清华大学学报(自然科学版)

作者：翟宇, 刘小莲, 王雪妮, 张雷克, 伊北, 田雨

单位：1. 太原理工大学 水利科学与工程学院，太原 030024,2. 流域水资源协同利用山西省重点实验室，太原 030024,3. 中国水利水电科学研究院 流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京 100038

关键词：水锤防护,塔阀联合调控,多目标优化,城市供水

基金：国家自然科学基金面上项目(52379091),山西省水利技术研究推广补助项目(2024GM21),山西省基础研究计划项目(202203021222112)

针对单纯依赖阀门调控难以有效避免带分岔管供水系统关阀水锤危害，该研究构建了以阀门与双向调压塔控制参数为决策变量，以系统压力极值最小、阀门调控时长最短为目标函数的塔阀联合调控优化模型，同时提出了一种基于LMOEA-DS-TOPSIS的塔阀联合调控优化-决策方法，应用定向抽样多目标进化算法(LMOEA-DS)求解塔阀联合调控优化模型，利用优劣距离算法(TOPSIS)对计算生成的Pareto前沿解进行方案优选。以中国山东某供水工程为例，通过超体积参数(HV)、空间距离(SP)指标评估，结果表明，LMOEA-DS算法在求解塔阀联合调控优化模型时，设置个体数量、引导解数量、总体数量分别为50、30、8 000，收敛性能良好。据此求解得到的Pareto前沿解分布均匀、可达性良好。同时，采用TOPSIS在Pareto前沿解中可决策出塔阀联合优化方案，显著提升了系统运行稳定性，其最大、最小压力包络线变化幅度分别降低了21.25%、47.72%，阀门总关时间缩短了5.43%。该研究成果可为带分岔管供水工程塔阀联合调控优化问题提供参考。

来源：2026年第2期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

查看清华大学学报(自然科学版)杂志2026年第2期