整个灌区作物总产量最大的目标函数,运用线性规划思想进行求解,优化整个灌区水资源配置。
以window?操作系统为开发环境,选用Vb6.0编程语言,Access数据库管理数据,开发整个灌溉区水资源优化配置决策支持系统,实现整个灌区水资源优化配置的自动化及可视化。
【关键词】灌区水资源;优化配置;系统优化理论;决策支持系统中图分类号:TV213.9 文献标识码:A文章编号:2096-0131(2017)010-0047-04Decision support system of water resources optimizationin irrigation areaDU Xiu(Xinjiang Wusu Water Conservancy Bureau,Wusu 833000,China%Abstract:In the paper,the theory of system optimization is utilized,the overall water resources area is regarded as m ain constraint conditions for constructing the objective function of maximum crops production in theirrigation area.The i dea of linear planning is utilized to solve and optimize water resources allocation in irrigation area.Windows operating system i s regarded as the development environment.Vb6.0 is selected to programming language andAccess database is used to manage data.On the basis,water resources optimal allocation decision support system isdeveloped in the irrigation area,thereby realizing automation and visualization of irrigation water resources optimalallocation in the whole irrigation area.Key words:irrigation area water resources#optimization#system optimization theory#decision support system1引言由于近年来温室效应加剧,气候变化异常,灌区降雨极不稳定,加上水库常年失修,造成库容降低,灌区水资源常常得不到优化配置,造成整个灌区农业产量大量减产。
农业灌溉水资源优化配置研究进展
时荣超;郭文忠
【期刊名称】《农业工程学报》
【年(卷),期】2024(40)4
【摘要】水资源短缺是制约农业可持续发展的关键因素,因此农业灌溉水资源的优化配置对于保障粮食安全和水安全具有重要意义。
该研究基于农业灌溉水资源优化配置的主要类型,对单一作物灌溉优化决策、多作物水土资源优化配置和灌溉渠系水资源优化调度3个方面的研究进展进行了系统综述。
同时指出了当前农业灌溉水资源优化配置中存在的主要问题和未来研究方向,研究认为当前的农业灌溉水资源优化配置应在如下4个方面进行完善:1)建立更具生理意义的作物水分-产量-品质模型;2)在气候变化和人类活动的情景下实现农业灌溉水资源的优化配置;3)构建全面考虑水源、渠系、灌区面积、作物配置以及生育阶段的系统性农业灌溉水资源优化配置模型;4)建立以棵间蒸发最小为目标的动态灌溉优化决策模型。
研究可为中国的粮食安全和水安全提供理论指导。
【总页数】13页(P1-13)
【作者】时荣超;郭文忠
【作者单位】北京市农林科学院智能装备技术研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】S274.1
【相关文献】
1.农业灌溉水资源优化配置模型研究
2.农业灌溉水资源优化配置模型研究
3.非充分农业灌溉水资源优化配置
4.节水灌溉与水资源优化配置对农业种植结构影响研究
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灌区水资源配水及优化配置管理系统数据中心设计概述本文通过提供针对灌区数据中心规划、架构设计、建设实施全方位的服务,为灌区提供由内到外统一的数据架构平台服务,数据集成平台将改变数据库建设模式单一、重复建设、各自为阵的信息孤岛状态,解决传统数据中心不断上升的基础架构成本、维护成本、能源需求,以及资源交付速度慢、系统建设周期长,业务弹性差等诸多问题,满足灌区业务策略、业务发展的需要,提高灌区管理效率,实现灌区水资源优化调度。
标签:灌区;优化配置;数据中心1、总体设计原则灌区管理局数据中心建设包括数据模型、数据资源、数据交换服务、数据标准化处理等核心内容,该数据中心一方面是灌区管理局信息化的信息资源中心,另一方面是作各应用系统之间进行数据交换和集成的一个基础公共平台。
为了确保这一系统的可靠性、安全性和系统的扩展性,本文在进行数据中心设计时遵循了如下原则:1)成熟性与先进性不仅要保证具有先进性,而且要保证技术方向的正确性。
在网络设备、服务器等硬件设备方面以及应用系统方面,采取当今国际上成熟、主流并领先的产品和技术。
2)安全性和可靠性关键设备或设备核心部件全部设计了集群方式、或双机热备冗余方式,系统设计实现上,能够避免单点故障导致系统整体或重要功能的丧失。
3)实用性和扩展性数据中心的建设既要充分体现现阶段业务的特点,充分利用现有资源,合理配置系统软硬件;又要着眼建成后实际的使用与未来技术发展方向,具有良好的扩充能力,能够满足业务近期、中期甚至长期时间范围数据快速增长的需要。
4)标准性和开放性在实施过程中,尽可能遵循通用的国际或行业标准,各组成部分之间有良好的兼容性。
从长远来看,也便于系统的升级和移植或运行其他应用软件。
2、数据中心总体架构数据中心建设是数据建设的核心,灌区管理局的数据中心整体主要包括七个方面内容:基础设施、信息资源、数据管理、应用系统、运维管理体系、安全防护体系和技术标准体系。
总体架构图如下:灌区管理局的数据建设将“以各类统一的数据模型为核心,以数据中心基础设施建设为基础,以应用系统建设为手段,以运维管理为支撑,以安全防护为保障”,着重建设具备“高可用性、高应用频率和效率、高度集中共享和高度可管理性”的数据中心。
科技成果——基于3S的灌区灌溉需水预测与配水决策技术技术开发单位黄河水利委员会黄河水利科学研究院
成果简介
3S技术是遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)的统称,是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合,多学科高度集成的对信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。
基于3S的灌区灌溉需水预测与配水决策技术依据以上技术,并利用卫星遥感影像,ENVI、Google earth等软件平台,结合物联网技术,采用多种类传感器实时监测土壤和作物变化情况,通过无线方式将采集到的数据传输到中央数据库,配合本地的生态大数据系统开展灌区用水需求与调度的综合分析与智能决策。
技术特点
1、对灌区内种植作物的精细化分类识别精度85%以上。
2、灌区尺度农田土壤墒情的实时监测,精度在80%以上,并对未来半个月的土壤墒情信息变化情况进行预测。
3、计算获得不同尺度控制范围内灌溉需水量和引水需求,时间步长为1天,精度80%以上。
4、具备不同时间段管理信息的一键报表式输出服务。
5、用户文档完备性、正确性、一致性、易理解性、可操作性等均符合要求,开发界面友好、可视化功能突出。
适用范围适用于灌区需水预测、水量调度等相关工作。