加利福尼亚调水工程对我国调水工程的启示

始建于20世纪60年代的加利福尼亚州北水南调水利工程。为解决美国加利福尼州水资源分配的不均衡起到了至关重要的作用，也为加州的经济社会发展做出了杰出贡献，同时也是世界长距离调水工程的典范。现从综述的角度介绍加州调水工程中涉及到的基本问题，并基于综述，提出几点启示，以期对我国正在进行的举世瞩目的南水北调工程提供一定的参考。     

长距离调水工程最优控制数学模型

为了降低输水成本,利用电网峰荷期和基荷期不同的电价及最优化原理,提出了一种针对长距离复杂调水工程的最优输水控制方法。建立了在一个运行周期内,使整个渠道输水费用最低为目标函数的最优输水控制控制模型。算例结果表明,较传统的渠道控制方法,用本优化模型控制渠道运行,可大量减少输水成本,减少泵站开停机次数,且能保持渠道内水流稳定,保证渠道安全运行,是一种较理想的远距离复杂渠道输水控制方法。     

某高水头、长距离引调水工程关键技术分析

消能、水锤防护、水力学计算是高水头、长距离引调水工程关键技术问题。采用中部设置消能电站,消能电站前布置调压井,消能电站后设置三级水锤防护阀门的工程措施,可有效解决消能与水锤防护问题。并对消能电站前的引水系统进行调保计算,对消能电站后的供水管道进行水损计算,结果表明:上水库死水位275.0 m与调压井最低涌浪水位226.30 m的连线为消能电站前压力水头下限值,校核工况下的管道水力坡降线为消能电站后的压力水头下限值,依据压力水头下限值进行线路布置后,水流能稳定自流到各水厂,水厂的最小水头富裕值为6.21m。     

长距离调水工程闸站监控系统的研究和应用

南水北调中线工程是世界上最大的跨流域调水工程,沿线闸站分散布置且距离较远,为实现全线闸门统一调度,设计开发了多层分布式闸站监控系统。该系统采用了集中控制中心、分控中心、现地闸站控制单元等多层分布式结构,充分利用网络信息集成化技术、集中与分散联合控制技术和联动监控技术,基于PLC控制技术和先进的计算机及网络传输设备的应用,能够对数据进行有层次的分类,可以实现快速故障定位以及更高层次的数据分析,实现全线监控闸站的输水信息和运行状态的远程监测和控制。本文研究分析闸站监控系统及其在实际应用中的优势,对实现闸站无人值守意义重大,也为国内外长距离调水工程实现自动化运行管理建设提供了很好的技术支撑。     

典型长距离调水工程冬季冰凌危害调查及分析

以某长距离调水工程为研究对象,基于原形观测资料分析渠道冬季冰情发展规律和存在的冰凌问题。介绍了渠道和建筑物布置特点、不同冬季气象特点和冬季输水运行方式,分析了流冰期、封冻期、开河期的冰情现象,不同年份和空间上的冰情分布特征,总结了长距离输水渠道冰情生消演变的基本规律。基于典型冬季渠道出现的特殊冰凌灾害,列举了冰塞、泵站前池水位下降、分水口流量降低、仪器设备读数失真、渠道衬砌冻胀等冰凌影响事件,分析了气象条件、水力条件和工程布置特点对冰凌危害出现的影响。从调度、工程措施出发,在不同冰期阶段,针对不同渠道和建筑物位置,提出集防、拦、扰、捞、排一体化的冰凌防护措施,为长距离输水工程冬季冰期安全高效运行提供技术保障。     

跨流域长距离调水工程风险综合评价研究与应用

针对跨流域长距离调水工程风险综合评价困难问题,进行风险因子辨识,建立风险指标体系和风险等级标准,并设计一种风险集成方法。将工程进行单元划分,确定风险指标权重,计算各单元综合风险量值,将各单元风险进行集成计算得到工程总体风险等级。针对不同单元包含风险因素不同的问题,提出风险指标权重修正方法。基于所提风险集成方法,设计并开发跨流域长距离调水工程风险集成软件。某跨流域长距离调水工程某管理处实例计算结果表明,该管理处管辖范围总体风险等级为II级,灰色聚类分析法等7种方法的计算结果一致,说明所提方法有效可靠。     

异质和不完备信息下调水工程险情级别判定

针对当前长距离调水工程突发险情等级判定多采用实数形式的完备判断矩阵进行决策,无法解决决策信息异质和决策信息不完备问题的不足,提出了基于连续区间有序加权几何(continuousorderedweightedgeometric,C-OWG)算子和鲸鱼优化算法(whaleoptimizationalgorithm,WOA)处理异质不完备信息的应急响应级别判定方法。首先,构建基于C-OWG算子的异质残缺判断矩阵处理模型,弥补现有方法难以处理应急决策过程中同时存在的精确数、区间数和模糊数等异质偏好信息的不足。然后,耦合鲸鱼优化算法进行残缺判断矩阵填充,建立耦合C-OWG算子和WOA优化方法的应急响应级别判定模型,提高经典决策方法对不完备信息的处理能力,并避免信息填充过程中易陷入局部最优的缺陷。最后,采用层次聚类方法对群体专家意见进行集成,实现异质和不完备信息下长距离调水工程突发险情等级的高效判定。通过将所提方法应用于某调水工程渠道破坏的应急响应级别判定,验证了其合理性和可行性。     

跨流域调水工程突发事件及应急调度措施研究

 跨流域调水工程规模大线路长,沿线可能存在多种复杂地质条件,地理环境和气象条件差异较大。当发生自然灾害、交通事故及其它突发事件时,要求紧急截断水流或短期内大幅度改变流量,及时控制突发事件造成的危害,通过有效的应急调度,保证工程安全、平稳和连续的输水运行。针对正常供水过程中可能出现的突发事件进行归纳分类,分别从水质安全、渠道及建筑物结构安全、设备故障和社会安全等4个方面提出相应的闸门应急调度措施。同时,提出应急调度的目标原则和技术思路,可为下一阶段深入研究提供技术铺垫     

长距离调水工程风险评估工作思考

长距离调水工程风险因素无处不在,风险管理是细节管理,风险评估涵盖输水干渠已实施的所有工程项目。文章就风险评估合理分类、风险等级指数科学界定、专家打分法客观性实施等问题进行了探讨,提出解决的方向,在以后的调水工程风险评估中仍需进一步研究和完善,逐步形成科学系统的长距离调水工程风险评估工作体系。     

长距离调水工程虚拟仿真系统开发研究

论述了长距离调水工程虚拟仿真的意义和作用.针对长距离调水工程的特点,提出其虚拟仿真系统开发的重点及技术难点.结合引渤济锡长距离调水工程,阐述了大规模地形模型生成、大地形调度管理与实时渲染、实时交互与信息管理等关键技术的实现方法.该系统实现了场景漫游、空间定位、平面导航和实时信息查询等功能,为工程的规划、建设和管理提供了辅助平台.     

长距离引调水工程安全鉴定机制探讨

长距离引调水工程是优化水资源配置格局的重大战略性基础设施,具有线路长、建筑物多、环境和地质复杂、检修要求高等特点,其长期安全运行受到高度关注.针对长距离引调水工程的特点,基于南水北调中线干线工程安全鉴定办法编制和安全评估实践,简要分析了该类工程安全鉴定的难点,开展了安全鉴定机制的研究,提出了建立安全年度报告与单项、专项...     

下村镇抗旱应急调水工程的可行性研究

随着我国经济社会的快速发展和社会主义新农村的建设,对水资源的需求也在不断增加.我国农村水资源的主要问题是区域分布不均以及区域需水量不一致,通过引调水工程的实施可以有效解决农村水资源分布不均匀带来的严重影响.文章以新余市渝水区下村镇调水工程为实例,分析了调水工程的必要性与可行性.     

跨流域长距离调水工程的风险及对策

采用系统和风险分析理论,从水文、建筑物、经济、政策、环境和社会等方面分析了跨流域长距离调水工程系统的风险因子及影响方式,提出调水工程风险因子分类和分级的原则,对调水工程建设和运行过程中的各类风险进行了初步的风险评价。提出了减小或转移各类风险的措施,尤其强调了非工程措施在提高工程运行可靠性和减小系统失效概率中的作用,为建立调水工程风险管理模型提供参考。     

基于BIM的长距离引调水工程三维参数化智能设计研究及应用

为了摆脱以往三维设计中效率低下的重复性工作,提高长距离引调水工程三维设计的水平和效率,从建筑物建模之初就融入参数化设计理念。首先建立引调水工程典型建筑物BIM模型,再基于组件对象技术(COM)与Inventor API(应用程序接口)技术,采用C#编程语言开发出一套基于C/S框架的三维参数化智能设计平台。通过研究引调水工程的BIM标准化关键技术,建立存储各类模型及其信息的数据库,并对Navisworks可视化仿真软件进行二次开发,融合基于云平台的协同设计技术,实现工程图纸的高效快速生成、施工进度仿真以及协同办公等功能。该系统已经应用于某长距离引调水工程中且效果显著,应用前景广泛。     

长距离大型调水工程供水目标的实现

北疆供水工程是一项长距离、现代化的大型调水工程,因其特殊性、复杂性及诸多其他因素的影响,制约着供水目标的实现。本文主要从安全输水、科学调度和确保供水三个方面论述了如何保证安全输水、如何进行科学调度,最终实现长距离大型调水工程供水目标。     

跨流域长距离沙漠调水工程施工重大技术难题确定

甘肃省景电二期延伸向民勤调水工程是一跨流域长距离调水工程,有84.9km的渠道穿过腾格里沙漠,自然环境恶劣,施工条件艰苦,工期紧,任务重;在此运用AHP法对工程建设中存在的重大技术难题进行选择,从众多影响工程建设的因素中确定了对工程质量、进度等有重大影响的主要技术难题,确保集中力量和时间对重大技术难题进行攻关.     

调水工程运行最优控制研究

针对南水北调工程的实际情况，提出采用最优控制理论解决调水工程中存在的滞后与耦合问题。通过建立渠道的状态空间方程，将水力学问题转化为控制论问题。建立渠道运行二次性能指标，求解系统最优控制方案。以南水北调中线总干渠京石应急段为例进行仿真计算，结果表明渠道水流在2h内快速达到稳定，水位波动小于0．15m／h，动态稳态性能良好。