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《西安理工大学》 2007年
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面向用水户的水资源合理配置研究

王少波  
【摘要】: 我国是一个缺水的国家,为实现经济社会的可持续发展,缓解水危机,必须以提高用水效率为核心,把水资源的节约、保护、合理配置放在突出的位置,建立节水防污型社会、大力发展循环经济、实现水资源的可持续利用。本文结合国家自然科学基金项目和国家863项目,研究了面向用水户的水资源合理配置问题,取得的主要成果如下: (1)研究了面向用水户水资源合理配置的基础。 在节水型社会和发展循环经济的要求下,分析了用水户的用水机理和节水方向;通过对用水户不同类型取水水源特点的分析,提出了水源的可持续开发利用方向;通过对用水户水资源竞争的博弈分析,得出了管理部门的直接控制模式、以水市场为中心的经济调节模式和用水户的自律模式是解决水资源竞争的有效途径。 (2)提出了面向用水户水资源合理配置的体系框架。 在分析了水资源合理配置的内涵、目标、原则、方式的基础上,将水资源的宏观配置和微观配置相结合,提出了面向用水户水资源合理配置的主要任务和研究框架,并具体阐述了面向用水户水资源合理配置内容与技术方法。站在用水户角度,把取水、用水、排水三者统一配置。 (3)分析了不同类型用水户的合理用水方案。 根据行业节水进展和国家产业政策,结合秦岭电厂、永坪炼油厂、宝鸡热电厂等用水户的发展要求和用水工艺中存在的问题,对发电厂分别提出了以采用空冷机组、干除灰和加大污废水回用等节水技术措施;对炼油厂提出了改革生产工艺、提高循环水浓缩倍率以及强化管理等节水措施。在此基础上,分析了用水户的合理用水方案。 (4)研究了用水户各种形式供水水源组合的优化配置问题。 根据区域水资源开发利用规划和用水户取水要求,对各种形式供水水源组合进行了优化配置。针对综合利用水库,分析了水库合理运行方案的制定策略,提出了改进粒子群算法和模拟遗传混合算法,供管理部门制定不同来水情况下的优化调度方案;针对多水源联合供水,采用基于规则的水资源配置模拟方法,得到了不同取水方案下各水源供水结构、用水户缺水结构,提出用水户合理取水方案;针对再生水与常规水资源的联合供水,通过建立灰色预测模型,预测了城市生活污水排放量的变化趋势,结合污水厂水处理工艺系统设计,分析了再生水供水的水质、水量可行性和可靠性,提出了保证用水户取水安全的工程措施建议。 (5)分析了用水户开发利用水资源的影响问题。 根据区域水资源保护目标和第三方用水要求,探讨了用水户开发利用水资源影响的分析内容和方法。采用地下水三维流数值模拟方法,预测了用水户取水对区域地下水位的影响,提出了地下水源地的最佳允许开采量;根据河流生态需水和水功能区划要求,结合用水户退水量和水质情况,计算了河流最小生态环境需水量;通过建立水质预测模型,分析了用水户排水对河流水体功能的影响。在此基础上,提出了用水户水资源保护措施和合理开发利用方案。 (6)开发了面向用水户的取用水监控管理系统。 针对管理部门和用水户加强水资源实时监控管理的要求,采用基于中间件技术的系统实现技术,开发了取用水监控管理系统。该系统有利于水资源监控信息共享和资源的优化配置,实现了水资源管理的实时会商、决策及指挥。
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