农业机械学报

作者：张成龙，袁源，徐浩林，郭珊珊，霍再林

单位：中国农业大学,中国农业大学,武汉大学,中国农业大学,中国农业大学,

关键词：二级渠系;水资源优化配置;河套灌区;NSGA-Ⅱ算法;连续时间变量;多目标优化

基金：国家自然科学基金重点项目（52130902）

我国现代化灌区因渠系运行管理水平不足而受限，亟需优化水资源分配和管理以保障农业生产稳定发展。引水稳定性是渠系优化配置的重要前提，提高引水稳定性可最大程度减少闸门操作次数，有助于降低运行成本和维护难度，提升整个灌溉系统的运行效率和可靠性。本文以河套灌区典型二级渠系——大滩分干渠为研究对象，将下级渠道配水净流量、配水开始和结束时间作为决策变量，建立面向引水稳定性提升和渗漏损失降低的渠系水资源优化配置模型。同时，为改进传统模型中0-1整数规划对于上级渠道动态引水流量刻画不精确的问题，本文模型引入连续时间变量改进传统的离散时间变量，并采用NSGA-Ⅱ算法进行模型求解。结果表明：改进前模型 2个目标函数（上级渠道配水流量标准差和渠系输水总渗漏损失量）优化结果为2.47m3/s和1.6842×106m3，改进后模型多目标函数优化结果为1.86m3/s和1.6797×106m3，实现了上级渠道引水稳定性更好和渠系输水总渗漏损失量更小。因此，改进后模型提高了渠道流量动态过程描述精度，尤其是可捕捉渠道流量短时间内大幅变化情况及其相应峰值，从而提升了渠道引水稳定性，可为渠道配水方案的可靠性和安全性保障提供依据。综上，本研究优化结果可实现集中高效配水，降低渠系渗漏损失，帮助决策者制定更为合理的渠系配水方案。

来源：2025年第11期

《农业机械学报》期刊编辑部

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