基于模拟优化模型的渠井结合灌区多目标水资源优化配置

作者：王芊予; 胡天林; 芮松楠; 褚梦乔; 降亚楠^*

来源：节水灌溉, 2022, (09): 30-38.

• 多目标优化
• Pymoo
• 渠井用水比例
• 配水公平度
• NSGA-Ⅲ
• 紧密耦合模型

为协调渠井结合灌区灌溉经济效益、灌溉用水效率、作物缺水、地下水可持续利用和渠系配水公平度5个目标，确定各作物合理的灌溉用水量与适宜的渠井用水比例。采用基于Python开发的MODFLOW模块FloPy构建地下水数值模拟模型，在此基础上采用优化框架Pymoo中的NSGA-Ⅲ算法构建了紧密耦合的灌区多目标水资源优化配置模拟优化模型，获得了一个假想渠井结合灌区的多目标水资源优化配置方案。结果表明：与57个非劣解集的平均值相比，经济效益最优方案，经济效益高1.10%；地下水可持续利用方案中地下水平均累计降深低4.52%；作物缺水量最小方案中缺水量低14.25%；配水公平度最高方案中公平度高32.84%；用水效率最高的方案中用水效率高19.72%；采用博尔达计数规则优选出的最优方案中，经济效益高0.14%，地下水平均累计降深低4.49%，缺水量低0.15%，用水效率高16.90%，但用水公平度低52.2%。基于模拟优化模型通过调整渠井用水比例和灌溉水量来进行渠井结合灌区多目标水资源优化配置，并采用博尔达计数规则确定最优配置方案，可为灌区地表水地下水可持续安全高效利用，地下水取水总量和地下水水位双控提供强有力的技术支撑。

• 单位
  西北农林科技大学; 建筑工程学院