[发明专利]多目标优化下平原区河网调水工程提升水环境效果评估方法

说明书

本发明提供了多目标优化下平原区河网调水工程提升水环境效果评估方法，所述的方法包括下述步骤：1)收集基础资料；2)基于收集到的基础资料，设计调水方案；3)基于收集到的基础资料，构建城市内河水系一维水动力‑水质模型；4)基于构建的模型，对设计的调水方案进行模拟；5)调整和改进模拟参数，优化调水方案。本发明通过数值模拟的手段优选出了最佳调水方案，兼顾活水效果、经济成本、可靠性和灵活性等多目标，极大助力于城市水资源管理和水环境提升决策工作。

技术领域：

本发明涉及城市水环境综合治理、水资源管理领域，具体为一种多目标优化下平原区河网调水工程提升水环境效果评估方法。

背景技术：

随着“水十条”的持续推进，流域水环境治理目标往水活、水清、水美转变。但在当前的城市水环境治理中仍缺乏系统性、循环性、平衡性，尤其是调水工程上仍存在调水系统设计和运行的随意性、过度性，如过度依赖城市内部的闸泵系统，理想化设计补水路线，随机补水，补水范围存在局限性甚至多处反向调水等多个问题，已有的调水方案系统中调水设施由于运行费用过高而形同虚设。如何提高城市内部复杂拓扑特性河网的水流交换能力和水力连通性、增强水体流动性、在提高水环境容量，改善水质的同时，保证调水方案工程边际成本和效益的均衡，最终实现治理成本最小、效益最大，成了当前调水方案方案设计的一大难题。因此，通过水环境数值模拟手段，不断优化调水方案，并使之高效益、低成本应用具有非常现实的意义。

发明内容：

本发明提供了一种多目标优化下平原区河网调水工程提升水环境效果评估方法，通过数值模拟的手段不断对调水方案进行优化调整，最终推选出最佳调水方案，兼顾活水效果、经济成本、可靠性和灵活性等多目标。

本发明的多目标优化下平原区河网调水工程提升水环境效果评估方法，所述的方法包括下述步骤：

1)收集基础资料；

2)基于收集到的基础资料，设计调水方案；

3)基于收集到的基础资料，构建城市内河水系一维水动力-水质模型；

4)基于构建的模型，对设计的调水方案进行模拟；

5)调整和改进模拟参数，优化调水方案。

进一步的，所述的收集的基础数据，至少包括城市河网水系拓扑特征、河道断面数据、水文气象资料、水质现状数据。

进一步的，所述的步骤2)具体为：基于收集到的基础资料，通过流域需水计算方法，确定城市河网是否需要补水，确定补水时机和补水量，并进一步确定优质补水水源地。

进一步的，所述的步骤4)具体为：

基于构建的模型，率定河道糙率、水质指标的扩散系数与衰减系数，从水位、流量、水质浓度的角度验证模型的精度；并通过率定验证后的模型分析城市河网的水动力特性，包括河道流向、水力联系及储水量分配特征；

进一步的，所述的步骤5)具体为：基于构建的模型，对设计的调水方案进行模拟，对调水方案从效果、工程量进行评估；基于初步模拟结果进行活水量、活水路线优化调度，调整和改进活水路线，优化调水设施的布设位置、规模及调度组合，以使得在最低工程量条件下实现最佳活水效果，实现调水方案系统构建过程更加科学合理。

本发明通过数值模拟的手段优选出了最佳调水方案，兼顾活水效果、经济成本、可靠性和灵活性等多目标，极大助力于城市水资源管理和水环境提升决策工作。

附图说明

图1为本发明多目标优化下平原区河网调水工程提升水环境效果评估方法的流程示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对对本发明进行进一步详细说明。