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基于粒子群算法的水资源优化配置 总被引：1，自引：0，他引：1
本文基于可持续发展理论,以社会、经济和环境的综合效益最大为目标,建立了区域水资源优化配置模型.根据模型的特点,采用粒子群算法(PSO)对模型进行求解.针对粒子群算法的迭代原理,通过对粒子编码方法、适应度函数构造和约束条件处理等环节的改进,构成了用于多目标有约束条件模型求解的粒子群优化算法.不仅拓展了粒子群优化算法的应用领域,同时也为复杂多目标模型的求解提供了一种新途径.本文以北京市为例,借助本文提出的模型,得到了该市2010、2020和2030年三个水平年在50%保证率下的水量配置方案.优化结果表明,该算法应用于水资源优化配置中是合适的. 相似文献
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水资源配置的目标是满足人口、资源、环境以及经济与水资源在时间、空间、数量以及质量上的协调发展,使有限的水资源获得最大的利用价值,推动区域社会经济进步,实现可持续发展。以经济效益、环境效益、社会效益等综合效益作为最佳优化配置目标,建立宝鸡市水资源优化配置模型。利用粒子群算法搜索速度快、效率高,算法简单的特点,用粒子群算法求解模型结果,最后通过经济、技术和生态环境分析论证与比选,确定优化配置方案。 相似文献
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群智能优化算法在水文频率曲线适线中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
根据不同适线准则,研究群智能优化算法在水文频率曲线适线中的计算问题,为水利工程规划、水资源优化配置等提供依据。以陕北地区12个主要测站的年径流系列为例,选取五大分布类共12种分布线型,根据我国现行水利水电工程设计洪水计算规范,按照离(残)差平方和最小准则(OLS)、离(残)差绝对值和最小准则(ABS)、相对离差平方和最小准则(WLS),以MATLAB7.6为计算平台,研究模拟退火算法、遗传算法、粒子群算法和蚁群算法进行水文频率参数的估计。在不同适线准则下,陕北地区年径流最优频率分布模型为广义Logistic分布(Generalized Logistic Distribution,GLO),粒子群算法进行参数估算偏差最小。与传统优化方法相比,群智能优化算法对优化目标函数要求低,是一种推求年径流频率曲线统计参数的新途径。 相似文献
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水分胁迫条件下稻田优化灌溉制度的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
本文通过对非充分灌溉条件下水稻优化灌溉制度如何制定进行了研究。其特点是将作物产量模型与耗水规律模型相结合,以相对产量最高为目标函数,建立了优化决策系统,并利用多目标规划进行求解。该研究成果可使有限的水量在作物生育期内发挥最大的效率,对优化配置水资源,实现农业高效用水具有重要作用。实例研究结果说明,所建模型及求解方法是合理与可行的,不但提高了水分利用效率,还为查哈阳灌区水资源的优化利用提供了科学依据。 相似文献
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为提高矿山边坡地表变形预测模型的精度,从矿山边坡地表变形影响因素角度考虑,建立了基于粒子群优化（PSO）极限学习机（ELM）的矿山边坡地表变形预测模型。结合经典的粒子群优化算法和极限学习机方法,提出矿山边坡地表变形影响因素同地表变形数值之间的耦合关系;采用中煤平朔安家岭露天矿区矿山边坡地表变形及影响变形因素的采集数据,应用ELM建立预测模型,并应用PSO对ELM预测模型的输入层与隐含层的连接权值、隐含层阈值进行优化,以提高其预测精度。研究表明,经过PSO的优化,将预测模型的最大相对误差（4.705×10-8）、均方误差（6.243×10-5）及均方根误差（0.008）等预测误差参数分别降低到1.516×10-8,1.158×10-5和0.003,说明PSO-ELM预测模型具有更高的预测精度,该预测模型可在后续研究中进一步应用于矿山边坡地表变形预测中,以期提升矿山生产安全。 相似文献
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为了建立高精度的边坡位移预测模型,文章采用基于粒子群优化(PSO)的双稀疏相关向量机(DSRVM)建立边坡稳定性和影响因素之间的非线性关系。双稀疏相关向量机是在变分和相关向量机(RVM)框架下提出的一种多核组合优化的方法,相比于RVM和其他多核学习方法,DSRVM不仅有更少的训练时间,并且能够得到更高的预测精度。由于DSRVM的核参数对预测效果的影响较大,文章采用粒子群算法实现多个核参数的优化选取并应用于边坡位移预测。最后将本文提出的基于粒子群优化的双稀疏相关向量机(PSO-DSRVM)预测结果与极限学习机(ELM)和小波神经网络(WNN)预测结果进行对比,通过均方根误差(RMSE)、复相关系数(R2)和平均相对预测误差(ARPE)进行评价,验证了PSO-DSRVM模型在边坡变形预测上的可行性。 相似文献
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我国北方地区干旱缺水 ,农田灌溉用水量占总用水量 80 %以上。农业节水的主要潜力在河水灌区。要按农业用水量控制灌溉水量 ,要在河水灌区积极开发利用浅层地下水和微咸水。在河水灌区打井 ,发展井渠结合灌溉 ,地表水地下水联合运用 ,是优化利用水资源 ,防治灌区土壤盐碱化的根本途径。必须统一管理水资源并改革水价。 相似文献
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解决干旱区水资源缺乏问题必须要从水资源系统配置的角度考虑,虚拟水理念有别于传统的水资源直接配置,通过改变农产品流通格局,进而优化虚拟水流动状态,实现水资源系统配置。结合甘肃省实际情况,在满足"农产品不减收""各地农业用水量不增加"两大约束条件下,以优化算法为工具,搭建了基于甘肃省14个市(州)的以农产品为调控对象的数学模型,调控后,地区总收入呈上升趋势,上升约7%,但农业用水量呈下降趋势,下降约4%。玉米的进口总量上升了9%~10%,而小麦进口总量同比下降了28%~30%。调控方案使虚拟水流动均衡性在当地农业用水综合调控中集中体现,提高了地区水资源系统配置实现的可能性,实现了水资源直接配置和间接调配的综合管理,对缓解干旱区未来社会经济发展中水资源配置面临的问题提出了新的思路。 相似文献
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灌区水资源合理配置是提高灌区水资源利用效率及保障粮食安全的重要途径,也是实现灌区水资源可持续利用的有效调控措施。从灌区水资源管理政策、水资源循环转化规律、水资源优化配置模型与方法和水文生态4个方面,对国内外该领域的研究现状进行了对比分析。研究发现,国内灌区水资源配置主要存在4个方面的问题:水资源合理配置与保护政策落实不到位、水资源的统一管理机制不健全、水资源优化配置模型实用性不强和水资源优化配置基础条件较为薄弱。建议加强灌区水资源的统一管理政策与机制、变化环境下水资源循环转化规律、水资源承载力基础理论与评价新方法、水文生态调控技术、水资源实时风险调度与智能化管理技术以及水资源优化配置耦合技术研究。 相似文献
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径向基函数神经网络需水预测研究 总被引：1，自引：1，他引：1
在分析山西省历年用水量和人均用水量的基础上，建立径向基函数神经网络需水预测模型，采用最近邻聚类学习算法确定径向基函数的宽度、选取聚类中心和权值。采用丰富的需水预测因子作为模型的输入，网络输出需水预测值。预测结果表明，径向基函数神经网络需水预测模型运算速度快，有较高的预测精度。需水预测可为水资源规划和配置提供依据。 相似文献
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为了提高瓦斯涌出量预测精度,针对瓦斯涌出量影响因素的多重相关性、复杂性等问题,结合主成分分析法和分源预测理论,对开采层、邻近层、采空区的瓦斯涌出量数据分别进行主成分分析降维,得到预测指标。针对极限学习机(ELM)存在的输入权值矩阵与隐含层阈值随机生成的问题,利用模拟退火粒子群算法(SAPSO)对极限学习机的参数寻优,将新疆某煤矿回采工作面瓦斯涌出量及影响因素作为SAPSO-ELM模型的输入进行训练,再利用训练好的SAPSO-ELM模型对陕西某煤矿回采工作面的瓦斯涌出量进行验证预测,并对比原始ELM模型的预测结果。结果表明,SAPSO-ELM模型的平均相对误差为3.45%,ELM模型的平均相对误差为8.81%,与ELM模型相比,SAPSO-ELM模型预测精度及效率均优于原始ELM模型。分源预测理论和主成分分析法的结合有效解决了多因素间的多重相关性并降低了预测模型的复杂度,SAPSO-ELM预测模型实现了瓦斯涌出量的快速精准预测,对预防瓦斯事故发生和保障煤矿安全高效开采具有较好的指导作用。 相似文献
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以贵州普定后寨地下河流域为例,分别计算河道内外生态用水量及流域生态需水量,并选用协调度、满意度、合理度和差异性作为评价因子,构建了岩溶流域生态用水分配协调性的数学评价模型。研究结果表明: ( 1)后寨河流域枯水年( P= 75% )和特枯水年( P= 95% )生态用水量分别为568 6. 7万m3 和473 2. 1万m3 ,当石漠化生态环境得到有效治理后,由于喀斯特径流形成过程及水资源组合分配发生了变化,天然水资源量将会减少,最终消耗于土壤或植被的蒸散发,整体上流域生态用水仍处于短缺状态,生态缺水量为833. 6万m3; ( 2)后寨河流域地下水资源丰富,降水充沛,流域内生态用水与社会经济用水不存在很强的竞争关系,生态缺水属工程性缺水,可以通过综合平衡地开发利用各分区的水资源等方法进行缓解; ( 3)应用数学评价模型研究表明,流域内生态用水的协调度为0. 999 44～0. 999 35,生态需水满意度和分配合理度均为0. 878～ 0. 856,系统生态需水满足程度的差异性较小,有利于流域内各系统整体功能的发挥。 相似文献
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工业用水优化配置模型研究 总被引：2，自引：0，他引：2
探讨了工业部门内部水资源优化配置理论与方法，建立了水资源优化配置经济效益模型。在此基础上，深入研究了经济效益、社会效益、环境效益、水资源的可持续利用及其与国民经济、社会的协调发展等因素对水资源优化配置的影响。通过对上述影响因素的分析，给出了工业内部各行业综合影响系数的计算公式，建立了水资源优化配置综合效益数学模型。以山东省高密市为例，在收集分析了各行业的用水量、产值、利税等基本资料的基础上，以每个行业的历史用水量为样本，采用数理统计的方法推求出行业需水量上、下限，并利用综合效益模型，以1989年7月这一最枯月份为例，对工业内部各行业进行水资源重分配，结果比较符合实际情况。 相似文献
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土体压实可以通过外力迫使土颗粒压密来增大土体密实度,从而改善土体的力学性能.因此,土体压实参数的确定对于土工结构有着重要影响.本文采用基于粒子群优化的随机森林模型对最优含水率(wopt)和最大干密度(ρdmax)进行了预测.首先,利用灰色关联度算法计算最优含水率和最大干密度与特征变量(含砾量,砂含量,细粉含量,液限,塑限,压实能量,和土体类型)之间的相关性,进行特征选择,得到其对应的随机森林预测模型.然后,利用粒子群优化算法确定随机森林模型的最优超参数,并获取模型的适应值.最后,对模型进行10折交叉验证训练,并在测试集上测试模型结果.结果表明,基于所有特征的预测模型效果更优,且最大干密度的预测效果优于最优含水率的预测. 相似文献
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土石混合体是物理力学性质较为复杂的地质材料,因此该类斜坡的稳定性评价是工程地质领域的重要课题。为提高斜坡稳定性预测的能力,本文将粒子群算法和果蝇优化算法相互耦合,形成融合算法,并结合机器学习模型,使用决定系数、均方误差和平均绝对误差3个评价指标,构建并评价土石混合体斜坡稳定性的预测模型,最终采用基于融合算法的梯度提升决策树模型对输入参数进行了重要性分析。结果表明:(1)相比于粒子群和果蝇优化算法,融合算法能够有效优化机器学习模型的参数,从而较为明显地提升模型预测精度。(2)基于融合算法的梯度提升决策树模型预测精度最高,达到93.33%,明显优于融合算法下的决策树模型和Stacking模型。(3)影响土石混合体斜坡稳定性的结构因素,其重要性从高到低分别为基覆面倾角、含石率、总体坡角、坡高。 相似文献
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引大入秦工程是由大通河向甘肃中部兰州市永登县秦王川地区跨流域引水的以农业灌溉为主要目的大型调水工程。工程建成通水后,对改变当地农业生产条件和贫困面貌、安置贫困山区移民、促进秦王川地区的经济社会发展发挥了重要作用。但是,由于各种因素的综合影响,工程在设计效益的发挥等方面存在一些问题,集中表现在供水能力未能充分发挥、工程水资源配置没有实现最优化。在收集到翔实的第一手资料的基础上,将引大灌区和周边可能的供水范围作为一个统一的研究对象即引大工程供水区,根据供水区的供需水现状和用水发展趋势,采用水资源系统分析理论中的最优化技术,建立以经济效益、社会效益和环境效益最优为目标、以供需水量为约束条件的优化配置模型,通过求解模型,确定近期和远期供水区的水资源在各子区不同用水部门间的最优化配置方案,为富余水源寻找出路,这对最大限度地发挥工程效益,促进区域经济社会的可持续发展具有重要作用。 相似文献
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从昔阳县水利工程现状入手,分析其供水能力,通过各行业多年用水量比较,总结出各行业用水指标,为水资源开发利用、优化配置,提供了科学依据。 相似文献
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《水文地质工程地质》2018,(6)
研究黑河干流水资源的可持续利用问题,有助于促进中游盆地的科学用水,保障下游区域的生态稳定。黑河干流中游灌区由于过度引水,导致其正义峡下泄量偏离了国家97分水方案的调控目标。以中游盆地张掖、临泽和高台农灌区为主要研究对象,基于多目标多约束方程构建了水资源可持续利用规划模型。模型模拟表明,正义峡下泄量主要受莺落峡径流量、灌区引水量以及黑河大桥-正义峡段地下水溢出量等的影响与控制。模型预测显示,通过灌区节水措施降低灌溉定额,黑河干流水资源可以在支撑中游灌区现状灌溉面积用水量的同时,确保正义峡下泄量达到国家分水方案确定目标。多目标规划模型的研究结论,确立了中游盆地水资源可持续利用的用水方案,该方案将有效解决中游和下游水事矛盾,既可以保障中游人工绿洲经济发展,也可以保护下游生态环境。 相似文献