北京市南水北调应急供水水质水量联合调控方案研究

摘要

南水北调中线工程是解决我国北方地区水资源严重短缺，实施水资源优化配置的特大型基础设施。京石段应急供水工程作为向北京市应急供水优先安排的工程，已于2008年正式通水。在京石段应急供水工程运行之初，因京石段应急供水水源的硫酸盐指标含量偏高，导致北京市城市供水管网中管垢原有的酸碱度平衡状态被打破，管垢溶解造成生活用水发黄发混，一度对部分城区饮用水安全构成威胁。
　　 本论文以北京市科技计划课题“北京市南水北调水质安全保障体系研究”(Z111100074511005)为依托，从北京市南水北调工程水质安全供水面临的实际需求出发，在北京市南水北调工程京石段应急供水水源和北京市本地供水水源水质特性对比分析的基础上，识别不同供水水源的水质差异指标，构建不同供水水源的水质水量响应关系，提出北京市南水北调工程的水质水量联合调控方案，以及保障水质水量联合调控的安全保障机制。
　　 本文得到以下主要成果:
　　 (1)北京市南水北调工程沿线四座水厂主要供水水源包括京石段应急供水水源和北京市本地供水水源，不同供水水源的水质特性对比分析结果显示:本地地表水供水水源（密云水库）和京石段应急供水水源的水质（除总氮外）均能达到地表水环境质量Ⅱ类标准。但京石段应急供水水源和本地供水水源的硫酸盐、氯化物、硝酸盐氮、电导率和总硬度等水质指标存在明显差异。
　　 (2)基于不同供水水源的物理混合基本假定，利用2011.8～2012.7期间北京市南水北调工程沿线四座水厂的取水量和水质监测数据，构建了四座水厂取水量与其水质指标的水质水量响应关系，并分别针对硫酸盐指标和氯化物指标，分析了四座水厂所能承受的硫酸盐指标浓度阈值和氯化物指标浓度阈值。
　　 (3)基于水质水量响应关系结果，结合北京市南水北调工程的水源条件、工程条件和水质条件等实际情况，提出北京市南水北调工程京外一次调配和京内二次调配的联合调控方式，形成不同供水水源不同硫酸盐指标浓度下的北京市南水北调工程四座水厂的水质水量联合调控方案。
　　 (4)针对北京市南水北调工程及其关联工程跨区域、跨部门的特点，提出包括京冀两地跨区域跨部门的协调与沟通机制、信息资源共享机制和联防联控机制的北京市南水北调工程水质水量联合调控安全保障机制。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 国外水资源优化配置研究现状

1．2．2 国内水资源优化配置研究现状

1．2．3 研究发展的特点以及存在问题

1．3 主要研究内容

1．4 研究思路和技术路线

第二章 研究区概况及水质特征分析

2．1 研究区域概况

2．1．1 自然概况

2．1．2 社会环境

2．1．3 工程概况

2．2 京石段应急供水水源及其水质特性分析

2．2．1 河北省水源地水库以及水质概况

2．2．2 河北省水源地调水量以及水量分配概况

2．3 外调水和本地水水质特性分析

2．3．1 外调水的水质特性分析

2．3．2 本地的水质特性分析

2．3．3 外调水与本地水对比分析

2．4 本章小结

第三章 水质水量响应关系研究

3．1 工程稳定运行期供水水厂取水量分析

3．1．1 第三水厂取水量分析

3．1．2 城子水厂取水量分析

3．1．3 田村山水厂取水量分析

3．1．4 第九水厂取水量分析

3．1．5 四座水厂总取水量分析

3．2 工程稳定运行期典型水质指标变化分析

3．3 工程稳定运行期水质水量响应关系分析

3．3．1 水质水量响应关系构建理论基础

3．3．2 水质水量响应关系构建方法

3．3．3 水质水量响应关系结果分析

3．4 本章小结

第四章 水质水量联合调控方案研究

4．1 水质水量联合调控方案

4．1．1 水质水量联合调控方式

4．1．2 水质水量联合调控方案

4．2 水量调度模型模拟

4．2．1 模型简介

4．2．2 基本原理

4．2．3 模型模拟

4．3 水质水量联合调控案例分析

4．3．1 方案设置

4．3．2 边界条件设置

4．3．3 结果分析

4．4 安全保障机制

4．4．1 北京市南水北调工程的关联工程及其管理机构

4．4．2 安全保障机制研究

4．5 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 主要结论

5．2 展望

参考文献

攻读学位期间参加的科研项目及论著发表情况

致谢