考虑不确定性与LCCA的农村供水管网多目标优化研究

来源 :河北农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jackiesage
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
农村供水工程是农村重要的基础设施,是乡村振兴的重要建设内容之一。实施农村集中供水对于改善农村人居环境和条件,提高农村供水保障水平,促进水资源集中管理与统一分配等方面具有重要意义。我国实施脱贫攻坚任务后,我国农村供水工程建设取得了巨大成就,但自来水普及率、供水质量、效率以及工程设计、管理水平等还有较大提升空间。由于资金限制,往往注重减少初始投资,未能兼顾全寿命周期的工程性能和成本,有些工程对需水量变化等估计不足,影响后期供水安全与质量。本文基于工程全寿命周期成本优化设计的思想,考虑供水系统中部分参数的不确定性,研究农村供水系统的优化设计问题。将管网节点流量与管道摩阻系数(管道海曾威廉系数)考虑为随机变量。同时依据全寿命周期成本分析理论,建立农村供水管网优化模型,运用NSGA-Ⅱ算法对农村供水管网优化模型进行求解,确定管网各管段管径的排列组合。本文主要研究内容如下:(1)结合国内外农村供水管网优化设计的研究现状,分析农村供水管网优化设计需考虑管网参数随机性与管网经济性应以全寿命周期成本分析理论为基础的必要性。(2)基于全寿命周期成本分析理论,对供水管网的初始建设费用、年运行费用和折旧大修费用进行定量分析,建立了供水管网全寿命周期费用模型。(3)将管网节点流量与管道摩阻系数(海曾威廉系数)看作随机变量,建立了节点流量与海曾威廉系数的随机分布模型,分别考虑管网节点流量与管道海曾威廉系数随机分布模型在不同置信度下建立供水管网优化模型,求解优化模型并对结果进行对比分析。(4)建立了以管网全寿命周期内的总费用最低和管网平均节点水头富裕度最小为目标函数,管径为决策变量的优化模型,运用NSGA-Ⅱ算法对供水管网多目标优化模型进行优化求解。通过工程实例对管网优化模型以及应用NSGA-Ⅱ算法求解优化模型的可行性进行验证,实例分析结果表明:考虑不确定性与全寿命周期成本管网优化模型的供水可靠性更高、更加符合实际情况,可为供水系统设计阶段的方案选择提供重要决策支持。同时验证了考虑不确定性与LCCA的农村供水管网多目标优化设计与运用NSGA-Ⅱ算法求解优化模型的可行性。
其他文献
滴灌被认为节水效果最好的灌溉方式之一,以其节水节能、增产增效等优势在世界各地得到了大面积应用。但在滴灌系统应用过程中,灌水器堵塞问题限制了滴灌技术的推广与应用,大量实践结果证明定期冲洗毛管对延长滴灌系统使用寿命非常有效且必要。目前,国内外的滴灌系统冲洗绝大多数采用手动打开毛管尾部,直到没有明显杂质流出后再手动关闭的方法。对于具备一定规模的滴灌系统,在繁琐的冲洗操作流程和巨大的人力消耗下,管理者大多
随着社会的不断进步和发展,人们的生活水平得到了显著提高,然而所带来的环境污染问题也日益严重。环境中的有机污染物直接关系到人们的身体健康,因此建立灵敏度高、准确度高的检测方法来检测环境中的有机污染物显得尤为重要。由于环境样品中的基质较为复杂,且污染物的含量较低,所以在检测前需要进行样品前处理步骤,以此来分离和富集目标分析物并且减小或消除基质干扰。样品前处理技术有很多种,其中固相微萃取技术是一种操作简
花生是重要的油料和经济作物,花生种皮色泽存在较大差异,具有白色、红色、紫色、粉色及花斑类型,花斑种皮花生是其中的独特成员。本研究采用花斑种皮花生VG-01为材料,研究花生花斑种皮色素代谢途径中的差异基因,为揭示花斑花生花青素合成分子调控机制奠定基础,对促进花斑花生功能基因组学研究有重要意义。有关花斑花生种皮花青素合成的分子调控机制的结果如下:1.选取花斑花生VG-01种皮开花下针和45d的非着色区
华北地区是我国的主要农业种植区,但农业灌溉水资源相对匮乏,使该地区的农业发展受到限制,如何高效合理利用水资源,避免肥料浪费,一直是急需解决的问题。本试验针对华北地区水土资源状况,研究不同水氮处理对大豆生长、产量及水氮利用的影响,为本地区种植高产高效大豆水肥管理方案提供科学依据。本研究于2019年4月至9月和2020年4月至9月在河北省巨鹿县河北农业大学综合试验站展开大田试验,研究了不同水氮处理对大
叶锈病和条锈病严重影响许多国家和地区小麦产量和品质。目前利用遗传学手段寻找新的抗病基因,进而培育新的小麦抗病品种是防治叶锈病和条锈病的有效措施。该方法比施用杀菌剂更安全环保,迄今为止是小麦持续生产的基础。本研究分为两部分,一部分通过对70份小麦品种(系)基因推导和分子标记检测进行抗叶锈病分析,旨在筛选出慢锈性品种(系)并加以利用;另一部分利用小麦农家品种徐矮/郑州5389构建的RIL群体进行成株期
柴胡为伞形科植物柴胡Bupleurum chinense DC.或狭叶柴胡Bupleurums corzonerifolium Willd.的干燥根,有疏散退热,疏肝解郁,升举阳气之功效。目前,柴胡药材主要来源于人工栽培品,繁殖材料种子的发芽率较低,对其种子质量和萌发特性的基础研究较为薄弱。本试验以冀柴1号为材料,研究了柴胡不同分枝及部位种子的质量差异及其与生理指标的相关性,测定分析了种子萌发过程
对虾营养丰富、味道鲜美,深受人们喜爱,也是改善人们膳食结构的重要食品来源。我国是世界上最大的对虾生产国,对虾高效、绿色、低损剥壳成为对虾产业高值化利用的关键环节。鲜活对虾壳肉连接紧密,剥壳困难,需要预处理降低壳肉连接力,否则易导致虾肉断裂、破损,壳肉分离不彻底等问题。目前常用冷冻、盐卤、酶熟化等物理化学预处理技术,本文提出对虾揉搓预处理方法,以南美白对虾为研究对象,进行试验研究及装置设计,具体如下
张家口永定河流域是河北省葡萄主要生产区,该区域占河北省葡萄园种植面积和产量的12.44%和15.98%,是河北省社会经济发展的支柱产业。随着葡萄产业的发展,氮肥过量投入问题日益严重。由于该区域葡萄园主要分布于怀涿盆地的坡地,降雨随季节性变化明显,导致大量氮素累积在果园土壤中或随径流迁移,造成氮素损失,增加环境污染风险。因此本研究以永定河流域为研究区域,评价该区域葡萄园氮素投入状况,分析流域尺度上4
商品化处理是水果采收后的再加工再增值过程。皇冠梨采后商品化处理与加工是延长梨产业链的重要方式。采收后皇冠梨果实上套有纸袋,其商品化处理过程包括断柄、去袋、套网等环节。目前各环节均由人工操作,工作效率低、工人劳动强度大。实地考察中发现,人工断柄、去袋、套网时由多人依次作业,皇冠梨果肉脆嫩、表皮易损,容易受人为原因影响,出现减损严重、加工增值低等问题,导致果农的收益受损。为了实现皇冠梨采摘后断柄、去袋
土地为人类生存发展提供关键自然资源,切实保障土地生态系统的安全方能维持经济可持续发展,维持社会稳定。因此保障土地生态安全尤为重要,而生态节点作为维护土地生态安全的重要环节,识别其空间位置及具体规模成为重中之重。太行山区域是京津冀地区的关键生态屏障,必不可少的水源涵养区域。但目前针对此区域进行生态节点识别研究较少,因此本文选取典型生态脆弱区太行山区阜平县为研究区,进行土地生态节点识别研究。因目前关于