南水北調(diào)中線總干渠節(jié)制閘控制運(yùn)行方式研究.pdf

1、南水北調(diào)輸水系統(tǒng)是復(fù)雜的管渠結(jié)合長(zhǎng)距離輸水系統(tǒng)。某些渠段倒虹吸管(有壓管)長(zhǎng)度較長(zhǎng),相對(duì)明渠長(zhǎng)度不可忽略,在數(shù)值模擬中不能視為一個(gè)結(jié)點(diǎn),因此必須對(duì)有壓管段和明渠段分別劃分網(wǎng)格進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。對(duì)于某一個(gè)渠段而言,若由于外因需要上下游節(jié)制閘短時(shí)間內(nèi)同時(shí)關(guān)閉時(shí),渠中水位必然產(chǎn)生劇烈波動(dòng)。水位壅高值過(guò)大,則會(huì)出現(xiàn)漫堤；水位下降值過(guò)大,則會(huì)威脅到渠道邊坡的穩(wěn)定性(尤其是堤外高水位情況)。因此對(duì)兩節(jié)制閘同時(shí)關(guān)閉工況下渠中水位最大壅高值的計(jì)算和渠基

2、滲流場(chǎng)的計(jì)算非常必要,在此基礎(chǔ)上分析出保證渠道安全運(yùn)行的節(jié)制閘控制運(yùn)行方式,可為實(shí)際工程提供指導(dǎo)。
　　 主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾方面:
　　 (1)建立一管渠結(jié)合系統(tǒng)(有壓管道相對(duì)較長(zhǎng))數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)出了管渠結(jié)合斷面具體計(jì)算公式,介紹了數(shù)值模擬內(nèi)邊界具體的處理方法。采用特征線法對(duì)有壓管段和明渠段分別劃分網(wǎng)格進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,并將數(shù)值計(jì)算結(jié)果和理論分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了該數(shù)值模擬內(nèi)邊界處理方法的合理性。
　　 (2)

3、將渠基橫剖面簡(jiǎn)化為二維滲流場(chǎng),用delaunay重心布點(diǎn)技術(shù)對(duì)求解域進(jìn)行非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分,采用有限單元法對(duì)渠基進(jìn)行了二維滲流計(jì)算,分析得到了渠道襯砌內(nèi)外水頭差隨水位下降速度的變化趨勢(shì),為襯砌渠道邊坡穩(wěn)定性分析提供了必要的參考依據(jù)。
　　 (3)計(jì)算了一系列閘門不同關(guān)閉時(shí)間工況下沙河～潁河段渠中水位最大壅高值、出現(xiàn)時(shí)間及相應(yīng)的渠道襯砌內(nèi)外水頭差,分析得到在保證不出現(xiàn)渠水漫堤和渠堤失穩(wěn)情況下可選擇的節(jié)制閘控制運(yùn)行方式。利用該節(jié)制閘控制