山地城市区域供水系统优化研究

发布时间：2017-09-08 09:44

  本文关键词：山地城市区域供水系统优化研究

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【摘要】：山地面积约占我国土地面积的69%,承载着我国超过50%的人口。但随着城市化、城镇化的进程加快,许多山地城市、城镇的市政供水设施建设不成体系,多数小城镇均是一镇(村)一水厂,供水规模小,布局分散,水源地防护困难,水资源短缺和水污染现象严重,供水水量和水质存在安全性问题;同时,相对于常规供水设施来说,大部分城市应急供水设施的建设相对滞后,与城市发展水平、速度、规模不匹配,导致供水突发性事件频发。区域供水对于缓解城市及城镇市政供水基础设施不成体系、供水工程难以发挥规模经济效应等方面的问题具有重大作用,区域供水在我国经济发达的平原地区的应用已取得一些成就。但区域供水研究多在工程实践上,缺乏理论研究和系统的研究。因此,论文在深入研究区域供水的基础上,分析了山地城市的供水特点,将水源、水厂、输配水管网、用水区域统筹考虑,建立了适合山地城市供水系统的区域供水优化模型,从定量的角度优化了山地城市供水系统;并从定性的角度分析了供水应急保障体系,对于保护山地城市水源地、提高供水水质、保障山地城市和城镇的供水安全是具有重大意义。论文的主要内容及结论如下:(1)论文对山地城市供水系统和区域供水系统进行了研究。拟合了供水系统中取水工程、净水工程、输配水管线工程建设费用函数,结合供水系统中各部分运行管理费用,建立了以年费用折算值为目标函数的山地城市区域供水系统优化模型,借助了Matlab遗传算法工具箱对模型进行求解,定量的确定了水源、水厂的规模和数量、位置,分析了各水源点、水厂的供水范围,为山地城市供水规划提供了参考。(2)总结了供水系统的突发性事故,分析了事故发生的原因,总结了应对供水系统各个部分出现水量事故和水质事故的方法与措施;分析了应急管理体系存在的问题及解决措施,指出科学的管理体系能够极大控制供水事故带来的人身伤亡和财产损失,提高供水应急体系应急能力。(3)论文以某市城区供水系统规划为例,利用山地城市区域供水系统优化模型,定量的求解出水源点、水厂的数量、位置和供水规模及其最佳组合,与原方案相比,优化结果更优。结论说明优化模型有助于山地城市区域供水规划。
【关键词】：山地城市 区域供水 应急体系 遗传算法
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU991
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 绪论9-23
• 1.1 研究的背景及动因9-10
• 1.2 区域供水研究概况10-14
• 1.2.1 区域供水规划的介绍10-11
• 1.2.2 区域供水水资源优化配置11-12
• 1.2.3 区域供水模式研究12
• 1.2.4 区域供水管网研究12-13
• 1.2.5 从经济角度分析区域供水规划13-14
• 1.3 山地城市供水系统研究概况14-17
• 1.3.1 山地城市的概念14
• 1.3.2 山地城市供水特点14-16
• 1.3.3 山地城市供水系统优化现状16-17
• 1.4 区域供水及山地城市供水系统存在的问题17-19
• 1.4.1 区域供水存在的问题17-18
• 1.4.2 山地城市供水系统存在的问题18-19
• 1.5 主要研究的目的及意义、内容和技术路线19-21
• 1.5.1 研究的目的及意义19-20
• 1.5.2 研究的内容20-21
• 1.5.3 技术路线21
• 1.6 本章小结21-23
• 2 区域供水系统的理论基础及应用分析23-31
• 2.1 区域供水的定义23-24
• 2.2 经济学在供水工程中的简要介绍24
• 2.3 供水工程的规模效应理论24-27
• 2.4 供水工程规模效应工程应用分析27-29
• 2.5 本章小结29-31
• 3 应急保障体系31-43
• 3.1 供水系统的突发性事故31-34
• 3.2 应急保障措施34-39
• 3.2.1 水量事故的应急措施34-36
• 3.2.2 水质事故的应急技术36-39
• 3.3 应急供水管理体系39-42
• 3.3.1 建立应急供水管理体系的重要性39-40
• 3.3.2 应急供水管理体系存在的问题及解决办法40-42
• 3.4 本章小结42-43
• 4 供水系统费用模型研究43-53
• 4.1 取水工程费用模型43-45
• 4.2 净水工程费用模型45
• 4.3 输配水工程费用模型45-47
• 4.3.1 输配水管网建设费用47
• 4.3.2 输配水管网运行管理费用47
• 4.4 费用函数之间的关系47-51
• 4.5 本章小结51-53
• 5 山地城市区域供水优化模型构建53-65
• 5.1 引言53
• 5.2 区域优化的内涵与方法53-54
• 5.3 区域供水系统优化模型构建54-58
• 5.3.1 模型假设54
• 5.3.2 模型建立54-57
• 5.3.3 约束条件57-58
• 5.4 区域供水系统优化模型分析58-59
• 5.5 模型求解59-63
• 5.5.1 遗传算法的基本理论59-60
• 5.5.2 遗传算法的优缺点60-61
• 5.5.3 利用MATLAB遗传算法工具箱求解模型61-63
• 5.6 本章小结63-65
• 6 工程实例65-83
• 6.1 某市城区现状基本情况65-67
• 6.1.1 城市自然情况65
• 6.1.2 人口现状65
• 6.1.3 供水现状65-67
• 6.2 远期供水规划67-69
• 6.2.1 水源选择67
• 6.2.2 规划人口及规划范围67-68
• 6.2.3 水量预测68
• 6.2.4 区域供水规划68-69
• 6.3 区域优化69-79
• 6.3.1 工程实例的模型确立71-72
• 6.3.2 工程实例的模型的约束条件72
• 6.3.3 模型求解及结论分析72-79
• 6.4 应急供水保障体系79-81
• 6.4.1 某市安全供水的主要问题79
• 6.4.2 应急保障技术措施79-80
• 6.4.3 应急科学管理规划80-81
• 6.5 本章小结81-83
• 7 结论和建议83-85
• 7.1 结论83
• 7.2 建议83-85
• 致谢85-87
• 参考文献87-93
• 附录 作者作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录93

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