一維長距離調(diào)水系統(tǒng)水力研究.pdf

1、我國水資源的分布特點(diǎn)是“南多北少”，水資源與土地資源的分布、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展布局不匹配，水資源供需矛盾十分突出。當(dāng)前解決水資源短缺最直接、有效的手段是修建長距離跨流域調(diào)水工程。調(diào)水工程的主要目標(biāo)是解決不同地區(qū)之間水資源分配嚴(yán)重不平衡的現(xiàn)狀，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。
　　在調(diào)水運(yùn)行期間，由于流量運(yùn)行變化、閘閥誤操作等原因，長距離調(diào)水工程常出現(xiàn)非恒定流現(xiàn)象，引起系統(tǒng)中的水頭、流速等水力要素發(fā)生劇烈變化，造成

2、管道爆裂甚至人員傷亡，影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)行與安全，引起相關(guān)部門的廣泛關(guān)注。
　　首先，針對長距離調(diào)水工程管網(wǎng)存在明滿流交替過渡流這一情況，本文以圣維南方程為基礎(chǔ)，采用Preissmann窄縫假設(shè)，將明渠流與有壓管流這兩類模型在數(shù)學(xué)形式上達(dá)到統(tǒng)一，方便了管網(wǎng)內(nèi)復(fù)雜流態(tài)的模擬。并建立了有壓管網(wǎng)水擊模型，來模擬由事故工況等引起的水位急劇變化過程。
　　其次，在現(xiàn)有的一維非恒定流模型基礎(chǔ)上，考慮到調(diào)水系統(tǒng)的本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用交錯(cuò)網(wǎng)格

3、半隱式離散方法對建立的非恒定流模型進(jìn)行離散。其中運(yùn)動(dòng)方程對流項(xiàng)離散采用一階迎風(fēng)格式，使模型的穩(wěn)定性增加，計(jì)算時(shí)可取較大的克朗數(shù)來提高計(jì)算效率。水擊方程離散采用的是對時(shí)間中心差分的Crank-Nicolson隱式格式，計(jì)算精度可達(dá)到二階精度，無條件穩(wěn)定。
　　然后，通過對恒定有壓管網(wǎng)、樹狀及環(huán)狀河網(wǎng)、明滿流過渡流、一維潰壩、水擊問題進(jìn)行驗(yàn)證，說明模型具有良好的可靠性與穩(wěn)定性，具備模擬復(fù)雜調(diào)水工程非恒定水流的能力。
　　最后，將