改進遺傳算法在農村供水管網優(yōu)化中的應用.pdf

1、農村供水系統(tǒng)是農村經濟發(fā)展的重要基礎設施,是發(fā)展農村經濟、提高農民收入、確保農村飲用水安全和改善農民生活不可替代的物質基礎,同時也是建設新農村、縮小城鄉(xiāng)差距的必然要求。所以,做好農村供水工程具有重要的現實意義。
　　 在整個供水系統(tǒng)中管網部分的基建投資最高,而且涉及到龐大的能耗,一般要占到工程總投資的60％～80％。由于農村地區(qū)經濟基礎較薄弱、居民居住分散、供水區(qū)域較大以及供水管線較長等特點,農村供水管網多采用的是樹狀管網或混合

2、管網,這不同于城市環(huán)狀供水管網的計算。本論文作者通過參考大量查閱國內外相關研究文獻,充分搜集整理資料以尋求農村供水管網規(guī)劃最優(yōu)方案以及最合理的計算方法。具體內容如下:
　　 (1)建立供水管網多目標模型。本論文通過參考大量文獻,對管網可靠性進行分析,用節(jié)點富余水頭對管網可靠性進行衡量,從而建立以供水管網的可靠性和經濟性作為目標函數的管網優(yōu)化設計多目標模型,即建立以節(jié)點富余水頭、管網建造費用和運行管理費用之和最小的目標函數,并以標

3、準管徑及最小管徑約束、節(jié)點水頭約束、水力平衡約束、管段流速約束和泵站可供水量的約束等為模型的約束條件。
　　 (2)管網優(yōu)化布置是管網優(yōu)化設計的前提,本文以尋求管網總長度最短為目標,采用動態(tài)規(guī)劃法尋找樹狀管網最短路線的最佳布置方案,即將樹狀管網的優(yōu)化布置分成兩個階段來完成,第一個階段是根據設計人員經驗得出幾種符合設計規(guī)范的布置形式;第二階段是在第一價段的基礎上,根據動態(tài)規(guī)劃理論研究每一種布置形式的管徑優(yōu)化問題。
　　 (

4、3)考慮到農村管網的改擴建工程以及聯(lián)網工程日益增多,農村供水模式逐漸由單村供水模式向集中供水模式和聯(lián)村供水模式發(fā)展,本文遵循最短距離原則,進行分區(qū)管網間的合理連接與布局,并建立了相應的優(yōu)化設計數學模型。
　　 (4)本文根據管網計算的特點,分別采用了整數編碼、輪盤賭選擇法、適合整數編碼的算術交叉方法、改進的變異概率以及懲罰函數法將約束問題轉化為非約束問題建立的廣義適應度函數。
　　 (5)通過山東省兗州地區(qū)漕河鎮(zhèn)新建供水