学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

水系统减排优化求解新算法原理与应用

作　者: 彭永丽
导　师: 蔡建安
学　校: 安徽工业大学
专　业: 市政工程
关键词: 水质能级 GIS 优化求解水系统减排新理论应用
分类号: TU992
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 65次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

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。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-8
第一章绪论  8-23
  1.1 课题的研究背景  8-9
  1.2 废水资源化的途径及其国内外废水资源化的现状  9-12
    1.2.1 废水资源化的含义  9
    1.2.2 废水资源化途径  9-10
    1.2.3 国内外污废水资源化现状及发展趋势  10-12
  1.3 地理信息及其在给排水中的应用  12-13
    1.3.1 地理信息的概念及其发展  12
    1.3.2 地理信息在给排水中的应用  12-13
  1.4 水系统集成技术方法的研究现状及其存在的问题  13-18
    1.4.1 水夹点技术  13-15
    1.4.2 数学规划法  15-17
    1.4.3 中间水道技术  17-18
    1.4.4 水系统集成技术方法比较  18
  1.5 课题的研究目的和意义  18-20
  1.6 水系统减排的研究方法-水质能级理论  20
  1.7 本文的主要内容及技术路线  20-23
    1.7.1 本文的主要内容  20-22
    1.7.2 本课题的技术路线  22-23
第二章水质能级理论  23-47
  2.1 水质能级概念定义  23-24
  2.2 区域用水新体系的构建原则及其体系构建考虑的因素  24-25
  2.3. 新体系的构成元素及其数据结构  25-27
  2.4 关联矩阵及其连续方程  27-38
    2.4.1 水质能级的集成式和展开式关联矩阵  27-29
    2.4.2 集成式矩阵的水处理单价模型  29-31
    2.4.3 水平衡的连续方程  31-32
    2.4.4 求解集成矩阵水处理元素  32-35
    2.4.5 输水费用的系数矩阵  35-36
    2.4.6 系统经济分析模型  36
    2.4.7 构建用水体系水平衡的操作步骤  36-38
  2.5 计算机辅助软件平台NTSY的开发应用  38-47
    2.5.1 NTSY概述  38
    2.5.2 NTSY功能操作说明  38-41
    2.5.3 系统的构成元素及其数据结构  41-45
    2.5.4 管网输水费用计算  45-47
第三章基于水质能级和GIS的水平衡工程应用示例  47-63
  3.1 马钢新区概况  47-48
  3.2 用水单元进出水能级及流量的确定  48-50
    3.2.1 用水单元进出水能级的确定  48
    3.2.2 用水单元供水区域及流量的确定  48-49
    3.2.3 用水节点元素整理  49-50
  3.3 规划求解水处理节点元素  50-53
    3.3.1 集成式水量矩阵  50
    3.3.2 水处理单价模型  50-51
    3.3.3 利用EXCEL规划求解  51-52
    3.3.4 展开式水量矩阵  52
    3.3.5 案例用水系统水质能级图  52-53
  3.4 计算机软件平台NSTY辅助设计  53-57
    3.4.1 水节点的设计绘制  53-55
    3.4.2 输水管线的设计绘制及其输水费用  55-57
    3.4.3 回用优化方案技术经济指标分析  57
  3.5 马钢新区现有方案  57-63
    3.5.1 系统供水水量、水费计算  58
    3.5.2 水处理费用计算  58-59
    3.5.3 输水费用计算  59-62
    3.5.4 现有方案总费用  62-63
第四章方案对比  63-66
  4.1 新鲜用水量比较  63
  4.2 水处理费用比较  63
  4.3 输水费用比较  63
  4.4 总技术经济费用比较  63-64
  4.5 用水方案技术经济指标比较汇总表  64-66
第五章结论与建议  66-68
  5.1 结论  66-67
  5.2 建议  67-68
参考文献  68-72
附录  72-85
在学研究成果  85-86
致谢  86

水系统减排优化求解新算法原理与应用

内容摘要

全文目录

相似论文