梯级泵站渠段水污染事故仿真及应急调度研究——以南水北调东线工程为例〖JZ）

以南水北调东线工程两湖段梯级泵站为研究对象，开展了突发水污染事故仿真模拟及闸、泵应急调度控制研究。利用突发水污染事故工况的梯级泵站输水一维水动力学和水质数值模型，探讨了污染物输移转化规律，预测其对水质的影响；针对污染物的传播速度、渠道水位变幅等限制条件，提出水污染事故下泵站及退水闸应急控制模式；在此基础上制定泵站和退水闸控制规则和方案，模拟分析不同控制方案下污染团扩散范围、渠道水位变幅、泄水量等参数变化情况，最终优选出最优泵站、闸门联合调度控制方案控制水污染事故，同时保证泵站及渠道的运行安全。研究成果可为东线梯级泵站工程突发水污染事故应急控制提供技术参考。     

南水北调二级坝泵站扬程的分析计算

二级坝泵站是南水北调东线工程的第10级抽水梯级泵站，位于南四湖中部，一期工程设计调水流量为125m^3／s，多年平均设计装机利用时间4364h，年调水量为16．87亿m^3。南水北调东线工程利用南四湖下级湖调蓄、上级湖输水。根据上级湖天然情况下和下级湖调蓄情况下的旬水位进行分析计算及南四湖水资源管理规定，确定上、下级湖的调水水位，再推求前池和出水池水位，可得泵站扬程。分析结果为水泵选型及泵站的稳定、高效、长久运行提供了可靠的依据。     

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。     

南水北调东线南四湖出、入湖泵站开启时间差分析研究

针对南水北调东线南四湖上、下级湖调水的出、入湖口提水泵站开启时间差计算确定问题,开展了调水出湖泵站开启的充要条件、开启时间和湖内水位升高速率等相关内容的研究.其成果表明出湖泵站开启在保证泵站引水渠进口水位下降控制不低于相应设计水位的充要条件是:入湖口提水泵站输水惯性波前锋到达出湖口,且入湖调蓄水量能满足输水流量形成恒定流水面线比降的楔形水体容积.同时,研究提出了出湖泵站开启时间、湖内水位升高速率和湖水位的计算公式以及相关图表,为工程设计和未来的调度运行管理奠定了理论基础.     

江水北调工程对沿线水文情势的影响浅析

江苏省江水北调工程作为南水北调东线工程的一部分,其运行实践可以看作是南水北调东线工程的模型实验。通过收集江水北调工程沿线输水河道和调蓄湖泊的水文资料,分析工程建设前后水位、流量过程及主要泵站的引排水量,评价江水北调工程运行对沿线水文情势的影响,为科学评价东线工程可能对水生态环境产生的影响及采取相应的保护措施提供依据。     

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。     

南水北调源头江都第二抽水站原型性能试验研究

应用五孔探针测量单泵流量，自记水位计测量上下游水位，ADCP测量泵站流量的方法对江都二站泵机组进行原型试验，计算泵站效率。分析机组在不同上下游水位组合下的抽水性能，了解机组在高扬程工况下运行振动和噪音情况，结果表明：泵站改造后，单泵流量和泵装置效率均有大幅度提高，并能满足南水北调东线工程的运行要求。     

南水北调东线一期工程江苏段试通水圆满成功

<正>5月30日上午,国务院南水北调办副主任张野在南水北调东线起点—江苏省江都水利枢纽宣布,南水北调东线一期工程江苏段开始试通水。5月31日,经过连续24小时的全线联合调试运行,南水北调东线一期工程江苏段试通水圆满成功。共有9个梯级18座泵站83台套机组参与了本次江苏段试通水运行。南水北调江苏段全线试通水联合调试的范围:经江都站、宝     

南水北调金湖站抽调水对宝应湖围网养殖区水动力的影响分析

为研究南水北调金湖站抽调水对宝应湖围网养殖区水动力的影响,通过利用MIKE21软件构建金湖站站下水域二维水动力模型,设立了设计工况、正常运行工况及多种对比工况,分析站下水域在不同抽水规模、不同初始水位条件下的流速变化情况。通过分析模拟结果可得,抽水引起围网区出现瞬时流速峰值。其中,靠近泵站的围网区口门处流速峰值最大,且抽水规模越大,初始水位越低,围网区瞬时流速峰值越大;通过模拟优化后的泵站运行方案,得出分段开机抽水可有效削弱围网区流速激增的现象。     

南水北调实施后徐州市水资源利用问题及对策

南水北调东线工程是为解决我国北方地区水资源严重短缺问题而实施的一项具有重大战略意义的调水工程,它利用江苏省已有的江水北调工程,逐步扩大调水规模并延长输水线路。根据《南水北调总体规划》,南水北调东线一期工程输水干线总长1156km,其中江苏省境内404km,全线共建设13个梯级泵站,总扬程约65m,其中江苏境内9个梯级泵站,扬程40多m。徐州市境内建设5座翻水站,即不牢河段建设刘山、解台、蔺家坝三级泵站,徐洪河建设沙集、邳州两站。南水北调工程对徐州市水资源利用状况将产生新的重大影响,     

基于 BP 神经网络的调水工程调蓄水位预测模型

在调水工程中,如果泵站站前水位过低,会危及泵站安全,如果水位过高,会危及周边安全,因此探寻调水工程中河渠湖库水位变化显得尤为重要。以南水北调东线山东段南四湖为研究区域,寻求不同起调水位、出入流量、泵站开启时间差的调水方案下泵前水位变化规律。先利用耦合模型对不同的调水方案进行数值模拟,然后选取23组调水方案及其数值模拟所得的泵前水位作为样本训练BP神经网络,建立BP神经网络调蓄水位预测模型并进行验证,最后利用预测模型对不同调水方案进行泵前水位预测。结果表明,BP神经网络预测模型具有很强的预测能力,预测模型结果与耦合模型结果泵前水位基本吻合,水深相对误差小于9.15%,而模型计算效率提升96.67%。     

浅谈泵站进水流道大体积混凝土裂缝的预防和控制

泵站进水流道多为大体积、变截面异型混凝土结构,施工中最常见的质量缺陷就是混凝土裂缝问题.结合南水北调东线第一期工程解台泵站进水流道的施工,着重阐述流道大体积混凝土裂缝预防和控制的措施,旨在为南水北调东线江苏境内工程和南水北调类似工程提供经验和借鉴.     

基于RBF代理模型的调水过程优化研究

调蓄工程通过泵站调水过程中,需要通过合理的控制泵站启闭时间来调节水位,从而不断优化调水过程,但以往的优化方法效率低而且不易得到最优方案。为解决这一问题,本文以南水北调东线山东段南四湖下级湖为研究对象,基于径向基函数(Radial Basis Function,RBF)代理模型建立调水过程优化模型,得到了调水过程方案参数区间内的最优方案,并基于实际调水情况求得不同起调水位下的调水过程最优方案。首先根据调水过程方案参数区间自动选取80个调水过程方案样本,并利用一维二维耦合水动力模型算出每个方案的水位变化过程;其次采用RBF代理模型建立并验证调水过程方案与最高水位、最低水位的响应关系;最后基于RBF代理模型,以泵站工作总时间最短为目标,考虑水量平衡和水位约束建立优化模型,采用粒子群算法求解。研究结果表明,基于RBF代理模型的调水过程最优方案结果与耦合模型计算该方案结果的绝对水深误差不超过0.05 m,相对水深误差不超过0.99%,模型计算精度高。基于RBF代理模型的调水过程优化模型,求解得到调水过程参数区间内的最优方案,解决了传统方法在人为设定有限个方案内得到较优方案的局限性。     

黄河小北干流沿岸泵站技术改造探讨

黄河小北干流主流在数公里宽的河道里游荡不定．沿岸夹马口、小樊和尊村3座大型泵站近10年来相继脱流，主流远离泵站引水口3～7km；小北干流是黄河含沙量最大的河段，沿岸高扬程泵站水泵受泥沙磨蚀破坏严重，叶轮失重速率高达18．6g／h．临河抽水的一级泵站引水口脱流和扬水上塬的二级泵站高扬程水泵受泥沙磨蚀破坏，是其沿岸泵站技术改造需要解决的两大难题．在着流位置兴建几处露天泵站，利用迁移方便的大型潜水轴流泉向脱流泵站集中供水，是解决泵站脱流的有效措施．引进具有世界领先水平的瑞士苏尔寿（SULZER）公司水泵叶轮出口部位喷焊金属陶瓷抗磨蚀，进口部位堆焊钨铬钴合金防汽蚀的涂层技术，是黄河小北干流沿岸泵站高扬程水泵技术改造的有效途径．     

大型蓄能泵机组与可逆机组差异性分析

为了适应梯级电站附近的大规模风电、光电新能源的并网及外送的需要,利用弃风弃光电量,采用大流量、高扬程大型储能泵站从下一梯级水库抽水至上一梯级水库,形成梯级大型储能泵站,实现新能源电量时移,是解决电力系统安全稳定问题的有效途径.文章对可逆机组与利用可逆机组理论设计的蓄能泵机组进行对比分析,结果表明:蓄能泵机组在设计制造难...     

斜式轴流泵装置出水流道偏流特性研究

斜式轴流泵是大流量低扬程提水领域的一种典型泵型,但其在某些工况下存在严重偏流问题,是影响斜式轴流泵站安全稳定运行的工程难题和关键科学问题.本文以浙江盐官泵站15°斜式轴流泵装置模型为研究对象,通过模型试验和数值模拟方法对装置内部瞬态流动特性进行研究,分析了不同流量工况下内部流动特征及偏流产生的原因,提出了解决偏流问题的...     

回归本质——泵站自动化的发展趋势

根据笔者的调查、分析、研究和工作体会,介绍了国内泵站自动化基本情况和发展趋势,并对节能降耗方案的商业模式进行了探讨。像所有的高新技术产品一样,泵站自动化必将服务于泵站的运行安全、运行效率、管理效率,泵站自动化的技术创新回归到满足和引导泵站在运行、管理等方面的需求的本质上。     

江都水利枢纽工程的技术改造

指出江都水利枢纽工程存在的主要问题,回顾了各项技术改造项目,分析了技术改造取得的工程效益,并总结了江都水利枢纽技术改造的经验,包括采取整体提升改造方案,科学选择泵型,提高抽水站下游水位等工程措施,对老化工程进行更新加固改造.实践证明,改造后的江都一站、二站等工程,经济效益和社会效益都明显提高.     

槐扒一级泵站新型防淤进水口的研究

三门峡槐扒黄河提水工程取水口一级泵站在小浪底上游库区取水。在站前河道出现国内、外同类已建工程所罕见的水位、泥沙淤积变幅及狭窄河道特性的条件下，通过对多泥沙河道上岸边固定式泵站进水口型式的研究，设计创造性的采用新型竖向流道式防淤进水口的设计方案，使这一工程难题得到较好解决，并取得了显著的经济效益。     

基于非线性动力学的泵站建筑物变形性态诊断方法研究

变形性态分析是诊断泵站建筑物健康状态的重要科学手段,传统水工结构安全诊断方法以单测点变形分析为主,而泵站建筑物更关注相邻测点间的协同变形性态。鉴于泵站变形时间序列表现出极强的非线性,本文将泵站相邻测点视作两个非线性动力系统,基于混沌理论证明了泵站变形时间序列普遍具有混沌特性;在此基础上,引入动力学自相关因子指数与互相关因子指数,提出了基于非线性动力学的泵站变形性态诊断方法;最后分别结合Logistic理想时间序列和南水北调工程某泵站枢纽,验证了该方法的有效性。实例分析表明：所提出的方法能够有效表征非线性系统的动力学结构及动力学距离,可以从相邻测点的内在驱动因素、不均匀变形态势等方面综合诊断泵站的变形性态,为泵站建筑物安全诊断提供了一种新方法。