针对灌区水资源多目标优化配置模型求解算法的不确定性和最优方案选择问题,以新疆阿克苏地区阿瓦提县丰收灌区为研究对象,以灌区可持续发展为目标,建立基于优选算法的灌区水资源多目标优化配置及方案优选模型。对比改进的NSGA-II算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II,带精英策略的非支配排序遗传算法)、NSGA-III算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-III,基于参考点的非支配排序遗传算法)、MOEA/D算法(AMulti-Objective Evolutionary Algorithm based on Decomposition,基于分解的多目标进化算法),最终选取性能最好的CNSGA-III算法作为优化算法对水资源配置模型进行求解;建立水资源配置方案评价体系,利用熵权-TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution,优劣解距离法)综合评价模型对符合决策制定者期望的配置方案进行对比筛选,选出灌区水资源最佳配置方案。结果表明:优化后的方案相较于传统配置方案,在"三条红线"用水限额下,经济净效益增加1.0%,灌区总缺水量减少8.4%,碳吸收总量增加4.5%。建立的灌区水资源多目标优化配置及方案优选模型可为管理者制定灌区水资源配置方案提供参考,也可适用于其他干旱灌区,有一定的理论意义。
优化灌区渠系输配水技术是推动农业水资源高效利用的重要举措。针对新疆部分灌区渠系管理上沿用人工传递信息方法来决策配水方案,难以达到优化调配。以轮灌分组和配水流量为决策变量,建立了以渠道输水损失最小、轮灌组内配水时间差最小为目标的灌区支、斗渠优化配水模型,采用多目标粒子群算法进行求解;在深入研究渠系优化配水模型及其算法求解的基础上,采用Visual Studio Code、Matlab开发工具,开发灌区渠系水优化配置系统,并通过实例进行检验分析。结果表明:优化后的配水方案较该时段实际灌溉方案,渗漏损失总量由48.49万m^(3)减少至23.78万m^(3),配水时间由30 d缩短为14.6 d。所建立的渠系优化配水模型贴近渠系实际运行情况,可以实现集中高效配水;开发的渠系水优化配置系统界面友好、参数简洁,能方便快速地为灌区的配水优化编组提供决策依据。
