南方灌区沟渠塘库系统水平衡模拟模型研究

定量描述南方多水源灌区灌溉水转化机制是实现灌区水资源高效利用的基础。本文以湖北省漳河灌区内部的杨树垱流域为例,考虑其内部的空间异质性,对流域划分灌溉子区并对灌排系统进行水平和垂向概化,根据水量平衡原理研发多个水平衡子模块,构建沟渠塘库系统水平衡模拟模型。根据2021-2022年典型塘堰和内部水库的实测逐日水位资料,利用拉丁超立方抽样法和偏相关分析法对模型参数进行敏感性分析,并在不同流域尺度上对模型进行率定和验证。模拟结果的Nash-Sutcliffe系数(0.72~0.99)、均方根误差(0.09~0.20 m)和平均绝对误差(0.08~0.14 m)表明模型模拟效果较好,与传统灌区分布式水平衡模拟模型相比,该模型可以在满足较高精度的同时,更为全面地描述灌区水转化过程,为定量描述流域内灌溉系统的水转化过程提供新途径。

大型灌区多级渠道与水库群联合输水调控方式研究

为适应国内大型灌区自动化建设,发挥水库的调蓄作用,最大限度地满足用水户的用水要求,以犬木塘灌区主干渠和部分分干渠的部分渠段为研究对象,基于输水渠道系统运行仿真与控制软件建立的干渠模型和干支耦合模型,分析了渠库耦合调度的效果以及探究了渠库耦合的调度方式。结果表明:(1)当渠道最下游端的取水发生变化时,库渠联合调度可以加快响应,及时给用水户供水,提高供水效率,另外,取水扰动的影响范围和程度减小,各闸门过闸流量超调量减小,系统可以更快达到稳定;(2)水库的加入在一定程度上可以减弱取水变化带来的扰动,并且当水库加入的位置越靠近分水口时,取水扰动影响范围和程度越弱,渠库联合调控的效果越明显;(3)对于水库水同时间入渠方式较同流量入渠方式的比较,同时间工况下的稳定时间更短,更有利于渠道稳定。研究成果可为如何使渠道系统更快达到稳定提供思路以及为渠库联合调度规则的探究提供参考。

南营水库(渠)流量间测分析

随着水文现代化的推进,加强对水文监测方式的转变显得意义重大和刻不容缓,不仅能更好地完成水文监测任务,而且提高了工作效率。依据《水文巡测规范》对各项指标的要求,对南营水库(渠)进行流量间测分析论证,为下一步开展水文巡测探索途径和积累经验。选用2010年至2022年13年的资料成果进行分析。通过对各年高、中、低各级水位级的频率计算分析南营水库(渠)可实行流量间测。

嵩山水库灌区东干渠节水改造工程设计

嵩山水库由于建于20世纪70年代,年久失修,影响工程安全运行,需对灌区东干渠进行节水改造。文章通过对干渠改造方案比选,选定将东干渠改建为管道输水的方案,并详细介绍了管道管材、管径选择、施工工艺等,可为类似工程提供借鉴。

有限供水条件下水库和田间配水整合优化调度

针对多水源多作物灌区,研究有限供水条件下灌区优化配水问题。模型中既考虑水库优化调度,又考虑田间优化配水。模型思路:根据灌区水土资源分布状况,将全灌区划分为多个子区,每个子区种植有若干种作物。如果把每个子区每种作物所在的田块看作一个土壤水库,则可采用水库群调度的方法研究这类灌区优化配水问题,文中采用的是优化控制方法。为了证明模型的正确性,同时建立了3个模型。模型1:既不考虑水库优化调度又不考虑田间优化配水;模型2:只考虑水库优化调度;模型3:只考虑田间优化配水。实例计算表明,整合调度模型能产生较多的效益(特别在干旱年份),优化控制方法计算性能良好。

应用线性二次高斯控制进行灌区调度

本文研究了随机环境下灌区调度问题,建立了一个水库和田间配水整合随机调度模型。文中引入土壤水库的概念,把灌区调度的问题转化成水库群调度的问题,采用线性二次高斯控制(LinearQuadraticGaussioncontrol,LQG)对模型进行求解,解决了此类研究中的求解技术难题,从而克服了前人模型中仿真性能不好的问题。此外,本文还对水库群调度中的LQG方法进行了改进。实例计算表明,本文建立的模型能取得良好的效益,LQG算法稳定、计算速度快。

新疆克孜尔水库组合排沙动床模型试验研究

针对目前新疆克孜尔水库存在的泥沙淤积问题,通过动床模型试验,研究了丁坝与人工排沙渠结合的排沙效果。结果表明:①丁坝使黑孜河的入库水流偏向左岸,并携带泥沙到人工排沙渠进口附近,改变人工排沙渠的结构尺寸,可使黑孜河的入库泥沙尽可能多地进入人工排沙渠;②丁坝加人工排沙渠组合方案能更有效地达到黑孜河库段人工辅助排沙的目标,只要水库汛期来流量为每年一遇、库水位在1 135 m高程以下,就可以把黑孜河85%以上的来沙量排出库外。

多级调水-供水-蓄水结合泵站-渠道-湖库系统效率计算

提出了包括全部能源消耗在内的站系统效率概念,以及既包括水量损失又包括水力损失的渠系统效率概念.研究得出了单一调水单级泵站-渠道系统效率、调水-供水结合单级泵站-渠道系统效率、单一调水多级泵站-渠道系统效率、调水-供水-蓄水结合多级泵站-渠道-湖库系统效率的计算方法,进而形成了比较完整的调水工程效率计算方法体系.

金昌二坝渠调水系统水能水量优化调度研究

针对金昌市二坝渠调水系统中供水水库与受水水库间输水渠有较大落差的特点,为解决输水渠不合理的年调水流量过程造成渠道梯级电站弃水量较大和受水水库供水综合效益低等问题,研究以水库缺水量最小和渠道蕴藏水能资源最大为优化目标,建立了调水系统水能水量联合调度模型。采用基于Pareto强度的多目标遗传算法求解调水流量序列的非劣解集,并基于最优调水流量过程利用"优化-模拟-仿真"的技术框架模拟分析了供水水库与受水水库的调度函数与调度规则。结果表明:优化调度方案合理可行,提高了渠道调水的有效性,增加了受水水库的综合效益,获取调水与发电双赢。

典型中型水库水源保护区划分及保护研究——以明光市石坝水库为例

饮用水水源地水质超标及环境风险一直是影响我国饮水安全的主要隐患。虽然目前饮用水水源保护区划分技术成熟,但是在单一供水难以满足供水要求的情况下,协同供水的不同水源地之间的供水干渠在水源保护区划分上缺乏相关指导性意见,并且在水源保护区后期保护建设中针对性不足,难以有效防范环境风险。本文针对明光市石坝水库水源地,结合中型水库水源地的特点进行水源保护区划分,并综合分析水质和污染源等现状,提出有针对性的环境风险防治措施,为明光市石坝水库水源地建设及保护提供科学支撑。

利用黑土洼沟净化官厅水库入库水水质研究

对高含沙、低污染永定河河水进行初步净化处理,是解决官厅水库水体污染,恢复水库向北京市供水功能的重要途径之一。示范工程研究表明,永定河水经黑土洼沟沉淀、大气富氧、增加水体停留时间等作用,对SS、COD、BOD5、总氮TN、总磷TP的平均去除率分别达到87.4%、47%、36%、72%、73%,处理系统可大幅度减少入库污染物质总量,降低河湖富营养化发生的危险。

寒冷地区某长距离引水式电站防冰冻设计

某工程为寒冷地区长距离明渠引水式电站,采取水库蓄冰增温、渠道防冰、前池排冰、金属结构防冰冻等防冰措施,为工程冬季安全运行提供了保障,为同类工程设计提供了参考。

明清山东运河水柜管理运作

山东运河是大运河中非常重要的一段,但由于自然条件的限制,水源供给不足是一大问题,为保障运河水位以确保漕船顺利通航,需要采取一系列的措施,其中设置水柜是非常重要的措施。本文重点论述了山东运河水柜的设置缘由、管理机构、管理人员配备、运作方式等方面。

南水北调中线方案的优化设想

实施南水北调中线工程 ,须加高丹江口大坝 ,兴建 12 0 0多km的大型运河渠 ,将侵占耕地 4万多hm2 ,移迁相应数量的人口 由此提出分散兴建上游山区的大中型水库代替丹江口水库增容 ,抽水提升代替库水位增高 ,开拓来水疆域提高供水保证率 ,充分利用老河川与已建引黄工程 ,减小运河渠规模 ,化解所面临的工程技术难题的优化思路 。

京杭运河杭州段水质模型研究

以京杭运河杭州段为对象,研究主要水污染超标因子氨氮的浓度预测方法。选取2007年6月2～10日运河实测水质变化过程,根据干流各节点的初始浓度和各支流的浓度,结合水位流量自动监测数据,分别用简化水库模型和有限差分法预测运河干流各节点的氨氮浓度,并与实测值进行比较分析。简化水库模型和有限差分法应用于该次水体氨氮浓度计算中,两者的误差均在5%以内,对运河水质预测均有一定的代表性。

通化恒如水库浸没问题评价与对策

悬河型水库浸没问题具有特殊性。通过计算堤坝渗漏量、在堤坝背水侧形成的稳定水流宽度(可概化为渠道)及各断面水位标高,在概化渠道各断面水位标高基础上计算相应断面上的地下水位雍高值,即"二次型地下水位雍高计算法",加上实测各地层岩性的毛细水上升高度和植物根系层深度或建筑物基础埋深,即为要评价的浸没范围。采用该计算法进行分析评价更符合实际情况,圈定的浸没范围更加精准,防护治理更有针对性,规避了资源浪费。

“500”水库西延干渠水权分配研究

"500"水库西延干渠受水区位于新疆社会经济中心地带,西延干渠的兴建对于缓解当地水资源短缺状况,保证其经济社会的可持续发展,具有重要的战略意义。"500"水库西延干渠调水工程的实施,必然带来水权和产权关系的变化。要充分发挥调水工程的功能与效益,实现水资源优化配置,初始水权分配问题的研究就尤为重要。为此,在分析西延干渠受水区水资源利用现状的基础上,进行了初始水权的分配,并对科学确定"500"水库西延干渠水权分配提出了问题及展望。

平陆运河对珠江三角洲压咸流量的影响分析

珠江河口咸潮上溯严重影响澳门、珠海及珠江三角洲地区的供水安全。压咸补淡的有效措施是利用西江上游水利枢纽联合调度调节下游枯水期径流。规划的平陆运河拟从西江上游郁江引水至钦江,进而直接入海,平陆运河的跨流域调水将影响珠江口上游径流的变化,分析结果认为,通过流域水资源合理调整和配置,可以很大程度上消除其对下游珠江口压咸流量的影响。

坡度较缓溢洪道上的消能方式研究

白莲河水库第二溢洪道为二级消能 ,由泄槽和出水渠组成。第二级的出水渠为宽浅型渠道 ,底坡为 0 .0 8～0 .0 5 ,坡度较一般溢洪道缓 ,但落差较大。出泄槽水流挑流消能后在渠道内加速 ,使出渠流速仍然较高。如不加以衬砌则难免受到冲刷。试验探索采用消力墩加糙方案 ,有效地消刹渠内水流能量 ,降低渠内的流速 ,使渠道不需要衬砌。试验表明 ,在坡度较缓的溢洪道上适当布置消力墩 ,能够有效地达到消能减速的目的 。

解决漳河水库二干渠防汛泄洪难题的主要方案

本文通过对漳河水库二干渠汛期雨洪及灌溉期渠道高水位运行存在的防汛安全问题进行研究,探讨利用董岗节制闸配套建设泄洪闸以及三星寺、刘冲串联水库联合调度运用,达到分泄洪水、确保二干渠工程安全的方案,同时根据实测水文资料对三星寺、刘冲串联水库进行了调洪演算。