發(fā)布時間：2020-03-26 14:52

【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經(jīng)濟發(fā)展的命脈。隨著城市經(jīng)濟的發(fā)展和城市人口的增加,水資源問題已成為制約其社會經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸。本地水資源不足,不能滿足其自身發(fā)展要求,為了滿足鄭州城市的可持續(xù)發(fā)展,以“開源節(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,對于有外調(diào)水引入的水庫-用水戶的聯(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、常莊兩座水庫及三個水廠聯(lián)合系統(tǒng)作為研究對象,對“調(diào)水工程-水庫-水廠”系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)控問題進行了水資源調(diào)配研究,對解決與改善城市生活供水問題具有積極和重要意義。主要進行的研究內(nèi)容和計算結(jié)果如下:(1)在查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上,綜合匯總有關(guān)水庫調(diào)度和相關(guān)跨流域引供水水資源水庫聯(lián)合調(diào)控研究成果,明確現(xiàn)在的研究現(xiàn)狀與進展,并提出了本文需要研究的問題。(2)查找鄭州市相關(guān)水資源研究報告,收集研究區(qū)關(guān)于南水北調(diào)、黃河水、尖崗水庫、常莊水庫和相關(guān)水廠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),結(jié)合南水北調(diào)水、黃河水、水庫基本概況、水廠概況。對“調(diào)水工程-水庫-水廠”水資源研究系統(tǒng)的水力聯(lián)系與關(guān)系進行確定,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-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,以確保水廠的正常生活供水和調(diào)蓄水庫蓄水增加量最大為目標函數(shù),建立了聯(lián)合調(diào)控系統(tǒng)工程模型。運用WEAP軟件進行模擬分析,得出研究系統(tǒng)調(diào)控結(jié)果。(4)對調(diào)蓄水庫參與和不參與調(diào)控結(jié)果對比分析,得到了在水庫聯(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m~3減少到679萬m~3,使南水北調(diào)工程來水利用率提高了3.13%;黃河水補充研究系統(tǒng)水量從1532萬m~3增加到1834萬m~3,使黃河水向研究系統(tǒng)補水量提高了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，其特點為春季干旱多風，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)計的數(shù)據(jù)分析來看，可知道多年來，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 26～27℃，歷史記錄城市最高溫度達到 43℃，而歷史記錄的極端最低溫度為零下 17.9℃；多年來，平均風速為 2.8～3.2m/s，最大平均風速為 18～22m/s，進入冬季盛行吹西北風，在夏季盛行吹偏南風，而在春秋兩季則兩種季風會交替出現(xiàn)，歷史記錄顯示風速最大時期普遍發(fā)生在 4 月份，8 月和 9月風速則是最低時期。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。多年來，平均水面蒸發(fā)為 1400 mm，表

根據(jù)總干渠分水口門的布局情形, 分水門口鄭州境內(nèi)位置圖見圖2-4，結(jié)合水庫的調(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)中線工程的總干渠上 22 號口門密垌提水泵站向尖崗水庫補水，然后通過 23 號口門輸水管道將常莊水庫補水分別向柿園水廠和白廟水廠供水；當南水北調(diào)水水量有多余水量時可向常莊水庫補水，當干渠因故停水或供水量不足供應(yīng)出現(xiàn)短缺時問題時，啟用兩水庫調(diào)蓄功能將水庫蓄水分別向鄭州市柿園水廠和白廟水廠供水。（2）尖崗水庫作為南水北調(diào)調(diào)蓄水庫，可調(diào)蓄庫容相比于常莊水庫調(diào)蓄庫容較大，水庫靠近劉灣水廠，水庫地勢高于劉灣水廠，水庫蓄水可采取自流的方式向劉灣水廠供水。在尖崗水庫和劉灣水廠之間鋪設(shè)管道輸水系統(tǒng)，既能滿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)置有三個口門可以分別向鄭州市城區(qū)供水，分別是 21 號口門(劉灣口門)、22 號口門(密桐泵站)和 23 號口門(中原西路口門)[58.59]�？陂T位置如圖 2-4 所示；（1）南水北調(diào)中線工程在鄭州市設(shè)置的 21 號口門用于向劉灣水廠供水，口門采用提水供水的方式，，21 號口門的設(shè)計的向水廠供水能力為 5 m3/s，口門到水廠的供水線路長度為 0.89km
【學位授予單位】：華北水利水電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TV213.4

【參考文獻】

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本文編號：2601590