南水北调中线渠系蓄量补偿运行控制方式

南水北调中线渠系采用闸前常水位的运行方式,即渠道下游常水位运行方式的水位控制点位于下游渠道的节制闸闸前。采用下游常水位运行方式,有利于按照最大过水流量进行渠道设计,使得渠道的超高最小,从而施工成本最少。在分析闸前常水位运行方式的响应与恢复特性、蓄量补偿时间的基础上,提出了闸前常水位运行控制方式,并设计了蓄量补偿的前馈控制策略和水位流量串级的水位反馈控制器。以南水北调中线总干渠的部分渠道为研究对象,在典型工况下进行运行控制仿真,并把计算结果与流量主动补偿和常规下游常水位运行控制进行对比,从而验证了本文闸前常水位运行控制算法的合理性。     

基于控制蓄量法的南水北调渠系运行方式研究

南水北调中线一期工程现运行采取以需定供的供水方式,此供水方式面临用水户临时分水变化的情况。为此,提出了一种基于控制蓄量法的渠系运行方式,该方式可以充分利用渠道自身体积调蓄能力,快速响应各种非计划的分水、退水流量变化,减少沿线需要参与调节的节制闸数量。该方法包括蓄泄运行周期判断、可调蓄体积分析和节制闸日过闸流量生成3个部分。以南水北调中线一期工程陶岔渠首—北拒马河节制闸的渠段为模拟对象进行了验证,结果表明:该运行方式可以满足中线总干渠安全运行和高效控制的要求,提高了总干渠控制系统的灵活性和稳定性,对于大型渠系的复杂分水条件有较好的适用性。     

南水北调中线总干渠冬季输水过渡期运行控制方式探讨

以南水北调中线总干渠为对象，研究了冬季输水过渡期，局部渠段的闸前变水位运行方式及整个干渠的闸门控制算法。将闸前变水位运行方式的实现过程分解为闸前常水位运行和变水位蓄量补偿两个同步进行的过程，分别完成流量变化目标和蓄量变化目标。设计了整个干渠结构统一的闸门控制算法，不仅能够实现闸前变水位与闸前常水位运行方式间的切换，还能实现二者的联合运行。闸门控制算法由前馈控制、反馈控制和解耦三个部分组成。在总干渠全线上数值模拟了冬季输水前，安阳河闸以北抬升控制水位而以南维持不变的过程。结果表明，在2d时间内，安阳河闸以北的控制水位可由设计水位抬升至加大水位，整个渠道的水力过渡过程平稳，水位波动符合安全限幅要求。     

南水北调中线控制闸在渠道蓄水平压中的运用研究

南水北调中线总干渠运行期局部高地下水水位段,受地下水水位抬升顶托影响,极易发生渠道衬砌面板隆起失稳破坏。为保证工程安全,在实施工程措施解决问题之前可临时采取调度措施,通过一定限度内抬升渠道运行水位实施蓄水平压,以尽可能减小衬砌面板顶托破坏。结合河南方城高地下水水位段渠道运行水位抬升过程中脱脚河倒虹吸出口控制闸的启用,对控制闸启用的工况条件、操作策略、调度方案以及保障措施等进行了研究,其研究成果对今后控制闸的启用和在渠道蓄水平压中的运用具有指导作用。     

南水北调中线工程运行调控的最优水位变幅区间

输水渠道的运行调控是保证渠道安全、高效输水的关键问题。利用一维水力学模型，结合相应的控制方法，针对南水北调中线总干渠这一大型跨流域调水工程，研究了其下游常水位运行方式下的最优水位变幅问题。结果表明，允许水位变幅区间对调控运行过程有着显著的影响，存在一个最优水位变幅区间能够消减渠道水流波动的影响范围，同时渠道能在较短时间内完成过渡过程。该最优水位变幅区间可以作为南水北调中线工程实际运行调控的参考。     

南水北调中线总干渠冬季输水过渡期运行控制方式探讨

以南水北调中线总干渠为对象,研究了冬季输水过渡期局部渠段的闸前变水位运行方式及整个干渠的闸门控制算法。将闸前变水位运行方式的实现过程分解为闸前常水位运行和变水位蓄量补偿两个同步进行的过程,分别完成流量变化目标和蓄量变化目标。设计了整个干渠结构统一的闸门控制算法,不仅能够实现闸前变水位与闸前常水位运行方式间的切换,还能实现二者的联合运行。闸门控制算法由前馈控制、反馈控制和解耦三个部分组成。在总干渠全线上数值模拟了冬季输水前安阳河闸以北抬升控制水位而以南维持不变的过程。结果表明,在2d时间内,安阳河闸以北的控制水位可由设计水位抬升至加大水位,整个渠道的水力过渡过程平稳,水位波动符合安全限幅要求。     

南水北调中线干渠弧形闸门过流能力校核分析

精确的计算过闸流量十分重要,它可以保障渠道保质保量的配水,确保渠道安全运行。基于现有南水北调中线工程总干渠的设计资料,按照弧形闸门闸孔淹没出流的计算原理,应用现行的几种计算弧形闸门过闸流量的公式对南水北调中线总干渠节制闸的过流能力进行计算,并将其结果和设计流量、加大流量进行比较和分析,结果显示部分闸门的过闸流量达不到其渠段设计流量,得出如果按设计流量调水时,渠道的设计流量无法通过闸门,从而导致渠道有漫顶危险的结论。总结了在计算过程中误差存在的原因,并给出了加大闸门宽度以确保实际工程运行安全和经济社会效益最大化的建议。     

南水北调中线总干渠充水试验 汛后正式通水

<正>7月3曰上午10时58分,随着陶岔渠首枢纽工程的三座闸门缓缓提起.丹江口水库一泓碧水首次汩汩流入总干渠.拉开了南水北调中线工程总干渠黄河以南段充水试验的大幕。此前.黄河以北段渠道已于6月5曰开始充水试验。此次充水试验既是对南水北调中线总干渠实体工程的一次检验,又是对运行管理的一次预演.对汛后中线正式通水具有重要意义。黄河以南段充水试验的渠道起于淅川县的陶岔渠首枢纽闸.止于郑州市的须水河节制闸.全长约447km..黄河以北段充水试验的渠道是从位于河南省焦作市温县的济河节制闸起.到位于河北省石家庄市古运河节制闸止.工程全长近500km..黄河以南段总干渠充水试验以丹江口水库为唯一水源.采用自流连续充水方式进行.总     

南水北调中线工程总干渠水力学 仿真模型研究

以节制闸为边界将南水北调中线总干渠分为若干子段,采用闸门过闸流量公式、能量方程、圣维南（Saint-Venant）方程组和低压管流方程分别计算闸门水位流量关系、明渠恒定流、明渠非恒定流和有压建筑物非恒定流,以此建立总干渠水力学计算模型。通过双重迭代方法对水流方程、过闸流量方程进行联合求解,以模拟总干渠运行调度动态过渡过程,以京石段2008年输水实测数据对水力学模型进行验证,结果表明模型具有良好的收敛性和较高的精度。     

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。     

城市供水河道抵御突发性水污染事故水利调控措施

城市建设的过程中,要加强供水河道抵御突发性污染事故的能力。以南渡江下游的海口市供水河道为例,建立突发性水污染事故的水动力水质模型,分析污染物到达龙塘取水口的时间及影响历时。提出在龙塘取水口上游建立节制闸和应急渠道,将上游突发水污染事故产生的污染物云团引排到应急渠道中的措施。水动力水质模拟结果表明,该措施可以有效减少南渡江河流中的污染物总量,使突发性水污染事故不会对供水河道的供水产生影响。     

多级闸门调控下徒骇河流域雨洪资源利用

徒骇河流域缺水严重,水资源供需矛盾尖锐,而汛期雨量丰富且蓄滞工程较为完善,因此提出通过合理地调度使用主河道上的多级闸门来提高雨洪资源利用率以缓解供需矛盾的思路。选用MIKE11软件建立多级闸门调控下雨洪演进模拟模型,主要运用其中的水动力模型(HD)和降雨径流模型(NAM),并将两者进行耦合,设计了闸门全开、水位控制、水位差控制三种调度模式,结合典型年的选取,进行典型工况下雨洪演进模拟。基于模拟结果,利用水量调控计算方法对流域调控水量进行定量分析和比较,结果表明,通过对闸门的调度,可提高雨洪资源利用率,更大程度地解决流域水资源危机。     

重污染河流闸坝防污限制水位研究

重污染河流上的闸坝过量蓄水是导致污染团集中下泄造成水污染事件的主要诱因之一。针对这一问题，本文提出和定义了防污限制水位的概念，并以兴利和防污为目标，构建了重污染河流闸坝防污限制水位模型，以研究预防因污染团集中下泄造成水污染事件的闸坝防污限制水位，规范重污染河流闸坝的蓄水量。将该方法应用到淮河流域沙颍河的多个闸坝，计算结果表明，该模型能够有效地求解重污染河流的闸坝防污限制水位，具有一定的实用性。这对重污染河流开展闸坝防污调度研究提供重要的技术支撑。     

岷江中游梯级闸坝联合优化调度研究

合理控制不同层级闸坝的下泄水量是实现梯级闸坝整体优化的关键.针对梯级闸坝联合调度层级多、水力联系紧密的特点,为协调不同层级闸坝系统间的水文补偿关系和降低建模维度,建立了基于粒子群算法和自适应算法的梯级闸坝耦合调度模型.基于粒子群算法完成了对闸坝调度规则的整体优化.在此基础上,采用自适应修正算法对闸坝的蓄、泄水量完成修正...     

南水北调京石段应急供水水力控制模型研究

为确保首都供水安全和奥运会的成功举办,南水北调京石段应急供水工程计划2007年底将河北省4座大型水库原供农业、环境的用水引入北京,因此研究确定相应的水力控制模型和算法具有非常迫切和重要的现实意义.基于从京石段的特点和渠道安全运行的角度出发,重点讨论了京石应急供水河北段明渠输水的水力计算模型.通过模型的计算来指导京石段应急供水运行和决策.     

大型输水渠道退水口的退水能力研究

选取南水北调中线工程输水干渠中的澎河和澧河退水闸,采用一维非恒定计算软件,模拟计算各种紧急情况下干渠中的非恒定流态,对其退水能力进行分析和校核。结果表明:渠段两端闸门同时紧急关闭且退水闸不启用时,渠段中的水面会发生长时间的振荡。同时关闭草墩河和澎河节制闸以及该渠段间的分水口时,在设计流量下,即使不开启退水闸,也不会引起渠道漫溢;在加大流量的情况下,澎河退水闸和澧河退水闸必须同时启用至少3 h才能有效避免漫溢事故的发生。所关闭的两个节制闸间的渠段越长,退水闸运行的时间也越长。     

焦岗湖抬高蓄水位影响分析及处理对策

为落实湖泊特征水位调整及控制工程调度运用办法修订,充分发挥调蓄湖泊的蓄水功能,研究探讨了焦岗湖非汛期蓄水位抬高至 18.30,18.50,19.00 m 三种情况对区域滩地淹没、防洪排涝、水利工程及其他涉水工程等方面的影响,提出了补偿排涝费、更新改造涵闸、疏浚排水通道、加固湖泊堤防等影响处理对策,并对供水、抗旱、生态效益进行了分析,建议非汛期蓄水位按 18.50 m 控制,远期结合治淮工程建设及社会经济发展研究进一步抬高方案。研究成果可为湖泊特征水位调整决策提供参考。     

城市原水系统水质水量控制耦合模型研究

针对如何从水质水量两方面提高我国大中型城市原水系统供水安全保障的问题，从原水系统水质水量联合调度出发，采用大系统分散控制形式，在传统水质水量耦合模型研究基础上，增加了以三条信息传递通道（信息输入通道、信息反馈通道、控制信息输出通道）和一个策略分析器（水库的水质调控策略分析器）为主要元素的水质-水量反馈机制，构建了集水量优化调度、水质仿真模拟和水质调控策略分析于一体的城市原水系统水质水量控制耦合模型，采用闭环模式的反馈迭代计算，以利于充分发挥水质模拟结果对水量调度决策的指导作用，并提出了基于有向图广度优先和深度优先混合遍历技术的网络迭代求解方法。在深圳市原水调度系统中应用表明：通过定性控制系统的自动调控，利用水库群对污染物的稀释、净化能力可以快速改善受污染水库的水质，验证了本文模型的可行性和有效性，为提高原水水质安全保障水平提供了新方法。     

滇池环湖截污干渠错峰技术模拟与分析

为了实现滇池流域截污效果的最大化,基于前期建立的东岸排水管网SWMM模型,结合该区域1995-2016年间降雨资料,研究环湖截污干渠的错峰调蓄技术。根据雨水干渠液位高度执行不同控制模式:当水位低于6.76 m时执行典型污染物浓度阈值控制模式;当水位高于6.76 m时执行典型污染物阈值控制的同时执行液位-污染物通量控制模式。采用SS和TN作为干渠截流的典型污染物控制指标,其控制浓度阈值分别取12和5 mg/L。模拟重现期为0.5~1 a降雨时SS、TN浓度-负荷通量调蓄方案下干渠负荷收集情况,结果表明两种调蓄方案均能有效提高雨水干渠的负荷收集率,提高污水干渠出口浓度,降低雨水径流对污水厂的高水量和低浓度冲击负荷。随着重现期增大,干渠对污染物的高效和最大化收集效果越明显。但是TN调控下污染负荷收集效果优于SS,因此选择TN作为干渠截流的最优典型污染物控制指标。     

自动监控系统在河道水闸防洪排涝中的应用

为改善泉州水闸落后的闸控方式,对泉州主要水闸进行了自动监控和管理的改造。介绍了自动监控系统的设计原则,分析了运行控制和系统功能,以及远程集中监控在泉州中心城区防洪排涝、纳潮冲污中的应用。实践证明,自动监控系统采用分层分布式控制系统拓扑结构,实时性强、可靠性高、稳定性好,可实现河道水闸现地和集中控制。