供水管網(wǎng)中水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)優(yōu)化選址研究.pdf

1、供水管網(wǎng)中水質(zhì)惡化主要有兩方面原因，一方面是由于水體自身在管段中發(fā)生物理、化學(xué)、生物反應(yīng)引起的自身水質(zhì)惡化，另一方面為外部污染物入侵引起的突發(fā)污染。在管網(wǎng)中布置一定量的水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)管網(wǎng)水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，是保障飲用水安全的有效途徑。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)選址問(wèn)題做了大量的研究，但也存在著一些較普遍的問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上，本文分別針對(duì)水質(zhì)惡化的兩個(gè)原因展開(kāi)研究，分為常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)選址問(wèn)題和非常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)選址問(wèn)題。
　　 針對(duì)目前常

2、規(guī)水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)選址研究應(yīng)用于多工況條件所存在的缺陷，本文以節(jié)點(diǎn)水量和節(jié)點(diǎn)水齡共同表征節(jié)點(diǎn)水質(zhì)，建立覆蓋矩陣，并且采用覆蓋率直接代替覆蓋水量法目標(biāo)函數(shù)中的覆蓋水量，引進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)差轉(zhuǎn)化函數(shù)將各工況的覆蓋率標(biāo)準(zhǔn)差轉(zhuǎn)換成一個(gè)(0，1)之間的折減系數(shù)，綜合考慮各工況覆蓋率的總和以及各工況覆蓋率的標(biāo)準(zhǔn)差兩個(gè)因素對(duì)于選址結(jié)果的影響。采用Net3管網(wǎng)算例進(jìn)行分析，運(yùn)用遺傳算法求解整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題，結(jié)果表明采用遞推法可以迅速求得水量比例矩陣，采用遺傳算法可以迅速求

3、得最優(yōu)監(jiān)測(cè)點(diǎn)組合，相比與傳統(tǒng)的覆蓋水量水齡法，考慮標(biāo)準(zhǔn)差后的選址結(jié)果雖然總覆蓋率有所減少，但是各工況覆蓋率較穩(wěn)定一致，使得監(jiān)測(cè)點(diǎn)不僅能夠反映較多水量的水質(zhì)，更能較好的連續(xù)反映管網(wǎng)各時(shí)段內(nèi)的水質(zhì)情況，同時(shí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)組合的各工況覆蓋率與各工況下的管網(wǎng)總用水量之間存在著較大聯(lián)系。
　　 針對(duì)目前非常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)選址研究中僅考慮單個(gè)污染注入點(diǎn)的不足，本文采用了以最大化污染事件監(jiān)測(cè)比例f1、最大化監(jiān)測(cè)點(diǎn)可靠f2、最短化污染事件監(jiān)測(cè)時(shí)間f3為目

4、標(biāo)的多目標(biāo)選址模型，并對(duì)可靠度以及監(jiān)測(cè)污染事件等概念重新定義，分析了污染注入點(diǎn)數(shù)量分別為1、2、3時(shí)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)選址問(wèn)題，采用BWSN1管網(wǎng)算例進(jìn)行分析，篩選潛在的污染注入點(diǎn)，計(jì)算結(jié)果表明NSGA-Ⅱ能夠迅速得到較均勻的Pareto前沿，隨著監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量的增加以及污染注入點(diǎn)數(shù)量的增加，監(jiān)測(cè)點(diǎn)組合監(jiān)測(cè)到的污染事件數(shù)量增加，監(jiān)測(cè)時(shí)間變短，監(jiān)測(cè)點(diǎn)可靠度增加，并且改善的幅度逐漸減少，同時(shí)污染注入點(diǎn)數(shù)量的變化對(duì)f1、f3的影響大于對(duì)f2的影響，最大化監(jiān)