前言

区域供水是一项政策性、技术性很强的工作，在国内外均已有成功应用。它对于解决我国小城镇及农村供水基础设施不足、供水行业难以发挥规模经济效应、水源保护与水质污染矛盾突出、供水水质水量的安全性等问题具有重大作用。但是现阶段我国的区域供水还处于摸索阶段：在实践上，仅仅凭借经验，具有很大的人为因素，缺乏科学性；在政策上，属于自下而上的自发行为，造成在供水打破行政区划上存在很大问题；在规划方法上，采用传统的城市供水规划方法，难以很好地解决区域供水中存在的问题。本书在笔者博士论文研究的基础上，经过相应的修改，增加了基础理论的探索以及实际的区域供水规划案例，以期为区域供水的研究提供一定的参考，并为区域供水的规划决策提供一定的科学依据。

本书在分析区域供水国内外研究现状的基础上，指出我国区域供水研究存在的问题，对区域供水的理论基础——规模经济理论、设施区位理论、大系统最优化理论进行阐述，并对各个理论在供水设施共享中的应用进行了简要分析。从工程技术角度分析水源地及水厂选址的影响因素，采用两阶段选址的方法确定作为候选的水源地及水厂的位置：第一阶段根据基础资料及水源地和水厂的选址影响因素，初步筛选并确定水源地及水厂的位置；第二阶段在第一阶段的基础上，建立水源地及水厂选址的层次结构模型，构建判断矩阵并进行权重计算，定量地确定作为候选的水源地及水厂的位置。在对传统区域供水系统解析进行分析的基础上，指出传统区域供水系统解析未能明确区域供水中各子系统之间的关系，而若采用大系统优化理论对区域供水系统进行解析，将区域供水系统分为取水系统、输水系统、净水系统、配水系统、用户系统五个部分，取水系统与净水系统、净水系统与用户系统之间在水量上存在供需平衡关系，而且区域供水系统在系统整体目标下具有递阶结构，通过大系统分析，以用水系统作为配水系统的输入变量，净水系统作为输出变量，在此基础上以净水系统作为输水系统的输入变量，取水系统作为输出变量，确定了区域供水大系统的各个子系统之间的关联关系，同时根据大系统递阶控制思想，将区域供水大系统分解成两个相互关联的子系统，并用关联预测法构建区域供水系统的分解-协调抽象模型；以区域供水系统工程建设费用最小为目标，引入设施区位理论，构建供水设施区域空间布局优化模型，采用分解-协调法对供水设施空间布局优化模型进行分解协调，采用微粒群优化算法对各子系统进行求解，并将最优结果反馈到协调器，再采用微粒群优化算法对协调器进行求解，最终得出供水设施区域空间布局优化的最优解。

本书以江苏省江阴市为例，采用两阶段的选址方法定量地确定江阴市范围内可以作为候选的水源地及水厂的位置，在此基础上利用供水设施区域空间布局优化模型对江阴市供水设施进行空间布局优化，定量地确定了水源地及水厂的位置、数量、供水范围及供水规模，为该市的区域供水规划提供依据，同时将江阴市现状区域供水与规划区域供水的工程建设费用进行对比，得出采用规划区域供水具有明显的经济效益的结论。

以上研究结果得到国家水体污染控制与治理科技重大专项子课题饮用水水质监控预警及应急技术研究与示范项目（项目编号：2008ZX07420-006）的大力支持和资助，得到笔者的博士生导师龙腾锐教授、重庆大学城市建设与环境学院何强教授、艾海南副教授、重庆大学城市建筑城规学院颜文涛教授、重庆大学光电学院相入喜博士、重庆大学数理学院肖剑老师、李小武博士、重庆大学软件学院王琦同学的大力支持和帮助。在本课题的研究过程中，本人的硕士导师李蜀庆老师及其夫人梁崇珍老师在本人最困难的时候伸出了援助之手；同课题组的林于廉师姐、曹艳晓博士、师弟吴福平、龚正、张茂申、杨超、高祥、师妹蒋晖、宋玲、刘春婷等给予了我无私的帮助和鼓励，在此一并表示衷心的感谢。同时本书的出版得到了中国水利水电出版社的大力支持，在此表示由衷的感谢。

本书分析了供水设施区域共享的理论基础，构建了供水设施区域空间优化模型，以江苏省江阴市为例，对供水设施区域空间优化模型进行求解，并与现状区域供水进行对比，结果表明该方案具有明显的经济性。由于水平有限，书中不当之处在所难免，恳请有关专家和读者批评指正。

昆明理工大学建筑工程学院

孙建华

2018年2月