一維長距離調水系統(tǒng)水力研究.pdf

1、我國水資源的分布特點是“南多北少”，水資源與土地資源的分布、經濟社會發(fā)展布局不匹配，水資源供需矛盾十分突出。當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水工程。調水工程的主要目標是解決不同地區(qū)之間水資源分配嚴重不平衡的現狀，進而實現水資源的優(yōu)化配置，促進地區(qū)經濟社會持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。
　　在調水運行期間，由于流量運行變化、閘閥誤操作等原因，長距離調水工程常出現非恒定流現象，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)的正常運行與安全，引起相關部門的廣泛關注。
　　首先，針對長距離調水工程管網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，采用Preissmann窄縫假設，將明渠流與有壓管流這兩類模型在數學形式上達到統(tǒng)一，方便了管網內復雜流態(tài)的模擬。并建立了有壓管網水擊模型，來模擬由事故工況等引起的水位急劇變化過程。
　　其次，在現有的一維非恒定流模型基礎上，考慮到調水系統(tǒng)的本身結構特點，采用交錯網格

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