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

1、運(yùn)行調(diào)度直接影響著長(zhǎng)距離輸水工程的運(yùn)行安全和效率，是輸水工程的中樞神經(jīng)，對(duì)輸水工程建設(shè)目標(biāo)的實(shí)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(shí)現(xiàn)工程的規(guī)劃目標(biāo)、保障總干渠運(yùn)行安全，需要根據(jù)中線工程特點(diǎn)和運(yùn)行條件，研究科學(xué)的調(diào)度模型，開(kāi)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(shí)保證制定的供水計(jì)劃能安全、高效的實(shí)施。論文依托“水體污染控制與治理”國(guó)家科技重大專項(xiàng)“南水北調(diào)水質(zhì)水量聯(lián)合調(diào)控與應(yīng)急處置關(guān)鍵技

2、術(shù)研究與運(yùn)行示范”課題(2012ZX07205-005)和生產(chǎn)實(shí)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(xiàng)目，對(duì)南水北調(diào)中線水量調(diào)度系統(tǒng)中供水計(jì)劃制定、水力學(xué)模擬模型、正常運(yùn)行調(diào)度策略制定、系統(tǒng)集成等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行研究，并在南水北調(diào)中線京石段進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。論文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　 (1)分析了渠道運(yùn)行自動(dòng)控制的必要性，總結(jié)了現(xiàn)有渠道運(yùn)行控制的方法和理論，提出了長(zhǎng)距離輸水渠道控制的特點(diǎn)和主要難點(diǎn)。
　　

3、 (2)研發(fā)了南水北調(diào)中線供水計(jì)劃生成模型。在已知水源水庫(kù)可調(diào)水量過(guò)程、受水區(qū)需水過(guò)程等條件下，綜合考慮渠道的輸水能力、工程建設(shè)目標(biāo)、用水戶優(yōu)先等級(jí)等條件，自動(dòng)生成年、月供水計(jì)劃，并可根據(jù)上一時(shí)段供水計(jì)劃完成情況、最新來(lái)水情況、用戶需求進(jìn)行滾動(dòng)修正。
　　 (3)研發(fā)了南水北調(diào)中線總干渠水力學(xué)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(guò)閘流量方程為邊界條件進(jìn)行耦合，整個(gè)系統(tǒng)采用“二重迭代”的方式解決非線性耦合問(wèn)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(jìn)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(guò)程，并根據(jù)南水北調(diào)中線工程運(yùn)行特點(diǎn)和要求，實(shí)現(xiàn)了多渠

5、段節(jié)制閘前饋流量過(guò)程的相互協(xié)調(diào)和銜接，從而制定了整個(gè)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(duì)現(xiàn)有常用渠道控制方式進(jìn)行調(diào)研和分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)南水北調(diào)中線工程的運(yùn)行特點(diǎn)和要求，提出了多重嵌套的水位三點(diǎn)控制方式和水量三點(diǎn)控制方式。
　　 (6)構(gòu)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(kù)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)，為各模型計(jì)算軟件調(diào)用提供統(tǒng)一的操作界面，管理和維