长距离明渠输水系统运行控制方式的研究 周子冰

长距离控制渠系结冰期的水力响应分析 刘孟凯;王长德;冯晓波 【期刊名称】《农业工程学报》 【年(卷),期】2011(27)2 【摘 要】为了确保长距离控制输水渠系冬季安全输水,需要对其进行冬季输水模拟及实时运行操作控制研究.该文考虑了控制渠系与天然河道输冰的不同,以平封冰盖形成为前提,初步建立了长距离控制渠系在结冰期的渠系响应模型,包括水位、流量、闸门操作、水温过程和冰盖变化过程的模拟仿真.利用南水北调中线工程京石段资料在较简单工况下,对控制渠系在下游常水位的反馈比例积分(PID)控制器作用下进行模拟并分析模拟效果,指出冰盖糙率、控制器参数和控制策略对渠系水力响应的影响很大.研究表明该模型可用于长距离控制渠系结冰期的运行模拟及分析冬季结冰期运行规律,在此基础上可以研究得到更精确更贴近实际的模型.%In order to delivery water in Long Distance Canal System (LDCS) in winter smoothly, it is necessary to study its operation process.Considering the differences of flow behaviors between LDCS and natural rivers, a juxtaposition floating ice-cover model was developed, which can simulate and describe the floating ice cover formation process and winter operation responses of LDCS, such as changing process of water level, gate opening, water temperature and ice cover thickness in winter.Being a case study, the model was used to simulate the operation process of Jingshi canal,parts of the middle line of South to North water transfer project in winter.The simulation results showed that the change of ice cover roughness, parameters of PID controller and controller logics had big influences on hydraulic response of canal system.The study shows that the computer simulation model can be used to analyze the response of long distance water transfer control canal system during ice forming period.

总第876期第5期2024年3月河南科技Henan Science and Technology矿业与水利工程收稿日期：2023-09-29作者简介：丁家乐（1998—），男，硕士生，研究方向：水力学；杨明伟（2000—） ，男 ，硕士生，研究方向：水力学。

基于Bentley Hammer 的长距离有压管道输水工程的水锤防护研究丁家乐 杨明伟（华北水利水电大学，河南 郑州 450000）摘 要：【目的】在长距离有压管道输水工程中，因管道内部水流条件复杂而容易产生水锤现象，不仅会影响水流正常输送，还可能导致管道破裂。

因此，有必要进行长距离有压管道输水工程的水锤防护研究。

【方法】基于台前县城乡供水一体化南水北调配套工程，通过Bentley Hammer 软件，在最不利工况下分别建立三种数值模拟模型：无防护措施、加装复合式高速进排气阀水锤防护、气囊式空气罐和复合式高速进排气阀，进行联合水锤防护，对以上三种情况进行水力过渡过程数值模拟分析，研究复合式高速进排气阀与气囊式空气罐联合防护时的水锤防护效果以及气囊式空气罐的防护能力与预设压力和罐体体积之间的关系。

【结果】结果表明：复合式高速进排气阀和气囊式空气罐可以很好地消除管道内水锤带来的危害，气囊式空气罐防护能力随着罐体体积和预设压力的增大而增强，罐体体积对其防护能力影响更显著。

【结论】选择合理的罐体体积和预设压力可以使水锺防护发挥最好的防护效果，最大化输水工程的经济性。

关键词：水锤；水锤防护；复合式高速进排气阀；气囊式空气罐；Bentley Hammer中图分类号：TV675 文献标志码：A 文章编号：1003-5168（2024）05-0032-07DOI ：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2024.05.007Research on Water Hammer Protection for Long-Distance PressurizedPipeline Water Transmission Project Based on Bentley HammerDING Jiale YANG Mingwei（North China University of Water Resources and Electric Power, Zhengzhou 450000, China ）Abstract: [Purposes ] In the long-distance pressurized pipeline water conveyance project, water hammeris easy to occur due to the complex water flow conditions inside the pipeline, which will not only affect the normal transportation of water flow, but also lead to pipeline rupture. Therefore, it is necessary to study the water hammer protection of long-distance pressurized pipeline water conveyance project.[Methods ] Based on the supporting project of the South-to-North Water Diversion Project of the integra⁃tion of urban and rural water supply in Taiqian County, three numerical simulation models were estab⁃lished under the most unfavorable conditions by Bentley Hammer software : no protective measures, in⁃stallation of composite high-speed intake and exhaust valve water hammer protection, airbag air tank and composite high-speed intake and exhaust valve. The combined water hammer protection is carried out, and the numerical simulation analysis of the hydraulic transition process is carried out in the above three cases. The water hammer protection effect of the combined protection of the composite high-speedintake and exhaust valve and the airbag air tank is studied, and the relationship between the protectionability of the airbag air tank and the preset pressure and the volume of the tank is studied. [Findings ] Theresults show that: composite high-speed inlet and exhaust valves and airbag air tanks can be well elimi⁃nate the hazards of water hammer in the pipeline, the protection ability of the airbag air tank increases with the increase of the tank volume and the preset pressure, and the tank volume has a more significant effect on its protection ability.[Conclusions] Selecting a reasonable tank volume and preset pressure will allow it to provide the best protection and maximize the economics of the water transfer project. Keywords: water hammer; water hammer protection; compound high speed intake and exhaust valve; bal⁃loon type air tank; Bentley Hammer0 引言我国水资源分布不均匀，长距离有压管道输水工程在水资源配置优化方面具有重要作用［1］。

长距离输水隧洞工程安全监测和控制系统
俞晓红
【期刊名称】《浙江能源》
【年(卷),期】2004(000)005
【摘要】宁波市门溪水库引水工程是将位于宁海县境内白溪水库的电站尾水，送至东钱湖水厂和北仑水厂。

输水线路总长1063公里，其中输水隧洞长99．9公里，管道长6．4公里。

由于输水线路长，且以隧洞为主，线路大多沿山岭布置，沿线地质地形复杂，岩性变化大，为确保输水线路安伞运行，实时了解运行工况，必须设置安全监测控制系统，对整条线路进行必要的监测：此外水厂的需水量在近期和远期会有不同的要求，也需要对水量和沿线水压进行远程调控。

应结合工程实际情况，以保证输水系统安全运行为目的，
【总页数】2页(P46-47)
【作者】俞晓红
【作者单位】宁波市白溪水库引水工程办公室
【正文语种】中文
【中图分类】TV672.1
【相关文献】
1.长距离输水隧洞工程安全监测和控制系统 [J], 俞晓红;李桂来
2.新疆某长距离输水隧洞工程TBM转机方案比选 [J], 赵锦程
3.大埋深长距离输水隧洞工程的盾构机选型 [J], 刘海波
4.Civil 3D在新疆某长距离输水隧洞工程弃渣场规划设计的应用 [J], 常胜
5.长距离输水隧洞安全监测设计 [J], 刘海波
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收稿日期：2021-05-31；网络首发时间：2021-09-29网络首发地址：http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.1882.TV.20210929.1104.001.html基金项目：水利部公益性行业科研专项（201501025）；国家重点研发计划项目（2018YFC1508403）；国家自然科学基金项目（51979291，52009144）；中国水科院科研专项（HY110145B0012021，HY0145B032021）；流域水循环模拟与调控国家重点实验室自由探索课题（SKL2022TS04）作者简介：杨开林（1955-），教授级高级工程师，主要从事冰水力学研究。E-mail：

水利学报SHUILIXUEBAO2022年1月第53卷第1期

文章编号：0559-9350（2022）01-0020-11冰期明渠水温模型

杨开林（流域水循环模拟与调控国家重点实验室，中国水利水电科学研究院，北京100038）

摘要：正确模拟明渠水温是分析冰情及优化调蓄水库布局的基础。基于历史气象资料，本文提出了水体与大气热交换的线性化模型和非线性模型，这些模型包含了太阳辐射、长波辐射、蒸发和对流热交换等主要因素。建立了水体与混凝土衬砌渠道热交换的参数化模型，考虑了衬砌结构、导热性能和地温等因素的影响。在此基础上，建立了明渠一维流动水温模型，提出了水温发生变化的临界气温判据，然后利用特征线方法解析得到明渠水温的递推数值计算公式，提出了均匀流条件下水温由正转负的临界长度公式，分析了气温、渠道进口水温、地温和太阳辐射等对临界长度的影响，最后，通过典型算例比较了非线性热交换模型和线性热交换模型对临界长度的影响。关键词：明渠；水温；大气热交换；衬砌热交换；临界气温；临界长度中图分类号：TV143文献标志码：Adoi：10.13243/j.cnki.slxb.20210483

1研究背景

一旦寒区输水明渠水温低于0℃时，水体中就会产生冰，因此正确的水温模拟是分析冰问题的基础。大型明渠输水工程一般采用混凝土衬砌渠道输水，影响水温的主要因素，除了水面与大气的热交换外，还有水体与渠床衬砌的热交换。在河冰发展过程的数值模拟中，一般不考虑水体和河床的热交换，对于明流，只考虑水面与大气的热交换。目前，水体与大气的热交换计算一般采用国际著名冰工程专家Ashton［1］和沈洪道［2］的线性化模型，即明渠水面的净热通量ϕsa=-hsa()Tw-Ta。其中：hsa为水面与大气的热交换系数，Tw为水温，Ta为气温。河渠与大气的热交换非常复杂，涉及到太阳辐射、地面与大气的长波辐射、水面蒸发和对流的热交换。杨开林［3］研究了冰期河湖与大气的非线性热交换模型及热交换系数hsa的确定方法，结果表明线性热交换模型只是一种特例。此外，不考虑河床对水温的影响，也可能导致计算与实际存在较大偏差。Jobson［4］和茅泽育等［5］假设河床土壤为均质介质，下层表面绝热，土壤表面温度与近底层表面的水温相同，采用数值求解非稳态导热微分方程的方法，研究了河床与水体热交换对水温的影响。结果表明对于封冻浅水河道，特别是昼夜水温变化较大的河道，水体与河床的热交换对水温的影响较大。存在的问题是，目前缺乏有关水体与河床热交换模型参数化的研究。南水北调中线工程是主要采用混凝土衬砌明渠输水的跨流域长距离大型输水工程，基于前期理论计算分析［6-7］，采用了冰盖下输水的模式，正常输水流量小于设计流量的30%。自2014年全线正式通水以来，在中线工程中进行了连续多年的冰情原型观测［8-10］。结果表明：除2015—2016年度极端寒潮期冰情严重外，其它冬季以暖冬为主，例如2019—2020年冬季，日平均气温-0.5~-2.7℃，最低气温-7.3~-14.7℃，水温变化范围0.82～8.5℃，各测站断面平均水温2.97～5.34℃，实测最低水温值

文章编号：1007-7792（2220）03-0182-03关于长距离重力流输水管道管压的选择张志刚（新疆水利水电勘测设计研究院，乌鲁木齐332000）摘要：以乌恰县康苏水库引调水工程为例,通过对水力过渡过程的研究，建立长距离、大地形落差的有力流输水管道工程管道压力分，指导工程设计。

其研究到其它长距离输水工程设，并为似工程设计和技流提供。

关键词：长距离输水管道;管道压力；重力流中图分类号:TV770+.0文献标识码:B0引言南疆地区水资源时空分布不均，地表水资源量严重低于全国平均水平，区域性缺水严重，是当经会的严重制约因素⑴。

长距离跨流域输水工区域性缺水的手段，有干旱地区日益紧张的供需水矛盾⑵。

文章以州乌恰调水工，对输水管道的设水选行分析，为类似长距离调水项目提供，供广大水利工程设。

1项目概况恰县工业园区作为当地经济支柱，多年来受水资源限制。

调水工程不仅提高工区招能力2恰县经；对镇、黑实现脱目标同样具有积极影响。

工W（9型工程，管道全长为32.862km。

采用重力流输水，管线最大设计流量为0.21m7/ s。

输水管线工程主要处于低山丘陵地貌单元，沿途横穿河谷阶地、基岩山区，山前冲洪积种地形,地形起伏较大。

工线大部分区域50年超越概率10%的地震动峰值0.4g,其的地震基本烈：K度，区域构造稳较差。

整：看，工有项目区地震烈度大、沿线地形变化大、落差大、输水流量小、管道运行压力大的特点。

2工程管线总体布置该工程起点位于康苏水库灌溉供水洞出口供水池,设计水2470.2m2恰县水厂已建沉淀前池。

该沉淀池设计水2262.5m。

管线落218247m,大落346276m。

管线段采用重力流输水方式，为满足功能性及需要，共设置附属建筑物212座，其中条形沉砂池（稳压水）、稳水、水。

0）起点（桩号0+000）——条形沉砂池（稳压水池）（桩号0+708）段；2）稳压水池（桩号0+708）------减压水池（桩号4+190段;3）减压水池（桩号2+192）一一乌恰县水厂末端（桩号30+862）段。

水利水电技术第３９卷２００８年第３期　长距离调水工程虚拟仿真系统开发研究　崔巍，杨开林，谢省宗，付辉　（中国水利水电科学研究院水力学所，北京　１０００３８）　

摘要：论述了长距离调水工程虚拟仿真的意义和作用。针对长距离调水工程的特点，提出其虚拟仿　真系统开发的重点及技术难点。结合引渤济锡长距离调水工程，阐述了大规模地形模型生成、大地形　调度管理与实时渲染、实时交互与信息管理等关键技术的实现方法。该系统实现了场景漫游、空间定　位、平面导航和实时信息查询等功能，为工程的规划、建设和管理提供了辅助平台。　关键词：虚拟仿真；调水工程；大规模地形；Ｖｅｇａ　中图分类号：ＴＰ３９１．９；ＴＶ６８　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００—０８６０（２００８）０３—００７０．０５　

Ｖｉｒｔｕａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｌｏｎｇ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｗａｔｅｒ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ＣＵＩ　Ｗｅｉ，ＹＡＮＧ　Ｋａｉ—ｌｉｎ，ＸＩＥ　Ｘｉｎｇ—ｚｏｎｇ，ＦＵ　Ｈｕｉ　（Ｃｈｉｎａ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１　０００３８，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ　ａｎｄ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　３　Ｄ　ｖｉｒｔｕａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｆｏｒ　ｌｏｎｇ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｗａｔｅｒ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｉｓ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｈｅｒｅｉｎ．Ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒ　ｏｆ　ｓｕｃｈ　ａ　ｐｒｏｊｅｃｔ，ｔｈｅ　ｅｍｐｈａｓｅｓ　ａｎｄ　ｄｉｆｉｃｕｌｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　３　Ｄ　ｖｉｒｔｕａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｒｅ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ．　Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　Ｐｍｊｅｃｔ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｆｒｏｍ　Ｂｏｈａｉ　Ｓｅａ　ｔｏ　Ｘｉｌｉｎ　Ｇｏｌ　ｏｆ　Ｉｎｎｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｉａ，ｓｏｍｅ　ｋｅｙ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ａｎｄ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｌａｒｇｅ　ｓｃａｌｅ　ｔｅｒｒａｉｎ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ，ｄａｔａ—ｂａｓｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ　ｔｅｒｒａｉｎ　ａｎｄ　ｒｅａｌ　ｔｉｍｅ　ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ，ｒｅａｌ　ｔｉｍｅ　ｉｎｔｅｒａｃａ—　ｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ａｒｅ　ｅｘｐａｔｉａｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｖｉｒｔｕａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｍｅｎｔｉｏｎｅｄ　ａｂｏｖｅ　ｃａｎ　ｒｅａｌｉｚｅ　ｔｈｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｓｃｅｎｅ　ｃＨｌｉｓｅ　ａｎｄ　ｓｗｉｔｃｈ，ｓｐａｃｅ　ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ，ｐｌａｎａｒ　ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｑｕｅｒｙ，ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｃａｎ　ａｌｓｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ａｎ　ａｓｓｉｓｔａｎｔ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｐｌａｎｎｉｎｇ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｃｏｎｃｅｒｎｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｖｉｒｔｕａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｗａｔｅｒ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｐｒｏｊｅｃｔ；ｌａｒｇｅ　ｓｃａｌｅ　ｔｅｒｒａｉｎ；Ｖｅｇａ