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水系统减排优化求解新算法原理与应用

彭永丽  
【摘要】:本文借助原子能级概念,把不同水质分级排序,由高向低供水可直接进行,由低向高不能直接供水,需要处理,提出了“水质能级”。结合GIS(Geographic Information System)统筹规划给排水网络,实现水资源优化利用——分质供水,低质低用和高质高用;在废水资源化新概念基础上构建循环用水体系。本研究提出新算法的要点是(1)借助原子能级概念,把不同水质分级排序,用分级次序保障串级用水水质。水质分级排序将工业、生活和服务业等对象,以及各类再生水质一起统筹考虑,制定成“水质能级”,其可行性判别是根据相近区域实现调度的可能性。(2)以人工神经网络的数学方法,建立水源层和水阱层的水平衡数学模型,并作为主要约束条件规划求解使总处理费用最小化的集成式关联矩阵。在满足用水需求的前提下,避免过度处理和高质低用。(3)作用在地理信息系统(GIS)上的计算机应用软件在布点选址和管线设计过程中,根据本文数学模型实时计算管线距离,考核输送和运行成本,用于方案的制定和比较。与已有的水系统集成方法相比,新算法有着独特的优势。与水夹点技术的特点相比,新理论从综合水质考虑、分级。数学规划法是黑箱模型,而新算法的计算方法是EXCEL的规划求解,方法简单、易懂。新理论与中间水道技术相比,把水质分成更多的等级,能实现水在内部的全部循环。本文还借助新算法,以马钢新区为例来进一步说明理论的用法,与现行局部循环用水方案相比,在节水、经济、减少污染方面,新理论的回用方案都具有明显的优势。 本理论是以马钢新区区域用水规划为例来进一步说明基于水质能级和GIS新算法在水系统减排中的应用。不能直接应用到区域用水规划,要在充分调查,结合具体情况来使用此新算法,但是本研究的方法和思路,对区域用水的的规划和水系统减排具有参考价值;对区域用水资源化新途径的探索,具有现实意义。


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