一维长距离调水系统水力研究

发布时间：2017-11-07 03:07

  本文关键词：一维长距离调水系统水力研究

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【摘要】：我国水资源的分布特点是“南多北少”,水资源与土地资源的分布、经济社会发展布局不匹配,水资源供需矛盾十分突出。当前解决水资源短缺最直接、有效的手段是修建长距离跨流域调水工程。调水工程的主要目标是解决不同地区之间水资源分配严重不平衡的现状,进而实现水资源的优化配置,促进地区经济社会持续稳定发展。_调水运行期间,由于流量运行变化、闸阀误操作等原因,长距离调水工程常出现非恒定流现象,引起系统中的水头、流速等水力要素发生剧烈变化,造成管道爆裂甚至人员伤亡,影响到系统的正常运行与安全,引起相关部门的广泛关注。首先,针对长距离调水工程管网存在明满流交替过渡流这一情况,本文以圣维南方程为基础,采用Preissmann窄缝假设,将明渠流与有压管流这两类模型在数学形式上达到统一,方便了管网内复杂流态的模拟。并建立了有压管网水击模型,来模拟由事故工况等引起的水位急剧变化过程。其次,在现有的一维非恒定流模型基础上,考虑到调水系统的本身结构特点,采用交错网格半隐式离散方法对建立的非恒定流模型进行离散。其中运动方程对流项离散采用一阶迎风格式,使模型的稳定性增加,计算时可取较大的克朗数来提高计算效率。水击方程离散采用的是对时间中心差分的Crank-Nicolson隐式格式,计算精度可达到二阶精度,无条件稳定。然后,通过对恒定有压管网、树状及环状河网、明满流过渡流、一维溃坝、水击问题进行验证,说明模型具有良好的可靠性与稳定性,具备模拟复杂调水工程非恒定水流的能力。最后,将模型应用于北京市南水北调调水工程,分析不同流量情况及事故工况下调水系统流量及水位分布,为相关部门的调度运行提供依据。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV68;TV13

【参考文献】

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1 范杰;王长德;管光华;崔巍;;渠道非恒定流水力学响应研究[J];水科学进展;2006年01期

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本文编号：1150557