情態(tài)布局在中小灌溉泵站品類分布從優(yōu)和整合里運用

　　對于灌溉泵站而言，為了實現(xiàn)水資源的優(yōu)化使用和灌溉凈效益大化，可以對泵站群進行優(yōu)化，分配其合理的流量，使區(qū)域泵站群凈效益大。目標函數(shù)首先建立動態(tài)規(guī)劃的序列系統(tǒng)，設(shè)泵站群中有N座泵站，把每個泵站進行編號，將泵站的編號作為決策階段順序。每個階段的提水量Q作為狀態(tài)變量。

　　此時，以整個泵站群的效益大為目標進行優(yōu)化，可得目標函數(shù)為

　　f N（Q ） = max 6 N i =1 g i（ x i + h i）（1）

　　式中Q為渠首引水總流量，可以為N個泵站提供提水水源； x i為分配給第i個泵站的流量， h i為分配給第i個泵站輸水渠道損失的流量； g i（ x）為第i個泵站分配給x i流量時產(chǎn)生灌溉凈效益。

　　系統(tǒng)方程

　　對于引水小型機電灌區(qū)，其系統(tǒng)方程有Q n +1 = Q n - x n - h n（2）式中Q n +1， Q n分別為第n + 1和n個泵站提供水量時的流量； x n為分配給n泵站的流量； h n為分配給n泵站流量時損失的流量。

　　約束條件

　　該目標函數(shù)的約束條件為分配流量與損失流量之和不大于渠首的引水流量，且每個泵站的引水流量大于等于0且小于等于引水流量。其數(shù)學(xué)表達式為6 N i =1（ x i + h i）≤Q 0≤x i≤Q， i = 1，2，…， N 0≤h i≤Q， i = 1，2，…， N（3）

　　遞推方程

　　按泵站1→泵站N的順序，用N階段分配流量Q，并把每階段分配和損失所剩余的流量q作為狀態(tài)變量，因此顯然有0≤q≤Q，在初的階段，只有一個泵站時，有f 3 1（ q） = max { g 1（ x 1） } 0≤q≤Q 0≤x 1 + h 1≤q（4）

　　然后遞推到第2個泵站，即有兩個泵站1和2時，若分配給這個新泵站的流量為x 2，損失的流量為h 2，0≤x 2 +h 2≤q ，凈效益為g 2（ x 2） ，其留下的水量（ q - x 2 - h 1 - h 2）分配給泵站1，應(yīng)用動態(tài)優(yōu)化原理，求得兩個泵站時的大凈效益，可由下列遞推公式表達f 3 2（ q） = max { g 2（ x 2） + f 3 1（ q - x 2） } 0≤q≤Q 0≤x 2 + h 2≤q（5）

　　依次類推，可寫出f 3， f 4，…， f N，即f 3 N（ q） = max { g N（ x N） + f 3 N - 1（ q - x N） } 0≤q≤Q 0≤x N + h N≤q（6）

　　后可求得： x 1， x 2，…， x N和f N（Q ）。

　　模型的求解變量的離散化

　　由于分配不同的水量可以有不同的效益，因此在計算時需將水量和效益進行離散化處理，并形成泵站流量～凈效益的對應(yīng)關(guān)系，使離散出的泵站流量與形成的效益一一對應(yīng)。

　　模型的求解

　　根據(jù)遞推方程式（6） ，按逆序逐階段遞推。

　　在分配給第i個泵站流量Q i時，使整個區(qū)域泵站群灌溉效益大，由此確定該泵站的分配流量。

　　到達初階段后，即可得到整個泵站群的水量分配方案。

　　計算機程序

　　動態(tài)規(guī)劃模型一般必須配以計算機程序才能應(yīng)用于工程實際�？梢杂靡恍┯嬎銠C語言編制程序，使用時只需結(jié)合實際問題改動數(shù)據(jù)文件，并根據(jù)泵站的座數(shù)和流量組合對應(yīng)的各階段總流量適當(dāng)改變N的大小，這樣計算起來非常方便。

　　泵站的布局調(diào)整

　　在對泵站群進行優(yōu)化后，可以得到泵站群在一定流量情況下的各個泵站分配的流量，分配流量為0的泵站，需要對該站進行撤消，在規(guī)劃建設(shè)時考慮將其拆除；分配流量比較小的泵站，需要與其他泵站進行合并。另外還要將其分配的流量與泵站實際能夠打水流量進行比較，若分配流量大于實際打水流量，在規(guī)劃建設(shè)時需考慮擴大泵站的規(guī)模，以便發(fā)揮更大的效益；若分配流量小于實際打水流量，則在規(guī)劃建設(shè)時考慮將其減少規(guī)模。