城市河流水量水質(zhì)自適應(yīng)控制模型研究.pdf

1、隨著城市經(jīng)濟(jì)的迅猛快速發(fā)展，城區(qū)規(guī)模的日益膨脹，城市的供水規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市水環(huán)境的污染也愈加嚴(yán)重。而城市河流作為重要的資源和環(huán)境載體，關(guān)系到城市的生存，制約著城市的發(fā)展。城市發(fā)展中該采取怎樣的經(jīng)濟(jì)合理的水環(huán)境治理方案，特別是在河流排污量增大或者有其它意外擾動打破河流的生態(tài)平衡時，如何促使河流水質(zhì)回到期望的數(shù)值、河道水體達(dá)到水量水質(zhì)的自適應(yīng)，是一個值得思考的問題。 本文以連云港市為例，對其河流水環(huán)境的特點進(jìn)行了分析。通過建立平原

2、感潮河網(wǎng)水力水質(zhì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模擬計算，認(rèn)為在現(xiàn)狀河道水質(zhì)狀況下，通過引水增流可以滿足連云港城市河流基本的水環(huán)境要求。同時從發(fā)展的角度出發(fā)，基于系統(tǒng)工程的理論和方法，研究建立了城市河流水量水質(zhì)自適應(yīng)控制模型。該模型屬于復(fù)合性能指標(biāo)的自尋最優(yōu)控制，它描述了城市河流水環(huán)境系統(tǒng)中水量水質(zhì)的狀態(tài)關(guān)系。模型將河流概化成若干個可調(diào)系統(tǒng)，每個可調(diào)系統(tǒng)是一個河段，已知的擾動是上游河段水質(zhì)濃度，未知的干擾是河段的排污量。被控對象是下游河段，控制量測包括下游

3、河段水質(zhì)濃度、河段排污量。運用拉格朗日乘子法對模型進(jìn)行控制，通過給定的性能指標(biāo)，不斷進(jìn)行比較和決策，可以跟蹤預(yù)定的軌跡，并給出城市河流水環(huán)境治理的最優(yōu)方案。同時以規(guī)劃年-2010年連云港市區(qū)預(yù)測的排污量為擾動，以規(guī)劃的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，驗證了模型的應(yīng)用。研究表明：在排污量增大的擾動下，按照模型計算給出的最優(yōu)控制軌線，以一定的控制力消耗，可以保證城市河流水質(zhì)回到期望的數(shù)值、河道水體達(dá)到水量水質(zhì)的自適應(yīng)。 研究中基于ASP技術(shù)開發(fā)了B