基于天牛群優化算法的灌區渠系配水研究

田桂林，蘇 楓，鄒 紅，呂謀超，申繼先，秦京濤，范習超

?灌溉水源與輸配水系統?

基于天牛群優化算法的灌區渠系配水研究

田桂林1,2，蘇 楓3，鄒 紅4，呂謀超1*，申繼先3，秦京濤1，范習超1

（1.中國農業科學院 農田灌溉研究所/農業農村部節水灌溉工程重點實驗室，河南 新鄉 453002；2.中國農業科學院 研究生院，北京 100081；3.河南省豫北水利工程管理局，河南 新鄉 453002；4.新鄉市大功引黃供水有限責任公司，河南 封丘 453300）

【目的】驗證改進后的天牛群優化算法在渠系配水領域的科學性與適用性。【方法】以2020年大功灌區某次灌水過程為基礎數據，以西一干渠干、支二級渠系輸水過程中滲漏損失水量為優化目標，各渠道運行時間及下級支渠輸水流量為決策變量，構建渠系配水模型，采用天牛群優化算法進行模型優化求解，并與天牛須搜索算法、粒子群算法等求解結果進行對比分析。【結果】采用天牛群優化算法求解得到的總配水量為391.85萬m3，滲漏總水量為22.87萬m3，配水總時間為7.30 d，相較于天牛須搜索算法計算的配水結果均有較大提升，與粒子群算法求解結果接近，但天牛群優化算法得出的渠系配水方案更為合理。【結論】改進后的天牛群優化算法能夠較好滿足灌區渠系水資源優化配置要求，為灌區水資源管理提供新的配水方法與科學建議。

灌區；渠系；優化配水；天牛群搜索算法；粒子群算法

0 引言

【研究意義】我國大中型灌區作為農業主要的用水與耗水部門，其有效灌溉面積3.47×107hm2，占全國耕地面積的25%，糧食產量占全國總量的50%[1]，年均灌溉用水量占全國農業灌溉用水總量的65%[2]，是保障我國糧食生產的主戰場和農業節水的重要領域?！?br>