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随着我国城镇化不断的推进以及人民生活水平逐步提高,供水系统的规模需要不断扩大,对城市供水系统的要求也越来越高。伴随着科学技术的发展,我国的混联水库群规模日益增大。它们之间存在着复杂的水文、水力、水利等联系,导致城市供水系统是极其重要而复杂的网络系统,为了确保其运行的安全可靠以及有限水资源合理的利用,混联水库群调度系统的科学规划逐渐成为水利工作者研究的难点和热点。深圳市的供水水源主要依靠境外调水,其中,深圳中西部地区已形成以东深引水工程为主,东部引水工程为辅,中、西部地区水库、水厂众多,有公明水库、石岩水库、鹅颈水库、茜坑水库等多座水库,这些水库分别通过自流方式相互关联形成“长藤结瓜"式水利系统因此,研究深圳中西部水库群供水调度具有重要的理论意义和应用价值。本文在分析当地和境外调水水资源规律的基础上,建立了水库群供水优化调度模型,采用模拟和优化算法来求解了调度模型;分析比较不同情景不同方法下的调度结果;研究了水库群供水优化调度方案;分析了水库群供水效益。研究成果对深圳中西部水库群运行调度提供了科学依据。 (1)对深圳中西部的径流资料进行规律分析。采用数理统计方法,揭示了深圳中西部本地降雨量、东江径流变化特征和变化规律,结果表明:本地自产水量为0.5896亿m3/年,年际变化较小,但年内分配变化较大,汛枯期径流差异明显;东江径流年际变化剧烈,最小年径流量为95亿 m3(1963年),最大年径流量为345亿 m3(1997年),极值比达到3.4:1;东江博罗水文站径流均值在1974年发生了突变。 (2)根据深圳市中西部水资源来水、需水、水库和水厂等实际情况,考虑不同来水条件设置了近期和远期2种水库群调度情景。提出了水库群供水调度中存在的关键问题和处理方法,确定了合理的水库群调度原则,制定了深圳市供水水库群优化调度的网络节点图。在研究深圳中西部城市供水水库群常规调度的基础上,以城市缺水量最小、战略储备水库蓄水量和交换水量最大为目标,分别建立了面向城市的水库群供水多目标优化调度模型,提出了模拟自适应迭代优化算法。对比分析了水库群常规与优化调度结果,验证了该模型及算法的正确性和合理性。结果表明:优化调度在保证深圳市中西部供水的基础上,提高了城市供水保证率、减少了缺水量;同时,提高了公明水库储备量保证率和给姜下水厂供水保证率,保障了公明水库交换水量和水质安全。 (3)研制和分析了水库群供水调度方案。基于深圳中西部城市供水水库群调度策略,采用调度图、调度函数、水库蓄水比例和调度规程四种方法,研制了水库调度方案;通过长系列计算结果的检验,分析了调度图和调度函数的合理性、科学性、系统性,体现了水资源可持续发展、综合高效利用原则。同时,提高了公明水库储备水量保证率和给姜下水厂供水保证率,保障了公明水库交换水量和水质安全。 (4)建立了混联水库群供水系统两种调度情景方案:近期和远期。利用以水量平衡为基础的常规调度方法和优化调度方法—自适应迭代,对两种调度情景进行计算,共得出四种结果,对其进行评价和优选可得出结论为情景二的优化调度更优。 (5)分析了深圳市中西部水库群供水调度综合效益。从深圳中西部城市供水保证率,公明水库储备库容水量保证率,姜下水厂供水保证率出发,考虑各水库的蒸发渗漏损失,渠道的过水能力等,分析了深圳市中西部水库群供水调度综合性效益,揭示公明水库的储备效益、生态效益、供水效益。