城市水資源優化配置研究_多目標規劃

　城市水資源優化配置研究_多目標規劃

　論文導讀:：為解決城市缺水問題建立了城市分質供水水資源優化配置數學模型，對某市新區中水、雨水與自來水等水資源進行了優化配置仿真計算。結果表明，經優化配置后能保證社會經濟協調發展，實現水資源可持續利用，具有良好的經濟、社會和環境效益。論文關鍵詞：自來水，優化配置，數學模型，多目標規劃

　城市水資源優化配置是指中水、雨水與自來水等水資源在整個城市或某個區域對各用水對象之間進行的科學分配。20 世紀 90 年代以來，由于水資源缺乏和水污染加劇，在水資源優化配置中開始注重水質約束、環境效益及水資源可持續利用的研究。我國在水資源優化配置研究方面也取得了一些成果[1～2]論文的格式。但是對于多種水資源合理配置、水資源可持續利用以及環境效益在水資源優化配置中作用的研究仍較少[3]。本文根據區域需水量和供水量預測多目標規劃，建立區域水資源優化配置模型，得出優化配置結果。每個優化配置結果對應于相應的配置方案，比較各個方案從而得出最優推薦方案。1 優化配置模型 以追求經濟和社會效益最大、環境污染最小為目標，并考慮供需平衡等約束建立中水、雨水和自來水的綜合優化配置模型。

　1.1 目標函數的確立 ① 經濟目標 在滿足正常供水條件下，使各部門總用水的成本為最?。?/p>

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　式中：、、、、――分別為第 i 種水源用于生活、工業、農業、生態和第三產業方面的水量，多目標規劃，i 取 1、2、3、分別表示自來水、中水和雨水在各部門的用水量； 、、―― 分別為自來水價格、單位中水運行成本、收集處理后的單位雨水運營費用。

?、?社會目標 節約用水在可持續發展中占有重要地位，采用所用自來水用量最少來間接反映社會效益：

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?、?環境目標 COD 排放量是衡量環境影響的重要指標，采用 COD 排放量最小來反映環境目標：

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　式中：――污水排放系數； ――污水處理廠出水的 COD 濃度，； 、、、、――分別表示為生活、工業、農業、生態和第三產業的耗水量，論文的格式。

　1.2 約束條件 ① 供水能力約束：

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　式中：、、――分別為自來水、中水、雨水的最大可供量。

?、谛杷考s束：

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　式中：、、、、――分別為生活、工業、農業、生態和第三產業的需水量。

?、壑兴赜寐始s束：應滿足生態城市建設需要或規定。

?、苌鷳B用水量約束：生態用水量應滿足生態用水比例約束條件。

?、菟|約束 （12）

　式中：――t 時段用水部門 i 對水廠的水質要求 ――t 時段水廠的供水水質 ⑥排污總量約束 （13）

　式中：T――時段 ――允許的 COD 排放量 ⑦水環境容量約束 （14）

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　式中：

　，――t 時期第 k 種污染物的排放量及其水環境容量

　多目標規劃，――t 時期第 i 部門排放第 k 種污染物量及其處理率 ⑧ 非負約束：所有變量都大于零。

　、、、、、、、等所有變量均大于零論文的格式。

　實例分析 2.1 某市生態新區基本資料某生態新區位于中部地區，2020年規劃面積 85.63ha， 總人口為 114.6 萬，將建成水廠一座、污水處理廠四座。建成后生態用水比例、人均公共綠地面積等均要達到國內領先水平，通過參考國內外城市建設目標、原則等確定再生水回用率大于或等于 40%[3]，一般生態用水比例取 13%[3]。

　2.1.1 需水量預測 根據用水定額多目標規劃，并參考國內其他城市用水指標，結合該區具體情況，所預測的 2020 年需水量見表 1。

　表 1 某生態新區需水總量 Tab 1 Water demand in an ecological district