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以蘇州為代表的南方水網密集地區(qū)由于地下水位高、降雨量豐富，外來水入流入滲現象尤為嚴重，影響污水廠運行效率。與此同時，受污水管網傳輸和污水廠處理能力限制，在降雨期存在一定的污水無組織漫溢現象，相應排放的COD等污染物總量及其引起的水環(huán)境沖擊負荷不容忽視，雨季減排任務艱巨。
針對上述問題，清華大學等單位承擔的“望虞河東岸水設施功能提升與全系統(tǒng)調控技術及示范”課題開發(fā)了基于多目標魯棒優(yōu)化的水環(huán)境設施雨季協(xié)同調控技術。
與傳統(tǒng)排水系統(tǒng)實時控制方法相比，該技術在精準識別管網入流入滲機理的基礎上構建神經網絡仿真模擬模型，在保證模擬精度的前提下，將傳統(tǒng)預測控制模型的計算速度從小時級提升至秒級。相較于靜態(tài)規(guī)則控制，該方法能夠充分挖掘系統(tǒng)調控潛力，協(xié)同優(yōu)化3個及以上的控制目標，在測試降雨條件下，漫溢量實現額外10.5%的削減，在分鐘級時間尺度上實時生成最優(yōu)控制策略。
相較于同類技術，該技術實現了多目標協(xié)同優(yōu)化，同時兼顧了計算速度和控制效果，保證了控制策略的實時性和有效性，支撐了排水系統(tǒng)實時控制的工程化應用。
協(xié)同調控技術路線及核心仿真優(yōu)化模塊
在此基礎上，水專項研究團隊在蘇州市福星片區(qū)開展了模型模擬測試及現場驗證。根據蘇州市福星片區(qū)的地方特點，應用基于多目標魯棒優(yōu)化的水環(huán)境設施雨季協(xié)同調控技術，實時生成控制策略庫，指導福星片區(qū)排水系統(tǒng)整體調控。
2020年6月起，該技術在蘇州市中心區(qū)供排水設施一體化管理平臺上業(yè)務化應用，第三方監(jiān)測結果表明，4場實測降雨中福星污水廠COD、TN、TP進水濃度比同等降雨條件下平均提高18.7%、37.4%、7.4%，7-12月新增COD、TN、TP削減量分別為726.3t、290.6t、4.4t。多年平均降雨條件下福星片區(qū)(46.1km2)排入水環(huán)境的COD負荷比技術應用前降低11.7%。
模型優(yōu)化策略控制效果及現場驗證第三方監(jiān)測結果
原標題：基于多目標魯棒優(yōu)化的水環(huán)境設施雨季協(xié)同調控技術研究取得突破性進展
