农业机械学报

作者：张成龙，袁源，董蛟，郭珊珊，霍再林

单位：中国农业大学,中国农业大学,中国农业大学,中国农业大学,中国农业大学,

关键词：两级渠系;多目标优化;NSGA-Ⅱ算法;公平性;灌溉单元

基金：内蒙古自治区科技重大专项“揭榜挂帅”项目（2023JBGS0003-1）

灌区由多级输配水网络及空间异质性的农田构成，不同渠系控制范围内的农田用水存在博弈特性。构建融合渠道输水动态特性和多目标协同机制的渠系水资源优化配置模型，以解决灌区用水公平性、渠道输水损失与干渠引水稳定性间的多维度协同优化是灌区迫切需要解决的难题。本文以河套灌区典型两级渠系——永兰分干渠及其支渠为研究对象，以各支渠配水净流量、支渠配水开始和结束时间作为决策变量，构建了考虑渠道引水稳定性和渗漏损失及配水公平性的渠系水资源多目标优化配置模型。模型突破了现有渠系配水模型中配水开始时刻干渠处于“连续水力贯通状态”的假定，在约束中考虑了干渠水流输送时间条件，采用NSGA-Ⅱ算法求解获得了渠系水资源优化方案。结果表明：该模型的引水时间方案在灌水轮期内完成各支渠配水时间仅需23.15d，相较于不考虑渠道水流时间约束的静态配水模型（32.86d）减少29.55%，大大缩短了灌溉时间并显著降低了输水渗漏损失。此外，相较于不考虑公平性目标的模型，该模型得到的配水公平性目标值仅为0.00227（＜1%），有效平衡了不同渠道范围农田的用水效益。本研究建立了多目标协同的渠系水资源优化配置模型，优化结果揭示了干渠流量波动抑制、输水损失最小化与公平性最优等矛盾关系，可为灌区管理提供科学的渠系水资源分配方案。

来源：2025年第11期

《农业机械学报》期刊编辑部

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