基于混合蛙跳算法的自压微灌管网系统优化设计

尚洪彬，桂子钦，段晓宁，胡明宇，何武全,2*

基于混合蛙跳算法的自压微灌管网系统优化设计

尚洪彬1，桂子钦1，段晓宁1，胡明宇1，何武全1,2*

（1.西北农林科技大学 水利与建筑工程学院，陕西 杨凌 712100；2.旱区农业水土工程教育部重点实验室，陕西 杨凌 712100）

【】解决自压微灌管网系统布置与管径优化设计的问题，节省工程投资造价。以新疆某灌区一微灌工程为研究对象，以微灌系统中各级管道的管段长度、管径为决策变量，支毛管允许水头差、工作压力、管径、流速等为约束条件，以管网总投资最小为目标，分别建立了双向毛管布置和单向毛管布置的自压微灌管网数学模型，并采用混合蛙跳算法进行求解，优化管网的布置及各级管道的管径。该优化设计方法对自压微灌管网系统能够实现管网系统布置与管径的同步优化，优化设计后的方案干管段数减少，干管每一段的长度和每条支管长度增加，部分管段管径减小，所需总投资为469 129.3元，与依据相关规范和经验进行设计的原方案相比，管网投资降低了21.5%。该优化设计方法所得的优化结果节省投资明显，混合蛙跳算法收敛性能稳定，计算速度较快，具有较高的计算精度，对水源有保证、地面坡度不大且较为均匀的自压微灌管网系统的优化设计具有一定的应用价值。

自压微灌管网；管网系统布置；管径优化；混合蛙跳算法

0 引言

【研究意义】微灌是利用管道系统将水输送到灌溉地段，通过末级毛管上的孔口或灌水器，将作物生长所需的水分以细小的水流或水滴的形式直接输送到作物根区附近，均匀地施于作物根层土壤的一种灌水技术，包括滴灌、微喷灌、涌泉灌（或小管出流灌）等[1]。……