南水北調(diào)中線總干渠水量調(diào)度模型研究及系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、運行調(diào)度直接影響著長距離輸水工程的運行安全和效率，是輸水工程的中樞神經(jīng)，對輸水工程建設目標的實現(xiàn)具有決定性影響。為全面發(fā)揮南水北調(diào)中線工程效益、實現(xiàn)工程的規(guī)劃目標、保障總干渠運行安全，需要根據(jù)中線工程特點和運行條件，研究科學的調(diào)度模型，開發(fā)高效的水量調(diào)度系統(tǒng)，以緩解可供水量、需調(diào)水量及渠道輸水能力之間的矛盾，同時保證制定的供水計劃能安全、高效的實施。論文依托“水體污染控制與治理”國家科技重大專項“南水北調(diào)水質(zhì)水量聯(lián)合調(diào)控與應急處置關鍵技

2、術研究與運行示范”課題(2012ZX07205-005)和生產(chǎn)實踐“南水北調(diào)中線一期工程總干渠供水調(diào)度方案研究與編制”項目，對南水北調(diào)中線水量調(diào)度系統(tǒng)中供水計劃制定、水力學模擬模型、正常運行調(diào)度策略制定、系統(tǒng)集成等關鍵技術問題進行研究，并在南水北調(diào)中線京石段進行實際應用。論文主要研究內(nèi)容如下:
　　 (1)分析了渠道運行自動控制的必要性，總結了現(xiàn)有渠道運行控制的方法和理論，提出了長距離輸水渠道控制的特點和主要難點。
　　

3、 (2)研發(fā)了南水北調(diào)中線供水計劃生成模型。在已知水源水庫可調(diào)水量過程、受水區(qū)需水過程等條件下，綜合考慮渠道的輸水能力、工程建設目標、用水戶優(yōu)先等級等條件，自動生成年、月供水計劃，并可根據(jù)上一時段供水計劃完成情況、最新來水情況、用戶需求進行滾動修正。
　　 (3)研發(fā)了南水北調(diào)中線總干渠水力學模擬模型。中線總干渠的水流狀態(tài)分為“明流”與“有壓流”兩大類。論文以Saint-Venant方程組作為模擬明流建筑物的基本方程，以低壓管流

4、方程作為模擬倒虹吸等有壓建筑物的基本方程;模型離散、求解的基本思路與方法是:以節(jié)制閘為邊界將全線分為若干渠段，渠段內(nèi)部采用水流方程求解各水力要素，渠段之間以節(jié)制閘過閘流量方程為邊界條件進行耦合，整個系統(tǒng)采用“二重迭代”的方式解決非線性耦合問題。
　　 (4)研究了南水北調(diào)中線總干渠正常調(diào)度前饋控制策略。論文根據(jù)渠段進出水量及渠段水體體積變化，制定了渠段上、下游節(jié)制閘的前饋流量過程，并根據(jù)南水北調(diào)中線工程運行特點和要求，實現(xiàn)了多渠

5、段節(jié)制閘前饋流量過程的相互協(xié)調(diào)和銜接，從而制定了整個渠系的前饋控制策略。
　　 (5)研究了南水北調(diào)中線總干渠正常調(diào)度反饋控制策略。論文在對現(xiàn)有常用渠道控制方式進行調(diào)研和分析的基礎上，根據(jù)南水北調(diào)中線工程的運行特點和要求，提出了多重嵌套的水位三點控制方式和水量三點控制方式。
　　 (6)構建了南水北調(diào)中線總干渠水量調(diào)度系統(tǒng)。采用數(shù)據(jù)庫技術、計算機網(wǎng)絡技術、地理信息系統(tǒng)技術，為各模型計算軟件調(diào)用提供統(tǒng)一的操作界面，管理和維