农田输水渠(管)道组合设计研究 ——基于Python遗传算法

针对我国灌溉水利用效率低,农业基础设施占地率高的问题,构建农田灌溉渠(管)道优化设计模型,为灌溉渠(管)道的设计及组合优化提供新的方法.基于PYTHON遗传算法,以现浇混凝土梯形渠道、现浇混凝土U形渠道和PE暗管3种渠(管)道为研究对象,建立以年需投资费用最低和年净效益最大为目标的优化模型,以江苏省临海农场渠道规划整治工程为例,探究模型的可行性与农田最优输水渠(管)道组合方式.结果表明:①基于遗传算法模型优化灌溉渠(管)道设计,均在100次遗传代数内得到最优结果,计算时间为1.30 s,速度快,优化结果好.遗传算法可应用于灌溉渠(管)道的设计.②采用梯形斗渠和U形斗渠能显著减少约40％年需投资费用,保障正年净效益(P<0.05);采用农管能显著增加10％以上新增耕地.③采用梯形斗渠与农管组合和U形斗渠与农管组合年净效益较大,均超过6万元/a,较其他组合新增耕地增加10％以上.实际工程中可采用此方式作为田间灌溉渠系最优组合方式.