问海大学 TONGJI UNIVERSITY 研究进展汇报 水源-调蓄水库-水厂调度技术及调度模式研究 1日期：2023.04.13 I汇报人：李兆敏
日期：2023.04.13 汇报人：李兆敏 研究进展汇报 水源-调蓄水库-水厂调度技术及调度模式研究
同濟大学 TONGJI UNIVERSITY 01项目背景 02上一阶段回顾 目录 CONTENTS 03当前工作 04总结 05代码演示
04 01 项目背景 02 上一阶段回顾 03 当前工作 目 CONTENTS 录 总结 05 代码演示
■ 项目背景 同冻大学 PART ONE TONGJI UNIVERSITY
项目背景 PART ONE
同桥大学 TONGJI UNIVERSITY 项目背景 上一阶段回顾 当前工作 总结 代码演示 1.1项目背景 西夏水库 泵站极为耗电，具有较大的节约能源的空间 黄河取水泵站 构建水源-调蓄水库-水厂联合调度系统 1基本需求：提高用水安全保障性能 2能耗需求：优化取水泵站运行组合，降低运行能耗 3特有需求：减少系统取水时的泥沙含量 水库内的泥沙沉积量决定着水库使用寿命
4 1.1 项目背景 项目背景 上一阶段回顾 当前工作 总结 代码演示 构建水源-调蓄水库-水厂联合调度系统 1.基本需求：提高用水安全保障性能 2.能耗需求：优化取水泵站运行组合，降低运行能耗 3.特有需求：减少系统取水时的泥沙含量 泵站极为耗电，具有较大的节约能源的空间 水库内的泥沙沉积量决定着水库使用寿命
同濟大学 TONGJI UNIVERSITY 项目背景 上一阶段回顾 当前工作 总结 代码演示 1.2技术路线 城市原水系统在线调度研究 进展 原水系统水力榄型 马尔科夫决策过程 构建 建榄 水源悬浮物泥沙浓 强化学习策略梯度 度预测模型 优化算法 构建原水系统在线调度方案 实际工程案例应用 在线调度策略可行性、鲁棒 性分析 图1技术路线图
5 1.2 技术路线 项目背景 上一阶段回顾 当前工作 总结 代码演示 图1 技术路线图
上阶段工作回顾 1.制作数据集 问深大学 2.构建原水系统水力模型 PART TWO TONGJI UNIVERSITY 3.水沙变化特性分析 4.构建河流含沙量预测模型 5.构建基于强化学习的调度模型 6.调度模型优化
上阶段工作回顾 2.1 虚拟压力分区 2.2 漏损压力时空特征 2.3 测压点优化布置方法 2.4 既有漏损区域识别 2.5 工程案例 PART TWO
旧濟大学 TONGJI UNIVERSITY 项目背景 上一阶段回顾 当前工作 总结 代码演示 取水泵站平面图面面CAC 2.1构建数据集 金沙有总平面布置图CAD 主水预性店曲线数据Exce&图片 2012-2021搜1市日用水量数据集 充水泵性能曲线数据Exc©8图片 泵站开须时间（不完整 2002-2021青铜骏日均流重数据集 金沙考泵站每月取水天数Exc 2002-2021青铜续日均含沙量数据集 压力管线平面及竖向设计图CAD 管线 西夏集平面及竖向设十图CAD 水库-水厂的配水管线平面布曹图CAD 2002-2021下河沿日均流量数据集 贺兰山水清水池理纸需片 2002-2021下河沿日均含沙厘数据集 组)川川水清水地图纸PDF 原始数据 2012-2021银1川各水厂运行数据ce 2002-2021中宁站日均气温数据集 数据集 西青水库多年平均水面愿发量WOrd 西夏水库水位、而积。库容关系数期 2002-2021中宁站每日降雨量数据集 水库 Word 2021年西腹水库运行数据（不整】 Excel 银市原水系统平面布置 项目供水一期水资源论证报告Word 报售 项目可行性研究报告PDF 取水泵站水泵性能曲线拟合 项目初步设计报告Word 2021取水泵站每日运行调度数据 2002-2021青铜妹日平均流量与含沙量 Excel 水文 2002-2021下河沿日平均流量与含沙量 西夏水库水位。面积，库容关系曲线拟合 Excel 2022-2021气象站日均气温与降雨量 Excel 西夏水库桑发计黄 >
7 2.1构建数据集 项目背景 上一阶段回顾 当前工作 总结 代码演示 图1 技术路线图 原始数据 数据集
同濟大学 TONGJI UNIVERSITY 项目背景 上一阶段回顾 当前工作 总结 代码演示 2.2原水系统水力模型 百夏柔入泥联合构筑物 里速 重力速 取水泵站 金沙湾梨站 ·取水泵站单台水泵的特性曲线拟合 黄河 H=-0.41q7-2.2674q:+54.161(1) n:=-3.4688q7+34.876q:+2.3286(2) 其中Q:,水泵的流量(m3/s);H,水泵的扬程(m);i,水泵 图2金沙湾泵站及原水系统流程示意图 的效率(%) 表1金沙湾取水泵站可能的冰泵开启工况汇总表 ·管道系统特性曲线 单位取水能耗 平均效率 可能的水泵开启工况 (kWh/km3) (%) 包括水泵净扬程与管路水头损失之和。其中H为取水泵站吸 不开泵 0 水井与进水联合构筑物之间的高程差，29.2m ZA1 997 89.74 ZA2 113.8 90.04 H=Hst +h (3) ZA1+ZB1 99.7 89.04 ∑h=∑hr+h=1.1hr(4) ZA3 129.9 86.97 ZA1+ZB2 108.7 89.71 2h=10294r9-10294×00132×5342X q弱 ZA1+ZB3 120.8 87.66 2.65.333 (5) ZA2 +ZB2 113.8 90.04 8
8 2.2 原水系统水力模型 项目背景 上一阶段回顾 当前工作 总结 代码演示 • 取水泵站单台水泵的特性曲线拟合 𝐻𝑖 = −0.41𝑞𝑖 2 − 2.2674𝑞𝑖 + 54.161 (1) 𝜂𝑖 = −3.4688𝑞𝑖 2 + 34.876𝑞𝑖 + 2.3286 (2) 其中𝑄𝑖，水泵𝑖的流量(𝑚3 /𝑠)；𝐻𝑖，水泵𝑖的扬程(𝑚)； 𝜂𝑖，水泵𝑖 的效率(%) • 管道系统特性曲线 包括水泵净扬程与管路水头损失之和。其中𝐻𝑠𝑡 为取水泵站吸 水井与进水联合构筑物之间的高程差，29.2m 图2 金沙湾泵站及原水系统流程示意图 𝐻 = 𝐻𝑠𝑡 + ∑ℎ 3 ∑ℎ = ∑ℎ𝑓 + ∑ℎ𝑗 = 1.1∑ℎ𝑓 (4) ∑ℎ𝑓 = 10.294𝑛 2 𝑞𝑠 2𝐿 𝐷5.333 = 10.294 × 0.0132 × 5342 × 𝑞𝑠 2 2.6 5.333 (5) 可能的水泵开启工况 单位取水能耗 kWh/ km3 平均效率 % 不开泵 0 - ZA1 99.7 89.74 ZA2 113.8 90.04 ZA1 + ZB1 99.7 89.04 ZA3 129.9 86.97 ZA1 + ZB2 108.7 89.71 ZA1 + ZB3 120.8 87.66 ZA2 + ZB2 113.8 90.04 表1 金沙湾取水泵站可能的水泵开启工况汇总表 取水泵站
同濟大学 TONGJI UNIVERSITY 项目背景 上一阶段回顾 当前工作 总结 代码演示 2.2原水系统水力模型 调蓄水库 西夏水库总库容max3193万m3,其中设计调蓄库容970·银川市属于干旱半干旱地区，蒸发量较大，所在地区多 万m3,设计淤积库容2186万m3,死库容Vmm37万m3; 年平均水面蒸发量（E601)1050~1350mm,陆地蒸发 ·水库正常蓄水位1151.40m,最低运行水位1135.00m, 量约215mm。西夏水库多年平均蒸发深度为1016mm。 库底高程1132.5m,坝顶高程1152.5m。 表2调苔水库多年平均水面蒸发量分配表 11525 月份 多年平均E601水面蒸发量 折算20m蒸发池蒸发量 1150.0 oooooooooooooooo0-oo00 (mm) 折草系数 (mm) 1147.5 1 17.8 0.73 13.0 1145.0 2 35.6 0.73 26.0 3 71.5 0.74 52.9 11425 4 132.8 0.8 106.2 1140.0 163.1 0.76 124.0 6 140.4 1137.5 0.77 108.1 7 137.7 0.81 111.5 1135.0 118.4 0.86 101.8 11325 9 83.5 0.91 76.0 500 100015002000 250030003500 10 61.9 0.92 56.9 车容万m 11 35.2 0.8 28.2 12 17.6 0.73 12.8 图3西夏水库库容曲线 全年 1016 0.80 817.5 9
9 2.2 原水系统水力模型 项目背景 上一阶段回顾 当前工作 总结 代码演示 调蓄水库 表2 调蓄水库多年平均水面蒸发量分配表 图3 西夏水库库容曲线 月份 多年平均E601水面蒸发量 （mm） 折算系数 折算20m3蒸发池蒸发量 （mm） 1 17.8 0.73 13.0 2 35.6 0.73 26.0 3 71.5 0.74 52.9 4 132.8 0.8 106.2 5 163.1 0.76 124.0 6 140.4 0.77 108.1 7 137.7 0.81 111.5 8 118.4 0.86 101.8 9 83.5 0.91 76.0 10 61.9 0.92 56.9 11 35.2 0.8 28.2 12 17.6 0.73 12.8 全年 1016 0.80 817.5 • 西夏水库总库容𝑉𝑚𝑎𝑥 3193万𝑚3 ，其中设计调蓄库容970 万𝑚3 ，设计淤积库容2186万𝑚3 ，死库容𝑉𝑚𝑖𝑛 37万𝑚3 ； • 水库正常蓄水位1151.40m，最低运行水位1135.00m， 库底高程1132.5m，坝顶高程1152.5m。 • 银川市属于干旱半干旱地区，蒸发量较大，所在地区多 年平均水面蒸发量（E601）1050~1350mm，陆地蒸发 量约215mm。西夏水库多年平均蒸发深度为1016mm
同桥大学 TONGJI UNIVERSITY 项目背景 上一阶段回顾 当前工作 总结 代码演示 2.2原水系统水力模型 现状供水问题分析 城市水源结构单一 √地下水曾是银川市生活用水和工业生产用水的主要水源， 30 但现已形成大面积的地下水超采漏斗区，城区地下水源地 人从 水质日趋恶化： 201 2014 2015 016 2017 201 201G 时间日 √无备用水源，城市饮用水源较为单一，在连续干旱年、特 图42012-2018年度银1川黄河地表水日用水量 殊干旱年及突发污染事故情况下无法有效应对。 ·水资源合理利用难度大 √黄河过境水资源量受降水条件、河流的补给类型和自然地 理条件的影响，径流年内各月差异很大； √城市日供水量受季节性及天气因素影响较大，冬季最低日 20 供水量占夏季最高日供水量不足50%。 01-01 03-01 05-01 07-01 090111-01 0t-01 时间日 图52021年度银川黄河地表水日用水量 10
10 2.2 原水系统水力模型 项目背景 上一阶段回顾 当前工作 总结 代码演示 现状供水问题分析 • 城市水源结构单一 ✓ 地下水曾是银川市生活用水和工业生产用水的主要水源， 但现已形成大面积的地下水超采漏斗区，城区地下水源地 水质日趋恶化； ✓ 无备用水源，城市饮用水源较为单一，在连续干旱年、特 殊干旱年及突发污染事故情况下无法有效应对。 • 水资源合理利用难度大 ✓ 黄河过境水资源量受降水条件、河流的补给类型和自然地 理条件的影响，径流年内各月差异很大； ✓ 城市日供水量受季节性及天气因素影响较大，冬季最低日 供水量占夏季最高日供水量不足50%。 图5 2021年度银川黄河地表水日用水量 图4 2012-2018年度银川黄河地表水日用水量