供水管網(wǎng)中水質(zhì)監(jiān)測點優(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、生物反應引起的自身水質(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)測點，對管網(wǎng)水質(zhì)進行實時監(jiān)控，是保障飲用水安全的有效途徑。國內(nèi)外學者對于水質(zhì)監(jiān)測點選址問題做了大量的研究，但也存在著一些較普遍的問題，在此基礎上，本文分別針對水質(zhì)惡化的兩個原因展開研究，分為常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測點選址問題和非常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測點選址問題。
　　 針對目前常

2、規(guī)水質(zhì)監(jiān)測點選址研究應用于多工況條件所存在的缺陷，本文以節(jié)點水量和節(jié)點水齡共同表征節(jié)點水質(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函數(shù)中的覆蓋水量，引進標準差轉(zhuǎn)化函數(shù)將各工況的覆蓋率標準差轉(zhuǎn)換成一個(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準差兩個因素對于選址結(jié)果的影響。采用Net3管網(wǎng)算例進行分析，運用遺傳算法求解整數(shù)規(guī)劃問題，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)測點組合，相比與傳統(tǒng)的覆蓋水量水齡法，考慮標準差后的選址結(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)測點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)各時段內(nèi)的水質(zhì)情況，同時監(jiān)測點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。
　　 針對目前非常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測點選址研究中僅考慮單個污染注入點的不足，本文采用了以最大化污染事件監(jiān)測比例f1、最大化監(jiān)測點可靠f2、最短化污染事件監(jiān)測時間f3為目

4、標的多目標選址模型，并對可靠度以及監(jiān)測污染事件等概念重新定義，分析了污染注入點數(shù)量分別為1、2、3時的監(jiān)測點選址問題，采用BWSN1管網(wǎng)算例進行分析，篩選潛在的污染注入點，計算結(jié)果表明NSGA-Ⅱ能夠迅速得到較均勻的Pareto前沿，隨著監(jiān)測點數(shù)量的增加以及污染注入點數(shù)量的增加，監(jiān)測點組合監(jiān)測到的污染事件數(shù)量增加，監(jiān)測時間變短，監(jiān)測點可靠度增加，并且改善的幅度逐漸減少，同時污染注入點數(shù)量的變化對f1、f3的影響大于對f2的影響，最大化監(jiān)