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草坪喷灌系统管网优化研究与CAD软件开发

易新建  
【摘要】:草坪由于具有保持水土,美化环境,清新空气等作用,在城市,道路建设工程中普遍采用。自然水资源通常不能满足草皮正常生长的需水量,因而,在草坪中,广泛采用固定管道式喷灌系统进行人工补水。 本文首先通过对草坪喷灌系统与其他农作物喷灌系统差别的分析研究,指出草坪喷灌系统具有管网投资大,喷灌均匀度系数要求高的特点。然后,通过对传统的草坪喷灌系统规划设计方法的研究,得出传统的规划设计方法存在着设计效率低,计算工作量大等缺点。同时注意到草坪喷灌系统管网采用多孔口出流变径管,有利于提高喷灌系统的喷灌均匀度,降低管网投资,因此,对多孔口出流变径管进行研究,以管网投资最小为目标函数建立数学模型,采用遗传算法与惩罚函数法相结合的方法,利用MATLAB遗传算法工具箱分两步对该数学模型进行优化计算,得出了目标函数的近似全局最优解。在管网优化的基础上,利用AutoCAD VBA二次开发技术进行草坪喷灌系统的计算机辅助设计软件开发,开发的软件系统具有良好的人机交互界面,可以实现设计图纸,设计参数的输出。最后,以工程实例对管网管径优化结果和CAD软件进行了验证,得出:管网管径优化后可节约投资5.84%,设计效率大大提高,设计结果具有实用性。


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