城市給排水系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計

1、 城城市給排水系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計市給排水系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計 學(xué)院：資源環(huán)境學(xué)院學(xué)院：資源環(huán)境學(xué)院 班級：環(huán)境科學(xué)（班級：環(huán)境科學(xué)（1 1）班）班 姓名：馬海林姓名：馬海林 學(xué)號：學(xué)號：1201224290312012242903 指導(dǎo)教師：李功指導(dǎo)教師：李功 1管網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)研究的發(fā)展歷程以及趨勢 2給水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的任務(wù)和原則 3城市給水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計 4.排水系統(tǒng)設(shè)計的重點和難點 近幾十年來，我國城市規(guī)劃的進程發(fā)展很快，尤其是一線城市。未來幾十年，我國的人口數(shù)量還將繼續(xù)增加，人均水資源貧乏問題更加嚴峻，水資源的供需問題更加突出，合理的給水排水規(guī)劃不僅保證了給水排水系統(tǒng)的性能，還能促進城市的發(fā)展。1 管

2、網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)研究的發(fā)展歷程以及趨勢 管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計在國外始于二十世紀六十年代，但是在我國，對于管網(wǎng)設(shè)計優(yōu)化設(shè)計的研究還比較的落后，但是隨著不斷的研究，管網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)在我國也不斷的發(fā)展?，F(xiàn)今我國的管網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)已經(jīng)從單一型的研究轉(zhuǎn)向了復(fù)合型的研究主要的研究方向有：第一，經(jīng)典優(yōu)化理論以及應(yīng)用，分為：有線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、以及動態(tài)規(guī)劃法；第二，啟發(fā)式算法研究及其發(fā)展，主要有遺傳算法、以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法；第三，多方法的優(yōu)化，主要分為：模糊數(shù)學(xué)法、動態(tài)規(guī)劃與遺傳算法相互結(jié)合的方法，以及與地理信息系統(tǒng)等計算機軟件之間的相互結(jié)合的方法 2給水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的任務(wù)和原則 2.1 給水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的任務(wù) （1）管網(wǎng)優(yōu)化

3、布置。管網(wǎng)優(yōu)化布置是管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ)，管網(wǎng)布置的合理與否，直接關(guān)系到給水系統(tǒng)的安全可靠性和技術(shù)經(jīng)濟合理性。 （2）管徑優(yōu)化設(shè)計。管網(wǎng)中每個管段管徑的大小，與管網(wǎng)系統(tǒng)布局和該管段在管網(wǎng)系統(tǒng)中承擔的任務(wù)密切相關(guān)，管徑優(yōu)化設(shè)計需要以最優(yōu)管網(wǎng)布置為基礎(chǔ)，通過管網(wǎng)優(yōu)化模型求解 2.2 給水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計原則 （1）要兼顧未來城市發(fā)展（特別是近期）對給水系統(tǒng)建設(shè)的要求。優(yōu)化設(shè)計宜結(jié)合城市總體規(guī)劃，合理確定城市近、遠期供水量及規(guī)劃布局給水干管系統(tǒng)。 （2）優(yōu)化設(shè)計的針對性要強，應(yīng)重點解決好城市給水網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)狀存在的主要問題。結(jié)合現(xiàn)狀城市給水調(diào)查，對管網(wǎng)及其運行中存在的問題進行深入分析，研究對主要問題的解決措施

4、。 （3）通過優(yōu)化設(shè)計，在滿足供水需求、保障管網(wǎng)運行安全可靠的前提下，力求節(jié)省投資、降低能耗，且具有實際可操作性。 （4）重視對現(xiàn)狀管道的合理利用和充分利用，避免大拆大建。 3城市給水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計 3.1 城市給水工程規(guī)劃設(shè)計 在城市給水工程規(guī)劃設(shè)計中，給水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計一般采取以下方法和步驟： （1）結(jié)合城市總體規(guī)劃，合理確定近遠期的供水范圍、城市用水量、供水水源及規(guī)模 。 （2）研究城市規(guī)劃布局和地形地勢，劃分供水分區(qū)，布置給水管網(wǎng)系統(tǒng)，建立給水管網(wǎng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫。 （3）建立給水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計模型，設(shè)定管網(wǎng)優(yōu)化模型的目標函數(shù)和約束條件。管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型以經(jīng)濟性為目標函數(shù)，將其余的作為約束條

5、件，據(jù)此建立目標函數(shù)和約束條件表達式。 （4）對管網(wǎng)優(yōu)化結(jié)果分析總結(jié)。 3.2城市給水網(wǎng)改造工程的優(yōu)化設(shè)計 （1）對城市的供水量進行合理全面的調(diào)查，同時對于城市的用水量以及水廠、管網(wǎng)等基礎(chǔ)資料迸行調(diào)查從而建立紿水管網(wǎng)的模型數(shù)據(jù)庫。 （2）要明確城市的近期遠期的供水目標，合理設(shè)計給水網(wǎng)系統(tǒng)，建立相應(yīng)的紿水網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計模型。 （3）在管網(wǎng)運行工況模擬系統(tǒng)進行工作的同時，對計算的結(jié)果進行相應(yīng)的分析，分析和評估設(shè)計方案的技術(shù)以及安全性能，從而來尋求最優(yōu)的改造方案，以此來取得最好的經(jīng)濟效益。 （4）確定出現(xiàn)階段管網(wǎng)系統(tǒng)的改造的范圍，并且要制定相應(yīng)的一些方案。 4.排水系統(tǒng)設(shè)計的重點和難點 4.1環(huán)境保

6、護的要求設(shè)計城市規(guī)劃排水系統(tǒng)的過程中要堅持“合理布局，全面規(guī)劃，保護環(huán)境，造福人類”的環(huán)境保護原則。當前，部分城市片面地追求經(jīng)濟效益，在排水系統(tǒng)設(shè)計中忽略了環(huán)保問題。城市規(guī)劃設(shè)計中，應(yīng)當預(yù)防和注意生態(tài)環(huán)境的污染，工礦企業(yè)的排水系統(tǒng)盡量遠離當?shù)氐乃矗苊饣驕p少“三廢”污染水源，特別注意不能在水源地的上游設(shè)置排放有害物質(zhì)的管道。 4.2長遠發(fā)展的眼光 設(shè)計城市排水系統(tǒng)不僅要考慮城市的近期設(shè)計，還要考慮遠期擴建的可能性，并根據(jù)排水系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟和使用要求的合理性，分期安排近期工程的建設(shè)。因為排水工程的建設(shè)成本較高，分期建設(shè)能更快地實現(xiàn)工程建設(shè)的作用，更好地節(jié)省初期投資。排水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的難點表現(xiàn)為以下兩點： （1）規(guī)劃設(shè)計城市排水管道規(guī)劃設(shè)計排水管道不僅要考慮城市規(guī)劃的整體布局，還要和現(xiàn)有的排水管道結(jié)合來。規(guī)劃設(shè)計城市排水管道可以基于原有的排水管道進行維護和改造，盡量利用現(xiàn)有的排水管道，要及時更新難以繼續(xù)利用的管道。規(guī)劃設(shè)計排水管道不僅要控制成本，還要遵循排水管道使用年限和質(zhì)量的要求。 （2）監(jiān)控工業(yè)生產(chǎn)污水排水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計中涉及到的環(huán)境保護元素越來越多。工業(yè)廢水量標準是指加工單位數(shù)量原料或生產(chǎn)單位產(chǎn)品排出的廢水量。監(jiān)控