南水北调东线胶东干线输水调度模拟及控制

发布时间：2017-05-04 05:05

  本文关键词：南水北调东线胶东干线输水调度模拟及控制，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：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。
【关键词】：胶东干线 输水模拟 非恒定流 渠道运行控制
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV68;TV672
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 胶东干线工程概况11-13
• 1.2 国内外研究现状13-15
• 1.3 本文研究内容15-18
• 第二章 输水渠道数学控制模型18-32
• 2.1 输水渠道模型的系统概化18-20
• 2.1.1 渠段的划分18-19
• 2.1.2 渠道断面特性19
• 2.1.3 输水系统中的主要建筑物19-20
• 2.2 明渠水力控制方程20-21
• 2.3 输水渠道非恒定流的数值方法21-32
• 2.3.1 隐格式法求解21-25
• 2.3.2 边界条件25-29
• 2.3.3 约束条件29-32
• 第三章 胶东干线输水调度运行控制研究32-64
• 3.1 渠道输水控制方法32-34
• 3.2 不同运行控制方式下渠道蓄量变化过程研究34-36
• 3.2.1 下游常水位控制蓄量变化研究34-35
• 3.2.2 中点定水深下渠道蓄量变化研究35-36
• 3.3 非恒定流模拟下不同闸门运行控制方式下的运行比较36-40
• 3.4 节制闸联合调度下渠道停水过程研究40-55
• 3.4.1 正常运行过程中的渠道停水过程研究41-49
• 3.4.2 上游渠段事故紧急停水过程模拟49-55
• 3.4.3 停水不当易导致后果分析55
• 3.5 突发事故下渠道应急调度研究55-59
• 3.6 冰期输水运行模拟59-62
• 3.6.1 冰期输水特性59-60
• 3.6.2 冰期输水最大过流能力计算60-61
• 3.6.3 典型渠段冰期过水能力验算61-62
• 3.7 小结62-64
• 第四章 结论与展望64-66
• 4.1 结论64-65
• 4.2 展望65-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-72
• 附录72

【共引文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 杨晓;河套灌区渠系水利用效率评价与节水潜力评估[D];内蒙古农业大学;2015年

  本文关键词：南水北调东线胶东干线输水调度模拟及控制，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：344429