南水北調中線總干渠節(jié)制閘控制運行方式研究.pdf

1、南水北調輸水系統(tǒng)是復雜的管渠結合長距離輸水系統(tǒng)。某些渠段倒虹吸管(有壓管)長度較長,相對明渠長度不可忽略,在數值模擬中不能視為一個結點,因此必須對有壓管段和明渠段分別劃分網格進行數值模擬計算。對于某一個渠段而言,若由于外因需要上下游節(jié)制閘短時間內同時關閉時,渠中水位必然產生劇烈波動。水位壅高值過大,則會出現(xiàn)漫堤；水位下降值過大,則會威脅到渠道邊坡的穩(wěn)定性(尤其是堤外高水位情況)。因此對兩節(jié)制閘同時關閉工況下渠中水位最大壅高值的計算和渠基

2、滲流場的計算非常必要,在此基礎上分析出保證渠道安全運行的節(jié)制閘控制運行方式,可為實際工程提供指導。
　　 主要研究內容包括以下幾方面:
　　 (1)建立一管渠結合系統(tǒng)(有壓管道相對較長)數學模型,推導出了管渠結合斷面具體計算公式,介紹了數值模擬內邊界具體的處理方法。采用特征線法對有壓管段和明渠段分別劃分網格進行數值計算,并將數值計算結果和理論分析結果進行對比,驗證了該數值模擬內邊界處理方法的合理性。
　　 (2)

3、將渠基橫剖面簡化為二維滲流場,用delaunay重心布點技術對求解域進行非結構網格劃分,采用有限單元法對渠基進行了二維滲流計算,分析得到了渠道襯砌內外水頭差隨水位下降速度的變化趨勢,為襯砌渠道邊坡穩(wěn)定性分析提供了必要的參考依據。
　　 (3)計算了一系列閘門不同關閉時間工況下沙河～潁河段渠中水位最大壅高值、出現(xiàn)時間及相應的渠道襯砌內外水頭差,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)制閘控制運行方式。利用該節(jié)制閘控制