区域调水系统水量模拟及控制运用研究

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1、河海大学硕士学位论文区域调水系统水量模拟及控制运用研究姓名：许轶申请学位级别：硕士专业：水文学及水资源指导教师：董增川20060601摘要我国是一个水资源比较贫乏的国家，而且由于自然地理和气候原因，我国也是一个水资源分布很不均衡的国家。现代大规模水利工程技术的发展为长距离、跨区域，甚至是跨流域的水资源重新分配提供了重要的技术支持。由于经济发展的地区差异和水资源天然分布的不均衡性，使得区域调水技术的应用变得越来越普遍。为此，进行长距离调水工程的水量模拟及控制运用研究具有重要意义。本文以南水北调东线一期工程东平湖～济南段(简称济平干渠)调水工程为例，围绕调

2、水系统水量模拟和控制运用为专题展开研究。首先，分析济平干渠资料，建立了一套适用于该类渠道的水动力学模型。该模型以描述河道水流运动的Saint_Venant方程组为基础，按Preissm锄加权四点隐式格式进行离散，用追赶法对离散形成的线性代数方程组进行求解，并得到了满意的计算结果。然后，在模拟模型的基础上，建立控制系统状态空间方程，综合考虑调水系统的精确度、响应性及稳定性三项性能指标，通过分析试算，对济平干渠调水系统实现了反馈控制运用，结果表明济平干渠调水系统具有良好的输水可靠性和安全性。济平干渠水动力学模型及控制运用的计算成果表明，模型在该类渠道的模拟

3、计算和控制运用方面是可行的，对类似的人工渠道水量模拟及控制运用具有借鉴作用。关键词：调水系统、水动力学模型、水量模拟、控制运用AbstractWaterresourcesarerel“Velyscarcetothep叩ul撕oninChjna．Andthedistribmionofwaterresourcesisunevenmspatialandtempomlscales．Becauseofthedi丘brencesofeconomydevelopmentaJldt11enat【lm【dismbutionof、Ⅳaterres呲esamongdi丘宅r

4、emregions，long-distancewater-仃amfertechIlology印plicationsbecomemoreaIld加orcpoplllar．W11ilemedevelopmentofwaterconservancyengineeringtecllnologyproVidesimportanttechIliquesuppontonle10n哥distanceredis砸butionof啪terrcsources．T王lcrcfore，itisverysigIlincaIltofwaterq啪ti哆modelillgtolong

5、—distance、Ⅳater-打ansferprojectcontrol‘Theresearchareaof廿lisp叩eris吐lereach舶mDongpingLaketoJinaIlci哆(JipingCh蛐elforshort)，whichispanofmeeastlineofsoum—to_Nonhwater1hnsferProj鳅．Thewaterquamitysimulationandcontrolapplicationofwatertransfersystema肥studied．First，awatertransferhydrodyⅡ

6、amicsmodelmatappliestoJipingCha衄elissetup．In廿1ecomputillgofhydmlogicalfactorsofwaterinmechaIlnel，meunste{以yflowcomputationbasedonSaintVenantequationsdispersedbyPreissmallIlFourPointlinearimplicitschemeisapplied．Andtlleschemeiss01vedbymematcllingpllrsu“metlloda11dtheprecisionabou

7、ttheresultisimpmvedgreatly．Secondly，astateequationofthecontrolsystemissetup．Accuracy，feedbacka11dstabilityareconsideredtogethertoanalyzethecharacteristicsofthesystem．1、heresultspresentsthattheJipingChannel、vate卜transfersyStemisreliable，safeandfeaSible．Theresllltsofthemodelindica

8、tet}1atwater—tmnsferhydrodynamicsmodelinJipingC