国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

404 Not Found


nginx
404 Not Found

404 Not Found


nginx
404 Not Found

404 Not Found


nginx
404 Not Found

404 Not Found


nginx
404 Not Found

404 Not Found


nginx
404 Not Found

404 Not Found


nginx

基于供排水工程系統(tǒng)優(yōu)化的鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中居住區(qū)規(guī)模分析

2022-06-08 02:50:56莊玉澤辛乾龍張禮華
西北水電 2022年2期
關(guān)鍵詞:居民區(qū)居民點(diǎn)水流量

莊玉澤,辛乾龍,張禮華

(1.南京信息工程大學(xué),南京 210000;2.中國電建集團(tuán)西北勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司,西安 710065;3.揚(yáng)州大學(xué),江蘇 揚(yáng)州 225000)

0 前 言

中國傳統(tǒng)的農(nóng)村居民居住區(qū)布局一般以耕作半徑為依據(jù),導(dǎo)致現(xiàn)有村鎮(zhèn)居住區(qū)規(guī)模小,較為分散凌亂,農(nóng)田集中程度不高,基礎(chǔ)設(shè)施相對落后,進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)設(shè)施的規(guī)模建設(shè)面臨較大困難。近年來,在我國新農(nóng)村建設(shè)中,通過有序推進(jìn)拆村并點(diǎn)工作,相應(yīng)建設(shè)農(nóng)村集中居住區(qū),將原先分散居住的農(nóng)村居民集中居住,以期合理利用土地,優(yōu)化資源配置,節(jié)約基礎(chǔ)設(shè)施和公共設(shè)施投資,提高土地的利用效率,提高民眾生活水平[1-2]。

近年來,眾多學(xué)者對我國拆村并點(diǎn)后集中居住區(qū)工作中的相關(guān)問題進(jìn)行了大量研究,取得了豐碩的成果,其研究主要內(nèi)容一般關(guān)注于集中居住區(qū)居民規(guī)模確定情況下,進(jìn)行農(nóng)民集中居住區(qū)居民滿意度調(diào)查分析、景觀設(shè)計(jì)、空間規(guī)劃等[3-6]。同時(shí),對于集中居住區(qū)、市政給排水工程問題,眾多學(xué)者也提出了不少見解,一般聚焦于集中居住區(qū)居民規(guī)模確定情況下集中居住區(qū)給、排水管網(wǎng)線路布置、管徑選擇、管網(wǎng)漏損計(jì)算等[7-9]。但目前較少見到相關(guān)文獻(xiàn)對農(nóng)村拆村并點(diǎn)的農(nóng)民集中居住區(qū)規(guī)模進(jìn)行研究,也未見到在集中居住區(qū)位置確定條件下,尋求不同居住區(qū)合理規(guī)模,以此確定最小的給、排水管路管徑,從而降低工程投資。因此,本文針對農(nóng)村拆村并點(diǎn)工作中,不同居住區(qū)位置及總體拆遷居民數(shù)量確定條件下,以給、排水工程建設(shè)投資最少為目標(biāo)函數(shù),以各居住區(qū)居民數(shù)量為決策變量,一定給、排水標(biāo)準(zhǔn)下的給水流量、排水水量為約束條件,建立集中居住區(qū)適宜規(guī)模優(yōu)化模型,并采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法[10]進(jìn)行求解,從而減少居民點(diǎn)給、排水管網(wǎng)工程投資,為新農(nóng)村建設(shè)中拆村并點(diǎn)居住區(qū)工程建設(shè)提供參考。

1 居民區(qū)人口規(guī)劃模型與求解方法

1.1 模 型

一定的居民區(qū)數(shù)量及規(guī)劃總?cè)丝诖_定條件下,以滿足該居民區(qū)給水和排水工程投資費(fèi)用最少為目標(biāo)函數(shù),以給水站日可供水流量、單個(gè)居民點(diǎn)可居住人口、給排水管徑選用規(guī)格為約束條件,建立數(shù)學(xué)模型如下:

(1) 目標(biāo)函數(shù):

(1)

(2) 總?cè)丝诩s束:

(2)

其中單個(gè)居民點(diǎn)居民人口約束:

[Pi,min]≤Pi≤[Pi,max]

(3) 總流量約束:

(3)

(4) 流速約束:一般給水管管道流速介于0.6 ~1.5 m/s之間,即0.6 m/s≤v≤1.5 m/s。

(5) 管徑約束:Dmin≤D≤Dmax,其中,Dmin、Dmax分別為最小管內(nèi)徑、最大管內(nèi)徑,m。

公式(1)中:F為給水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)工程總投資,萬元,這里僅考慮不同管徑對投資的影響,不考慮由于施工、管理等造成的投資變化;Di,給水管為第i號(hào)居民區(qū)的給水管管徑,m,根據(jù)給水流量確定;Di,排水管為第i號(hào)居民區(qū)的排水管管徑,m,根據(jù)規(guī)劃排水流量確定;f(Di,給水管)為第i號(hào)居民區(qū)給水管管徑為Di(標(biāo)準(zhǔn)管徑)時(shí)相應(yīng)工程投資,萬元,由給水管管徑-投資及給水管長度綜合確定;f(Di,排水管)為第i號(hào)居民區(qū)排水管管徑為Di(標(biāo)準(zhǔn)管徑)時(shí)相應(yīng)工程投資,萬元,由排水管管徑-投資及排水管長度綜合確定;Pi、[Pi,max]、[Pi,min]、P分別為第i號(hào)居民區(qū)規(guī)劃居住人口、第i號(hào)居民區(qū)最大允許居住人口、最小居住人口;規(guī)劃總?cè)丝冢耍?為第i號(hào)集中居住區(qū)實(shí)際給水流量,由該居民區(qū)實(shí)際居住人口及最高時(shí)用水流量確定,m3/s;Q為總給水流量,m3/s。

1.2 方 法

上述模型為在一定的總給水流量約束條件下,尋求不同居民區(qū)適宜居住人口,確定最小給、排水工程投資,可采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃進(jìn)行求解。

(1) 變量確定

將每一居民區(qū)人口作為一個(gè)決策階段,按順序編號(hào),可采用逆向推行法計(jì)算。階段變量由動(dòng)態(tài)規(guī)劃對變量的要求,確定居民區(qū)編號(hào)為i,i=1,2,…,k;決策變量根據(jù)各居民區(qū)規(guī)劃人口Pi為決策變量,并進(jìn)行離散,離散時(shí),根據(jù)人口數(shù)量實(shí)際,可采用總?cè)丝跀?shù)量的相應(yīng)比例進(jìn)行離散,如0、5%P、10%P、15%P,…,P;狀態(tài)變量根據(jù)狀態(tài)變量所具有的特性,選擇按照居民區(qū)累加的人口λi為狀態(tài)變量。

(2) 根據(jù)給水流量的不同,給水管、排水管管徑采用下式進(jìn)行計(jì)算:

(4)

公式(4)中:D為給水管道內(nèi)徑,m;Q為設(shè)計(jì)流量,m3/h;v為管內(nèi)流速,m/s。

根據(jù)計(jì)算出的管徑,并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)管徑,通過管徑(內(nèi)徑)—單位長度投資(元)之間的關(guān)系,確定管道工程投資。排水管流量可采用給水管流量的相應(yīng)比例進(jìn)行估算,排水管采用無壓流,其充盈度以0.8估算。

(3) 動(dòng)態(tài)規(guī)劃的求解

由動(dòng)態(tài)最優(yōu)化原理,將總?cè)丝?在各居民區(qū)間進(jìn)行分配,以此尋求該階段最小給水流量及相應(yīng)給排水投資費(fèi)用[6]。

1)N=1(第一階段,即第1居民區(qū)):

λ1=0,P1,P2,…,Pi。式中:P1,P2等為離散的階段居民人口,Pi為第i時(shí)段總?cè)丝?;狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程如下:

f1(λ1)=f1(D1,給水管)+f1(D1,排水管)

(5)

公式(5)中:f1(D1,給水管)指給水管管徑為D1,給水管時(shí),給水管工程投資,元;其值的計(jì)算過程,首先根據(jù)居民用水定額q用水定額,與居民人數(shù)離散值,確定該階段給水流量,即Q1=λ1q用水定額離散值,再根據(jù)公式(4)計(jì)算相應(yīng)管徑,并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)管徑,最后根據(jù)管徑(內(nèi)徑)—單位長度投資(元)之間的關(guān)系,確定相應(yīng)給水管工程投資。

f1(D1,排水管)指排水管管徑為D1,排水管時(shí),排水管工程投資,元;其值的計(jì)算過程,首先根據(jù)給水流量,以相應(yīng)比例,確定排水流量,再根據(jù)公式(4)計(jì)算相應(yīng)管徑,并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)管徑,最后根據(jù)管內(nèi)徑—單位長度投資(元)之間的關(guān)系,確定相應(yīng)給水管工程投資。

2)N=j(j=2~(k-1)階段,k為居民點(diǎn)數(shù)):

λj=0,P1,P2,…,Pi。式中:P1,P2等為離散的階段居民人口(人),Pi為第i時(shí)段總?cè)丝?人),且Pi≤P;則:

fj(λj)=min{fj(Dj,給水管)+fj(Dj,排水管)

+fj-1(λj-1)}

(6)

狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程:

λj=λj-1+Pj

(7)

3)N=k(最后一個(gè)階段,即最后1個(gè)居民區(qū)):

fN(λN)=min{fN(DN,給水管)+fN(DN,排水管)

+fN-1(λN-1)}

(8)

λN=0,P1,P2,…,Pi。式中:Pi為第i時(shí)段居民區(qū)總?cè)丝?人);B為離散步長。

狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程:

λN=λN-1+PN

(9)

則:

Fi=fN(λN)

(10)

2 模型應(yīng)用

(1) 基本狀況

以江蘇某拆村并點(diǎn)區(qū)域?yàn)槔?,?xiàng)目區(qū)遷居總?cè)丝跒? 000人,按照常規(guī)居民點(diǎn)人口分布方法,規(guī)劃將該9 000人平均安置于相隔10 km左右的3個(gè)集中居住點(diǎn),每居民點(diǎn)3 000人。該3個(gè)集中居住區(qū)由一條主干給水管網(wǎng)集中供水,由于距離供水廠較遠(yuǎn),中途通過增壓站提升水壓,該增壓站最大供水水量130 m3/h,建設(shè)時(shí)考慮給水最大日時(shí)變化系數(shù)采用1.5。規(guī)劃鋪設(shè)給水管徑分別為DN280、DN250、DN160;排水管網(wǎng)距污水處理廠距離約10 km,排水流量以給水流量的75%進(jìn)行估算,排水管徑規(guī)劃分別采用DN110、DN160、DN200,管網(wǎng)工程投資(不考慮施工、管理等其它費(fèi)用)按照“江蘇工程造價(jià)網(wǎng)”(2021年5月)進(jìn)行計(jì)算,整個(gè)給、排水管網(wǎng)總投資1 017萬元。

該3個(gè)居民區(qū)建設(shè)時(shí),考慮到未來的發(fā)展,同時(shí)考慮到居民意愿和分布需求,每集中居住點(diǎn)均留有一定的擴(kuò)展余量和最低居住人口要求,可居住人口上限為最大不超過5 000人,最小不低于1 000人。項(xiàng)目區(qū)示意見圖1。

(2) 根據(jù)“江蘇工程造價(jià)網(wǎng)”(2021年5月),供排水管(PVC-U管,江特牌)不同規(guī)格時(shí)單價(jià)見表1。

表1 管材單價(jià)

(3) 根據(jù)上述基本條件,為減少管網(wǎng)工程投資,合理分布每個(gè)居民點(diǎn)人口數(shù)量,建立數(shù)學(xué)模型如下:

1) 目標(biāo)函數(shù):

(11)

2) 總?cè)丝诩s束:

(12)

3) 單個(gè)居民點(diǎn)人口約束:

1000≤Pi≤5000 (i=1、2、3)

(13)

4) 總流量約束:

(14)

5) 流速約束:一般給水管管道流速介于0.6~1.5 m/s之間,即0.6 m/s≤v≤1.5 m/s。

6) 管徑約束:Dmin≤D≤Dmax,其中Dmin、Dmax分別為最小管內(nèi)徑、最大管內(nèi)徑,m;一般集中居住區(qū)供排水管路管徑為90~500 mm之間。

式中各參數(shù)的意義參見1.1部分。

(4) 結(jié)論與分析

采用前述動(dòng)態(tài)規(guī)劃優(yōu)化方法對集中居住區(qū)規(guī)模進(jìn)行優(yōu)化,離散步長1000人,并以此確定相應(yīng)最優(yōu)的給排水管道工程投資,結(jié)果見表2前3行。

表2 集中居住區(qū)供排水方案結(jié)果

將上述優(yōu)化結(jié)果與該3個(gè)集中居住區(qū)原規(guī)劃方案(每居民區(qū)3 000人)進(jìn)行比對,結(jié)果見表2??梢姰?dāng)集中居住區(qū)位置、給水、排水距離均已確定情況下,優(yōu)化方案相較于規(guī)劃方案,管道工程投資節(jié)約211萬元,節(jié)省比例達(dá)20.7%,說明本方法應(yīng)用于農(nóng)村集中居住區(qū)規(guī)模優(yōu)化,可有效減少給排水管網(wǎng)投資,取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié) 論

(1) 本文針對現(xiàn)行江蘇撤鄉(xiāng)并鎮(zhèn)工作中居民點(diǎn)的規(guī)模問題,建立了一定的居民區(qū)數(shù)量及規(guī)劃總?cè)丝诖_定條件下,以滿足該集中居住點(diǎn)給、排水工程投資費(fèi)用最少為目標(biāo)函數(shù),給水站日可供水流量、單個(gè)居民點(diǎn)可居住人口、給排水管徑選用規(guī)格為約束條件的數(shù)學(xué)模型,并采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法進(jìn)行求解,從而確定適宜的農(nóng)村居住區(qū)規(guī)模;通過實(shí)例分析可知,優(yōu)化方案相較于原規(guī)劃方案,給排水管網(wǎng)工程投資節(jié)省20.7%,說明該方法可有效減少工程投資費(fèi)用,可為其它不同類型的集中居住區(qū)工程規(guī)模的確定提供借鑒。

(2) 居民集中居住區(qū)規(guī)模優(yōu)化結(jié)果受離散步長影響較大,本文實(shí)例采用1 000人作為離散步長,如需取得更精確的優(yōu)化結(jié)果,可進(jìn)一步減小離散步長。

(3) 本文污水處理量采用按最大給水流量的相應(yīng)比例進(jìn)行計(jì)算,優(yōu)化結(jié)果顯示,越靠近給水點(diǎn),居民集中居住區(qū)規(guī)模在允許范圍內(nèi)可適當(dāng)增大,其后其他居民集中居住點(diǎn)規(guī)模相應(yīng)減小。

(4) 集中居住區(qū)規(guī)模確定影響因素較多,如拆村并點(diǎn)后群眾耕作半徑、居住意愿等,均會(huì)對不同集中居住區(qū)規(guī)模產(chǎn)生較大影響。本文在不考慮其他影響因素的前提下,由于3個(gè)集中居住區(qū)給排水間距相同,但其它類似工程中,由于集中居住區(qū)位置不同,給排水工程路線、距離變化較多,其優(yōu)化結(jié)果也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)變化。

猜你喜歡
居民區(qū)居民點(diǎn)水流量
M701F4燃?xì)廨啓C(jī)TCA系統(tǒng)冷卻水流量異常分析
青海電力(2022年1期)2022-03-18 12:08:36
國產(chǎn)納濾膜脫除硝酸鹽的試驗(yàn)研究
基于重力方向影響的低壓渦輪葉片水流量測量數(shù)值計(jì)算
“熊”視眈眈
暢談(2018年17期)2018-10-28 12:30:46
基于GIS的宜興市農(nóng)村居民點(diǎn)景觀格局變化研究
集萌社
是誰讓危險(xiǎn)品企業(yè)埋伏居民區(qū)?
330MW機(jī)組主蒸汽流量計(jì)量不準(zhǔn)的原因分析及措施
居民區(qū)WCDMA網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋解決方案
濟(jì)南市農(nóng)村居民點(diǎn)用地整理潛力
404 Not Found

404 Not Found


nginx
404 Not Found

404 Not Found


nginx
404 Not Found

404 Not Found


nginx
404 Not Found

404 Not Found


nginx
404 Not Found

404 Not Found


nginx
马边| 平安县| 吉隆县| 大连市| 吴旗县| 青铜峡市| 西华县| 南汇区| 平武县| 稷山县| 东山县| 九寨沟县| 温州市| 威远县| 延边| 深水埗区| 峡江县| 宜川县| 云林县| 拜泉县| 庄河市| 长子县| 嘉义市| 青铜峡市| 嘉禾县| 定襄县| 新和县| 隆德县| 崇义县| 石景山区| 玛沁县| 阳新县| 邵武市| 化州市| 阿合奇县| 青阳县| 伽师县| 化德县| 邵武市| 宜兴市| 娱乐|