随着城市经济的迅猛快速发展,城区规模的日益膨胀,城市的供水规模不断扩大,城市水环境的污染也愈加严重。而城市河流作为重要的资源和环境载体,关系到城市的生存,制约着城市的发展。城市发展中该采取怎样的经济合理的水环境治理方案,特别是在河流排污量增大或者有其它意外扰动打破河流的生态平衡时,如何促使河流水质回到期望的数值、河道水体达到水量水质的自适应,是一个值得思考的问题。 本文以连云港市为例,对其河流水环境的特点进行了分析。通过建立平原感潮河网水力水质数学模型进行模拟计算,认为在现状河道水质状况下,通过引水增流可以满足连云港城市河流基本的水环境要求。同时从发展的角度出发,基于系统工程的理论和方法,研究建立了城市河流水量水质自适应控制模型。该模型属于复合性能指标的自寻最优控制,它描述了城市河流水环境系统中水量水质的状态关系。模型将河流概化成若干个可调系统,每个可调系统是一个河段,已知的扰动是上游河段水质浓度,未知的干扰是河段的排污量。被控对象是下游河段,控制量测包括下游河段水质浓度、河段排污量。运用拉格朗日乘子法对模型进行控制,通过给定的性能指标,不断进行比较和决策,可以跟踪预定的轨迹,并给出城市河流水环境治理的最优方案。同时以规划年2010年连云港市区预测的排污量为扰动,以规划的水质标准为依据,验证了模型的应用。研究表明:在排污量增大的扰动下,按照模型计算给出的最优控制轨线,以一定的控制力消耗,可以保证城市河流水质回到期望的数值、河道水体达到水量水质的自适应。 研究中基于ASP技术开发了B/S结构模式的城市河流水量水质自适应控制系统。将数据库管理、图形交互技术应用于系统的开发,建立了交互式Web服务器应用程序,实现了控制过程的可视化以及管理的信息化和网络化。