渠-闸联动模型优化数字孪生灌区配水效率

【导语】近日，中国农业科学院农田灌溉研究所团队在灌区现代化技术上取得新突破，成功研发出渠-闸动态协同配水模型。该模型能根据实际情况优化配水方案，显著提升灌区配水效率。相关研究成果已在《农业计算机与电子》期刊上发表。该模型通过智能算法优化渠闸组合，有效减少了水量损失，提高了渠系水利用系数，为数字孪生灌区建设提供了新路径。研究得到了中国农业科学院科技创新工程的支持。详情可访问原文链接了解。

近日，中国农业科学院农田灌溉研究所灌区现代化技术与装备团队研发出渠-闸动态协同配水模型，可根据灌区渠闸数量与轮灌制度等实际情况优化配水方案。相关成果发表于《农业计算机与电子（Computers and Electronics in Agriculture）》。

灌区轮灌依赖总干渠节制闸与分干渠分水闸调控，但多数灌区经验式管理易导致多级渠道配水效率低、分配不均。模型包含‌渠-闸动态协同、‌两级渠系配水两个子模型，前者通过闸门动态响应优化人工调度滞后情况，后者实现主干-分干渠水量智能分配。在大功灌区示(shì)范(fàn)中，模型基于总干渠12座(zuò)节(jié)制(zhì)闸(zhá)和(hé)21条(tiáo)分(fēn)干(gàn)渠(qú)闸(zhá)门(mén)、灌(guàn)溉(gài)数(shù)据(jù)，用(yòng)粒(lì)子(zi)群(qún)算(suàn)法(fǎ)和(hé)天(tiān)牛(niú)群(qún)算(suàn)法(fǎ)优(yōu)化(huà)生(shēng)成(chéng)了(le)32种(zhǒng)渠(qú)-闸(zhá)组(zǔ)合(hé)配(pèi)水(shuǐ)方(fāng)案(àn)，平(píng)衡(héng)了配水时间、用(yòng)水(shuǐ)效(xiào)率(lǜ)与(yǔ)公(gōng)平(píng)性(xìng)。优(yōu)化(huà)方(fāng)案(àn)较(jiào)不(bù)考(kǎo)虑(lǜ)闸(zhá)门(mén)的(de)经(jīng)验(yàn)配(pèi)水(shuǐ)减(jiǎn)少(shǎo)渗(shèn)漏(lòu)水(shuǐ)量(liàng)损失10.81～31.15%，渠系水利用系数提升11.09～27.66%。研究为提高数字孪生灌区配水效率提供新思路。

研究得到中国农业科学院科技创新工程支持。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.compag.2025.110434.