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地下水是华北地区重要的灌溉水源,农用机井建设对保障华北地区农业生产和粮食安全起着关键作用,是我国土地整治工作的重要内容。然而多数土地整治项目区内的井灌区机井普遍存在损坏废弃、机井布局密度过大或过小、原有机井控制灌溉格局被破坏等问题。因此,在合理利用地下资源的前提下,如何科学统一规划新旧机井,实现井灌区农用机井的空间优化布局具有重要的理论意义和实用价值。本文以河北省保定市顺平县高于铺镇和腰山镇土地整治建设项目区为例,主要研究我国华北平原土地整治项目机井布局规划中,井数、井距如何计算,井位如何评价,机井如何布设三个问题。本文从现状机井灌溉服务能力评价、新建井数井距计算、宜布井点适宜性评价、基于空间优化算法的机井布局实现四个方面进行论述:(1)根据项目区机井使用情况资料,将机井分为良好类、损坏类和废弃类,然后以良好类和损坏类机井为空间分布评价对象,利用灌溉密度指标、灌溉率指标、距最近道路的距离指标、井距指标,对项目区各行政村和整个井灌区的机井进行空间分布评价。(2)利用项目区的行政界线、交通道路、河流水系等线性阻隔要素,将项目内井灌区划分为若干优化单元,即井数计算、机井布设单元,再利用实地调研获取的资料,计算项目区平水年和枯水年的供水量、需水量,分析项目区水资源的供求关系,并依此确定新建井数、井距的计算方法。(3)将项目内井灌区划分为精密的栅格,以栅格的中心点为适宜布井的评价对象,从水文地质、地形、交通、土地、电力五个方面选取评价指标,利用德尔菲法确定各评价指标权重,采用加权指数和法构建宜布井点适宜性评价模型,依据各评价对象的得分高低,将宜布井点划分为三个等级。(4)以宜布井点坐标为决策变量,以MMSD为优化准则,从井距、井数、优先级别三个方面进行限制,构建机井布局优化模型,采用模拟退火算法进行实现,并借助MATLAB和ArcGIS软件,实现机井的最终优化布设。