基于兩層協(xié)調模型的多級揚水灌區(qū)供水調配優(yōu)化

姜 瑤 熊呂陽 姚付啟

(1.北京師范大學水科學研究院， 北京 100875； 2.中國農(nóng)業(yè)大學水利與土木工程學院， 北京 100083； 3.長江科學院農(nóng)業(yè)水利研究所， 武漢 430015)

0 引言

灌區(qū)水資源優(yōu)化配置研究始于20世紀60年代初期，研究內容由單一田塊、單一作物的灌溉用水優(yōu)化配置發(fā)展到灌區(qū)及區(qū)域尺度的多層次、多水源聯(lián)合優(yōu)化，由單一水量優(yōu)化發(fā)展到考慮水質、生態(tài)等環(huán)境效益的水資源配置[1-4]。運用的優(yōu)化技術包括線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃、多目標分解協(xié)調法、多目標分解聚合法等[5-8]。隨著系統(tǒng)科學的發(fā)展，智能優(yōu)化算法也得到發(fā)展，如遺傳算法[9]、蟻群算法[10]、粒子群算法[11]、退火算法[12]等。優(yōu)化模型由單一目標發(fā)展為多目標，由傳統(tǒng)確定性模型發(fā)展為考慮現(xiàn)實諸多不確定性的多種不確定性優(yōu)化模型[13-15]，并逐漸向數(shù)學規(guī)劃與模擬技術、智能算法、向量優(yōu)化理論等幾種方法的組合模型發(fā)展[16-19]。

多級揚水灌區(qū)是一個更為復雜的配水系統(tǒng)，不僅涉及到水量在不同系統(tǒng)、不同層次間的分配，還涉及到泵站的運行調度，包括泵站級間流量的配合、水量的分配、揚程優(yōu)化等。近幾十年來，已開展了若干優(yōu)化模型的構建和開發(fā)研究，以優(yōu)化復雜泵站配水系統(tǒng)運行[7-8,20-21]。然而，模型的數(shù)學復雜性、多維特點或對灌溉系統(tǒng)過度簡化等限制了諸多模型的應用和推廣[20]。因此，建立高效、實用的供水調配優(yōu)化模型，對多級泵站提水灌溉系統(tǒng)的區(qū)域灌溉水資源優(yōu)化配置具有重要意義。

本文將以寧夏回族自治區(qū)典型揚水灌區(qū)為例，建立具有二層遞階結構的多級揚水灌區(qū)供水調配多目標優(yōu)化模型?？紤]灌區(qū)需水及泵站運行情況，將缺水量平方和最小和泵站運行功耗最小作為目標，并考慮不同時段的灌溉配水和泵站運行制度。模型基于大系統(tǒng)分解-協(xié)調方法求解，第1層構建單個泵站供水調度優(yōu)化模型，第2層構建多級泵站供水調配優(yōu)化模型，各層模型之間通過提水流量和供水量相互協(xié)調，以優(yōu)化和協(xié)調多級泵站之間以及單個泵站內作物之間的水量調配。本研究旨在解決復雜多級提水灌溉系統(tǒng)內的供水調配優(yōu)化問題，以期獲得核定水量下不同層次間的水量分配和泵站運行最優(yōu)方案。

1 系統(tǒng)概述

固海揚水灌區(qū)地處寧夏回族自治區(qū)中部干旱帶(東經(jīng)105°35′～106°12′，北緯36°11′～37°18′)，氣候干旱，水資源短缺，包括固海灌區(qū)和固擴灌區(qū)兩部分，本文研究對象為固擴揚水灌區(qū)。灌區(qū)南、北長124 km，東、西平均寬2.7 km，由北至南海拔從1 200 m左右增加至1 900 m左右，海拔高差達700 m。灌區(qū)內灌溉面積由北向南呈狹長分布，而灌溉水源來自北部黃河水流，由于南北較大的海拔高差，灌區(qū)以泵站多級提水灌溉為主。固擴揚水灌區(qū)現(xiàn)有主泵站12座，總設計提水流量12.7 m3/s，裝機總臺數(shù)50臺，裝機總容量9.45萬kW，總揚程479.7 m，凈揚程428.7 m，1～10泵站裝機容量都大于5 000 kW，設計年引水量1.325×108m3。固擴灌區(qū)詳細組成如表1所示。

在固海多級揚水灌區(qū)的供水調配過程中，既存在各級泵站的聯(lián)合運行，又有站內多臺機組的調度，上下級提水泵站之間、本站機組之間都有一定的聯(lián)系。同時，灌區(qū)內又存在諸多蓄水池，用于灌區(qū)內的高效灌溉供水。整個灌區(qū)的灌溉供水調配取決于整個灌區(qū)的來水和需水情況，泵站、蓄水池的運行情況，以及各干渠、支渠和斗渠的水量分配。因此，灌區(qū)水量的優(yōu)化調配不僅是泵站或者渠系本身的優(yōu)化，還建立在灌區(qū)用水計劃、渠道水量分配基礎上，兼顧泵站運行規(guī)則、各級泵站間的合理分配、站內機組優(yōu)化的整個系統(tǒng)的優(yōu)化。

2 供水調配優(yōu)化模型構建

2.1 模型概化

固擴多級供水系統(tǒng)由12級主泵站提水系統(tǒng)和各支渠泵站提水系統(tǒng)及配水系統(tǒng)組成。為簡化起見，模型僅考慮主干渠上的多級泵站提水和供水過程，而各分支渠上多級泵站提水僅考慮其取水過程，即每級泵站系統(tǒng)均只有唯一一個上級泵站和下級泵站。因此，固擴多級供水系統(tǒng)可概化為一個由12級泵站系統(tǒng)串聯(lián)組成的供水系統(tǒng)，每個泵站系統(tǒng)包括泵站提水系統(tǒng)(由進出水結構、水泵機組及泵房組成)和其所控制的灌溉區(qū)域(直接從該泵站分水進行灌溉的引水渠道及其控制灌區(qū))。供水系統(tǒng)由首級泵站從黃河干渠取水，進而通過多級提水和供水將水量逐級分配至各泵站供水區(qū)內渠系系統(tǒng)和蓄水池，并最終分配至不同作物。其中，根據(jù)現(xiàn)場調研，研究區(qū)經(jīng)濟作物多數(shù)采用滴灌等高效灌溉方式，灌溉水由泵站供水后需進一步經(jīng)蓄水池沉淀才可灌溉。因此，為簡化模型，將糧食作物統(tǒng)一定義為渠系灌溉作物，將經(jīng)濟作物統(tǒng)一定義為高效灌溉作物，以各泵站控制區(qū)內兩種作物的灌溉配水量分別代表泵站控制區(qū)內渠系系統(tǒng)和蓄水池的分配水量，即泵站的輸水量和蓄水量(以下簡稱輸蓄水量)。泵站供水量指泵站向其控制區(qū)的總分水量，包括渠系系統(tǒng)的輸水量和蓄水池的蓄水量。概化的固擴多級供水系統(tǒng)如圖1(圖中符號定義詳見2.2節(jié))所示。

表1 固擴揚水灌區(qū)主要灌溉系統(tǒng)組成Tab.1 Detailed information of Gukuo pumping irrigation system

注：a+b表示a臺運行機組和b臺備用機組。

研究區(qū)供水具有多層次且相互聯(lián)系的供水特點，因此本文建立具有二層遞階結構的大系統(tǒng)分解-協(xié)調模型，各層建立多目標非線性優(yōu)化模型，以考慮供水調配過程中的水量限制和能耗要求。其中，第1層為各泵站系統(tǒng)內的單站供水調度優(yōu)化模型；第2層為多級泵站系統(tǒng)間供水調配優(yōu)化模型，模型詳細的遞階結構如圖2(圖中符號定義詳見2.2節(jié))所示。

圖1 固擴多級供水系統(tǒng)概化圖Fig.1 Conceptualized structure diagram of Gukuo multi-pumping irrigation system

圖2 模型遞階結構圖Fig.2 Structure diagram of two-level hierarchical model

2.2 模型構建

2.2.1第1層：單站供水調度優(yōu)化模型

第1層目的是進行泵站控制區(qū)內輸蓄水量分配優(yōu)化及泵站內機組運行臺數(shù)調度優(yōu)化，模型目標函數(shù)為泵站控制區(qū)內各作物各時段缺水量平方和最小和泵站運行功耗最小，目標函數(shù)方程為

(1)

(2)

式中j——泵站編號

J——各系統(tǒng)內泵站總數(shù)

I——運行時段總數(shù)

M——泵站內安裝機組總數(shù)

i——運行時段編號

m——泵站內安裝機組編號

Z(j)——第j級泵站運行軸功率，kW

F(j)——第j級泵站控制內作物灌溉缺水量的平方和

R(j,i)——第j級泵站控制區(qū)內渠系灌溉作物第i時段總需水量，m3

K(j,i)——第j級泵站控制區(qū)內高效灌溉作物第i時段總需水量，m3

X(j,i)——第j級泵站第i時段控制區(qū)內渠系灌溉作物配水量，m3

Y(j,i)——第j級泵站第i時段控制區(qū)內高效灌溉作物配水量，m3

n(j,i,m)——第j級泵站第i時段第m臺機組開機狀態(tài)，為0～1變量，開機時取1，關機時取0

q(j,m)——第j級泵站第m臺機組的提水流量，m3/s

H(j)——第j級泵站揚程，m

η(j,m)——第j級泵站第m臺機組在該工況下的效率

由流量-揚程和流量-功率關系曲線確定約束條件為：

(1)灌溉供水量約束

(3)

(4)

(2)可供水量約束

第i時段泵站控制區(qū)內總分配水量小于該泵站的供水量，即

X(j,i)+L(j,i)≤S(j,i)

(5)

Y(j,i)≤L(j,i)

(6)

(3)流量約束

開機機組的總流量不小于該泵站的提水流量，即

(7)

各機組提水流量不大于其最大提水流量，即

q(j,m)≤qmax(j,m)

(8)

(4)運行臺數(shù)約束

(9)

(5)功率約束

實際需要的功率不大于機組允許的最大功率，即

Z(j,m)≤Zmax(j,m)

(10)

其中

Z(j,m)=ρgq(j,m)H(j)/η(j,m)

(11)

式中Rmax(j)、Rmin(j)——第j級泵站控制區(qū)內渠系灌溉作物最大、最小需水總量，m3

Kmax(j)、Kmin(j)——第j級泵站控制區(qū)內高效灌溉作物最大、最小需水總量，m3

L(j,i)——第j級泵站第i時段向蓄水池的分配水量，m3

S(j,i)——第j級泵站第i時段供水量，為協(xié)調變量，由第2層模型反饋，m3

Q(j,i)——第j級泵站第i時段提水流量，由第2層模型反饋，m3/s

qmax(j,m)——機組最大提水流量，m3/s

mmax(j)——第j級泵站內最大機組數(shù)，為整數(shù)

Z(j,m)——泵站內機組運行功率，kW

Zmax(j,m)——機組允許的最大功率，kW

2.2.2第2層：多級泵站供水調配優(yōu)化模型

第2層目的是優(yōu)化各級泵站在各時段的供水量和提水流量，目標函數(shù)為多級泵站系統(tǒng)總控制區(qū)內缺水量的平方和最小和多級泵站系統(tǒng)運行總功耗最小，目標函數(shù)方程為

(12)

(13)

約束條件為:

(1)水量平衡約束

下級泵站的提水流量與上級泵站提水流量及區(qū)間供水流量平衡，即

ω(j)Q(j,i)-Qs(j,i)=Q(j+1,i)

(14)

Qs(j,i)ΔTiη(j)≥S(j,i)

(15)

(2)供水量約束

實際供水量應大于最小需水量，即

(16)

實際供水量應小于由渠道供水能力決定的渠道最大輸水量，即

S(j,i)≤Qsmax(j)ΔTi

(17)

系統(tǒng)總供水量應小于系統(tǒng)分配的總水量，即

(18)

(3)流量約束

實際提水流量大于最小需水流量，小于由提水能力確定的最大流量，即

Qmin(j)≤Q(j,i)≤Qmax(j)

(19)

第1級泵站提水流量等于整個系統(tǒng)的總提水流量，即

(20)

式中F——整個多級泵站系統(tǒng)控制區(qū)內缺水量的平方和

Z——整個多級泵站系統(tǒng)的泵站總功耗，kW

D(j,i)——第j級泵站第i時段控制區(qū)內的總需水量，包括渠系灌溉作物需水量和高效灌溉作物需水量，m3

C(j,i)——第j級泵站第i時段的單位提水流量功耗，由第1層模型反饋，kW·m3/s

Qs(j,i)——區(qū)間供水流量，包括渠系直接輸水流量和蓄水流量，m3/s

Qsmax(j)——由渠道輸水能力決定的最大輸水流量，m3/s

ΔTi——第i時段持續(xù)時間，s

ω(j)——第j級干渠渠道水利用系數(shù)

η(j)——第j級泵站系統(tǒng)供水效率

S——系統(tǒng)分配的總水量，m3

Qmin(j)——第j級泵站由最小需水量決定的最小提水流量，m3/s

Qmax(j)——第j級泵站由提水能力決定的最大提水流量，m3/s

2.3 模型求解步驟

(1)各層多目標模型采用基于相對偏差的最小偏差法進行求解，第1層多目標數(shù)學模型可描述為

(21)

第2層多目標數(shù)學模型描述為

(22)

式中W(j)——轉換成單目標后的第1層第j級泵站目標值

W——轉換成單目標后的第2層目標值

Fmin(j)、Fmax(j)——第j級泵站控制區(qū)允許的最小和最大缺水量平方和

Zmin(j)、Zmax(j)——第j級泵站運行可能的最小和最大軸功率，kW

Fmin、Fmax——整個多級泵站系統(tǒng)控制區(qū)內允許的最小和最大缺水量平方和

Zmin、Zmax——整個多級泵站系統(tǒng)可能的最小和最大泵站總功耗，kW

(2)由優(yōu)化調配模型的第2層給定初始提水流量Q(j,i)和各級泵站向干渠的供水量S(j,i)，其中S(j,i)作為協(xié)調變量。

(3)調用第1層單泵站優(yōu)化模型，在給定流量Q(j,i)和可供水量S(j,i)條件下，通過調節(jié)泵站內機組運行臺數(shù)及其提水流量，對各站流量Q(j,i)在各臺機組之間進行優(yōu)化分配；對各泵站可供水量S(j,i)在灌區(qū)不同灌溉作物之間進行分配，求出各級泵站的最優(yōu)開機方案和配水方案，并確定各級泵站單位提水流量功耗C(j,i)及灌溉需水量D(j,i)。

(4)將第1層得到的各級泵站單位提水流量功耗C(j,i)和灌溉需水量D(j,i)反饋至第2層，再次調用第2層多級泵站優(yōu)化模型，求解得到第2層各級泵站提水流量Qp(j,i)和各級泵站供水量Sp(j,i)，并確定最優(yōu)方案下的系統(tǒng)功耗Zp和系統(tǒng)缺水量Fp以及系統(tǒng)目標值Wp(p代表第p次迭代)。

(5)將Qp(j,i)和Sp(j,i)返回第1層，重復步驟(2)～(4)。

(6)反復進行以上過程，直到第2層系統(tǒng)總目標W滿足

(23)

式中ε——允許誤差，取0.001

3 供水調配優(yōu)化

3.1 模型參數(shù)設置

根據(jù)收集整理的研究區(qū)作物種植結構、作物需水、各級泵站參數(shù)等數(shù)據(jù)，對所構建模型進行了初步驗證與應用研究。模型所需數(shù)據(jù)收集自固海灌區(qū)灌溉管理站，包括研究區(qū)總核定用水量、作物種植結構、灌溉定額、各級泵站參數(shù)(包括總/凈揚程、安裝機組數(shù)及機組運行參數(shù)、設計運行方式、設計/最大提水流量、控制灌溉區(qū)域及面積等)及近幾年各級泵站實際提水量和供水量等。各層模型中需水量根據(jù)各泵站控制區(qū)內作物種植結構、灌溉面積、灌溉定額及渠系水利用系數(shù)計算得到。研究區(qū)灌溉提水從4月持續(xù)至8月，并在11月進行一次冬灌。因此，模型將灌溉時段劃分為6段，每個時段持續(xù)時間均設定為30 d。模型中泵站和機組參數(shù)及揚程根據(jù)收集到的各級泵站實際參數(shù)給定，模型中各級泵站最大機組臺數(shù)根據(jù)泵站實際安裝機組總數(shù)確定，但未考慮各級泵站內備用機組。現(xiàn)狀供水方案采用固海灌區(qū)2017年實際供水調配結果。優(yōu)化得到各級泵站各時段提水量、控制區(qū)輸蓄水量、作物配水量、泵站內機組運行臺數(shù)調度等方案，并將優(yōu)化方案與研究區(qū)2017年實際供水調配方案進行對比。

3.2 各級泵站間供水調配方案優(yōu)化結果

在現(xiàn)狀供水總量下，各級泵站供水調配優(yōu)化結果與現(xiàn)狀對比情況如表2所示?，F(xiàn)狀情況下，由于各級泵站同時進行提水和供水，各時段各級泵站系統(tǒng)間泵站供水量分配的不合理往往造成系統(tǒng)較大的缺水量。與現(xiàn)狀供水調配情況相比，優(yōu)化方案對各級泵站供水量進行了整體協(xié)調分配，因此優(yōu)化后的系統(tǒng)缺水量明顯減少，各級泵站供水量與其控制區(qū)需水量更為接近，總缺水量由現(xiàn)狀的5.77×106m3減小為1.30×104m3，各級泵站缺水量(富余量)由現(xiàn)狀的-3.22×106～2.47×106m3減小為優(yōu)化后的-8.30×104～9.50×104m3，缺水量的變化范圍顯著減小。研究區(qū)由于提水級數(shù)和揚程較大(12級，凈揚程428.7 m)，實際供水中各級泵站間協(xié)調難度較大，而通過各級泵站供水量及其系統(tǒng)內機組運行方案調度(機組運行臺數(shù)及其提水流量的調節(jié))的協(xié)調優(yōu)化，各級泵站提水量均有所增加，同時下級泵站的可供水量增加明顯，有效緩解了現(xiàn)狀供水中上下級泵站之間的用水調度矛盾，優(yōu)化后的供水調配方案更為合理。同時，由于提水流量的改變，優(yōu)化后下級泵站的運行功率雖有所增加，但系統(tǒng)總功率較現(xiàn)狀變化較小(表2)。

各級泵站各時段供水量和提水量優(yōu)化方案分別如表3和圖3(圖中縱坐標相對提水量為實際提水量(m3)與10 000 m3單位水量的比值)所示。各級泵站各時段的供水量基本與其需水量相近(表3)，這表明通過優(yōu)化，現(xiàn)狀供水總量能較好地滿足灌區(qū)的需水要求。由于6—8月是大部分作物生長的關鍵時期，因此隨著灌區(qū)需水量的增加，各級泵站在該時段的提水量與供水量均顯著增加(表3和圖3)。同時，下級泵站各時段的提水量和供水量較現(xiàn)狀均有所增加，而上級泵站的提水量和供水量受需水量的限制，在一些時段較現(xiàn)狀有所減小(表3和圖3)?？傮w上，通過各級泵站各時間段之間的供水優(yōu)化，多級泵站提水的時空矛盾得到緩解，作物生長關鍵時期的需水量以及下級泵站的提水量均得到有效滿足。

表2 各級泵站供水調配現(xiàn)狀與優(yōu)化結果Tab.2 Present values and optimized results of water supply among multi-stage pumping stations

注：缺水量中負值代表供水量小于需水量，灌區(qū)缺水；正值代表供水量大于需水量，灌區(qū)供水充足。

表3 各級泵站各時段供水量優(yōu)化結果Tab.3 Optimized results of water supply for each pumping station in each period m3

圖3 各級泵站各時段提水量現(xiàn)狀與優(yōu)化結果Fig.3 Present values and optimized results of pumping water amount among multi-stage pumping stations in each period

3.3 各級泵站各時段輸蓄水量及機組運行臺數(shù)調度優(yōu)化結果

基于模型優(yōu)化，得到的各級泵站控制區(qū)內各時段輸蓄水量分配方案如圖4(圖中縱坐標相對水量為實際水量(m3)與10 000 m3單位水量的比值)所示，優(yōu)化結果給出了各時段各級泵站控制區(qū)內的輸蓄水量分配方案，為各級泵站的輸蓄水量分配決策提供了依據(jù)。各時段各級泵站控制區(qū)內輸蓄水量分配與該泵站控制區(qū)內的灌溉面積及作物種植結構密切相關，一般具有較大高效灌溉面積的泵站控制區(qū)具有較大供水量及蓄水量。第2至第4級泵站主要負責向下級揚水，其控制區(qū)內基本無灌溉面積，因此優(yōu)化中其配水量為0。第9級和第12級泵站具有較大灌溉面積，其供水量在各級泵站中最大，同時由于第12級泵站的高效灌溉面積較大，因此其各時段蓄水量也相對較大。

各級泵站內機組提水流量及開機組合優(yōu)化方案如表4所示。各級泵站各時段提水流量為泵站內機組運行的總提水流量，同時優(yōu)化得到泵站內各機組在各時段的開機狀態(tài)及流量。在需水高峰的6月和7月，各級泵站的提水流量均為整個灌溉季最大，各級泵站內的開機機組數(shù)及機組提水流量也相對較大，最大達到了6臺工作機組。在需水量相對較少的4月、5月及11月，各級泵站內機組的開機機組數(shù)相對減少，以保證開機機組流量、提高泵站運行效率、減小泵站的運行功耗。

泵站編號4月5月6月7月8月11月提水流量/(m3·s-1)開機組合提水流量/(m3·s-1)開機組合提水流量/(m3·s-1)開機組合提水流量/(m3·s-1)開機組合提水流量/(m3·s-1)開機組合提水流量/(m3·s-1)開機組合116.72#1、#2、#4、#67.13#1～#39.37#1～#410.31#1～#67.38#2～#44.46#2、#4126.42#2～#46.84#2～#49.03#1～#49.97#1～#67.16#1～#34.17#1、#3136.42#1、#3、#46.84#1、#2、#49.03#1～#49.97#1～#57.16#2～#44.17#1、#4146.42#1～#36.84#1、#3、#49.03#1～#49.97#1～#4、#67.16#1～#3、#64.17#3、#4156.42#1～#36.84#2～#59.03#1～#49.97#1#67.16#2～#64.17#1、#4～#6165.55#1、#2、#65.93#2、#3、#67.84#1、#2、#4、#58.49#1～#4、#65.88#2、#4～#63.87#5、#6、#1174.79#1、#2、#5、#65.14#1、#4、#56.84#1、#3～#67.30#1～#44.87#1、#4、#63.56#2、#4183.76#1、#4～#64.10#1、#3、#45.59#1～#3、#5、#65.97#1～#53.66#2、#4、#63.28#2、#6193.20#2、#43.44#3～#54.57#2、#34.98#1、#3、#42.89#2、#32.88#5、#61101.99#3、#5、#62.12#2～#4、#62.70#1、#5、#62.86#1、#3、#61.58#2、#3、#61.76#5、#61111.68#1、#21.79#4、#52.37#4～#62.39#1、#3、#51.32#41.58#11121.11#1、#51.11#1、#3、#41.28#1、#2、#41.20#1、#2、#60.72#2～#41.12#2～#6

注：#代表機組，其后數(shù)字代表機組編號。

4 結論

(1)考慮典型多級揚水灌區(qū)供水調配過程中不同系統(tǒng)、不同層次間的協(xié)調關系，以及水量限制和能耗要求，建立了具有二層遞階結構的大系統(tǒng)分解-協(xié)調模型，各層建立多目標非線性優(yōu)化模型，其中，第1層為單個泵站供水調度優(yōu)化模型，第2層為多級泵站系統(tǒng)供水調配優(yōu)化模型。模型基于大系統(tǒng)分解-協(xié)調方法求解，各層單獨進行規(guī)劃決策，同時兩層之間又通過協(xié)調變量(供水量)建立聯(lián)系，同時兼顧泵站運行規(guī)則、各級泵站系統(tǒng)間的水量合理分配、站內機組優(yōu)化等問題，以解決供水系統(tǒng)中同時存在的高層次的各級系統(tǒng)間供水調配決策和低層次的單級系統(tǒng)內輸水量和蓄水量分配優(yōu)化。

(2)應用所構建模型，開展了寧夏回族自治區(qū)典型揚水灌區(qū)供水調配優(yōu)化研究，提出了多級揚水系統(tǒng)內多層次的供水調配優(yōu)化方案，包括各級泵站各時段提水量及供水量分配、控制區(qū)作物配水、站內機組運行臺數(shù)調度等方案。優(yōu)化方案與實際供水調配方案對比表明，所構建模型能夠高效、合理地解決多級揚水灌區(qū)內多層次且相互聯(lián)系的復雜供水調配優(yōu)化問題。優(yōu)化方案較好地緩解了供水系統(tǒng)內各級泵站系統(tǒng)間的供水調度時空矛盾，顯著減小了系統(tǒng)缺水量。所構建模型充分考慮了不同層次之間運行規(guī)則、水量調配和決策利益的協(xié)調，為復雜多級揚水灌區(qū)的供水調配優(yōu)化提供了有效方法。