长距离输水渠系控制蓄量运行研究

第７卷第６期２００９年１２月

南水北调与水利科技

Ｓｏｕｔｈ－ｔｏ－ＮｏｒｔｈＷａｔｅｒＴｒａｎｓｆｅｒｓａｎｄＷａｔｅｒ，Ｓｃｉｅｎｃｅ８ＬＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

ＶｏＬ７Ｎｏ．６

Ｄｅｃ．２００９

ｄｏｉ：１０．ａａ国／ｉ．ｉｓｓｎ．１６７２－１６８３．２００９．０６．０６２

长距离输水渠系控制蓄量运行研究

姚雄，庞敏，李静，温世亿

（南水北调中线干线工程建设管理局，北京１０００３８）

摘要：对长距离输水渠系控制蓄量运行的实现方法进行了研究，建立了一个包含倒虹吸、渡槽、取水口等建筑物在内的长距离输水渠道控制蓄餐运行仿真模型。选取南水北调中线工程京石应急渠段作为典型渠系进行计算机仿真，结果表明控制蓄量运行方式可通过对整个输水渠系的水量进行合理调控满足渠系下游流量需求，适用于具有复杂运行要求而又缺少在线调节水库的长距离输水渠道系统。

关键词：渠道系统；控制蓄量运行；南水北调；仿真

中图分类号：ＴＶ６８；ＴＶｌ３３文献标识码：Ａ文章编号：１６７２—１６８３（２００９）０６—０２３７－０４

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ＹＡＯＸｉｏｎｇ．ＰＡＮＧＭｉｎ，ＬＩＪｉｎｇ，ＷＥＮＳｋａ－ｙｉ

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１研究背景

渠系自动化运行控制是实现长距离输水，特别是跨流域凋水的重要技术手段。一个有效的渠道自动控制系统必须针对渠道自身水力学特点及功能，选择合适的控制运行方式，它直接影响到了渠道的调蓄水量，对渠道的运行稳定性影响较大。渠系的运行方式主要有下游常水位、上游常水位、等容积和控制蓄量等运行方式，控制蓄量运行方式最为灵活，特别适合于有复杂运行要求的大型输水系统，但它需要采用监控系统和根据当地具体情况编制的复杂软件支持，实施起来最为困难，国内外这方面的研究与应用也相对较少，目前还没有成熟通用的实现方法［１“。控制蓄量运行方式下的渠道系统通过控制一个或多个渠段中的蓄水量来满足运行标准，水面可以上升也可以下降，即水面支点并不重要，运行的灵活性主要受水位波动范围的限制。本文对大型渠道控制蓄量运行的实现方法进行了研究，建立了一个包含倒虹吸、渡槽、取水口等建筑物在内的大型输水渠道自动控制运行仿真模型，并将南水北调中线工程京石应急渠段作为典型仿真渠系进行了计算机仿真。

２明渠非恒定流基本方程

渠道从一个恒定流状态平稳过渡到另一个恒定流状态，过渡过程中渠池内的水流应是缓变的非恒定流；输水渠道断面又大都为规则的棱柱形，且同一渠池内渠道段面变化小大或保持均一，因此本文采用一维圣维南方程组来描述渠池中的水流特性［“。

２．１连续方程

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收稿日期：２００９—１０－１０修回日期：２００９—１１—１５

基金项目：“十一五”国家科技支撑计划项目（２００６ＢＡＢ０４Ａ１２）

作者简介：姚雄（１９８０一），男，湖北黄陂人，工程师，博士，主要从事工程建设管理和渠系控制方面的研究。

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