滴灌系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究及其軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā).pdf

1、中國(guó)科學(xué)院教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心博士學(xué)位論文滴灌系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究及其軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)姓名：朱德蘭申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：土壤學(xué)指導(dǎo)教師：吳普特20050601滴灌系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究及其軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)II年費(fèi)用為目標(biāo)函數(shù)，以三因素影響下的灌水均勻度為約束條件，以毛管直徑和滴頭設(shè)計(jì)工作壓力為決策變量，建立了非線性優(yōu)化模型，借助于計(jì)算機(jī)優(yōu)化理論求解模型，確定出滴頭設(shè)計(jì)工作壓力計(jì)算方法；對(duì)運(yùn)用滴灌較多（如果園、溫室、花卉、蔬菜、棉花）的田塊進(jìn)

2、行田面高程測(cè)量，根據(jù)滴頭設(shè)計(jì)工作壓力計(jì)算公式，制定出了果園、溫室、棉田滴頭設(shè)計(jì)工作壓力取值范圍：山丘區(qū)果園、溫室、棉田滴頭工作壓力分別為1.1~2.9、0.18~0.48、0.36~0.96m。通過(guò)對(duì)滴頭、毛管、支管、干管工作壓力值進(jìn)行分析，對(duì)滴灌系統(tǒng)的滴頭、管材性能指標(biāo)重新作了規(guī)定，在制造滴頭時(shí)，滴頭額定工作壓力應(yīng)小于3m；在生產(chǎn)支管和毛管時(shí)，管材耐壓應(yīng)小于0.1Mpa。干管管材耐壓應(yīng)由原來(lái)的0.40Mpa降低到0.30Mpa；通過(guò)滴

3、頭工作壓力與毛管優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，從理論上說(shuō)明滴頭的設(shè)計(jì)工作壓力可降低到3m以下，滴頭工作壓力降低后，毛管與常規(guī)滴灌毛管相比，年費(fèi)用降低22％，滴灌管網(wǎng)投資是常規(guī)滴灌投資的15～13，滴頭工作壓力降低后，首部樞紐費(fèi)用、年運(yùn)行費(fèi)也會(huì)有大幅度降低。本研究不僅為降低滴灌系統(tǒng)造價(jià)找到了突破口，并且提供了理論基礎(chǔ)。3、開(kāi)發(fā)出滴灌系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件在滿足灌水均勻度的前提下，將滴頭設(shè)計(jì)工作壓力作為決策變量（而不是以往的固定值），將土壤、作物、水源的約束條件

4、考慮在內(nèi)，在優(yōu)化過(guò)程中，不僅對(duì)毛管、支管、干管進(jìn)行水力優(yōu)化計(jì)算，而且對(duì)多個(gè)灌水小區(qū)尺寸（長(zhǎng)寬比、面積、數(shù)量）進(jìn)行優(yōu)化，然后將主要材料清單顯示在MicrosoftExcel中，將設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)顯示在Wd文檔中，利用VisualBasic對(duì)Autocad2002進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，將管網(wǎng)布置圖顯示在Autocad2002中，最終開(kāi)發(fā)出理論性強(qiáng)且實(shí)用的設(shè)計(jì)軟件。該設(shè)計(jì)軟件的管道系統(tǒng)水力計(jì)算均采用兩級(jí)優(yōu)化法數(shù)學(xué)算法理論性強(qiáng)，計(jì)算速度快、精度高，且能夠直接