密云水库调蓄工程水泵装置模型试验及分析

南水北调来水调入密云水库设九级梯级泵站,其中七级低扬程泵站中近半数为超低扬程泵站,净扬程小于2 m,为保证超低扬程条件下泵装置具有较好的水力性能,针对泵站的进、出水流道进行水力优化设计及泵装置模型试验研究,并通过天津同台测试模型进行验证。经过水力优化设计的泵装置在扬程低于2 m的条件下水力性能优异,满足合同规定要求,对于年运行时数长的供水泵站可降低能耗,且运行安全可靠。     

梯级泵站输水系统旬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组成部分,该工程后半段从怀柔水库通过3级泵站提升输水至密云水库。为实现该工程高效经济运行,基于北京市分时电价,以怀柔水库至密云水库梯级泵站输水系统运行单位输水成本最小为目标,考虑怀柔水库蓄水量、输水线路水头损失、流量平衡和总扬程等约束条件,采用大系统分解协调模型求解该工程旬内优化调度及经济运行问题。将该大系统分解协调模型分解为梯级泵站扬程优化分配模型和旬优化调度模型2个子系统,采用动态规划法实现各子系统的优化,从而实现大系统的全局优化。应用情况表明:模型具有较好的适用性,可为工程优化调度提供依据,指导工程高效经济运行。     

多级串联梯级泵站扬程优化分配研究

为了使梯级泵站群整体以效率最高状态运行,降低输水成本,确定不同工况下梯级泵站群的最优运行调度方案,开展了针对南水北调来水调入密云调蓄工程梯级泵站不同的梯级净扬程组合下的扬程优化分配研究,即当首级泵站进水侧水位和末级泵站出水侧水位(即梯级净扬程)一定时,各级泵站间的扬程分配。在满足各渠段水力联系、各级泵站进、出水侧水位约束等多个条件的前提下,利用动态规划法进行求解,得出各级扬程分配的最优解,使整个梯级输水系统运行效率最高,从而得出梯级泵站系统联合运行扬程优化分配方案。     

有限空间下低扬程泵站大体积混凝土分期施工技术在南水北调调蓄工程中的应用

以南水北调来水调入密云水库调蓄工程西台上泵站下部结构混凝土施工为例,提出了有限空间内低扬程泵站大体积混凝土施工的“视结构、看环境、定分期、择工艺、选配比、早组织、重浇筑、勤养护”24字施工方法.在整个密云水库调蓄工程低扬程泵站施工中得到推广应用,并获得成功,同时也为今后的有限空间大体积混凝土施工提供参考.     

京密引水渠怀柔水库至雁栖泵站段渠道渗水处理工程分析

2015年南水北调来水调入密云水库调蓄工程利用京密引水渠进行反向试运行供水,在试运行阶段,发现怀柔水库~雁栖泵站段部分渠道外坡脚存在渗水情况。针对该问题,充分论证了防渗墙防渗工程实施对处理渗水隐患的有效性:结合施工工艺、技术方法和实际监测结果,发现防渗墙处理措施减少了对渠道周边环境的影响,保证了南水北调来水调入密云水库调蓄工程反向供水的工程安全。研究成果可以为同类型渠堤渗水隐患处理工程提供良好借鉴。     

密云水库调蓄工程总体设计方案研究

南水北调来水调入密云水库调蓄工程因地制宜,结合既有工程,巧妙提出了南水北调来水通过京密引水渠反向加压调入密云水库的调蓄思路,优化了南水北调中线总体布局,实现了南北联调、丰枯相济,同时恢复密云水库在供水任务中的重要地位,提高北京水资源战略储备。如此长距离利用现有渠道,既保留原有正向输水规模,又实现大流量反向调水功能,在国内少有先例。通过前期的理论分析、论证比选,确定了沿京密引水渠反向输水、分级加压总体布局,推算出渠道双向水面线成果,论证了渠道泵站、管道泵站和出入密云、怀柔两水库的关键节点布置,制定了满足不同工况的调度运行技术方案。     

梯级泵站调水工程优化运行研究

密云水库是均衡南水北调来水和用水而设计的大型调蓄工程,在团城湖来水经九级泵站加压于密云水库。文章针对梯级泵站联合工作的运行方式,为了泵站系统运行效率最大化,根据工程各建筑物的设计参数建立数学仿真模型,离散各级泵站在各种不同工况下的运行流量和扬程区间,得出系统优化运行后的流量和水位分配方案。文章研究成果对指导梯级泵站优化运行具有一定的参考价值。     

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。     

异形钢模板在密云水库调蓄工程泵站群施工中的应用

南水北调来水调入密云水库调蓄工程泵站群中的第1~第7级为低扬程、立式布置泵站,是由方变圆的肘形进水流道及由圆变方的虹吸式出水流道组成,因其模板尺寸大、体型复杂、制作及加固困难而成为工程施工的难点。为保证工程质量,满足施工进度,节省工程造价,泵站流道变径段全部采用预制异形钢模板和内撑外压法施工,取得了预期效果,为在北方建设类似低扬程、立式轴流泵站积累了经验。     

南水北调来水调入密云水库调蓄工程典型泵站模型试验研究

通过物理模型,模拟南水北调来水调入密云水库调蓄工程典型泵站前池布置,进行水力试验研究,优化泵站前池设计,提高泵站运行管理水平,为保证泵站群输水稳定和运行安全,提供技术支撑。模型试验以西台上、埝头及溪翁庄等3座典型泵站作为研究对象,模拟了京密引水渠、泵站前池、泵站进水口等建筑物附近的水流变化。在各种不同的流量、水位及水泵机组运行组合的工况下,观测了泵站周围水流结构变化状况,分析了泵站前池、进水口等水流结构变化对泵站的影响,获得了多种安全运行条件下的数据参数。     

考虑湖泊调蓄的引江济淮工程旬水量调度方案

为挖掘引江济淮工程沿线湖泊调蓄能力在保障供水、降低泵站输水能耗方面的潜力,开展考虑湖泊调蓄的 跨流域调水工程旬水量调度研究,构建考虑湖泊调蓄的泵站-湖泊多目标旬水量优化调度模型,并采用遗传算法进 行求解,以制定满足用水单元缺水量最少、泵站能耗最小和湖泊不平衡量最小的泵站-湖泊联合调度方案。分析 引江济淮工程调度运行的不同典型运行工况,以自流引江工况为例讨论考虑湖泊调蓄的旬水量调度方案的优势。 结果表明,考虑湖泊调蓄的调度方案能有效提高供水保证率、降低泵站总输水能耗,可为引江济淮工程运行调度 提供决策支撑。     

不同运用方式下北京市多水源联合调度的泵水成本分析

应用北京市多水源联合调度模型,以弃水量和泵水成本为切入点,研究南水北调来水调入密云水库调蓄工程对供水系统的影响,以及考虑大宁水库防洪后系统调度结果的变化。研究发现,在南水北调多年来水条件下,若不启用南水北调来水调入密云水库调蓄工程,供水系统会发生大量弃水;启用该工程后,调蓄能力充足,系统不发生缺水或弃水事件,但会产生最高约每年5 000~7 000万元的泵水成本。考虑大宁水库防洪调度后,供水系统会产生每年几百到几千万方的弃水,反向调蓄成本和大宁补水成本也将增加,建议综合防洪和供水效益考虑大宁水库的调度运用方式。     

南水北调来水调入密云水库调蓄工程施工难点分析

南水北调来水调入密云水库调蓄工程施工几乎涵盖了输水工程中所有的项目类型,加之一些项目在北京市施工经验较少,并且面临着施工工期紧迫、设计周期不足等问题,由此引出了一系列的施工难点。工程施工方案设计中,对泵站施工及混凝土浇筑、引水渠导流标准、PCCP管道施工等主要技术问题进行讨论,通过技术与管理的有效结合,以打破常规的方式考虑问题,攻克施工难点,使得各项目在按照设计要求完成的同时保证施工工期,并确保施工安全。     

南水北调来水后北京的水资源优化配置

南水北调工程是缓解北京市水紧张局面的根本措施，该工程完成后，水量调蓄运行是水管理工作的关键问题，应及早筹度落实，利用西部永定河滞洪水库及周边建设水源井以调节来水，形成以密云水库和南水北调来水为主的供水系统，两个水源系统联合调节运行，是南水北调来水后调节运行的理想方案。     

南水北调工程北京大宁调蓄泵站流道比选与优化研究

北京大宁调蓄泵站是大宁调蓄水库的重要组成部分,对解决南水北调来水与北京需水过程不匹配问题起着重要作用。根据泵站特点选定立式潜水导叶式混流泵为工程的合理泵型。通过三维紊流模型对肘形、簸箕形进水流道内水流流态进行数值模拟,预测和评价流道的水力特性,综合考虑水力性能和施工方便性,选用簸箕形进水流道。为进一步提高水泵的装置效率,对簸箕形流道进行优化设计,有效地改善了水泵的进水条件,装置最高效率提高了1.08%。本工程的研究成果可为类似工程设计提供参考。     

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。     

南水北调中线北京段应急工程的输水水质预测及保护对策

南水北调中线北京段应急工程拟缓解中线全线通水前北京市的用水问题。该段工程为管涵输水渠道,全长80.3km。全封闭式管涵输水可以确保水质不受外部环境的污染,但封闭管涵造成的厌氧状态也可能导致一些水质问题。本文类比调查管涵长75km的北京市密云水库至第九水厂的输水管涵水体,对北京段应急工程的管涵输水水质进行了预测研究,并对其它相关的一些水质影响问题进行了分析,在此基础上提出了应急工程输水水质的保护对策及建议。     

大中型长距离梯级有压管道供水泵站水泵系统设计关键问题总结探讨

大中型、长距离梯级有压管道供水泵站的水泵系统设计不仅需综合考虑泵站梯级设置、泵站水锤防护、梯级泵站流量平衡等系统设计的关键问题,还需解决泵站的变工况计算、水泵调节工况计算、节能运行方式等问题。就东莞市东江与水库联网工程中的主体工程-供水水源工程探讨长距离梯级有压管道供水泵站的水泵系统设计应注意的关键性技术问题。     

引汉济渭工程调水区水库群调水模式研究

引汉济渭调水工程是缓解关中地区缺水,改善渭河生态的重要措施之一。黄金峡、三河口水库群、泵站群的调水模式直接决定了工程总调水量和调水效益。以多年平均调水15亿m~3为目标,设置"黄金峡水库先调水三河口水库补充调水"和"三河口水库先调水黄金峡水库补充调水"两种调水模式。通过长序列计算,对比不同调水模式下总调水量、泵站耗能和电站发电量等各项评价指标。研究结果表明:在"黄金峡水库先调水三河口水库补充调水"的情况下,引汉济渭工程可调水量15.55亿m~3,梯级总发电量5.53亿k W·h,梯级总耗电量4.91亿k W·h,净发电量为正值;在"三河口水库先调水黄金峡水库补充调水"的情况下,引汉济渭工程可调水量14.45亿m~3,梯级总发电量6.24亿k W·h,梯级总耗电量10.86亿k W·h,净发电量为负值。研究结果对于引汉济渭工程的调度具有重要参考价值。