供水管網(wǎng)余氯優(yōu)化控制決策支持系統(tǒng)研究.pdf

1、本文研究目的是：在基于水力控制的優(yōu)化調度系統(tǒng)基礎上，增加余氯優(yōu)化控制的內容，建立余氯優(yōu)化控制決策支持系統(tǒng)，控制加氯的安全性和經(jīng)濟性，擴展和補充水力優(yōu)化調度系統(tǒng)的水質安全保障條件。主要進行了如下研究： (1)余氯優(yōu)化控制決策支持系統(tǒng)與水力優(yōu)化調度決策支持系統(tǒng)的整合框架與流程設計。分析供水管網(wǎng)余氯控制概念和方式、供水管網(wǎng)優(yōu)化調度的基本理論和調度實踐、余氯優(yōu)化控制與優(yōu)化調度的關系、余氯優(yōu)化控制決策支持系統(tǒng)等內容。在以上研究的基礎上，設

2、計了余氯優(yōu)化控制決策支持系統(tǒng)的整合方案和流程。 (2)研究建立適合大規(guī)模供水管網(wǎng)實際應用的余氯模型，包括： 1)對供水管網(wǎng)主體水衰減系數(shù)數(shù)學模型進行研究。研究氯消毒機理及其影響因素，對供水管網(wǎng)水質模型進行實驗設計，通過實驗室實測獲得相應的研究數(shù)據(jù)，對所獲數(shù)據(jù)進行分析，獲得可實際應用的供水管網(wǎng)主體水衰減系數(shù)數(shù)學模型。 2)對供水管網(wǎng)管壁反應系數(shù)進行校核研究。實現(xiàn)大規(guī)模供水管網(wǎng)的管壁反應系數(shù)校核方法研究，實驗應用宏觀

3、模型和微觀模型相結合的方法，加快水質模型的校核，縮短水質校核時間。為提高擬合精度，研究應用聚類分析方法對管壁反應系數(shù)進行分組。 (3)為余氯優(yōu)化控制決策建立更加可靠的數(shù)據(jù)支持，對供水管網(wǎng)水質監(jiān)測點優(yōu)化布置進行深入的研究。對監(jiān)測點優(yōu)化布置時，同時考慮災害預警與常規(guī)監(jiān)測進行研究，即將日常水質監(jiān)測與污染災害預防兩個目標統(tǒng)一起來，研究常規(guī)監(jiān)測意義下的管網(wǎng)污染災害預警監(jiān)控，提高水質監(jiān)測點利用率。 (4)對余氯優(yōu)化控制決策數(shù)學模型進

4、行研究。對余氯優(yōu)化控制的決策過程、目標函數(shù)、約束條件等內容進行研究。分析當今研究熱點--二次加氯特點，將其整合到余氯優(yōu)化控制決策支持系統(tǒng)中。 (5)余氯優(yōu)化控制決策支持系統(tǒng)的決策應用。基于以上研究建立的微觀水質模型和水力水質數(shù)據(jù)，建立宏觀余氯模型，應用宏觀模型與微觀模型相結合的優(yōu)化思想，實現(xiàn)供水管網(wǎng)余氯優(yōu)化控制決策支持系統(tǒng)的決策支持。 完成了如下創(chuàng)新成果： (1)基于“宏觀優(yōu)化，微觀驗證”的優(yōu)化思想，完善供水管網(wǎng)

5、優(yōu)化調度基本理論體系，提出供水管網(wǎng)水力和水質優(yōu)化控制系統(tǒng)的整合方案。提出余氯優(yōu)化控制決策模型的決策控制目標、決策對象、解決方案，解決余氯優(yōu)化控制決策支持系統(tǒng)的關鍵問題。 (2)建立供水管網(wǎng)余氯衰減模型中主體水反應系數(shù)數(shù)學模型，為主體水衰減系數(shù)隨外界條件變化進行優(yōu)化調整建立依據(jù)，為管壁反應系數(shù)的校核提供更加準確的基準值。 (3)針對大規(guī)模水質模型校核，提出應用宏觀和微觀模型相結合的優(yōu)化思想，設計組合優(yōu)化算法CORS-RBF