基于动态规划法的宿迁地区灌溉管道经济流速研究

农田管道输水灌溉系统设计中,经济流速的确定由于涉及工程规模、投资及运行费用等方面,受材料、劳动力、能源价格影响,具有明显的地区差异,确定过程较为复杂。通过建立年费用函数增量的灌溉管网费用函数模型,基于动态规划方法,以管径为变量模拟流速对投资与运行费用的影响过程。给出了适用于宿迁地区不同流量范围塑料管材、管径的经济流速,为宿迁地区农田管道输水灌溉系统管网设计提供了更具体、科学的参考依据。     

流量保证条件下长距离输水系统管径优化研究

针对流量保证条件下长距离输水系统管径优选问题,综合考虑流量保证率和管道年费用,建立长距离输水系统管径优化模型。首先,考虑需水量的随机性,综合输水系统供水量和需求端用水量,表征长距离输水系统的流量保证率;其次,综合分析管网造价、年动力费用、管网投资及大修费等,建立输水管道年费用表达;最后,结合流量保证率和管道年费用,建立多目标优化模型,运用遗传算法求解,寻求最优管径组合方案。工程案例表明:该地输水系统的最优管径组合方案为线路A管径为DN550,线路B管径为DN550,线路C管径为DN500。对应的流量保证率为85.21%,大于70%的流量基本保证率,可满足用户需水量。对应的输水管道年费用为13 524.05万元/年。     

城市污水输送系统优化设计方法研究

针对城市污水输送管网工程,分别考虑了污水输送有压、无压管网系统优化问题。对于有压管网工程,建立了以加压泵站和输水管道工程年费用最小为目标函数,以加压泵站工作扬程与各管段管径为决策变量,以管段首末水头损失、各管段管道经济流速与各管段管径为约束条件的非线性模型,采用加压站工作扬程离散枚举法比选,管段管径一维动态规划选优方法进行优化计算;针对无压管网工程,同样建立了以输水管道工程年费用最小为目标函数,以各管段管径为决策变量,以管段为阶段变量,以管段首末水头损失为耦合约束条件、以各管段管道经济流速、各管段纵坡与各管段管径为决策变量可行域约束条件的一维动态规划模型。以此两种模型,可以对城市污水管网工程进行有压与无压输送方案比选,并通过实例分析验证可为城市污水输送有(无)压管网工程系统优化设计提供参考。     

管道灌溉最优管径的确定

近年来,管道输水灌溉发展很快,对工程优化设计提出新的要求。管径的确定,是管道输水灌溉工程设计的重要环节,它关系到管道灌溉的经济效益。过去采用的“年费用最小法”较繁琐;“经验估算法”的应用范围与合理性往往受到影响。本文提出应用“非线性规划”确定最优管径。这个方法较简便易行,符合实际,应用范围广。     

泵站加压条件下规模化灌溉管网优化方法研究

规模化灌溉管网中管线较长、出流口多,各个出流口易出现压力不均衡问题。结合树状灌溉管网的特点与最优化原理,以管网综合费用为目标函数、出流口压力均衡为主要约束条件,建立了泵站加压状态下的规模化管道输水灌溉管网的优化模型,采用LINGO对优化模型求解,得出了在管道投资最少和压力均衡条件下的最优管径组合方案。优化算例表明:此优化模型相比经济流速法设计的管网,总费用降低4.1%;管网内各个出流口压差不超过20%,满足管道输水灌溉设计中对水压的要求,能够使管网出流口压力均衡。     

长距离泵输水工程管道直径选择探讨

长距离泵输水工程管径选择合理与否直接影响工程投资和运行费用。采用费用现值法,考虑工程运行初期和远期输水流量不同、泵站运行方案不同、水泵工作扬程和水泵机组效率不同以及我国实行两部制电价等因素,探讨长距离泵输水工程经济管径的确定问题。以陕西某长距离泵输水管道工程为例,介绍了DN450,DN500,DN600和DN700等4种管径的费用现值计算,以及输水管道经济管径的确定过程,可供类似长距离泵输水工程经济管径选择参考。     

仁河水库灌区低压管道输水灌溉试验区的经验点滴

仁河水库管道输水灌溉试验区面积为1100亩,采用石屑管和PE硬塑管输水,石屑管的管径为150～200mm,硬塑管管径为150mm和100mm,试区管网系统的特点是:流量不稳定;水流扶带泥沙杂草,管道易堵塞;自压水头高;地形复杂。设计时必须考虑这些特点。试验区以小麦生长期所需的灌水定额及灌水周期计算得一、二、三、四分区的管道设计流量分别为0.031m~3/S、0.032m~3/S、0.065m~3/S、和0.047m/S。经济分析表明,试验区的效益费用比为3.15,年均效益为58,382元,还本年限为1.11年。     

低压管道输水灌溉设计要点

文章详细对低压管道输水灌溉中管网布置、灌溉制度、管径、水泵选型等内容进行设计。     

并联输水管道设计方法

针对长距离并联输水系统的特点，以年费用最小为目标，应用动态规划建立了优化设计数学模型。对模型求解中涉及到的并联输水管管径的选定和流量分配问题作了探讨，推导了连接管设置间距计算式。算例表明，所设计的并联输水管道，可明显节省年费用。     

树状低压输水灌溉管网线性规划优化模型及其求解

针对当前南方地区大规模低压管道输水灌溉管网规划设计中存在的技术难点,建立以管道输水灌溉系统的年费用最小为目标函数的树状管网优化线性规划模型,并将内点法应用于模型求解,取得了良好的效果。     

MATLAB在泵站管道优化设计中的应用

介绍了利用MATLAB优化工具箱进行泵站输水灌溉主管道优化设计的方法。在MAT—LAB环境下编制了输水管道线性规划模型通用程序,利用优化工具箱linprog函数进行求解。直接得到最优商品标准管径,克服了常规优化模型中先拟合管线造价公式,优化后再进行标准管径修正的不足。模型程序简单,无变量个数限制,使用方便。通过实例应用,优化计算结果较一般经验公式计算结果可节约29．1％的工程年费用。     

井灌区低压环状管网与机井装置优化匹配

本文研究单环与双环管网与机井装置的优化匹配问题,建立了以工程年费用最小为目标函数的管网优化计算数学模型。求解过程中,以离散的标准管径为变量,分别计算不同出水口放水时的年运行费之和,然后计算工程年费用值,并比较其大小,年费用最小所对应的管径为最优管径。数学模型中,管径为实际的标准管径,各出水口流量为管网运行中泵的实际出流量,因此与实际相符合,且管径是标准管径,具有较强的实用性。     

管道输水灌溉中的淤堵原因与防控措施

农田灌溉管道输水过程中的淤堵问题困扰着管道输水灌溉工程的推广应用,直接影响管道输水灌溉工程的正常运行与使用年限。通过对管道输水灌溉工程中管道淤堵原因分析,提出了农田灌溉管网淤堵防控措施。针对农田灌溉管网淤堵机理相对复杂、理论研究尚不深入的现状,建议从水源水质管理、灌溉管网规划设计与运行管理等方面入手,进一步研究灌溉管网淤堵防控的综合性技术措施,以最大限度提高管道输水灌溉工程使用寿命,维持灌溉输水管网高效运行。     

低压管道灌水均匀性的影响因素及对策

低压管道是农田灌溉中的重要载体,其管道灌水均匀性直接影响农田灌水的效率与效果,为了确保其具有高效灌溉的特点,文章就以低压管道输水灌溉技术灌水均匀性为核心研究内容,首先对低压管道输水灌溉技术的特点、适用条件进行阐述,又对文中案例低压管道输水灌溉系统的组成进行简要说明,后对低压管道输水灌溉技术灌水均匀性影响因素进行分析,包...     

关于低压管道输水灌溉中管径设计问题的探讨

本文针对低压管道输水灌溉中管径设计方面存在的问题,提出了采用折算年费用最小法设计管径的原理及方法、步骤,并给出了管径设计的实例。     

低压管道输水灌溉管网优化设计

管网优化包括布置方案优化和管径优化。过去管网优化一般人为选定布置方案后只进行管径优化,但是,不同类型管网(树状管网或环状管网)只优化管径并不能说明布置方案优化,还必须做年费用比较,年费用最小的布置方案才是最优布置方案。本管网优化设计采取同类型管网推求单位长度管道基建投资函数和能耗函数,求其公共解方法求解优化管径,再做不同类型管网年费用比较,选取优化布置方案,实现了管径、布置方案双向优化。     

线性信赖域算法在给水管网优化设计中的应用

提出了将给水管网优化设计分解成管径优化和流量优化的方法.对于管径优化,以不同管径管长为优化变量,建立某一流量分配下的线性规划模型.利用管道造价公式和水力计算公式,建立以流量分配为优化变量的非线性规划模型.在计算过程中,采用单纯型法求解线性规划模型,用带有约束的信赖域法求解非线性规划模型,两种算法交替计算.算例表明这一方法是可行的,能得到管网的优化设计方案.     

贤庄农田灌溉工程设计思路探究

临汾市尧都区贤庄村水资源有限,全村耕地基本为水浇地,由于输水管道破坏,原泵站失去功效无法灌溉,农民田地收成不能保证。文章在引水流量计算的基础上,对引水首部设引水管道、提水泵站等进行了分析设计。通过对设计方案的复核,表明工程选定管道管径、水泵扬程及流量均能满足项目要求,此次建设农田灌溉工程,能够解决贤庄村的灌溉问题。     

浅井底压灌溉优化配套技术研究及应用

本文对已有的浅井工程进行抽水试验、灌溉试验，经过理论分析，推导出了单井低压管道输水灌溉系统的最优出水量、最佳降深、最佳扬程、经济管径及田间多孔软管配水计算方法，确定了浅井灌溉费用最小、效益最大的浅井低压灌溉优化配套技术。     

井灌区管网优化计算模型的改进

本文针对我国北方井灌区管道输水技术的特点，通过引进叠加流量、流量折算系数和虚拟压力调节器改进了管网系统优化计算模型，从而实现了井灌区单井复杂管网系统的更为适用的优化设计