情態布局在中小灌溉泵站品類分布從優和整合里運用

　　對于灌溉泵站而言，為了實現水資源的優化使用和灌溉凈效益大化，可以對泵站群進行優化，分配其合理的流量，使區域泵站群凈效益大。目標函數首先建立動態規劃的序列系統，設泵站群中有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作為狀態變量。

　　此時，以整個泵站群的效益大為目標進行優化，可得目標函數為

　　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流量時產生灌溉凈效益。

　　系統方程

　　對于引水小型機電灌區，其系統方程有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。其數學表達式為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，應用動態優化原理，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～凈效益的對應關系，使離散出的泵站流量與形成的效益一一對應。

　　模型的求解

　　根據遞推方程式（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

　　動態規劃模型一般必須配以計算機程序才能應用于工程實際?？梢杂靡恍┯嬎銠C語言編制程序，使用時只需結合實際問題改動數據文件，并根據泵站的座數和流量組合對應的各階段總流量適當改變N的大小，這樣計算起來非常方便。

　　泵站的布局調整

　　在對泵站群進行優化后，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，在規劃建設時考慮將其拆除；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，在規劃建設時需考慮擴大泵站的規模，以便發揮更大的效益；若分配流量小于實際打水流量，則在規劃建設時考慮將其減少規模。