论文部分内容阅读
水资源与能源是影响社会发展的主要因素之一。两者之间有着密切的联系。水-能关系的研究对于合理开发利用水资源与能源以及提高城市水系统工作效率具有重要意义。本文以城区某优质水厂2012-2014年生产数据和服务区域中用户读表数据为基础,运用聚类分析法和线性回归理论,对水厂总体、水厂内部水处理以及水输送过程的水-能关系进行研究,并建立相应的水-能关系模型。引入能表征水量与耗电量关系的特征参数“能量强度EI",提高水厂的工作效率,并对优质水厂总EI在不同时间与温度下的变化规律进行探究。利用季节指数与灰色模型相结合的方法,对优质水厂内部水处理过程、水输送过程、综合楼的耗电量以及水厂供水量进行了预测,从而对该水厂工作效率变化进行深入探索。具体的研究成果如下：(1)2012-2014年优质水厂水处理过程、水输送过程以及综合楼三个主要部分的耗电量均呈季节性周期性变化。其中,综合楼耗电量是该水厂总耗电量的主要影响因素,占水厂总耗电量的40-50%。该水厂进水量、产水量以及供水量数据系列同样随着时间的延长而逐年增长,并且呈现季节周期性波动。(2)优质水厂总EI呈季节性变化,其峰值一般出现在每年的六月份,说明在该时间段内,水厂对于电量的需求量大。水输送过程EI维持在131.5±1.5 Kwh/Km3的水平；水处理过程EI随时间的延长而逐渐降低并趋于稳定,其介于160-180Kwh/Km3区间内。当天气温度为13℃-28℃时,优质水厂总EI基本稳定在439Kwh/Km3±25Kwh/Km3的范围；当温度大于29℃时,EI急剧增加,平均水平可达583 Kwh/Km3。(3)优质水厂在水输送过程中供水量Qg与耗电量Eg之间呈直线线性关系,水处理过程中产水量QZ与耗电量EZ之间呈二次线性关系,而水厂进水量QJ与总耗电量EJ之间呈直线线性关系。具体模型关系如下：1)Eg=130.20Qg+24.879(水输送过程)2)Ez=1.33Qz2-45.42Qz+8249.48(水处理过程)3)E=0.7466 QJ(水厂总体)所建立的对应模型相关系数R2分别为0.994、0.835、0.956。(4)建立了优质水厂供水量、水输送过程耗电量、水处理过程耗电量以及综合楼耗电量的“季节-灰色”预测模型,对应的平均绝对误差分别为6.12%、6.18%、4.82%、4.46%,相对误差的方差分别为0.03、0.05、0.04、0.03。各模型的精度高,且稳定性好。(5)以Java和SQLserver数据库软件为操作环境,以Dao/Domain/Service分层设计概念为基础,建立了适用于优质水厂的可视化平台。该工具具有查询逐时、逐日、逐月数据的功能,并且可对所记录数据进行计算分析,从而有效提高优质水厂的工作效率。