面向大水網(wǎng)復(fù)雜輸水系統(tǒng)水力仿真及運(yùn)行控制研究.pdf

1、隨著城市的需水量與日俱增、水資源時空分布不均，水資源供需矛盾日益突出，開發(fā)建設(shè)大規(guī)模、長距離、跨流域供水工程成為必然趨勢，它是解決水資源分布地域差異、緩解供需矛盾的有效工程措施。中部引黃工程是山西省“十二五規(guī)劃”大水網(wǎng)建設(shè)中一項重要的工程，該工程線路長，輸水形式多變（隧洞、渡槽、埋涵、倒虹吸等），水流條件復(fù)雜多變，運(yùn)行管理時安全問題突出。本文結(jié)合該工程開展了管渠輸水系統(tǒng)過渡過程的數(shù)值模擬軟件開發(fā)及計算分析，主要研究內(nèi)容如下：
　　

2、（1）基于一維明渠非恒定流和管道非恒定流理論以及變時步法，建立有壓管道和無壓明渠聯(lián)合計算的數(shù)學(xué)模型。
　?。?）對復(fù)雜輸水系統(tǒng)水力仿真數(shù)學(xué)模型的改進(jìn)。在管渠聯(lián)合計算數(shù)值模型的基礎(chǔ)上，對摩阻計算和時間步長計算方法進(jìn)行改進(jìn)，以期使數(shù)值模擬結(jié)果更準(zhǔn)確。
　　（3）建立不同輸水方式邊界的水力計算模型，包括無壓隧洞與倒虹吸的銜接，馬蹄形截面的簡化計算方法，不同截面形式的無壓隧洞間的銜接，閘門與分水口的計算模型等。
　　（4）采用

3、 Visual Basic6.0作為開發(fā)語言，開發(fā)功能齊全、性能可靠、操作簡單、界面友善的長距離復(fù)雜輸水水力過渡過程計算分析系統(tǒng)。
　?。?）結(jié)合山西省中部引黃輸水工程，對其進(jìn)行水力過渡過程模擬計算，確定該供水系統(tǒng)的安全運(yùn)行方式，并分析閘門調(diào)控規(guī)律。
　　研究主要結(jié)論：
　?。?）瞬變流摩阻計算采用MIAB摩阻模型代替“擬穩(wěn)態(tài)”計算模型精度更高；改進(jìn)的調(diào)整波速法計算時間步長更切合實際。
　?。?）基于改進(jìn)的管渠聯(lián)

4、合計算數(shù)學(xué)模型，采用Visual Basic和SQL sever2000開發(fā)的復(fù)雜輸水系統(tǒng)過渡過程模擬計算分析系統(tǒng)，數(shù)值模擬計算得出結(jié)果符合一般水力學(xué)規(guī)律，可靠性較高，可作為相關(guān)技術(shù)人員的水力調(diào)度依據(jù)。
　?。?）采用已開發(fā)的輸水計算分析系統(tǒng)，對山西省中部引黃輸水工程過渡過程進(jìn)行數(shù)值模擬，分析結(jié)果得到：①閘門調(diào)控的普遍規(guī)律，即閘門的開啟速率對最終的穩(wěn)定流態(tài)沒有影響，閘門開啟速率越大，水位變幅越大；②確定了該工程的閘門安全運(yùn)行模式；