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唐山市区水资源优化配置研究

作　者: 张雪飞
导　师: 程水源
学　校: 北京工业大学
专　业: 环境工程
关键词: 需水量预测多目标优化规划水资源配置唐山市
分类号: TV213.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 422次
引　用: 11次
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内容摘要

水是生命之源,是人类赖以生存的物质基础,水资源作为十分重要而又特殊的自然资源,不仅是工农业的命脉、国民经济的命脉,还是社会经济可持续发展的至关重要的制约因素。唐山,作为北方重工业城市之一,与其它重工业城市一样,由于生产企业、居民生活的排污特征,造成了当地水质上和水量上的缺水。如何使得有限的水资源发挥最大效益即称为亟待研究的关键问题,因此本论文针对唐山市水资源优化配置做了如下研究。通过调查唐山市历年供用水统计资料,给水工程现状、排水工程现状以及污水处理情况,分析市区可利用的境内外水资源总量和水环境现状,为市区有限水资源的合理规划配置提供现实基础。对几种典型需水量预测方法进行评析,在众多预测方法中选择应用最为广泛、预测精度高、效果好的BP神经网络法预测规划水平年2010年城市需水量,由于原始统计数据主要城市生活和工业用水,BP预测的也只是这两部分用水量,对于农业用水则通过灌溉用水定额和灌溉面积计算,生态环境用水则是类比调查确定。对水资源优化配置进行了研究,在介绍水资源优化配置的涵义、意义、原则的基础上,采用多目标规划优化方法建立优化配置模型,通过调用Matlab优化工具箱中的fgoalattain函数对模型进行求解,给出不同的优化配置方案,组成一系列非劣解,以供决策者选择。本论文对需水量预测的研究,通过设定1000,2000和5000三种不同的运行次数对需水量进行预测,对预测结果进行对比,选择预测误差小的运行次数,预测唐山市规划年需水量。将多目标规划优化用水唐山市区水资源优化配置研究中,为使该方法更具有客观性和现实性,先通过与各行业用水效益对比,确定具有可行性,再应用次模型规划配置唐山市区水资源,在保证其它用户基本用水量的基础上,对工业中不同行业企业用水进行具体规划,使结果更具有可行性,使得有限水资源发挥最大效益,促进唐山市的社会、环境和经济协调发展,实现可持续发展。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第1章绪论  8-22
  1.1 课题背景  8
  1.2 引言  8-11
    1.2.1 水资源涵义的新理解  8-9
    1.2.2 水资源系统  9-10
    1.2.3 水资源优化配置  10-11
  1.3 国内外相关领域研究现状  11-20
    1.3.1 需水量预测研究综述  11-12
    1.3.2 几种典型预测方法的评析  12-16
    1.3.3 水资源优化配置研究历程  16-20
  1.4 主要研究内容  20-21
  1.5 研究技术路线  21-22
第2章唐山市概况与水资源现状  22-33
  2.1 自然地理环境概况  22-25
    2.1.1 地理位置  22
    2.1.2 地形与地貌  22-23
    2.1.3 气候与降雨  23
    2.1.4 水系  23-24
    2.1.5 水文状况  24
    2.1.6 自然资源  24-25
  2.2 社会经济发展概况  25-26
  2.3 水资源概况  26-28
    2.3.1 降水资源  26
    2.3.2 主要河流  26-27
    2.3.3 主要水库  27
    2.3.4 地表水资源  27-28
    2.3.5 地下水资源  28
  2.4 水环境现状  28-31
    2.4.1 水污染概况  29-30
    2.4.2 水处理现状  30-31
  2.5 当前水资源利用面临的问题  31-32
  2.6 本章小结  32-33
第3章唐山市需水量预测与供需平衡分析  33-44
  3.1 需水量预测原则  33-34
  3.2 BP神经网络拓扑结构及其建模步骤  34-36
    3.2.1 BP神经网络拓扑结构  34-35
    3.2.2 BP神经网络建模步骤  35-36
  3.3 唐山市需水量预测计算  36-40
  3.4 唐山市供水情况分析  40-42
  3.5 唐山市水资源供需平衡分析  42-43
  3.6 水资源供需矛盾的解决途径  43
  3.7 本章小结  43-44
第4章唐山市区水资源优化配置  44-66
  4.1 城市水资源优化配置的意义  44-46
  4.2 城市水资源优化配置的原则  46
  4.3 现有水资源优化规划模型的不足  46-47
  4.4 城市水资源优化配置总体思路  47-49
  4.5 唐山市水资源优化配置模型  49-55
    4.5.1 水资源优化模型的建立  49-51
    4.5.2 各用水部门综合用水效益系数的确定  51-55
  4.6 唐山市水资源优化配置  55-65
    4.6.1 决策变量  55
    4.6.2 目标函数  55-56
    4.6.3 约束条件  56-59
    4.6.4 优化配置模型计算  59-62
    4.6.5 不同行业的水资源规划分析  62-65
  4.7 本章小结  65-66
第5章结论与展望  66-68
  5.1 本文研究结论  66-67
  5.2 进一步研究的展望与建议  67-68
参考文献  68-73
附录  73-77
  附录1：唐山市城市需水量预测  73-75
  附录2：唐山市水资源多目标规划  75-76
  附录3：唐山市工业用水优化  76-77
攻读硕士学位期间发表的学术论文  77-78
致谢  78

唐山市区水资源优化配置研究

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