水质和水量调节

第二章 预 处 理

第一节 水质和水量调节

废水的水量和水质并不总是恒定均匀的，往往随着时间的推移而变化。生活污水随生活作息规律而变化，工业废水的水量水质随生产过程而变化。水量和水质的变化使得处理设备不能在最佳的工艺条件下运行，严重时甚至使设备无法工作，为此需要设置调节池，对水量和水质进行调节。

一、水量调节

废水处理中单纯的水量调节有两种方式：一种为线

内调节(见图2-1)，进水一般采用重力流，出水用泵提升。

调节池的容积可采用图解法计算，具体参见设计手册。

实际上，由于废水流量的变化往往规律性差，所以调节

池容积的设计一般凭经验确定。

另一种为线外调节(见图2-2)。调节池设在旁路上，

当废水流量过高时，多余废水用泵打入调节池，当流量低于设计流量时，再从调节池流至集水井，并送去后续处理。 线外调节与线内调节相比，其调节池不受进管高度限

制，但被调节水量需要两次提升，消耗动力大。 二、水质调节

水质调节的任务是对不同时间或不同来源的废水进行混合，使流出水质比较均匀，调节池也称均和池或匀质池。水质调节的基本方法有两种：

①利用外加动力(如叶轮搅拌、空气搅拌、水泵循环)而进行的强制调节，设备简单，效果较好，但运行费用高。

②利用差流方式使不同时间和不同浓度的废水进行自身水力混合，基本没有运行费，但设备结构较复杂。

图2-3为—种外加动力的水质调节池，采用压缩空气搅拌。在池底设有曝气管，在空气搅拌作用下，使不同时间进入池内的废水得以混合。这种调节池构造简单，效果较好，并可防止悬浮物沉积于池内。最适宜在废水流量不大、处理工艺中需要预曝气以及有现成压缩空气的情况下使用。如废水中存在易挥发的有害物质，则不宜使用该类调节他，此时可使用叶

轮搅拌。

差流方式的调节池类型很多。如图2-4所示为一种折流调节池。配水槽设在调节池上部，池内设有许多折流板，废水通过配水槽上的孔口溢流至调节池的不同折流板间，从而使某一时刻的出水中包含不同时刻流入的废水，也即其水质达到了某种程度的调节。

另外如图2-5为一种构造较简单的差流式调节池。对角线上的出水槽所接纳的废水来自不同的时间，也即浓度各不相同，这样就达到了水质调节的目的。为防止调节池内废水短路，可在池内设置一些纵向挡板，以增强调节效果。

调节池的容积可根据废水浓度和流量变化的规律以及要求的调节均和程度来确定废水经过一定调节时间后平均浓度为

∑∑=i i i i i t q t c q c / (2-1)

式中 q i ——t i 时段内的废水流量；

c i ——t i 时段内的废水平均浓度。

调节池所需体积V ＝Σq i t i ，它决定采用的调节时间Σt i 。当废水水质变化具有周期性时，采用的调节时间应等于变化周期，如一工作班排浓液，一工作班排稀液，调节时间应为二个工作班。如需控制出流废水在某一合适的浓度以内，可以根据废水浓度的变化曲线用试算的方法确定所需的调节时间。

设各时段的流量和浓度分别为q 1和c 1，q 2和c 2，…，等等。则各相邻2时段内的平均浓

度分别为(q1c1+ q2c2)/(q l+q2)，(q2c2+ q3c3)/(q2+q3)，依次类推。如果设计要求达到的均和浓度c/与任意相邻2时段内的平均浓度相比，均大于各平均值，则需要的调节时间即为2t i；反之，则再比较c/与任意相邻3时段的平均浓度，若c/均大于各平均值、则调节时间为3t i；依次类推，直至符合要求为止。

最后，还应考虑把调节池放在废水处理流程的什么位置。在某些情况下，将调节池设置在一级处理之后二级处理之前可能是适宜的，这样污泥和浮渣的问题就会少一些。假如将调节池设置在一级处理之前，在设计中就必须考虑设置足够的混合设备以防止悬浮物沉淀和废水浓度的变化，有时还应曝气以防止产生气味。

第二节筛滤

筛滤是去除废水中粗大的悬浮物和杂物，以保护后续处理设施能正常运行的一种预处理方法。筛滤的构件包括平行的棒、条、金属网、格网或穿孔板。其中由平行的棒和条构成的称为格栅；由金属丝织物或穿孔板构成的称为筛网。它们所去除的物质则称为筛余物。其中格栅去除的是那些可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大的悬浮物；而筛网去除的是用格栅难以去除的呈悬浮状的细小纤维。

根据清洗方法，格栅和筛网都可设计成人工清渣或机械清渣两类。当污染物量大时，一般应采用机械清渣，以减少工人劳动量。

一、格栅

格栅一般斜置在进水泵站集水井的进

口处。它本身的水流阻力并不大，水头损失

只有几厘米，阻力主要产生于筛余物堵塞栅

条。一般当格栅的水头损失达到10～15cm

时就该清洗。

格栅按形状，可分为平面格栅和曲面格

栅两种。按格栅栅条的间隙，可分为粗格栅

(50～100mm)、中格栅(10～40mm)、细格栅(3～10mm)三种。新设计的废水处理厂一般都采用粗、中两道格栅，甚至采用粗、中、细三道格栅。

格栅的去除效率与格栅的设计很有关系。格栅的设计内容包括尺寸计算、水力计算、栅渣量计算。图2-6是格栅的示意图。

1．格栅的间隙数 n可由下式确定：

bhv

Q n αsin m ax = (2-2) Q max ——最大设计流量， m 3/s

α——格栅安置的倾角，度，一般为60～70;

h ——栅前水深， m ；

v ——过栅流速， m/s ，最大设计流量时为0.8～1.0m/s ，平均设计流量时为0.3m/s 。 b --—栅条净间隙，m ，粗格栅b ＝50～100mm ，中格栅b ＝10～40mm ，细格栅b ＝3～10mm 。

当栅条的间隙数为n 时，则栅条的数目应为n -1。

2．格栅的建筑宽度B 可由下式决定:

B ＝S(n-1)+bn (m) (2-3)

式中S ——栅条宽度，m 。

3．通过格栅的水头损失h 2由下式决定

h 2＝k αξsin 22

g

v (2-4) 式中 g ——重力加速度，m/s 2

；

k ——考虑到由于格栅受筛余物堵塞后，格栅阻力增大的系数，可用经验式k =3.36v -1.32，一般采用k ＝3；

ξ——阻力系数，其值与格栅栅条的端面形状有关，见表2-1所列。

表2-1 格栅的阻力系数计算公式

格栅断面形状 计算公式 数值

锐边矩形 β＝2．42

迎水面为半圆形的矩形

β＝1.83 圆 形β＝1.79 迎水.背水面均为半圆型的矩形β=1.67 正方形ε＝0.64

注：表中为栅条的形状系数 c 为收缩系数

4．栅后槽的总高度由下式决定：

H ＝h +h 1+h 2 (2-5)

式中 h 1——栅前渠道超高m ，一般取0.3m 。

5．栅槽总长度计算公式：

L ＝l 1+l 2+1.0+0.5+H 1/tg α (2-6)

式中l 1＝1

12αtg B B -=1.37(B -B 1)(m) l 2=l 1/2(m)

H 1——栅前槽高，m ， H l ＝h 十h 2;

l 1——进水渠道渐宽部分长度，m ；

B 1——进水渠道宽度，m ；

α1——进水渠展开角，一般用200

； l 2——栅糟与出水渠连接渠的渐缩长度，m 。

6．每日栅渣量计算； 1000

864001max ??=a H W Q W （m 3/d ） (2-7) 式中 W 1——栅渣量(m 3/103m 3污水)，取0.1～0.01，粗格栅用小值，细格栅用大值，中

格栅用中值；

K 总——废水流量总变化系数，对生活污水可参考表2-2。

表2-2 生活污水流量总变化系数

二、筛网

一些工业废水含有较细小的悬浮物，它们不能被格栅截留，也难以用沉淀法去除。为了去除这类污染物，工业上常用筛网。选择不同尺寸的筛网，能去除和回收不同类型和大小的悬浮物，如纤维、纸浆、藻类等。

筛网过滤装置很多，有振动筛网、水力筛网、转鼓式筛网、转盘式筛网、微滤机等。下面只介绍前面两种。

振动筛网示意图见图2-7，它由振动筛和固定筛组成。污水通过振动筛时，悬浮物等杂质被留在振动筛上，并通过振动卸到固定筛网上，以进一步脱水。

水力筛网示意图见图2-8。它也是由运动筛和固定筛组成。运动筛水平放置，呈截顶圆锥形。进水端在运动筛小端，废水在从小端到大端流动过程中，纤维等杂质被筛网截留，并沿倾斜面卸到固定筛以进一步脱水。水力筛网的动力来自进水水流的冲击力和重力作用。因此水力筛网的进水端要保持一定压力，且一般采用不透水的材料制成，而不用筛网。水力筛网已有较多的应用实例，但还未有定型的产品。

三、筛余物的处置

收集的筛余物运至处置区填埋或与城市垃圾一起处理；当有回收利用价值时，可送至粉碎机或破碎机被磨碎后再用；对于大型系统，也可采用焚烧的方法彻底处理。

第三节中和

中和处理适用于废水处理中的下列情况。

①废水排入受纳水体前，其 PH值指标超过排放标准。这时应采用中和处理，以减少对水生生物的影响。

②工业废水排入城市下水道系统前，以免对管道系统造成腐蚀,在排入前对工业废水进行中和，比之对工业废水与其他废水混合后的大量废水进行中和要经济的多。

②化学处理或生物处理之前,对生物处理而言,需将处理系统的 pH维持在6.5～8.5范围内，以确保最佳的生物活力。

中和处理方法因废水的酸碱性不同而不同。针对酸性废水，主要有酸性废水与碱性废水相互中和、药剂中和及过滤中和三种方法。而对于碱性废水，主要有碱性废水与酸性废水相

互中和、药剂中和两种。其中酸性废水的数量和危害都比碱性废水大得多。因此重点介绍酸性废水的中和处理。

酸性废水主要来源于化工厂、化纤厂、电镀厂、煤加工厂及金属酸洗车间等。碱性废水主要来源于印染厂、造纸厂、炼油厂和金属加工厂等。

一、酸性废水的中和处理

(一)药剂中和法

药剂中和法能处理任何浓度、任何性质的酸性废水，对水质和水量波动适应性强，中和药剂利用率高。主要的药剂包括石灰、苛性钠、碳酸钠、石灰石、电石渣等；其中最常用的是石灰(CaO)。药剂的选用应考虑药剂的供应情况、溶解性、反应速度、成本、二次污染等因素。

中和药剂的投加量，可按化学反应式估算。 α

)

(2211a c a c KQ G a += (2-8) 式中 G a —总耗药量， kg/d ； Q — 酸性废水量, m 3/d ；

c 1、c 2——废水中酸的浓度和酸性盐的浓度， kg/m 3

；

α1 α2——中和lkg 酸和酸性盐所需的碱量， kg/kg ；

K ——不均匀系数；

α——中和剂的纯度，％。

但确定投加量比较准确的方法是通过试验绘制的中和曲线确定。

中和过程中形成的沉渣体积庞大，约占处理水体积的2％，脱水麻烦，应及时清除，以防堵塞管道。一般可采用沉淀池进行分离。沉渣量可根据试验确定，也可按下式计算：

G ＝G a (Φ十e)十Q(S-c-d) (2-9) 式中 G ——沉渣量， kg/ d

Φ——消耗单位药剂产生的盐量， kg/kg ，

e ——单位药剂中杂质含量， kg/kg ；

S ----废水中悬浮物浓废， kg/m 3；

c —一中和后溶于废水中的盐量，kg/m 3；

d ——中和后出水悬浮物浓度， kg/m 3。

石灰的投加可分为干法和湿法。干法可采用利用电磁振荡原理的石灰振荡设备投加，以

保证投加均匀。它设备简单,但反应较慢，而且不易彻底，投药量大(需为理论量的1.4～1.5倍)。当石灰成块状时，则不宜用干投法，可采用湿投法，即将石灰在消解槽内先消解成40％～50％浓度后，投入乳液槽，经搅拌配成5％～10％浓度的氢氧化钙乳液，然后投加。消解槽和乳液槽中可用机械搅拌或水泵循环搅拌(不宜用压缩空气，以免 CO2与 CaO反应生成沉淀)，以防止产生沉淀。投配系统采用溢流循环方式，即输送到投配槽的乳液量大于投加量，剩余量溢流回乳液槽，这样可维持投配槽内液面稳定，易于控制投加量。

中和反应在反应池内进行。由于反应时间较快，可将混合池和反应池合并，采用隔板式或机械搅拌，停留时间采用5～10min。

投药中和法有两种运行方式：当废水量少或间断排出时，可采用间歇处理，并设置2～3个池子进行交替工作。而当废水量大时，可采用连续流式处理，并可采取多级串联的方式，以获得稳定可靠的中和效果。

(二)过滤中和法

过滤中和法是选择碱性滤料填充成—定形式的滤床，酸性废水流过此滤床即被中和。过滤中和法与投药中和法相比，具有操作方便，运行费用低及劳动条件好等优点，它产生的沉渣少．只有废水体积的0.1％，主要缺点是进水硫酸浓度受到限制。常用的滤料有石灰石、大理石、白云石三种，其中前两种的主要成分是 CaCO3，而第三种的主要成分是 CaCO3、MgCO3。

滤料的选择与废水中含何种酸和含酸浓度密切相关。因滤料的中和反应发生在滤料表面，如生成的中和产物溶解度很小，就会沉淀在滤料表面形成外壳，影响中和反应的进一步进行。以处理含硫酸废水为例，当采用石灰石为滤料时，硫酸浓度不应超过1～2g／L，否则就会生成硫酸钙外壳，使中和反应终止。当采用白云石为滤料时，由于 MgSO4溶解度很大，故产生的沉淀仅为石灰石的一半，因此废水含硫酸浓度可以适当提高，不过白云石有个缺点就是反应速度比石灰石慢，这影响了它的应用。当处理含盐酸或硝酸的废水时，因生成的盐溶解度都很大，则采用石灰石、大理石、白云石作滤料均可。

中和滤池主要有普通中和滤池、升流式滤池和滚

筒中和滤池三种类型。

普通中和滤池为固定床形式。按水流方向分平流

式和竖流式两种。目前较常用的为竖流式，它又可分

为升流式和降流式两种，见图2-9。普通中和滤池滤

料粒径一般为30～50mm，不能混有粉料杂质。当废水中含有可能堵塞滤料的杂质时，应进行预处理。

升流式中和滤池(见图2-10)与普通中和滤池相比，粒径小，滤速高，中和效果好。在升流式中和滤池中,废水自下向上运动，由于流速高，滤料呈悬浮状态，滤层膨胀，类似于

流化床，滤料间不断发生碰撞摩擦，使沉淀难以在滤料

表面形成，因而进水含酸浓度可以适当提高，生成的 CO2

气体也容易排出，不会使滤床堵塞；此外，由于滤料粒

径小，比表面大，相应接触面积也大，使中和效果得到

改善。升流式中和滤池要求布水均匀，因此池子直径不

能太大，并常采用大阻力配水系统和比较均匀的集水系

统。

为了使小粒径滤料在高滤速下不流失，可将升流式

滤池设计成变截面形式，上部放大，称为变速升流式中

和滤池。这样既保持了较高的流速，使滤层全部都能膨胀，维持处理能力不变，又保留小滤料在滤床中，使滤料粒径适用范围增大。

滚筒式中和滤池如图2-11所示。滚筒用钢板制

成，内衬防腐层。筒为卧式，长度为直径的6～7倍。

装料体积占筒体体积的一半，筒内壁设有挡板，带动

滤料一起翻滚，使沉淀物外壳难以形成，并加快反应

速度。为避免滤料流失，在滚筒出水处设有穿孔板。

滚筒式中和滤池能处理的废水含硫酸浓度可大大

提高，而且滤料也不必破碎到很小的粒。但它构造复杂，动力费用高，设备噪声大，负荷率低（约为36m3/m2·h）

(三)利用碱性废水中和法

如厂内或区内也有碱性废水排出，则可利用碱性废水来中和酸性废水，达到以废治废的目的。此时应进行中和能力的计算，即参与反应的酸和碱的当量数应相同。如碱量不足，还应补充碱性药剂；如酸量不足，则应补充酸来中和碱。必须注意对于弱酸或弱碱,由于反应生成盐的水解，尽管反应达到等当量点，但溶液并非中性， pH值取决于生成盐的水解度.

废水水质和水量的变化决定了采用何种中和设备。

①当水质和水量较稳定或后续处理对 pH值要求较宽时，可直接在集水井、管道或混合槽中进行连续中和反应。

②当水质和水量较稳定而后续处理对 pH值要求高时，可设连续流中和池。中和池容积

可按下式计算：

V＝(Q1+Q2)t

式中Q1Q2----酸性、碱性废水设计流量， m3／h；

t——中和时间，一般取1～2h。

③当水质、水量变化较大，连续流很难满足出水 pH要求时，可采用间歇式中和池。在间歇池内完成混合、反应、沉淀、排泥等操作。池体积可按污水排放周期(如一班或一昼夜)中的废水量来计算。

二、碱性废水的中和处理

(一)利用废酸性物质中和法

废酸性物质包括含酸废水、烟道气等。烟道气中CO2含量可

高达24％，此外有时还含有SO2和 H2S，故可用来中和碱性废水。

利用酸性废水中和法和利用碱性废水中和酸性废水原理基

本相同，可参见上文。

用烟道气中和碱性废水一般在喷淋塔中进行，如图2-12所

示。废水从塔顶布水器均匀喷出，烟道气则从塔底鼓入，两者

在填料层间进行逆流接触，完成中和过程。使碱性废水和烟道

气都得到净化。根据资料介绍，用烟道气中和碱性废水，出水

的 pH值可由10～12降到中性。该法的优点是以废治废，投资

省，运行费用低，缺点是出水中的硫化物、耗氧量和色度都会明显增加，还需进一步处理。

(二)药剂中和法

常用的药剂是硫酸、盐酸及压缩二氧化碳。硫酸的价格较低，应用最广。盐酸的优点是反应物溶解度高，沉渣量少，但价格较高。用无机酸中和碱性废水的工艺流程与设备，和药剂中和酸性废水的基本相同，在此不再赘述。用 CO2中和碱性废水，采用设备与烟道气处理碱性废水类似，均为逆流接触反应塔。用CO2做中和剂可以不需pH控制装置，但由于成本较高，在实际工程中使用不多，一般均用烟道气。

2017年水库联合调度演练计划

二0一七年钟前、白石水库联合调度演练 计划 为提高钟前、白石两水库管理站对突发性事件的防范与应急处理能力，进一步建立统一、快速、协调、高效的预警和应急处置机制。强调“以人为本、预防为主、协调一致、可操作性”的原则，结合水库管理人员岗位技能学习组织本次水库防汛应急演练。 一、背景 1、钟前水库自2016年开始创建水库工程标准化管理，同年6月份由钟前水电站组织水库管理人员自行编写了水库管理手册，经市水利电力总站审核批准后于7月1日开始试用。手册将水库的所有的管理事项进行了梳理，并针对每个管理事项设定岗位人员，对每个事项制定了操作流程。经过一年的使用大部分管理流程与实际管理工作能相对应，具有较强的可操作性。但在这一年的时间里钟前水电站管辖的几座水库均没有出现洪水过程，洪水调度工作没有进行实际操作演练。白石水库今年也被列入标准化管理创建单位，在今年的3月份编写了标准化管理手册并于4月份经市水利电力总站审核批准后开始试用。洪水调度流程没经过演练。 2、按照规定每年的汛前需要对机电设备进行一次试运行，检验设备的可靠性。 3、各岗位人员的执行能力需要考核和提高，对整个防汛应

急流程是否合理需要用演练来检验流程的合理性，特别是放水预警、备用柴油发电机组运行操作、闸门启闭操作、洪水调度计算等流程和台账是否合理、下游行洪通道人员撤离工作、通讯设备是否可靠以及管理平台操作是否熟练等。 二、目的 通过演练牢固树立参演人员安全责任意识；有效提高职工岗位操作技能和对突发性事件的应急处理能力，提高相关人员应急反应能力和组织协调能力，明确岗位职责和调度权限。整体提高对突发性事件的防范与应急处理能力，做到有计划、有步骤、有准备地防御洪水，迅速、及时和有效控制险情，保证水利工程及下游人民群众生命财产安全。 三、参演人员：全体水库管理人员、钟前水电站班子成员、 水电总站领导。 四、内容及步骤： 事件与险情：时间7月 X日，受XXX台风影响，水电总站启动X级防台应急响应，相关人员进岗到位。从7月 X日 X 时开始连续降雨，黄坦坑水库已经溢流；钟前水库水库水位升至120米，接近汛控水位。根据气象部门的雨情预测未来5小时内有特大暴雨，此时接防汛办放水泄洪调度令。受台风影响电力线路因故障而停电。 步骤： 1、操作指令签发；

水质和水量调节

第二章 预 处 理 第一节 水质和水量调节 废水的水量和水质并不总是恒定均匀的，往往随着时间的推移而变化。生活污水随生活作息规律而变化，工业废水的水量水质随生产过程而变化。水量和水质的变化使得处理设备不能在最佳的工艺条件下运行，严重时甚至使设备无法工作，为此需要设置调节池，对水量和水质进行调节。 一、水量调节 废水处理中单纯的水量调节有两种方式：一种为线 内调节(见图2-1)，进水一般采用重力流，出水用泵提升。 调节池的容积可采用图解法计算，具体参见设计手册。 实际上，由于废水流量的变化往往规律性差，所以调节 池容积的设计一般凭经验确定。 另一种为线外调节(见图2-2)。调节池设在旁路上， 当废水流量过高时，多余废水用泵打入调节池，当流量低于设计流量时，再从调节池流至集水井，并送去后续处理。 线外调节与线内调节相比，其调节池不受进管高度限 制，但被调节水量需要两次提升，消耗动力大。 二、水质调节 水质调节的任务是对不同时间或不同来源的废水进行混合，使流出水质比较均匀，调节池也称均和池或匀质池。水质调节的基本方法有两种： ①利用外加动力(如叶轮搅拌、空气搅拌、水泵循环)而进行的强制调节，设备简单，效果较好，但运行费用高。 ②利用差流方式使不同时间和不同浓度的废水进行自身水力混合，基本没有运行费，但设备结构较复杂。 图2-3为—种外加动力的水质调节池，采用压缩空气搅拌。在池底设有曝气管，在空气搅拌作用下，使不同时间进入池内的废水得以混合。这种调节池构造简单，效果较好，并可防止悬浮物沉积于池内。最适宜在废水流量不大、处理工艺中需要预曝气以及有现成压缩空集水泵 调节图2-2 线外调节方 式

水污染控制课程论文

课程论文 学号： XX13020300XX 姓名： XXX 专业：水利水电工程指导老师：朱亮老师 任课老师：朱亮老师

水质水量联合调度研究现状和发展趋势 XXX （河海大学水利水电工程学院，江苏南京210098） 摘要：水资源短缺和水质恶化等问题是当前制约我国社会经济发展的重要因素之一，可通过水质水量联合调度 方式解决我国当前水资源问题。介绍了水质水量联合调度的概念和重要性，简析了国内外水质水量联合调度的 研究现状。针对现有的调度模型进行了分析，提出了水质水量联合调度中存在的水质水量相互影响考虑不足缺 少统一有效的模型空间分配模型欠缺等问题，并对我国水质水量联合调度研究工作进行了展望。 关键词：水质水量；联合配置；研究进展；调度模型 1 引言 水资源短缺是制约经济社会可持续发展的主要因素之一，缺水很大程度上是由于资源得不到科学分配和合理利用所造成，因此加强水资源的管理调度是提高水资源利用效率的重要方向。水量调度管理是一个逐渐发展的过程，从最初的用水量控制为主到总量与用水效率并重。随着社会生活水平和工业化程度的提高，水质恶化逐渐成为缺水的重要原因，频繁发生的水污染事件使得环境质量降低，生态系统退化。从水务一体化管理的发展趋势来看，水量和水质的联合调度是未来水量调配和水污染控制的主要决策技术。 从配置的角度分析，水量和水质是水资源的二重属性，二者相互影响不可分割，不同用水对水量水质的要求不同，需要结合水质要求对水量进行分配。从污染控制的角度考虑，水资源开发利用影响水循环，进而影响到水污染的治理，因此污染控制应和水资源开发利用统一考虑才能实现流域水环境质量的根本改善，通过水质水量联合模拟的模型和方法，实现对区域水量和水质的联合调度，达到水资源利用与区域环境保护的双重目标。实现水质水量统一合理的配置，必将有利于水环境与生态的改善和保护，最终实现水资源开发利用的良性循环。 本文联系最新发展动态归纳总结了水质水量联合调度的具体概念，通过对国内外水质水量联合调度的研究现状发现现有的问题。并针对现有的调度模型进行分析，从而提出我国水量水质联合调度过程中存在的问题和急需改进之处。 2 水质水量联合调度研究概况 水质水量联合调度的基本思路是：根据水资源管理的需求，水量水质联合调控的目标包括污染控制、水量配置和水生态保护。根据不同目标给出相应的控制方案，最后进行水量水质联合配置，形成总量控制方案，并进行方案后评估分析。 2.1 国外研究概况 水质水量联合调度是指按照流域水资源综合管理的理念，以防洪安全保证为前提，以流域水生态功能目标需求为导向，依托各种水利工程或非水利工程调度措施，优化调整径流的时空分配特征，从而实现水资源的经济、社会和生态环境综合效益最大化的一种水资源开发利用模式。按照调度目标指向可以分为以提高水环境容量改善水质状况为目标的水质调度和以保障环境流量为目标的生态调度，按照调度所依托的水工程类型可以分为水库（群）调度、闸坝（群）调度及流域综合调度，按照时段划分可以分为常规调度和应急调度。 国外对于水质水量联合调度的研究较早。从20世纪80年代后期，随着水资源研究中量与质统一管理理论研究的不断深入，国际上从单纯的水配置研究发展到水量、水质统一配置模型研究，从追求流域经济最优到追求流域总体效益最优为目标的合理配置研究，更加重视生态环境与社会经济的协调发展。 Afzal Javaid等人于1992年提出了针对某个地区的灌溉系统建立了线性规划模型，对不同水质的水量使用问题进行优化该模型能得到一定时期内最优的作物耕种面积和地下水开采量等成果，在一定程度上体现了水质水量联合调度的思想[1]。Lind.Owen.T等人，在2002年对查帕拉湖进行水质分析时，发现水质问题明显取决于水量，这就决定了水质水量问题必须统一协调考虑[2]。Gines.Munoz.J，2006提出将水质水量协调统一的方法用于解决水质有问题的大坝，建立系统评价模型决定大坝下泄水量等数据，该实例详细描

地表地下水联合调度

地表地下水联合调度--以豫北灌溉区为例 黄河下游引黄灌区概况 1自然地理 黄河下游自桃花峪至入海口,地跨河南、山东两省,河道长785.6km,横贯华北大平原。黄河下游地区属黄河冲积洪积平原区,地势平坦。由于黄河泥沙的淤积,河床高出地面,形成“二级悬河”,使下游地区具有理想的引输水条件,同时也容易发生决口和洪涝灾害。高出两岸的河床和沙壤土的高透水性,使得河水侧渗比较强烈,历史上涝、碱灾害比较严重,盐碱地、沙荒地和涝洼地分布较广。 黄河下游引黄灌区位于东经113°24’~118°59’，北纬34°12’一38°02’之间,在黄河两岸沿河道走向呈条带状分布。灌区总的地势由西南向东北呈缓缓倾斜之势,地面坡降在1/4000一1/10000之间,到下游河口地区,地面坡降更缓,多在1/10000以下。 由于黄河的历次决口、改道和泛滥,区内遍布古河床、古漫滩和沙丘岗地等,加之现代河流的作用和人类活动的影响,灌区内岗洼交错分布,微地貌复杂。 2气象水文 该区域属于暖温带半湿润半干旱季风气候,春旱多风、夏季多雨、秋旱冬寒、缺雨少雪是这一地区的主要气候特点。区内多年平均降水量600~700mm左右,降水量由东南向西北方向递减;区内蒸发量在1200mm左右,是降水量的2倍。降水的年际变化大,年内分配不均,降水量的70%集中在6~9月份,并多以暴雨形式出现,能为作物有效利用的降雨仅为作物需水量的三分之一左右,因此该地区几乎年年春旱, 夏涝秋又旱,冬寒干燥,旱涝灾害交替出现,而且常常出现连续干旱年或涝灾年。 3水资源及利用现状 3.1水资源概况 (1)降水量 降水是黄河下游地区当地地表水和地下水的主要补给来源,又是对灌区农作物生长有着直接影响的水资源。降水量的大小及时空分配对区域水资源量的多少与时空变化以及灌溉用水量的多少都起着决定性的作用。 (2)地下水 灌区的地下水资源补给来源主要有降水入渗、河道渗漏、灌溉入渗(包括渠系入渗和田间渗漏)、湖泊及闸坝渗漏等,通过地下水开采、潜水蒸发和地下径流等形式排泄。 3.2水资源开发利用现状 黄河下游地区水资源开发利用工程主要包括引河工程(含引黄工程、引用其它河水灌溉工程)、蓄水工程(含水库、坑塘、湖泊等)、机电提灌工程、机电井工程等。 4.以豫北灌溉平原为例 4.1联合调度的必要性 豫北平原第四系浅层地下水天然资源量为35.28×108m3/a,可采资源量为32. 2×108m3/a。据1991～2000年均衡计算,每年采补均衡差为-1. 54×108m3,即开采量大于天然补给量,已超采。同时地下水资源量分布与开采量分布的不吻合性,给地下资源的科学应用带来了诸如濮阳地面沉降等环境问题。有资料表明,到2010年豫北平原年需水量为45. 42×108m3, 2030年为76. 82×108m3,届时水资源问题会更加突出。 由于黄河断流现象逐年加剧,地表水资源保障力减弱,浅层地下水资源的不足在很大程度上意味着将来豫北平原水资源不能满足人类生产生活的需要,因此我们必须想办法增加补给量满足人们的需要。

西安城市供水多水源水量水质联合优化调度_王晓峰

1999年10月 第29卷第5期 西北大学学报(自然科学版) J o urnal of N o rthw est U niv ersity(N a tur al Science Editio n) Oct.1999V o l.29No.5 收稿日期:1998-12-13 基金项目:陕西省第二农业区开发资助项目:(陕农发(1989)25号) 作者简介:王晓峰(1972-),男,陕西合阳人,西安理工大学硕士研究生,陕西师范大学教师,主要从事遥感与地理信 息系统研究。 西安城市供水多水源水量水质联合优化调度 王晓峰1 ,党志良 2 (1.陕西师范大学旅游与环境学院,陕西西安　710062;2.西安理工大学环境工程学系,陕西西安　710048) 摘要:根据西安市严重缺水的供水形势及实际情况,对西安市两个主要水源建立了动态确定型多目标非线性数学模型,并从水量水质两方面对其进行约束;应用了先进的、专门用来求解大型数学模型的计算机软件—GAM S,使得模型计算速度快、精度高、通用性强;采用了垂向水温分布公式,在水质约束中很好地描述了水库的垂向水温分布形态,精度高、规律性强,并且公式中的参数可用多种途径估算;最后,得出27年各月的水量水质参数,供管理者和决策者参考使用。关　键　词:多水源;水量;水质;优化调度;GAM S 中图分类号:TV 213 文献标识码:A 文章编号:1000-274Ⅹ(1999)05-0437-04 多年来,西安城市供水严重不足,建设资金又很缺乏,本文不考虑供水系统中两个无调蓄能力的天然径流和事故水库,对两个具有调蓄能力的主要水源进行联合优化调度研究,以满足水量及水质(主指水温)不断变化的要求,同时兼顾周至、户县、岐眉和宝鸡峡塬下4个灌区的农业用水,在西安市引水工程中为决策者提供参考和借鉴。 1　数学模型的建立 1.1　模型概化 [1～2] 西安市城市供水多水源水量水质联合优化调度 可概化为图1。 黑河、石头河水库为多功能分层型水库,其综合优化调度问题是求动态确定型多目标非线性数学模型的问题,将权重法和约束法结合起来(即混合法),数学模型概化为: 目标函数,max {f a (X )};约束条件,G U ≥0;非负条件,X ≥0。1.2　模型的建立 1.2.1　优化计算原则　①从系统供需平衡角度出 发,按约束法将反映供水、需水的综合问题作为基本 目标,按权重法中的层次分析法对其进行权重分配, 图1　西安市多水源联合供水概化图 Fig .1　Sketch o f multi -so urce of w ater union supply of Xi ′an city

南水北调水质水量联合调控与应急处置关键技术研究简要信息

`` 1.2南水北调水质水量联合调控与应急处置关键技术研究 简要信息 【获奖类型】应用特等奖 【任务来源】水体污染控制与治理科技重大专项 【课题起止时间】2012年1月～2016 年8月 【完成单位】中国水利水电科学研究院 【主要完成人】王浩，蒋云钟，雷晓辉，权锦，秦韬，殷峻暹，廖卫红，张丽丽，田雨，尚毅梓，甘治国，杨明祥，蔡思宇，张云辉， 鲍淑君 背景 南水北调工程投资大，地位重要，工程条件和运行工况复杂、控制条件苛刻、水质要求高、利益主体多，一旦发生突发水污染事故，处理极其困难，除了直接中断输水，导致水资源需求无法满足外，还可能产生难以估量的经济损失，将对沿线城镇社会经济造成重大危害，需要研究通过科学的水量水质联合调度方式、闸泵联合调控方式、应急处置方式来降低上述风险源对输水水质的影响。 本课题以水质安全保障为核心，突发水污染事故应急调控与处置为手段，建立一套南水北调中线干线水质安全保障技术体系，为跨流域大型调水工程突发水污染事故防治和管理直接提供技术支撑，为实现“一渠清水北送”提供保障。 主要内容 ●河库渠水量水质耦合模拟技术； ●污染源风险评估及水质安全诊断技术； ●水污染事件水质水量快速预测及追踪溯源技术； ●水质水量多目标调度及应急调控技术； ●水污染事件预警及应急处置技术； ●水质水量联合调控自动化运行系统。

中国水科院科学技术奖2017年度获奖成果汇编 创新点 ●首次建立了集“数值模拟-评价诊断-预测预警-应急调控-污染处置-自动 运行”于一体的长距离调水工程突发水污染应急调控成套技术体系； ●基于大型输水工程特征，构建了闸控下渠道一维、湖泊二维和水库三维 水量水质多过程耦合模拟模型群，并利用参数辨识和并行计算提高了模 型群的精度和效率； ●构建了基于耦合概率密度方法的突发水污染追踪溯源模型，成功实现了 适用于长距离输水工程中突发污染源的强度、发生位置和时间的识别， 并通过引入启发式算法大幅提高了追踪溯源精度及效率； ●以工程输水安全及控制污染团扩散为目标，针对可溶性及漂浮类污染物， 分别提出了闭闸历时、闸门吃水深度等应急调控关键控制性指标的确定 方法，并形成了复杂输水工程闸群应急调控模式及预案库； ●面向大型输水工程突发水污染事件，提出“污染源控制-污染物防扩散-污 染物消除-应急废物处置”四位一体的应急处置成套技术体系、装置、材 料及预案库，并开发了应急处置预案智能生成模型； ●研发了南水北调中线干线、中线水源区、东线江苏段水质水量联合调控 自动化运行业务化平台，实现了常规水量调度与突发水污染事件应急全 过程综合调控，并开展了示范应用。 推广应用情况 本课题形成了6大类15项南水北调水质水量联合调控与应急处置关键技术，研发了污染物处置装置、处置材料、各类数据库、预案库、软件平台、实验平台 等6大类的21种产品与装置，研编了多参数无量纲水质安全评价诊断技术规范 等5部标准规范，开发了两大水质水量联合调控自动化运行系统平台。 课题研发的技术与产品、装置在课题的两项示范工程中进行了系统应用，效果良好；研发的中线一期工程水质水量联合调控自动化运行系统平台部署在南水 北调中线干线工程建设管理局总调中心大厅和汉江水利水电（集团）有限责任公 司水库调度中心，在中线水源区水污染应急调控业务、中线干线的常规及应急水 质水量联合调控业务中得到了广泛应用；协助国务院南水北调工程建设委员会办

两库联合调度工程经济效益

价值工程 4结束语 本文提出的基于MATLAB 软件开发的避雷针保护范围可视化软件，能够较好满足避雷针合理设计与保护范围检测的需求，对避雷针的工程应用提供了保护范围的可视化分析手段，同时为防雷系统的信息化教学提供了一种渠道，具有较高的实际应用价值。 参考文献： [1]吴薛红,濮天伟,廖德利.防雷与接地技术.北京:化学工业出版社,2008:1-29. [2]张彼德,周菲菲.避雷针保护范围教学辅助软件开发及应用.高等教育研究,2008,25(2):43-44. [3]杨可.折线法和滚球法在变电所防雷设计中的应用.电气化铁道,2011,(6):17-20. [4]周建兴,岂兴明,等.MATLAB 从入门到精通.北京:人民邮电出版社,2008:1-7. 0引言 随着城市供水量增加，一方面促进当地社会发展与经济效益的提高，另一方面也会带来污水排放的增加。从我们近几年对水资源调度的研究来看，对水量与水质的单方 面调度无法满足我国水资源合理利用的需要。 为更好对水资源调度进行，2003年水资源综合规划会议中已将水资源数量与质量评价作为重点课题进行研究，此外在2005年第四届环境模拟与污染控制学术研讨会上，也确定了水资源优化研究的方向之一是合理配置水质与水量的联合 调度。1997年， 王蜀南等以某江为例，模拟A 与B 水库联合调度，与此同时，对水质与束流进行调节，最终得出理想调度方案。本文在笔者多年调度工作的实践，借鉴王蜀南方案经验，对两库调度问题进行研究。 1工程背景规划假设 梯级水库的联合调度方案，不仅是梯级水电站安全高效运行的保证，是实现水资源可持续利用的基础，也是实现流域内水文补偿、库容补偿、电力补偿、提高系统可靠性及综合利用效益的必要条件。 A 水库是以引水和发电为主，并对当地水资源进行优化配置，实现跨流域南水北调工程，其设计流域面积310km 2，年均入库水量4.4亿m 3，正常库容量5000万m 3，也是当地一个季节调节水库；为解决本地区远期用水与市 民供水安全，并提高城市防洪能力，在A 水库上游计划新 建B 水库。 B 水库设计流域面积143km 2，约为A 水库的流域面积的40%，年均入库容量1.75亿m 3，正常库容量7275万m 3，该水库为当地多年调节水库。 2水库联合调度必要性分析 2.1A 水库多年来存在大量弃水的原因分析在建水库区域，在每年的4～6月份与7～9月份分别有两次明显的雨季，一次是由于梅雨季节带来的强降水，另外一次是由于水库位于台风活动频繁区域，每年均有数次不等的台风袭击，带来大量的降雨。由于降雨的时间与空间不均匀分布，导致水库入库量严重不足。另外，由于A 水库库容量的先天不足，自身调节能力较差，对较大的洪水无法进行有效的调节，另外，由于在雨季输电电网送电负荷下降，需对电站的发电量进行限制，造成水库在高水位情况下运行，遇较大洪水时只能弃水。以上这些原因造成A 水库在丰水季节大量泄洪弃水，以致企业经济收入减少。 2.2实行联合调度的必要性随着社会经济的发展，城市用水显著增加，水资源无法满足生产与生活的需要，随着时间的推移，水资源供需矛盾更加突出。为了缓解生产生活中城市用水的紧张状态，对城市周边水利工程进行合理配置，充分挖掘潜力，使有限的水资源得到合理的调 配， 从丰富水资源地向水资源短缺地进行合理调配。首先需对A 水库大量弃水的现象进行改变，根据A 水库区域—————————————————————— —作者简介：宗萍（1965-），女，云南个旧人，高级工程师，工学学士，研究方向为工程造价管理。 两库联合调度工程经济效益研究 Economic Benefits of Two Reservoirs Joint Scheduling Engineering 宗萍ZONG Ping （云南省红河州水利水电勘察设计研究院，蒙自661100） （Honghe Prefecture Water Resources and Hydropower Survey and Design Institute in Yunnan Province ，Mengzi 661100，China ） 摘要：在我国水资源严重短缺和水资源压力不断加重的背景下，水资源的联合调度成为了解决我国水资源问题的重要途径，并 凸显出相较于单方面水量配置或是水质配置的优越性。因此，本文针对合理地调度水库流域水量的问题来做探讨，希望此联合调度工程能对我国水利工程的进一步加强有所帮助。 Abstract:In the context of China's severe water shortage and increasing water pressure,joint scheduling of water resources has become an important way to solve the water problems,and it highlights the excellence compared to unilateral water scheduling or water quality scheduling.Therefore,this paper discussed the problem of reasonable schedule the reservoir basin water,and hoped that this joint scheduling works can be helpful to further strengthen China's water conservancy. 关键词：水库；联合调度；效益Key words:reservoir ；joint scheduling ；effective 中图分类号：[TU-9]文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）01-0052-02 ·52·

水资源配置的一点看法

对于云南省水资源配置的一点看法 水资源配置是指在流域或特定的区域范围内，遵循高效、公平和可持续的原则，通过各种工程与非工程措施，考虑市场经济的规律和资源配置准则，通过合理抑制需求、有效增加供水、积极保护生态环境等手段和措施，对多种可利用的水源在区域间和各用水部门间进行的调配。（引自《全国水资源综合规划技术细则》）。下面将分成水资源配置的主要发展历程、目前水资源配置的主体框架和思路、云南省水资源配置拙见三个部分来阐述。 1 水资源配置的主要发展历程 结合国家科技攻关和水科院水资源所做工作，水资源配置分为如下几个重要发展阶段： ①萌芽 20世纪60年代关于水库优化调度是水资源分配研究的萌芽； ②水资源评价阶段（“六五”攻关） 水资源评价是水资源配置的基础，也是分析流域和区域水资源问题的基础。由于华北地区径流明显减少和过量开发水资源，造成多种生态环境问题，严重影响到华北地区水资源安全。1983年国家将《华北地区水资源评价和开发利用研究》列为“六五”(1981~1985年)国家科技攻关项目第38项，对该地区的水资源状况进行深入研究。该项目包括9个课题，由水利水电科学研究院、南京水文水资源研究所等单位承担。“六五”攻关中对水资源评价作了大量基础性工作，比较科学全面的对华北地区水资源数量、质量和特点进行了评价，并建立了大量水文水资源观测站点，为后期的水循环规律研究奠定了基础。 ③“四水转化”与地表水地下水联合配置（“七五”攻关） 继“六五”之后，“七五”(1986~1990年)国家科技攻关项目第57项，《华北地区及山西能源基地水资源研究》课题在“六五”期间对水资源评价的基础上，根据大量的水分运移观测资料，探讨了包气带水分的运移规律，分析了降雨入渗补给机制和变化规律，在理论和实际计算上均有所创新。报告中研究了农田蒸散发和潜水蒸发规律、计算方法，并提出了新的潜水蒸发计算公式。在实验资料的基础上对非饱和土壤水零通量面的发生、发展和消失的变化规律进行了分析，并在入渗补给量和蒸散发的计算中应用，并通过小区实验研究和大区水均衡实验研究相结合的方法，进行水平衡分析和“四水”转化规律的研究。这些研究成果对深化认识“四水”转化规律，提高水资源评价精度以及指导农业节水和合理开发利用水资源，以及实现地表水地下水的联合配置调度具有科学意义和实用价值。通过降水—地表水—土壤水—地下水的水循环分析，以及水均衡观测试验研究，基本摸清了在不同地下水位埋深条件下区域“四水”转化关系，提出了华北地区地表水资源量、地下水资源量、水资源总量及水资源可利用量等评价成果，并开展了华北地区节水、地表地下水联合运用、规划水平年的供需平衡分析等，初步形成了华北水资源规划管理的科技支撑。“七五”攻关将水资源分配的概念从以水库调度为主要内容的地表径流分配推进到了地下水和地表水的联合调控，并考虑到了地表水文过程和地下水转换的动态关系，从水源上扩展了配置的口径。此阶段我国水资源配置研究已现雏形。