南水北调东线胶东干线输水调度模拟及控制
胶东干线作为南水北调东线工程重要的一部分，重点解决了山东地区长期以来的缺水问题。胶东干线输水距离长，渠系控制建筑物众多，输水调度复杂，在正常输水工况以及非正常输水工况下，稍有调度决策的失误都可能会造成渠堤失稳，渠道衬砌板破坏，以及其他复杂的水力学问题（渠道水位波动大、水位下降速度过快），冰期输水时容易造成冰塞、冰坝、输水效率低下等问题。为保证渠道安全稳定的运行，本文对胶东干线工程的输水调度与控制方面进行深入研究。 本文在建立胶东干线数学控制模型的基础上，通过设定边界条件，运用数值模拟的方法对几种渠道运行工况以及渠道的控制方式进行模拟研究，具体的研究内容和结论如下： （1）分别运用下游常水位控制法与中点定水深控制法，结合胶东输水干线的特点，对渠道流量增加与减少两种运行工况下渠道内水位的波动过程以及稳定时间进行分析比较，并得出两种控制方法的优缺点。 （2）结合胶东干线的输水特点，运用不同的闸门联合控制方式分别在渠道正常停水与非正常停水两种工况下，对渠道下游水位与流量的变化过程进行模拟。分析模拟结果得出，对闸门不进行控制的运行方式下，下游全线水位下降速度均超过最大水位下降速度，由此可能造成渠堤失稳或衬砌板塌落。采用顺序关闭闸门或同时关闭闸门，均能有效降低水位下降速度，并及时控制流量。研究表明，通过比较顺序关闭闸门方法和同时关闭闸门的方法，同时控制闸门时，水位降落速度明显小于顺序控制闸门时水位的降落速度。 （3）研究因突发事故，事故段两侧两节制闸不同关闭速率下渠道内水位以及渠段上游水位的波动过程。研究表明，闸门关闭速率越快，事故渠段内水位波动越大，事故渠段上游水位发生漫溢所需的时间越短。因此突发事故中，在不影响下游渠道运行安全的情况下，可适当减小闸门关闭速率，避免因闸门关闭过快渠道内水位波动过大造成其它事故的发生。 （4）对胶东干线冰期输水的特性进行分析，并对冰期渠道的过流能力与非冰期渠道的过流能力进行计算对比，结果表明，冰期输水的过流能力较非冰期输水时下降了17％左右，因此为了提高冰期的输水效率，冰期应抬高水位运行。
南水北调;胶东干线;输水调度;数值模拟;控制方法
济南大学
硕士
水利工程
邢立亭
2015
中文
TV213.9;TV67
75
2017-08-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）