南水北调中线工程分水口敏感性研究

南水北调中线工程按闸前常水位方式运行,分水口(退水闸)流量变化会引起渠道水位的波动,工程正常运行要求渠道水位下降速率不超过0.15 m/h。为了满足这一要求,构建南水北调中线工程一维水力学模型,分析分水口(退水闸)流量变化引起的渠池下节制闸闸前水位的变化过程,进而确定其敏感性。结果表明:同一渠池、同一工况下,不同分水口的敏感性不同;渠道流量越大,分水口的敏感性越小。但是不同渠道流量下的分水口敏感性差异极小,在实际运行中可忽略其影响,用不同渠道流量下的敏感性平均值来最终表征敏感性。     

梯级泵站输水系统日优化调度及经济运行研究

南水北调来水调入密云水库调蓄工程是北京南水北调配套工程的重要内容,前半段从团城湖通过6级泵站提升输水至怀柔水库。为实现工程高效经济运行,基于分时电价规则,建立大系统分解协调模型求解该工程日优化调度及经济运行问题。将大系统分解成3个子系统,先采用动态规划法实现各子系统的最优化,然后根据大系统的总体目标,依据各子系统之间的关联,实现大系统的全局优化。结果表明,模型实用性强,优化调度运行方案中低电价时段所分配流量较大,对于实现工程高效经济运行具有指导意义。     

丹江口水库三维水动力模拟研究

丹江口水库是南水北调中线工程的核心水源区,具有重要的战略意义及独特的生态结构。为了模拟丹江口水库三维水动力过程,掌握水位、水温等水力要素的变化规律,服务于丹江口水库管理和水质模拟,采用环境流体动力学模型(EFDC)建立丹江口水库三维水动力模型,对丹江口水库2012年水位及流场、水温进行模拟,并将水位和水温模拟值与实测值进行对比,发现两者较为接近,表明丹江口水库三维水动力模型精度较高,适用性强。由模型模拟结果可知,丹江口水库2012年坝前水位变化较大,而水库水温分层现象在夏季最为明显,春秋季减弱,冬季基本丧失。     

南水北调中线干线水质安全应急调控与处置关键技术研究

为应对南水北调中线干线工程可能存在的突发水污染事故,加强突发水污染事故的应急防治和管理,建立“数值模拟—评价诊断—溯源预测—应急调控—污染处置”5大环节于一体的突发水污染应急调控与处置技术体系,包括闸泵群控制下水量水质模拟技术、水质安全评价诊断技术、突发水污染溯源预测技术、水污染应急调控技术和水污染应急处置技术等关键技术。研究成果应用于示范工程和系统平台,适用性强,可保障南水北调中线干线输水水量水质安全,实现“一渠清水北送”的目标。     

江阴市城区活水工程规划研究

江阴市城区河湖密布,但当前存在水系割裂、水动力不足、水环境恶化、水生态系统破坏等问题,需规划实施城区活水工程。文章立足江阴市城区水系现状及问题,充分利用现有工程条件,提出18条活水路线,在科学分析活水需水量基础上,开展输水建筑物的布置及规模论证,并分析活水效果,形成科学合理的活水工程规划方案。     

南水北调中线工程渠道糙率计算方法研究

为了明确南水北调中线工程渠道糙率的合理取值,分别选取杨开林公式、美国垦务局公式、美国陆军工程兵团公式,以及优化方法来计算糙率,并构建南水北调中线总干渠水力学模型进行检验。将模型方法应用到刁河节制闸-湍河节制闸渠段的10组稳定工况时,4种方法计算出的糙率值分别为0.01538、0.0156、0.01389和0.0169,代入水力学模型计算的刁河节制闸各工况闸后水位与实测值的相对误差总和分别为0.1744%、0.1586%、0.3028%和0.0947%。4种方法得到的糙率值代入水力学模型的模拟精度中,优化方法最好,建议作为中线渠道糙率计算的方法。     

梯级泵站输水系统预测控制方法研究

南水北调来水调入密云水库调蓄工程前半段是由泵站、渠道、节制闸等构成的复杂梯级泵站输水系统。为了应对该输水系统经常出现流量不平衡可能带来的水位超出极值约束的问题,建立一种新的预测控制方法,基于恒定流模型建立各渠段的站前水位—流量—蓄量关系,通过水量平衡和插值计算对蓄量和站前水位的时间变化规律进行预测,进而提出控制策略。该预测方法经实际运行数据检验,精度较高、方法简单实用,可用于密云水库调蓄工程梯级泵站输水系统实际运行控制。