第2章 灌溉水源优化配置与保障关键技术

灌溉水源的优化配置与保障技术，主要研究水源的优化调度和水源在不同作物及其不同生育阶段的优化配置问题。目前有关灌溉水源优化模型的研究主要集中在以下几个方面：①灌溉制度优化模型。针对灌溉水资源短缺的情况，采用某种优化方法确定各种作物的灌水定额、灌水次数及灌水时间；利用非充分灌溉，使有效水资源发挥最大效益。以模拟技术为手段，用控制作物不同生育期土壤最低含水率的方法，结合降水的随机性，研究灌区优化配水过程及可实施自修正的灌溉决策软件；②种植模式优化模型。针对某一灌区的实际情况，建立同时考虑灌溉排水、降低地下水位的要求和多种水资源联合调度、联合管理的优化模型，确定农作物最优种植模式及各种水源的供水量比例；③灌区优化配水模型。运用系统分析方法，确定灌区水资源量在工业和农业之间的分配比例。能够根据来水量或农业气象的随机变化，经分析计算，做出配水决策和用水计划，当灌区来水量不足，供需水矛盾突出时，可根据灌区对目标函数的不同选择，及时做出相应优化配水方案；在一定农作物种植比例条件下，将有限水资源分配给各种作物。在优化方法方面，经典的优化配置方法分为线性规划、动态规划、模拟计算、多目标优化以及大系统优化方法等。近年来，对策论、存储论、灰色理论、模糊理论及决策支持系统等方法在地表水、地下水联合运用系统中得到了越来越多的应用。此外，多种优化方法的组合模型也得到了较快发展，如动态规划与模拟技术相结合、图论与线性规划方法相结合、网络与线性方法相结合以及优化方法与灰色理论、模糊理论相结合等。另外，一些智能优化算法，如遗传算法、模拟退火算法、蚁群算法、人工神经网络、粒子群算法及其混合优化策略等，通过模拟或揭示某些自然现象或过程而得到发展，其思想和内容涉及数学、物理学、生物进化、人工智能、神经科学和统计力学等方面，为解决水源优化调度提供了新的思想和手段。

本章主要研究多目标水库优化调度自优化模拟技术、多作物灌溉供水量最优分配动态规划模型和多水源灌区供水与配水整合优化调度模型，构建多级别多目标水库供水调度规则，与灌区作物需水预报关键技术相配合，实现灌区供水可靠化。