南水北调中线工程渠道输水调度研究

南水北调中线是我国战略性跨流域供水工程。通过对南水北调中线输水调度原理、自动化调度系统、调度管理体系及应急调度的研究。实现水位、流量等水情数据信息的自动采集、闸门远程自动控制及全线流量的动态变化和分水水量的实时自动监控;建立健全输水调度管理体系,配备功能完备的调度管理系统、闸站监控系统和视频监控系统,实现输水调度系统运行自动化。研究结果对类似渠道调水工程管理具有参考价值。     

鄂北工程自动化调度运行管理系统设计思路

基于鄂北地区水资源配置工程实际业务需求,结合全国水利信息化总体架构,设计了鄂北工程自动化调度运行管理系统总体框架,包括采集与监控、网络与会商、数据资源、应用等4个层次。系统覆盖了鄂北局,3个建管部,沿线各闸站、视频监视点、水位流量水质监测点、安全监测汇聚点以及沿线受水区的供水企业,可实现通信传输、采集监测与数据汇聚共享、异地会商、监视监控、水量调度、工程管理、信息服务等主要功能。     

黄河"数字水资源管理调度"建设

黄河“数字水资源管理调度”应具备黄河水资源管理调度信息实时采集、传输、存储处理和监测以及水资源实时预报、水资源实时分配、水量实时调度、引黄涵闸远程实时监控、主要控制断面小流量预警、取水许可网上审批、水资源实时管理等功能。它由1个二级水量调度决策支持系统、3层计算机网络结构、4类信息采集系统构成。黄河水资源管理调度决策支持系统是“数字水资源管理调度”的技术核心，它由水资源预测预报、水资源监测管理、水量调度方案管理、水量调度业务处理与综合监视、危机调度管理、取水许可管理等子系统组成，并包含骨干水库联合调度模型、黄河干流春夏秋冬四季实时调度模型、枯水径流演进预报模型等。     

南水北调东线山东段水量调度系统建设框架

水量调度是长距离调水工程自动化调度运行管理的核心。为了实现南水北调东线山东段水量调度自动化,在分析工程组织管理方式、水量调度业务流程的基础上,论述了水量调度系统建设的关键技术和实现方式:针对年内水量分配、实时水量调度、调度评价等主要业务模块,需建立数学模型,分别从供需水平衡计算、蓄量补偿计算和水力学仿真、调度评价指标体系建设等角度予以技术支撑;水量调度系统与外部系统的数据交互量大,根据不同情况应有不同处理方式,业务网与控制专网之间通过网闸摆渡的方式读取,业务网内的各应用系统根据数据量大小通过数据库同步或WebService方式交换数据。据此建设了一套能够有效协调供需各方需求的水量调度系统。     

北京段南水北调实时水量调度系统设计与开发

南水北调中线全线通水后,北京市将形成复杂的供水系统。为适应新的供水系统,基于J2EE分层架构,开发了北京市实时水量调度系统。针对中线实际水量调度的情况,阐述了实时水量调度系统的设计思想、关键技术以及对水动力学模型接口的封装,展示了实时水量调度系统结合GIS平台与Flash的实现方案。该系统技术先进、实用可靠、界面友好,集地理信息系统、计算、显示、查询为一体,将为实时水量调度提供有效的技术支撑。     

南水北调中线一期工程水量调度系统设计与实现

南水北调中线工程线路长,调蓄能力有限,用水户分散,控制节点多,沿线气候差异大。为了提高输水效率,需要对沿线所有节点进行集中控制管理,实施实时、动态调节控制。围绕中线水量调度的业务流程,阐述了水量调度系统参数数据库设计、各模型之间数据接口开发、核心模型集成的内容,展示了水量调度系统的设计思想和基于.NET平台的实现方案。该系统在2012年南水北调中线京石段应急供水运行期间进行了应用,取得了预期效果。     

基于WebGIS的南水北调水量调度信息查询系统

南水北调中线水量调度采取"统一调度,分级管理"运行模式,水量调度信息及监测数据存储在总调中心数据库服务器,现地站管理处负责执行调度指令及设备设施的运行维护。及时掌握调度运行状况将有助于现地站管理人员更好地执行调度指令,保障安全调度。为此,研究并设计了基于Web GIS的水量调度信息查询系统,该系统采用B/S结构模式,实现了水量调度信息查询与相关统计分析功能,包括查询模型参数、调度指令、监测数据,查询并统计分水口的实际供水量,计算水量损失率等。     

闸站监控系统在液压设备维修养护中的应用

闸站监控系统是南水北调中线干线工程生产调度关键系统,其建立在通信和计算机网络系统的基础上,采用先进的计算机、自动控制和传感器技术,通过远程方式监测、控制、预警等自动化设施建设,实现对干线参与调度的节制闸、分水口等建筑物信息和运行状态的监测和控制,实行全部闸站的高度自动化日常调度管理。通过调取闸站监控系统中闸门远程指令执行中监控数据,并结合液压启闭机系统中出现的问题进行分析研判,同时针对沿线同类设备共性问题制定整改方案,在增强节制闸设备安全稳定运行的同时提升闸门远程指令执行成功率,为总干渠通水安全运行提供可靠保障。     

沿江感潮段闸站流量实时监测系统设计

针对沿江闸站地理位置分散,水位、流量不断变化,以及传统人工测验工作量大、报汛方式落后、资料整编繁琐等特性,整合沿江闸站硬件设施和软件基础,开发基于云平台的沿江闸站流量实时监测系统。通过水闸现场采集单元采集闸站闸位数据并发送到互联网云平台,在云端利用水力因素法与一潮推流法计算实时流量,再经过数据服务程序对数据进行分析处理、存储、发布,实现了不同水位、水情条件下流量实时在线监测、自动测报及入库管理,满足了水情数据时效性要求。沿江闸站流量监测系统的建设进一步提升了水文信息共享和综合应用水平,有助于水资源的精准调度。     

漳河水库三维仿真管理信息系统设计与实现

为有效促进漳河水库水资源管理的现代化,基于Skyline平台构建了漳河水库三维场景,建立了交互式展示漳河水库库区地理形态及建筑物的三维可视化平台。以该平台为基础,对漳河工程管理局已有的水雨情监测系统、大坝安全监测系统、闸控监测系统、洪水预报系统、视频监控系统、防洪调度系统业务数据进行集成,实现了三维仿真环境下的工程信息、工程图档、监测数据与运行信息管理,以及防洪调度方案三维动态仿真、水库泄洪三维动态仿真等功能,提高了漳河水库工程运行管理与防洪调度的信息化水平。相关信息化技术可供设计其他水库管理信息系统时参考。     

水利工程综合自动化信息管理系统的开发及应用

水利工程综合自动化信息管理系统将水利工程的水情测报、水质监控、安全监测、闸门监控、视频监控等各专业系统综合集成在一个系统信息平台上进行管理,采用C/S结构完成各个子系统的实时测控、大坝安全监测资料分析、洪水预报和闸门调度的计算分析等,B/S结构对外提供信息浏览与查询,通过统一数据库、操作系统平台和操作界面,将各个子系统集成在一起,实现信息共享和统一管理。     

明渠调水工程事故段上游闸门群应急调控研究

为了保障明渠调水工程突发事故下的安全、高效运行,以流量中断事故为例,开展了事故段上游闸门群的应急调控策略及方法研究。应急调控策略包括:及早消减过剩的流量和蓄量、维持分水口的正常分水、充分利用渠道自身调蓄能力、避免渠池蓄量的反复调整等。具体提出了混合式闸前常水位+等体积运行方式,给出了切换范围的计算方法,基于流量平衡和调蓄时间估算方程,设计了两步式闸门群应急控制方法,并在南水北调中线总干渠上游30个渠池591 km渠道使用一维明渠非恒定流仿真模型进行了测试。结果表明,运用所提出的应急调控策略和两步式闸门群应急调控技术,无论渠道采用传统的单一式闸前常水位运行方式,还是采用新提出的混合式"闸前常水位+等体积"运行方式,均能取得安全高效的应急调控效果。相较而言,采用新型混合式运行方式可有效降低应急调控过程中的蓄量变化,加快过渡过程,案例中在闸门操作次数相当的条件下,过渡时间缩短约50%。     

中牟杨桥灌区信息化系统的开发与建设

本文阐述了如何通过对引黄干渠内节制闸、进水闸、斗门测流、水雨情等测点的自动化监测,建设中牟杨桥灌区的远程测控采集体系,实现对灌区引黄干渠闸门的可视化管理与调度;并通过信息化系统管理灌区基本数据库,提供决策支持模块,做到整个灌区的实时管理、科学灌溉、合理用水,提高灌区用水管理与调度的现代化水平。     

福建省北溪引水工程左干渠综合自动化系统设计

福建省北溪引水工程左干渠渠系于20世纪80年代初建成通水,渠系沿线各闸站的闸门启闭机采用的是现地电动控制,现地控制设备自动化水平各异。为此,拟通过建立一套包括闸门控制、网络视频监视、网络广播指挥、数据平台及综合管理于一体的渠系综合自动化系统,以实现左干渠“远程控制、无人值班（少人值守）”的管理方式,提高运行管理水平。介绍和阐述了该系统的设计要点和难点,可供类似渠系综合自动化系统设计参考。     

南水北调中线工程冬季气温与水温关联性

为探讨南水北调中线工程中渠水温度与沿途气温之间的关系，采用等距抽样方法，从南到北在南水北调中 线节制闸中选取 7 座节制闸作为分析样本，收集统计 2022 年 11 月 15 日—2023 年 2 月 28 日所选节制闸的水温信 息和所在地的气温信息。结果表明：7 座节制闸的冬季水温变化趋势和 15?日移动平均气温变化相似；对南水北调 中线上游段水温减去沿线 15?日气温差形成的数据与下游段水温数据进行对比，计算得到的皮尔逊相关系数均在 0.95 以上，相关性显著；在冬季，跨流域调水工程从南到北（上游到下游）的 15?日移动平均气温差是反映水体热量 损失的主要表现形式。研究结果可为跨流域调水工程调整冰期输水调度策略、预防冰冻灾害提供理论依据。     

北疆供水工程应急闸控下的水力响应分析

为了研究北疆长距离供水渠道应急闸控措施的选取,通过构建一维非恒定流数学模型,对应急闸控下的水力响应进行分析,针对不同应急情景提出闸控方案.结果表明:事故渠段上下游节制闸紧急关闭时,上游闸后及下游闸前水位变幅很大,渠段内水位波动剧烈;适当减小闸前控制水位以引导渠段退水闸的开启,可有效削减闸前水位壅高值,但闸后水位降幅增大...     

南水北调中线干线工程闸站监控系统初探

南水北调中线干线工程是优化我国水资源配置的一项战略性基础设施工程。通过分析该工程输水模式和特点,从闸站监控系统控制功能需求、数据功能需求出发,阐述了闸站监控系统设计思想,重点对监控机制、系统总体构成、现地闸站监控子系统、远程闸站监控子系统等内容进行论述。为确保闸站监控具有先进性、实用性,满足南水北调中线干线工程复杂的调水需要提供参考。     

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。     

水环境实时调控决策支持系统的开发与应用

以建立水环境实时调控决策支持系统为目标,集成综合数据监测体系、数据库、流域入河污染物负荷模型、河流水环境模型、水环境承载能力与污染负荷动态调控模型、GIS平台等众多模块,提出了系统组成的总体框架,分析了多种数学模型间的集成链接方法、GIS显示体系与数学模型间的交互方法、水环境状态实时模拟与基于调控措施的方案模拟等系统集成的关键环节,提出了水环境实时调控与数字化管理功能在复杂大系统中的实现思路与方法,为复杂水环境调控系统的开发与集成提供了简单实用的集成模式。系统在北运河水系水环境管理中的应用结果表明:该系统方法实现了北运河的实时调控模拟,提高了区域水环境管理的智能化水平。研究成果对水环境实时调控与决策系统的建立及精细化管理具有重要的参考价值。     

三峡库区开县水位调节坝运行调度及信息化管理

三峡库区开县水位调节坝运行调度条件复杂,且其过闸单宽流量达到84 m3/s,对消能防冲设施要求较高。从洪水预报、洪水调度、生态调度、冲沙调度等方面系统研究了调节坝工程运行调度方案,编制了操作性很强的运行调度规程。同时采用现代信息技术,研究开发出一体化信息系统,实现了对调节坝工程水雨情、安全监测、洪水调度、闸控运行、应急响应、工程维修养护、工程资料管理等工程管理全过程的信息化和智能化管理。