南水北調(diào)中線工程關(guān)鍵水力學問題研究

內(nèi)容概要

　　南水北調(diào)中線工程橫穿四個流域帶，工程規(guī)模龐大，控制節(jié)點多，可能出現(xiàn)的狀況復雜，技術(shù)難度大，需要研究的課題多。依托“十一五”國家科技支撐計劃項目課題“中線工程輸水能力與冰害防治技術(shù)研究”（課題編號：2006BAB04A12），本書對南水北調(diào)中線工程水力特性、渠道的運行控制、冰期輸水能力和冰期運行控制及信息技術(shù)應(yīng)用等四大方面開展了較為深入的研究，是課題研究成果的總結(jié)。
　　本書系統(tǒng)性強，理論方法與工程應(yīng)用相結(jié)合，既可為南水北調(diào)中線工程的運行、調(diào)度和管理提供科學依據(jù)，也可為其他大型長距離調(diào)水工程提供參考，還可供相關(guān)工程技術(shù)、管理人員及高等院校師生閱讀。

書籍目錄

前言
第1章 概述
1.1 工程概況
1.2 氣候特征
1.2.1 中線工程沿線氣候特征
1.2.2 中線工程沿線典型臺站冬季氣溫變化特征
1.3 工程特點及需要研究的水力學問題
1.3.1 中線工程的主要特點
1.3.2 需要研究的水力學問題
1.4 本書的主要內(nèi)容
參考文獻
第2章 明渠水流數(shù)值模擬
2.1 控制方程
2.2 有限差分格式
2.2.1 控制方程的離散
2.2.2 離散方程的線性化
2.2.3 定解條件
2.2.4 方程的解法
2.3 有限體積格式
2.3.1 格式的推導
2.3.2 格式的驗證
2.4 弧形閘門流量計算方法分析
2.4.1 基于能量方程的弧形閘門堰流流量計算
2.4.2 基于能量方程的弧形閘門閘孔出流流量計算
2.4.3 基于量綱分析的弧形閘門流量計算公式
2.4.4 孔堰流分界點的數(shù)值處理
2.5 復雜輸水渠道數(shù)值仿真平臺開發(fā)
2.5.1 系統(tǒng)組成
2.5.2 仿真模擬平臺驗證
2.6 小結(jié)
參考文獻
第3章 輸水渠道建筑物水力敏感性分析
3.1 敏感性分析
3.2 分水口分水對渠道水位的影響
3.2.1 分水口流量變化速度對渠道水位的影響
3.2.2 分水流量增量占渠道流量比例對渠道水位的影響
3.2.3 分水流量增量對渠道水位的影響
3.2.4 分水口敏感性指標分析
3.3 節(jié)制閘運用對渠道水位的影響
3.3.1 渠池的敏感性指標分析
3.3.2 渠池的敏感性與渠池特征參數(shù)間的關(guān)系
3.4 小結(jié)
參考文獻
第4章 基于伴隨方程的輸水渠道非線性預測控制
4.1 基于伴隨方程的明渠水流敏感性分析
4.1.1 渠道伴隨方程及其邊界條件
4.1.2 分水口和節(jié)制閘的控制方程和伴隨方程
4.1.3 滾動優(yōu)化算法
4.2 滾動優(yōu)化算法驗證及分析
4.3 滾動優(yōu)化算法在南水北調(diào)中線工程的應(yīng)用
4.4 小結(jié)
參考文獻
第5章 中線干渠自動化運行控制模式研究
5.1 概述
5.1.1 中線干渠自動化運行的必要性
5.1.2 渠系自動化技術(shù)發(fā)展歷史及現(xiàn)狀
5.1.3 中線干渠存在的運行控制問題
5.2 中線干渠運行控制概念分析
5.2.1 中線干渠配水方式
5.2.2 中線干渠的運行概念
5.2.3 中線干渠的控制概念
5.2.4 中線干渠的控制方法
5.3 中線干渠的渠池運行方式
5.3.1 閘前常水位(下游常水位)運行
5.3.2 閘后常水位(上游常水位)運行
5.3.3 等容積運行
5.3.4 控制蓄量法
……
第6章 中線干渠閘前常水位運行顯示方式研究
第7章 輸水明渠頻率響應(yīng)特性及PI控制器鑒定方法研究
第8章 中線干渠閘前常水位運行控制方法研究
第9章 閘前常水位運行控制模型實驗研究
第10章 明渠冬季輸水研究現(xiàn)狀分析
第11章 南水北調(diào)中線干渠冰期輸水能力研究
第12章 南水北調(diào)中線工程冰期輸水特性研究
第13章 長距離輸水渠道冰期運行控制方式研究
第14章 南水北調(diào)中線工程輸水模擬平臺
第15章 結(jié)論與展望

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：5.2.4中線干渠的控制方法中線干渠運行過程中，涉及到的控制方法有：①就地人工控制；②就地自動控制；③監(jiān)測控制。各種控制方法都有其優(yōu)、缺點，運行過程中視實際情況綜合使用。1.就地人工控制就地人工控制是與傳統(tǒng)的操作方法聯(lián)用的最流行的控制方法。渠道操作人員或管理員沿著輸水渠道往返巡視，調(diào)節(jié)沿渠的控制閘門和分水口。盡管操作員經(jīng)常使用電動啟閉機等機械進行操作，但操作控制仍主要由人工完成，分別進行各個控制建筑物的操作。就地人工控制通常用于小型灌溉渠道系統(tǒng)。對南水北調(diào)中線渠道來說，在充水階段、放空渠道階段以及當渠道設(shè)備失靈或異常和緊急情況時，有必要引入人工控制。2.就地自動控制就地自動控制通過現(xiàn)場機械、電氣和電子設(shè)備完成運行調(diào)度，可實現(xiàn)無人值守。這些設(shè)備自動地執(zhí)行控制計劃系統(tǒng)的安排，檢測渠道的情況，并且對控制建筑物進行必要的調(diào)整。設(shè)備一經(jīng)安裝就緒就無須人工現(xiàn)場調(diào)節(jié)，只需要進行定期的保養(yǎng)、監(jiān)測及偶爾進行參數(shù)調(diào)整。就地自動控制系統(tǒng)具有中心報警系統(tǒng)以應(yīng)付突發(fā)事故。為了報警信息的傳遞，在各節(jié)制閘控制器和主控室之間進行通信。主控室的控制人員監(jiān)視到各種警報狀態(tài)，立即采取校正操作。南水北調(diào)中線工程沿線分布大量重力式分水口，可采用就地自動控制裝置保持恒定的分水流量，避免管理員頻繁調(diào)節(jié)閘門。當需要改變分水口流量時，管理員只需給就地控制器輸入新的設(shè)定值。3.監(jiān)測控制監(jiān)測控制方式下，管理員在中心控制室監(jiān)測渠系，并調(diào)整節(jié)制建筑物。監(jiān)測控制可以是僅僅取得監(jiān)測數(shù)據(jù)，也可以是完全由計算機控制。渠系上的傳感器自動采集運行數(shù)據(jù)，并傳送到中心控制室，運行人員根據(jù)這些數(shù)據(jù)給出控制動作，或者運行控制算法程序由計算機給出控制動作。中線干渠運行時間滯后問題嚴重，為提高系統(tǒng)的預測及整體調(diào)控能力，監(jiān)測控制十分必要。采用監(jiān)測控制時，系統(tǒng)同時得到整個渠系的信息，及時發(fā)現(xiàn)渠道的水流變化，并進行適時的調(diào)整，提高系統(tǒng)的響應(yīng)特性。正常運行情況下，管理人員僅需對自動控制器偶爾進行細微的調(diào)節(jié)。當出現(xiàn)異?；蚓o急情況時，管理人員進行判斷并發(fā)出人工控制指令。監(jiān)測控制可以在不改變控制設(shè)備的情況下，適應(yīng)控制概念的變化，對不同的渠池運行方式，都可以使供給和需求計劃相適應(yīng)，提高運行的靈活性、可靠性和效率。

編輯推薦

《南水北調(diào)中線工程關(guān)鍵水力學問題研究》是由中國水利水電出版社出版的。

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