【摘要】：鄭州市地處淮河流域上游,水資源是其深厚歷史文化的重要載體和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈。隨著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市人口的增加,水資源問(wèn)題已成為制約其社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。本地水資源不足,不能滿(mǎn)足其自身發(fā)展要求,為了滿(mǎn)足鄭州城市的可持續(xù)發(fā)展,以“開(kāi)源節(jié)流”為方向,跨流域調(diào)水工程已成為水資源重新分配和緩解城市缺水供需矛盾的重要手段,也是一種打破城市“引供水瓶頸”的主要途徑。目前在跨流域水庫(kù)群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度模型的研究、以及求解方法方面以經(jīng)取得了一系列的研究成果,對(duì)于有外調(diào)水引入的水庫(kù)-用水戶(hù)的聯(lián)合調(diào)控研究成果較少。本文以研究區(qū)相關(guān)研究為前提,將鄭州市南水北調(diào)工程和引黃工程結(jié)合尖崗、常莊兩座水庫(kù)及三個(gè)水廠聯(lián)合系統(tǒng)作為研究對(duì)象,對(duì)“調(diào)水工程-水庫(kù)-水廠”系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)控問(wèn)題進(jìn)行了水資源調(diào)配研究,對(duì)解決與改善城市生活供水問(wèn)題具有積極和重要意義。主要進(jìn)行的研究?jī)?nèi)容和計(jì)算結(jié)果如下:(1)在查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,綜合匯總有關(guān)水庫(kù)調(diào)度和相關(guān)跨流域引供水水資源水庫(kù)聯(lián)合調(diào)控研究成果,明確現(xiàn)在的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展,并提出了本文需要研究的問(wèn)題。(2)查找鄭州市相關(guān)水資源研究報(bào)告,收集研究區(qū)關(guān)于南水北調(diào)、黃河水、尖崗水庫(kù)、常莊水庫(kù)和相關(guān)水廠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),結(jié)合南水北調(diào)水、黃河水、水庫(kù)基本概況、水廠概況。對(duì)“調(diào)水工程-水庫(kù)-水廠”水資源研究系統(tǒng)的水力聯(lián)系與關(guān)系進(jìn)行確定,為建立系統(tǒng)調(diào)控模型提供理論與數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。(3)在系統(tǒng)各單元之間的關(guān)系分析與確定的基礎(chǔ)上,根據(jù)本文研究構(gòu)建的“調(diào)水工程-水庫(kù)-水廠”系統(tǒng)的引供水方案和要求。根據(jù)研究系統(tǒng)的特點(diǎn),以確保水廠的正常生活供水和調(diào)蓄水庫(kù)蓄水增加量最大為目標(biāo)函數(shù),建立了聯(lián)合調(diào)控系統(tǒng)工程模型。運(yùn)用WEAP軟件進(jìn)行模擬分析,得出研究系統(tǒng)調(diào)控結(jié)果。(4)對(duì)調(diào)蓄水庫(kù)參與和不參與調(diào)控結(jié)果對(duì)比分析,得到了在水庫(kù)聯(lián)合參與調(diào)控的情況下南水北調(diào)水不能被引用的多余棄水量從1602萬(wàn)m~3減少到679萬(wàn)m~3,使南水北調(diào)工程來(lái)水利用率提高了3.13%;黃河水補(bǔ)充研究系統(tǒng)水量從1532萬(wàn)m~3增加到1834萬(wàn)m~3,使黃河水向研究系統(tǒng)補(bǔ)水量提高了12.5%;水廠供水保證率提高了3.94%。
【圖文】：

圖 2-1 水庫(kù)位置圖Fig 2-1 Reservoir location map2.1.2 水文氣象鄭州市氣候應(yīng)屬于溫帶大陸氣候，其特點(diǎn)為春季干旱多風(fēng)，夏季炎熱雨多，秋季涼爽宜人，而到了冬季則氣溫寒冷干燥[51-55]。從鄭州市多年統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)分析來(lái)看，可知道多年來(lái)，鄭州市年內(nèi)平均氣溫在 14.2 到 14.6 攝氏度，普遍顯示為 1 月份氣溫最低，而 7月份氣溫最高，7 月和 1 月年平均溫差相差值可高達(dá) 26～27℃，歷史記錄城市最高溫度達(dá)到 43℃，而歷史記錄的極端最低溫度為零下 17.9℃；多年來(lái)，平均風(fēng)速為 2.8～3.2m/s，最大平均風(fēng)速為 18～22m/s，進(jìn)入冬季盛行吹西北風(fēng)，在夏季盛行吹偏南風(fēng)，而在春秋兩季則兩種季風(fēng)會(huì)交替出現(xiàn)，歷史記錄顯示風(fēng)速最大時(shí)期普遍發(fā)生在 4 月份，8 月和 9月風(fēng)速則是最低時(shí)期。鄭州年均降水量 637.0mm，降水分布不均勻：在夏季，降雨量超過(guò)了每年降水量的 60%；在冬季，降水只占每年降水量的 4～5%，鄭州市的降雨特性主要呈現(xiàn)出年際變化較大，年內(nèi)分布不均的特點(diǎn)。多年來(lái)，平均水面蒸發(fā)為 1400 mm，表

根據(jù)總干渠分水口門(mén)的布局情形, 分水門(mén)口鄭州境內(nèi)位置圖見(jiàn)圖2-4，結(jié)合水庫(kù)的調(diào)度方案, 參與南水北調(diào)受水的劉灣水廠、柿園水廠、白廟水廠、尖崗、常莊水利樞紐工程聯(lián)合應(yīng)用方案為：（1）首先使用南水北調(diào)中線(xiàn)工程的總干渠上 22 號(hào)口門(mén)密垌提水泵站向尖崗水庫(kù)補(bǔ)水，然后通過(guò) 23 號(hào)口門(mén)輸水管道將常莊水庫(kù)補(bǔ)水分別向柿園水廠和白廟水廠供水；當(dāng)南水北調(diào)水水量有多余水量時(shí)可向常莊水庫(kù)補(bǔ)水，當(dāng)干渠因故停水或供水量不足供應(yīng)出現(xiàn)短缺時(shí)問(wèn)題時(shí)，啟用兩水庫(kù)調(diào)蓄功能將水庫(kù)蓄水分別向鄭州市柿園水廠和白廟水廠供水。（2）尖崗水庫(kù)作為南水北調(diào)調(diào)蓄水庫(kù)，可調(diào)蓄庫(kù)容相比于常莊水庫(kù)調(diào)蓄庫(kù)容較大，水庫(kù)靠近劉灣水廠，水庫(kù)地勢(shì)高于劉灣水廠，水庫(kù)蓄水可采取自流的方式向劉灣水廠供水。在尖崗水庫(kù)和劉灣水廠之間鋪設(shè)管道輸水系統(tǒng)，既能滿(mǎn)足劉灣水廠的用水需求，又能保證在總干渠出現(xiàn)年際年內(nèi)供水不均或因事故停水情況下的水廠用水需求。2.3 引供水工程概況2.3.1 南水北調(diào)工程南水北調(diào)中線(xiàn)工程鄭州供水區(qū)供水配套工程中在研究區(qū)內(nèi)設(shè)置有三個(gè)口門(mén)可以分別向鄭州市城區(qū)供水，分別是 21 號(hào)口門(mén)(劉灣口門(mén))、22 號(hào)口門(mén)(密桐泵站)和 23 號(hào)口門(mén)(中原西路口門(mén))[58.59]�？陂T(mén)位置如圖 2-4 所示；（1）南水北調(diào)中線(xiàn)工程在鄭州市設(shè)置的 21 號(hào)口門(mén)用于向劉灣水廠供水，口門(mén)采用提水供水的方式，，21 號(hào)口門(mén)的設(shè)計(jì)的向水廠供水能力為 5 m3/s，口門(mén)到水廠的供水線(xiàn)路長(zhǎng)度為 0.89km
【學(xué)位授予單位】：華北水利水電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TV213.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2601590