南水北调中线工程应急调度目标水位研究

以南水北调中线工程为例,建立一维应急调度数值模型,选取典型渠段作为算例,研究中线工程总干渠突发事故应急调度时输水明渠节制闸闸前目标水位的设定对渠道节制闸水位壅高、渠段退水量等参数指标的影响。研究表明:目标水位的设置直接影响到渠道退水量、渠道最高水位壅高。闸前目标水位越高,渠道水位壅高越高,但渠道退水量越小。为提高应急调度的安全经济性应在保证不发生漫顶事故的前提下,尽量加大事故上游渠段节制闸前目标水位。研究成果可为中线工程应急预案的建立提供参考。     

南水北调中线工程智能调控与应急调度关键技术

南水北调中线工程具有输水线路长、涉及区域广、参与工程多、调水规模大、输水工况多变等特点,给工程的调度、控制和运行管理带来极大困难。工程上技术的难题在于其背后的科学机理性问题并没有完全揭示和解决,包括变化条件下多水源联合多维均衡调控机制、水量水质多过程耦合机理、多物质突发水污染应急调度模式、多闸门联合运用下的明渠水力学响应机理与控制等。为建立一套完备的技术体系来支撑其调度运行,围绕"预报-调度-模拟-控制-评价"这五个关键环节对现有研究进行分类总结;然后,在综述以往研究不足的基础上,对亟需攻关的关键技术进行了详细阐释,涵盖了水源区与受水区预报调度、总干渠冰水污染多相模拟、总干渠水量水质联合调度、中线全线自动化控制技术、调度评价技术与平台建设等多个方面;最后,文章讨论了实现中线智能调控和应急调度亟待解决的科学问题,并进行了研究总结。     

节制闸控制规则对南水北调工程应急调度的影响

以南水北调中线工程为例,在中线工程正常调度一维数值模型的基础上建立应急调度反应模块,分别选取上中下游典型渠段作为计算案例,从首部陶岔节制闸、事故闸关闭速率等方面来研究不同方案的节制闸控制准则对全线渠段紧急调度时退水量、稳定时间等参数的影响,为中线工程应急预案的建立提供参考.     

南水北调中线工程水质预警方法研究

根据南水北调中线工程输水干线上不同断面的水质自动监测信息为该工程水质变化提供直接的信息，对输水干线的水质现状及变化趋势适时给出相应级别的预警信息，以便下游地区能够及时产生预案和采取必要的应急措施。水质趋势变化是一种高度的非线性过程，根据南水北调中线工程输水干线水质监测系统网络规划的结果提出了利用上游水质预测下游水质和利用当前水质预测未来水质的人工神经网络水质预测模型。     

南水北调中线一期工程输水调度方案研究

为了给南水北调中线一期工程的长距离明渠输水工程提供高效的输水调度方案,使之成为中线工程安全运行的基础,也是及时、准确完成供水任务的保障,研究提出了调度过程中充水、正常运行、应急调度和退水4个阶段的调度目标、约束条件、调度方案,并在2010年南水北调中线京石段临时通水中进行了运用,取得很好的效果。     

南水北调中线干线工程水量调度系统设计与研究

南水北调中线干线工程水量调度系统是一项结构复杂、技术难度大、功能多、涉及面广的系统工程,通过分析系统特点,提出了系统建设目标和总体框架,分析了总体框架中的各项组成,论述了系统中的各项功能,并提出了系统的开发策略和系统集成方案.最后提出了进一步完善和研究的几个方面.     

南水北调中线干渠闸前变水位运行方式探讨

针对天津分水口流量变化,应用两种闸门调度方式且将闸前水位控制在不同变化幅度内时,采用建立的南水北调中线电子渠道模型模拟计算了干渠中的水流过渡过程。结果显示,闸前水位自由波动时,由于动用了较多的调蓄库容,会导致水位波动幅度过大而影响干渠的安全平稳运行。对闸前水位变幅限制太小或阻止闸前水位变化时,会导致干渠水位长时间波动并影响到进入惠南庄前池的流量。考虑到渠道安全、缩减渠道水力过渡时间和尽量减小对末端前池水位的影响,初步推荐闸前水位变化幅度在±0.15 m范围内波动较为适宜。     

南水北调中线一期工程水量调度方案研究

南水北调中线一期工程线路长、涉及面广,其调度方案需协调水源区汉江丹江口水库和受水区4省(直辖市)的供水,统筹考虑防洪、供水、发电、航运、生态用水需求,调度目标及维度十分复杂。为制定切实可行、便于操作的水量调度方案,在南水北调中线一期工程规划、可研相关成果的基础上,提出水量调度体系、年度水量调度计划编制技术路线,以南水北调中线一期工程2017~2018年度水量调度计划编制为例开展了研究,指出年度水量调度计划存在的问题并提出相关建议。南水北调中线一期工程水量调度方案在中线一期工程通水以来的3 a时间得到了有效应用,为未来年度水量调度计划的完善提供了科学的依据,也为工程的安全、稳定运行和管理奠定了基础。     

南水北调中线干线冰期输水动态调度初探

为保障输水运行安全,南水北调中线安阳河以北段针对冰期通常采取高水位、小流量、低流速的输水模式,导致下游供水量较正常输水期大幅度减少,既影响工程效益发挥,也使得冬季水量供需矛盾日益凸显。基于历史观测数据和冰情发展规律,在2021—2022年度冰期输水期间,中线工程首次采用动态调度、优化控制的方式,预测研判气温、水温、冰情发展,采取相宜的调度模式,科学增加输水的时间和范围,在安全平稳完成冰期输水任务的同时,冬季3个月安阳河以下实际供水量较同期计划增加3.38亿m3,动态调度实效显著。     

南水北调中线工程调度运行的自动化管理

介绍了南水北调中线工程基本情况,以及工程运行对自动化系统的要求、自动化系统运行调度情况,并针对不足提出建议。     

南水北调中线干线工程闸站监控系统初探

南水北调中线干线工程是优化我国水资源配置的一项战略性基础设施工程。通过分析该工程输水模式和特点,从闸站监控系统控制功能需求、数据功能需求出发,阐述了闸站监控系统设计思想,重点对监控机制、系统总体构成、现地闸站监控子系统、远程闸站监控子系统等内容进行论述。为确保闸站监控具有先进性、实用性,满足南水北调中线干线工程复杂的调水需要提供参考。     

代建制在南水北调中线工程中的应用

从现代项目管理理论入手,论证了实施代建制建管模式的必要性,探讨了代建制的概念和特点,以南水北调建设管理体制的特殊性和复杂性为基础,对代建制在南水北调中线工程项目建设管理的必要性、可行性、适应性进行了分析论证,并运用层次分析法判断在南水北调中线工程中最优的建管模式。代建制在南水北调中线工程项目的建设管理实践中是成功的,代建制管理模式从实施过程的科学性、高效性、可控性及实施效果等方面均优于直接管理、委托管理的建管模式。工程实践表明,实施代建制有效地弥补了南水北调中线工程项目法人管理力量不足,减少了建管人员安置负担,分担了项目法人的部分建设管理责任,避免了地方性利益行为,显著提高了项目建设管理水平。     

南水北调中线工程管道输水方案

南水北调中线工程从丹江口水库引水 ,水源水质优良。采用全封闭式管道输水 ,工程永久占地少 ,抗风险能力强 ,防渗、防蒸发 ,水质不污染 ,输水安全可靠 ,输水利用率高 ,满足北京、天津、石家庄、郑州等大中城市的居民生活和工业用水要求     

南水北调中线干线工程中的安全监测

结合南水北调中线干线工程在充水试验期和应急供水期安全监测的实际情况,阐述了安全监测实施的必要性及设计原则,介绍了安全监测仪器设施的布设情况。通过分析监测成果对工程安全进行了评价,认为部分渠道工程、大型建筑物、穿渠建筑物等在对充水试验期和应急供水期间发现的异常问题经分析和处理后,不会影响全线通水,对工程通水期及运行期的安全监测提出了建议。     

南水北调中线工程水量仿真调度模型研究

南水北调中线工程是一个大型复杂调水系统，本文在分析其调水特点的基础上，应用系统科学的方法建立了该系统的水量仿真调度模型，合理地确定了系统网络结构和模型计算原则，并通过加入辨识模块和控制修正模块，使模型能快速找出满意解。通过仿真计算，得出了引汉水给沿线各省市的分配水量。对比分析引汉前后的供水情况，表明引汉水与当地水源的联合调节，可使沿线各省、市各用水部门的供水保证率有较大提高。     

南水北调中线干线工程应急管理短板及对策研究

南水北调中线工程途经四省(直辖市),现已成为北京、天津、郑州、石家庄等沿线大中小城市的主力生活水源,运行期如果发生较大突发事件,导致供水中断或大幅度减少,将在政治、经济、社会等方面造成不良影响,亟须建立符合自身工程运行管理实际的应急管理保障体系。系统梳理分析了中线工程应急管理方面的短板,研究提出了相关应对措施,对预防和应对可能发生的突发事件、保障工程安全运行非常必要。     

南水北调中线电子渠道平台建设

南水北调中线工程输水线路长，沿线分水口门和控制设施多，水力学及调度控制响应是工程设计与运行管理的关键。在收集、整理南水北调中线相关资料的基础上，建立了南水北调中线基础地理、输水线路、控制工程及相关建筑物的综合数据库。采用自主开发的TGIS平台，集成了南水北调中线总干渠一维和局部二维、三维数学模型，在该平台下，能够进行输水能力计算、水力控制响应分析，为工程设计、管理和运行调度提供了基础平台。     

南水北调中线一期工程总干渠防洪水位研究

合理确定南水北调中线工程总干渠左岸（上游）防洪设计洪水位,对保证调水工程防洪安全至关重要。根据总干渠沿线地形和交叉河流特点,以及交叉建筑物型式等,综合应用各种模型方法推求交叉建筑物和总干渠左侧防洪水位。其中,水面线模型比较适用于渠道倒虹吸、暗渠形式的交叉建筑物洪水位推求;通过地形概化,平面二维洪水模型则比较适用于山丘平原过渡区的洪水模拟;提出的单库调洪演算模型和多库调洪演算模型则解决了山丘区洪水位计算问题。结合南水北调中线河南段总干渠工程,介绍了所提出的设计洪水计算方法和设计洪水位模型在生产实际中的运用。      

Assessing emergency regulation technology in the Middle Route of the South-to-North Water Diversion Project,China

Abstract

The Middle Route of the South-to-North Water Diversion Project is important for China. Any sudden water pollution accident along the route would threaten normal water supply. We studied four technologies (hydrodynamic and water quality simulation, source identification, emergency regulation, and evaluation of emergency measures) and developed and implemented a decision support system that provides technical support in managing pollution accidents. The achievements, which include four technologies and a system, have practical significance for emergency management in the Middle Route as they can help deal with accidents and policy formulation, and can be applied to other water transfer projects.