南水北調(diào)中線渠池水力控制研究.pdf

1、南水北調(diào)工程所涉及范圍廣、距離長、建筑物交錯復(fù)雜、運行控制困難等特點，整體系統(tǒng)運行的和諧性問題涉及宏觀方面和微觀方面，對該系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)、動態(tài)的仿真分析是提高系統(tǒng)運行安全和運行效益最有效的方法，通過仿真和優(yōu)化決策對上述問題進(jìn)行研究，從而剖析復(fù)雜輸水的運行特性，驗證和優(yōu)化系統(tǒng)的運行調(diào)度方案。
　　南水北調(diào)中線工程存在許多問題，輸水線路長，設(shè)計工況下水流從陶岔渠首到北京團城湖需要2周時間，自然狀態(tài)下從陶岔傳播至北京團城湖也需要2天多，水

2、力控制難度大;沿線61個節(jié)制閘將渠道分為60個渠池，每一個閘門的操作所產(chǎn)生的擾動將向上游、下游傳播，渠池間存在的耦合效應(yīng)將影響系統(tǒng)的響應(yīng)速度和控制效果。
　　這些特點決定了中線工程水力學(xué)問題的難度和復(fù)雜性。為保證渠道運行安全，運行過程中應(yīng)將水位變化和流量變化控制在一定的范圍內(nèi)，許多研究者對上述各個問題都進(jìn)行了大量的研究工作，取得了一些有參考意義的研究成果，但仍有許多關(guān)鍵的水力學(xué)問題有待進(jìn)一步研究，引入現(xiàn)代渠道自動控制技術(shù)，盡量利用

3、渠道本身可提供的調(diào)蓄體積，提高安全可靠性和輸水效率，并滿足輸水實時控制運行要求，是中線工程必須解決的關(guān)鍵工程技術(shù)。本文對中線工程的水力運行控制進(jìn)行研究，采SWMM軟件對單一渠段仿真了閘門不同啟閉速度和閘門不同開度下斷面水力參數(shù)及水面線變化規(guī)律，仿真結(jié)果表明閘門調(diào)節(jié)速度和開度變化越快，對渠道內(nèi)水位波動影響越明顯，渠道響應(yīng)時間會縮短。本文還運用動態(tài)矩陣預(yù)測控制(DMC)，在Matlab編程環(huán)境下，仿真渠池的動態(tài)響應(yīng)及對其性能分析，在確保渠池