节水灌溉是灌区现代化发展程度的重要标志之一,科学合理地规划与管理灌溉水资源对提高水资源利用率、保障粮食安全和实现水资源的可持续利用意义重大。随着灌区续建配套工程与节水改造工程的实施,目前新疆天山北坡灌区的输配水和供水调节系统的硬件设施已趋于完善,滴灌等田间节水灌溉技术已经成熟,而在灌区渠系管理上仍然采用手工编制的用水计划进行渠系水量调配,其过程较为粗放,配水过程中存在弃水量大、配水时间长和输水损失大等问题。论文针对以上问题,在综合分析国内外研究成果的基础上,研究了适合节水灌区的渠系配水优化编组模型以及高效、稳健的模型求解算法,并选用玛纳斯灌区为研究对象进行实例分析,结果提高了灌溉用水的利用效率,可为今后渠系优化配水提供借鉴,具体内容如下:(1)采用划分轮灌组合的方法制定渠道配水计划,针对现有建立在“组间续灌、组内轮灌”配水方式基础上的两级灌溉渠系优化配水模型存在的输水不稳定、弃水量大等问题,深入研究了改变配水方式情况下的渠道优化编组模型。将现有配水方式变更为“组间轮灌、组内续灌”,调整各轮灌组内渠道的配水流量使同一轮灌组内下级渠道的配水时间相同,在此基础上建立以输水渗漏损失最小为目标的渠系配水优化编组模型。(2)针对建立的渠系优化配水模型较为复杂,求解时极易陷入局部最优解的问题,从两方面改进粒子群算法以实现模型求解。一方面通过采用基于粒子位置取整操作的粒子编码方法,以及适应度函数的科学设计,降低了模型中约束条件处理的难度,引导算法向极小的可行域空间收敛;另一方面,将模拟退火算法、遗传算法中的交叉、变异思想引入粒子群算法的计算框架,提高算法的收敛速度和全局搜索能力。(3)以玛纳斯县灌区头二三宫渠2017年7月上旬的渠系配水为例进行研究,配水结果表明,整个配水过程中上级渠道输水流量保持1.191m3/s,配水时间比实际配水时间缩短了 3.8天,配水过程中大部分斗渠满足“大流量、短历时”的配水要求,配水结果符合灌区渠系运行管理要求。与传统方法编制的配水方案相比,在配水期内上级渠道进水闸门仅调节一次,各轮灌组内渠道集中调节,简化了渠系配水过程,配水流量稳定、输水损失小,改进后的算法计算精度高,跳出局部最优解的能力强,可显著加快收敛速度和提高计算稳定性。