随着我国经济的快速发展,农业水资源的日渐短缺,为保障农业生产的持续、稳定和均衡发展,对农业水资源进行综合利用与优化管理,显得越来越重要。大中型灌区在我国农业生产中乃至国民经济中均起着举足轻重的作用。目前全国已建成大中型灌区5600多处。在大中型灌区中,设计灌溉面积在30万亩以上的大型灌区共有402处,总规划灌溉面积2.88亿亩,约占全国有效灌溉面积的35%,占全国耕地总面积的14.7%。由于大部分大型灌区都具有较为完善的水源系统、输配水系统和调节系统,大型灌区在我国水资源的区域和流域配置中发挥着极其重要的作用。做好灌区灌溉用水的科学调度工作、减少输水损失是发展节水农业的一个重要技术手段。国内外对此已进行了大量研究,但现有的渠道优化配水模型,都是在下级渠道配水流量相等这一假定条件下建立的,这与绝大多数渠系实际配水要求不相符合。本文正是针对这一问题,从灌区实际情况出发,建立了下级渠道引水流量不等时的两级渠道优化配水模型,并在此基础上进一步研究了多级渠道优化配水模型,研究了模型的遗传算法的编码及适应度设计方法,编制C语言程序对模型进行求解,用VB进行可视化界面设计,并将模型用于实例求解,与实际配水方案进行了对比验证。结果表明,利用本文提出的模型和算法确定的渠系优化配水过程较原配水过程中斗渠配水时间搭配合理、支渠配水流量均匀,符合优化配水原则,由此表明本文模型及其求解算法是可行的,可为下级引水渠道流量不等时的渠系优化配水决策提供理论和技术支持。整个研究在以下几个方面有所创新:(1)通过对国内外现有配水模型的分析,针对以渠道输水损失最小为目标的配水模型均是建立在下级渠道流量相等条件下的问题,建立了下级渠道流量不等情况下的两级渠道优化配水模型。并在此基础上进一步研究了多级渠道优化配水模型的建立及其求解问题。该模型具有与实际情况相符、所需参数少、实用性强、计算结果稳定可靠的优点。(2)对基于遗传算法的模型求解方法的研究,通过对模型特点的分析,提出了以下级渠道的配水流量及配水结束时间为参数、用二进制进行编码的方法,并用罚函数处理模型中的约束条件,避免了遗传算法过早收敛的问题,确保遗传算法能求得有效解,提高了程序的运行速度和稳定性。(3)结合VB与C的特点对优化配水模型进行混合编程,用VB设计可视化界面,并调用C语言对模型求解。该软件界面友好,易于操作。灌溉渠系优化配水调度是一个十分复杂的问题,本研究中还存在一些问题,这些问题会在模型的后续研究中不断的完善。