[发明专利]一种输水系统的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种输水系统的设计方法，是一种大型水工工程的设计方法，是一种调水工程的受水末端设计方法。

背景技术

对于水资源缺乏的中国北方来说，将南方丰富的水资源通过水工工程调运至干旱少雨的地区，是一个不错的选择。但如何将调运来的水源储存和充分利用，是一种需要解决的问题，这是一个系统工程。

首先，必须考虑如何充分利用受水区已有的自然和人工水网存储来水，以最小的工程投资建立蓄水系统。蓄水容量不能太低，以防止出现弃水，严重的会出现运行事故，造成人员和财产的损失。蓄水容量也不能太高，以致使一部分库容闲置，造成浪费。库容的大小，不但是工程投资问题，还有移民和生态环境的保护等社会问题，十分复杂，在设计中也必须予以考虑。

供需分配的平衡也十分重要。水资源的调配需要很多的花费，所以使用这些水应当十分谨慎，防止浪费。为此，应当充分的考虑用水区域的现状和中、长期需求，避免产生调水不足或过度。

随着社会经济的发展，需要越来越多的调水工程，如何充分有效地解决上述问题并找到一个通用的解决方案，是一个需要研究的课题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种输水系统的设计方法。所述的方法总结了多处调水工程的受水末端设计经验，提出了一套完整的解决方案。充分考虑用水地方的生态环境和社会情况，细致的研究了供过程和需水过程的匹配性要求，从技术上解决了工程调蓄和供需匹配的问题。

本发明的目的是这样实现的：一种输水系统的设计方法，所述的方法的步骤如下：

地形分析的步骤：用于将受水区域的地形地物进行分析，寻找适于蓄水的低洼地区；

调蓄节点选址的步骤：用于根据海拔高程和调蓄节点的空间关系分析选取调蓄节点的位置；

调蓄节点分析的步骤：用于对确定的调蓄节点进行库容分析和提出节点分布方案；

确定工程参数的步骤：用于进行用水分析和供水过程分析，建立供需平衡模型；

配水管网设计参数选择的步骤：用于建立各段输水模型、选取输水干渠糙率，从而计算配水管网不同流段流量参数。

本发明产生的有益效果是：本发明采用的地形分析和调蓄节点的分析，充分考虑的调蓄节点的安全性和社会因素，最大限度的解决了调水工程末端设计的技术以及相关的社会和环保问题，同时建立供需平衡模型以解决调水与供水、用水的矛盾，充分考虑了糙率和供水管网的设计要素，实现了调水工程设计的规律化过程。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的实施例一所述方法的设计流程图；

图2是本发明的实施例八所述方法中设计的梯形明渠的截面形状示意图。

具体实施方式

实施例一：

本实施例是一种输水系统的设计方法，设计流程图见图1所示。本实施例所述方法有两个基本要素：调蓄节点的选取和工程参数的确定。

在调水工程的末端，来水和配水段的需水在时间以及流量上都存在不一致性和不同步性，具体来说，调水段来水过多而配水段分水较少，会导致调配接口段管网或渠道出现水量盈余而发生工程事故；相反，调水段来水过少而配水段需水较多，会导致工程供水保证率下降，不能满足预期要求。基于此，在调水段与配水段过渡过程中，设置合理的调蓄节点，不仅对保护调水和配水工程设施具有重要的作用，同时也对提高工程供水保证率，满足用水户需求具有重要的意义。

设置调蓄工程（调水节点），就是在工程调水段和配水管网段之间设置调蓄设施（水库或蓄水池），从而对调水段的来水按照一定的调蓄制度进行存储或释放，调蓄制度必须考虑到配水管网的需水过程进行相应的耦合。

配水系统调蓄节点的选址是本实施例所述方法的核心工作。对受水区范围现有的水库、池塘、配水管路沿线沟道及工程末端进行分析后选址。调蓄工程节点的选取需考虑地形地质条件、周边环境，工程造价和移民等关键因素。设置调蓄工程，就是在工程调水段和配水管网段之间设置调蓄设施，从而对调水段的来水按照一定的调蓄制度进行存储或释放，调蓄制度必须考虑到配水管网的需水过程进行相应的耦合。

调蓄节点设置合理一方面可以改善周边的水环境，促使形成新的生态景观；另一方面，还可以围绕水库（调蓄节点）设立各种绿化带和文化景观，成为旅游景观，改善当地人民的生活环境。调蓄节点的设置还涉及到土地占用、移民补偿、水源地保护等技术因素以外的社会因素，需要通盘考虑，进行全面的可行性分析。