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关于污水处理排水管网的国内外研究现状
作者:污水处理设备编辑 文章来源:千业环保设备 浏览: 发布日期:2019-02-22
污水管网和雨水管网是目前最经常使用的排水管网,随着时代的进步,研究开发出了多种计算机程序和优化设计算法,比如遗传算法、直接优化法、动态规划法等,这些算法能够直接运用到设计进程中,从而提高设计水平能力以及其效率水平。

我国排水管网优化设计研究从上世纪70 年代开始,到80 年代在前期研究学者们的不懈努力下,取得了比较显著的研究成果[4]。

1989 年,彭永臻[5]等人按照两相优化方法,分析研究了排水管网。通过编写PSGl8 计算程序使得设计相关的排水管网设计参数(包括流速、充满度和管径等)得到完善。
1994 年,西安冶金建筑学院张绍园[6]指出,在进行排水管网设计时,遇到地面坡度较大情况,可以运用最优管径来展开设计;相反情况下,采取最小充满度和不淤流速的办法对其进行考虑并测算。

1996 年,张景国[7]认为排水管网可以由管道优化设计和系统流量分配两个部分组成,其中采用拟差动态规划法对管道进行优化设计,系统流量分配方面运用简约梯度法进行计算求解。1996 年,林晖[8]认为可行管径办法来对排水管网实行优化设计,构建和混合整数规划的规划相一致的问题。经过优化设计计算然后将其运用到实际工程中去,说明可行管径优化法的计算结果要比动态规划法的结果更合理。

众多学者多年研究,不断优化排水管网的设计。最优化的工程设计前提是大量的资金的支持。为实现造价和优化设计的平衡,构建科学合理的造价模型是非常有必要的[9]。
从2000 年至今,可行性管径、节点递归法等实际使用价值较强的造价优化模型慢慢应用到给排水管网的优化设计中[10、11]。

2005 年,郑州大学周荣敏[12]等人指出一种在完全合流制排水管网的基础上设计的新想法,这样设计排水管网用溢流井作为分界线分为一系列小型的排水管网。

这种方法需要把大的排水管网划分成为多个小型排水管网,使得一次求解的管网规模减少,降低计算难度,以此提高计算的求解效率水平。2008 年,刘遂庆[13]等人考虑工程造价成本最小化为目标构建了坡度最优的排水管网数学模型。这个数学模型可以用于解决排水管网问题中,完全利用水位差之间的能量差,计算出工程造价最小时的最优坡度。

2013 年单小军[14]在明确小区排水管网的安全和可持续发展的基础上,在小区的改建以及扩建中,分析研究最小埋深条件下实行水力计算方法进行保障,指出经过充足排水水量的计算和科学合理选择符合要求的排水管径以及管道材料的设计办法。

对于国外研究的状况,1969 年,Gupta[15]等专家依据排水管网具有的特征,给出在设计过程中需要的设计理念。1972 年Dajani[16]在排水管网的优化设计中应用了目标函数,构建了适合排水管网的非线性规划排水管网模型。1975,Mays[17]将动态规划办法引入求解计算过程,来优化排水管网,从而进一步使计算的求解效率增加。

1983 年,J.F. Borlow[18]引入图论中的最小生成树,来对排水管网系统进行优化。在此基础上,S.Tekeli 和H.Belkala[19]为了能够得到优化,运用多种变量在符合若干约束条件情况下展开方案优化设计,实现优化效果的目标。

1995 年,G.A.Waiters[20]和C.Palmer[21]研究分析树状的复杂管网体系,引入遗传算法来进行体系的优化设计,最后使得优化结果合理。

2002 年以来,D.Day and C.Howe[22]对排水量造成影响的要素进行剖析,对短期排水量展开预估;Gistau[23]等学者们针对排水量预测模型进行了反复的实践研究。通过以上文献可以看出,在排水管网设计方面,研究学者大多是对优化计算方法和设计时应该考虑的一些问题进行研究,而侧重于市政道路排水管网综合设计方面的研究只有很少一部分,并且针对市政道路排水管网设计中涉及到的水量、管材、管线坡度、埋深等问题进行研究的文献也较少。

因此,对市政道路排水管网进行设计以及对排水系统的相关特征展开更全面的研究是很有价值的。

基于洛阳污水处理设备为基础的研究,探讨国内外城镇污水处理排放的思路和方法。

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