水库水量水质联合调控研究

作     者：周鹏程 

作者单位：华北电力大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王丽萍

授予年度：2012年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 08[工学] 0713[理学-生态学] 

主      题：水质模型 水库调度 参数率定 水量水质联合调控 数值模拟 

摘      要：城区供水水库水量水质联合调控问题,是近年来水资源配置的热点问题之一。而较为精确的水库水质模拟模型则是水库水量水质联合调控的基础。 本文以深圳市原水调配系统中多个供水水库为研究对象,首先引入了改进型的多组分非稳态均匀混合水质模型,将其应用于多个存在水力联系的水库群联合水质模拟。 其次,利用水质模型多参数最优化估值原理,并基于粒子群算法对多库水质联合模拟模型(即改进型多组分非稳态均匀混合水质模型)中的参数进行优化估值。实例计算结果表明,得到的水质模型参数合理可行,且多库水质联合模拟模型计算精度可以满足工程应用要求,为城市原水系统水量水质联合调控提供了重要的支撑和依据。 确定所需水质模型参数后,针对原水系统中部分供水水库的水质问题,进行重点建模分析。以深圳市原水系统中,水质问题比较严重的西丽水库为研究对象。建立了基于数值模拟的水库二维水量水质耦合数值模型,利用现今比较流行的计算流体力学软件Fluent,进行求解计算。模拟了不同工况和常规调度方案下的西丽水库流场及污染物浓度场,并对结果(可直观仿真显示)进行了验证和分析。 最后,在以上研究的基础上,将水质模拟结果反馈到水量调度方案。以遵循深圳全市原水系统统一调度为原则,提出了可以有效改善西丽水库水质的水量调度方案,并对方案进行了模拟计算与检验。综合分析表明,所提出的水量调度方案可以实现水库水量水质联合调控的目的。