城市排水系統(tǒng)建模及其控制方法研究.pdf

1、城市排水主要指城市居民生活污水、工業(yè)廢水、降雨徑流(含雨、雪水)和其他廢棄水的收集、輸送、凈化、利用和排放。城市排水系統(tǒng)被稱為“城市生命線系統(tǒng)”之一,是衡量城市現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志,是保證城市生活正常運(yùn)轉(zhuǎn)最重要的基礎(chǔ)設(shè)施,任何環(huán)節(jié)滯后或失靈都可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓。
　　 我國城市污水處理廠的發(fā)展很快,排放標(biāo)準(zhǔn)也日趨嚴(yán)格,為改善水環(huán)境起到關(guān)鍵作用。但目前國內(nèi)城市排水系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度、泵站維護(hù)、污水排放管理、防汛指揮等仍停留在人工階段

2、,系統(tǒng)的自動化程度低、應(yīng)變能力差,同時(shí)又缺乏對突變或?yàn)?zāi)害天氣情況的應(yīng)急處理能力。因此,如何實(shí)現(xiàn)城市排水綜合自動化,提高城市排水綜合運(yùn)行效率,同時(shí)又能為防災(zāi)減災(zāi)提供緊急預(yù)案和輔助決策已成為一個(gè)亟待解決的問題。
　　 城市排水系統(tǒng)的運(yùn)行控制建立在對排水系統(tǒng)準(zhǔn)確建模的基礎(chǔ)之上,本文以城市排水系統(tǒng)管網(wǎng)為研究對象,旨在建立城市排水系統(tǒng)數(shù)值計(jì)算模型和狀態(tài)空間模型,以實(shí)現(xiàn)對排水系統(tǒng)的自動控制,以便為城市排水系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)分析和實(shí)時(shí)控制研究提供參

3、考,同時(shí),管網(wǎng)水力學(xué)模型也可以比較準(zhǔn)確地模擬各種工情、雨情、調(diào)度方案的排水管道系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,可以為城市排水及水資源調(diào)度、災(zāi)情評估、洪水預(yù)警等提供決策依據(jù)。本文主要內(nèi)容集中在對城市排水系統(tǒng)管網(wǎng)進(jìn)行水力學(xué)建模這一方面,具體可分為三個(gè)部分:
　　 首先,以排水管網(wǎng)水流運(yùn)動狀態(tài)為研究對象,根據(jù)管網(wǎng)水力學(xué)模型,使用Preissmann隱式差分格式,對模型進(jìn)行離散化,建立起排水系統(tǒng)數(shù)值計(jì)算模型。
　　 其次,從管網(wǎng)水力學(xué)模型出發(fā),