面向城市供水的水庫群優(yōu)化調(diào)度研究.pdf

1、隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化不斷的推進(jìn)以及人民生活水平逐步提高,供水系統(tǒng)的規(guī)模需要不斷擴(kuò)大,對(duì)城市供水系統(tǒng)的要求也越來越高。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,我國(guó)的混聯(lián)水庫群規(guī)模日益增大。它們之間存在著復(fù)雜的水文、水力、水利等聯(lián)系,導(dǎo)致城市供水系統(tǒng)是極其重要而復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),為了確保其運(yùn)行的安全可靠以及有限水資源合理的利用,混聯(lián)水庫群調(diào)度系統(tǒng)的科學(xué)規(guī)劃逐漸成為水利工作者研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。深圳市的供水水源主要依靠境外調(diào)水,其中,深圳中西部地區(qū)已形成以東深引水工程為

2、主,東部引水工程為輔,中、西部地區(qū)水庫、水廠眾多,有公明水庫、石巖水庫、鵝頸水庫、茜坑水庫等多座水庫,這些水庫分別通過自流方式相互關(guān)聯(lián)形成“長(zhǎng)藤結(jié)瓜"式水利系統(tǒng)因此,研究深圳中西部水庫群供水調(diào)度具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。本文在分析當(dāng)?shù)睾途惩庹{(diào)水水資源規(guī)律的基礎(chǔ)上,建立了水庫群供水優(yōu)化調(diào)度模型,采用模擬和優(yōu)化算法來求解了調(diào)度模型;分析比較不同情景不同方法下的調(diào)度結(jié)果;研究了水庫群供水優(yōu)化調(diào)度方案;分析了水庫群供水效益。研究成果對(duì)深圳中

3、西部水庫群運(yùn)行調(diào)度提供了科學(xué)依據(jù)。
　　(1)對(duì)深圳中西部的徑流資料進(jìn)行規(guī)律分析。采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法,揭示了深圳中西部本地降雨量、東江徑流變化特征和變化規(guī)律,結(jié)果表明:本地自產(chǎn)水量為0.5896億m3/年,年際變化較小,但年內(nèi)分配變化較大,汛枯期徑流差異明顯;東江徑流年際變化劇烈,最小年徑流量為95億 m3(1963年),最大年徑流量為345億 m3(1997年),極值比達(dá)到3.4:1;東江博羅水文站徑流均值在1974年發(fā)生了突變。

4、
　　(2)根據(jù)深圳市中西部水資源來水、需水、水庫和水廠等實(shí)際情況,考慮不同來水條件設(shè)置了近期和遠(yuǎn)期2種水庫群調(diào)度情景。提出了水庫群供水調(diào)度中存在的關(guān)鍵問題和處理方法,確定了合理的水庫群調(diào)度原則,制定了深圳市供水水庫群優(yōu)化調(diào)度的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)圖。在研究深圳中西部城市供水水庫群常規(guī)調(diào)度的基礎(chǔ)上,以城市缺水量最小、戰(zhàn)略儲(chǔ)備水庫蓄水量和交換水量最大為目標(biāo),分別建立了面向城市的水庫群供水多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型,提出了模擬自適應(yīng)迭代優(yōu)化算法。對(duì)比分析

5、了水庫群常規(guī)與優(yōu)化調(diào)度結(jié)果,驗(yàn)證了該模型及算法的正確性和合理性。結(jié)果表明:優(yōu)化調(diào)度在保證深圳市中西部供水的基礎(chǔ)上,提高了城市供水保證率、減少了缺水量;同時(shí),提高了公明水庫儲(chǔ)備量保證率和給姜下水廠供水保證率,保障了公明水庫交換水量和水質(zhì)安全。
　　(3)研制和分析了水庫群供水調(diào)度方案。基于深圳中西部城市供水水庫群調(diào)度策略,采用調(diào)度圖、調(diào)度函數(shù)、水庫蓄水比例和調(diào)度規(guī)程四種方法,研制了水庫調(diào)度方案;通過長(zhǎng)系列計(jì)算結(jié)果的檢驗(yàn),分析了調(diào)度圖

6、和調(diào)度函數(shù)的合理性、科學(xué)性、系統(tǒng)性,體現(xiàn)了水資源可持續(xù)發(fā)展、綜合高效利用原則。同時(shí),提高了公明水庫儲(chǔ)備水量保證率和給姜下水廠供水保證率,保障了公明水庫交換水量和水質(zhì)安全。
　　(4)建立了混聯(lián)水庫群供水系統(tǒng)兩種調(diào)度情景方案:近期和遠(yuǎn)期。利用以水量平衡為基礎(chǔ)的常規(guī)調(diào)度方法和優(yōu)化調(diào)度方法—自適應(yīng)迭代,對(duì)兩種調(diào)度情景進(jìn)行計(jì)算,共得出四種結(jié)果,對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)和優(yōu)選可得出結(jié)論為情景二的優(yōu)化調(diào)度更優(yōu)。
　　(5)分析了深圳市中西部水庫群供