两种智能算法在求解地下水管理模型中的对比

J4 ›› 2009, Vol. 39 ›› Issue (3): 474-481.

两种智能算法在求解地下水管理模型中的对比

杨蕴|吴剑锋|吴吉春

南京大学地球科学与工程学院|南京 210093

收稿日期:2008-09-22 出版日期:2009-05-26 发布日期:2009-05-26
作者简介:杨蕴(1985-)|男|江苏泰兴人|硕士研究生|主要从事地下水数值模拟和水资源模拟优化管理研究|Tel:025-83593635|E-mail:jfwu@nju.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金项目（40472130, 40725010）

A Comparative Study of Two Intelligent Optimization Techniques for Groundwater Management Modeling

YANG Yun, WU Jian-feng, WU Ji-chun

School of Earth Sciences and Engineering, Nanjing University, Nanjing 210093, China

Received:2008-09-22 Online:2009-05-26 Published:2009-05-26

摘要/Abstract

摘要：

分别将禁忌搜索和遗传算法与地下水流模型MODFLOW和地下水溶质运移模型MT3DMS相耦合，并将其应用于求解地下水资源优化管理模型。在概述两种智能算法基本原理和地下水管理模型组成的基础上，结合两个理想的应用实例，从优化结果和计算效率两个方面对禁忌搜索和遗传算法进行了对比分析。在两个实例中，禁忌搜索分别以高于遗传算法10倍和27倍的计算效率得到了减少抽水流量约160 m³/d和节约治理成本约47万元的治理方案。结果表明，禁忌搜索在求解地下水管理模型中具有较好的应用前景。

关键词: 禁忌搜索, 遗传算法, 地下水管理模型, 全局最优

Abstract:

Two intelligent algorithms,tabu search (TS) and genetic algorithm (GA)are coupled respectively with the groundwater flow simulator MODFLOW and the contaminant transport simulator MT3DMS to solve optimal groundwater management models. Based on the summarization of the basic principles of two intelligent algorithms and the components of groundwater management model,the comparisons between TS and GA are performed in the quality of optimal solutions and calculation efficiency in the two ideal test problems. Two case studies reveal that TS can produce designs with 160 m³/d less pumping rate in the first case and 470 000￥ less remedial design cost in the second case than those of GA approach with ten times and twentyseven times higher computation efficiency. The results indicate that TS has a good prospect of application and extension in solving groundwater management models.

Key words: tabu search, genetic algorithm, groundwater management model, global optimization

中图分类号:

P641.8

杨蕴, 吴剑锋, 吴吉春. 两种智能算法在求解地下水管理模型中的对比[J]. J4, 2009, 39(3): 474-481.

YANG Yun, WU Jian-feng, WU Ji-chun. A Comparative Study of Two Intelligent Optimization Techniques for Groundwater Management Modeling[J]. J4, 2009, 39(3): 474-481.

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