山地城市区域供水系统优化研究

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。

目录

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目录

1 绪 论

1.1 研究的背景及动因

1.2 区域供水研究概况

1.3 山地城市供水系统研究概况

1.4 区域供水及山地城市供水系统存在的问题

1.5 主要研究的目的及意义、内容和技术路线

1.6 本章小结

2 区域供水系统的理论基础及应用分析

2.1 区域供水的定义

2.2 经济学在供水工程中的简要介绍

2.3 供水工程的规模效应理论

2.4 供水工程规模效应工程应用分析

2.5 本章小结

3 应急保障体系

3.1 供水系统的突发性事故

3.2 应急保障措施

3.3 应急供水管理体系

3.4 本章小结

4 供水系统费用模型研究

4.1 取水工程费用模型

4.2 净水工程费用模型

4.3 输配水工程费用模型

4.4 费用函数之间的关系

4.5 本章小结

5 山地城市区域供水优化模型构建

5.1 引言

5.2 区域优化的内涵与方法

5.3 区域供水系统优化模型构建

5.4 区域供水系统优化模型分析

5.5 模型求解

5.6 本章小结

6 工程实例

6.1 某市城区现状基本情况

6.2 远期供水规划

6.3 区域优化

6.4 应急供水保障体系

6.5 本章小结

7 结论和建议

7.1 结论

7.2 建议

致谢

参考文献

附录

作者作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录