[发明专利]山丘区长距离输水工程系统总体优化方法

说明书

本发明公开了一种山丘区长距离输水工程系统及总体优化方法，系统通过逐级加压泵站及管道、隧洞、暗渠输水，到达输水工程末端。本发明的总体优化方法能够快速合理地确定山丘区、长距离输水工程系统的总体布局、选择建筑物类别型式、输水方式、建筑物数量及其特征参数。因此，优化确定输水工程系统的总体布局、组成系统的建筑物和特征参数等是关系节省工程投资和获取良好经济效益的重要内容，是实现输水工程功能、效益和安全运行的关键之所在，也是本发明需要解决的问题。

技术领域

本发明涉及一种输水工程系统，特别涉及一种山丘区、多起伏、具有多级加压泵站、长距离输水压力管道、隧洞、暗渠等建筑物型式和加压输水、无压重力流输水、有压重力流输水方式的复杂输水系统。本发明还涉及所述输水工程系统的总体优化方法。

背景技术

随着我国经济社会的快速发展，水资源短缺问题越来越突出，长距离、跨流域调水工程不断兴建。山丘区、长距离、大型输水工程因地形地貌多起伏，而使输水系统变得比平原地区相同规模工程要复杂得多；涉及的输水建筑物型式种类多：如加压泵站、输水管道、暗渠、隧洞、分水口等，输水方式常见的有加压输水、无压重力流输水、有压重力流输水，以及多种输水方式的结合。在以往工程实际中，由于工程组成建筑物多、总体布局复杂，设计人员工作量巨大，只能凭经验进行一定范围的局部完善优化且设计周期长。如何快速合理地确定山丘区、长距离输水工程系统的总体布局、选择建筑物类别型式、输水方式、建筑物数量及其特征参数成为该类工程实施应用的难题。因此，优化确定输水工程系统的总体布局、组成系统的建筑物和特征参数等是关系节省工程投资和获取良好经济效益的重要内容，是实现输水工程功能、效益和安全运行的关键之所在，也是本发明需要解决的问题。

发明内容：

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供了一种经济合理、安全可靠的山丘区长距离输水工程系统及总体优化方法。

本发明中的山丘区输水工程系统是通过如下技术方案来实现的：

本发明一方面提供了一种山丘区长距离输水工程系统，在输水工程始端和末端的输水系统沿线上设置连续的若干级，每一级均包括前池、泵站和输水管路，所述泵站前设有前池，泵站后连接输水管路至下一级泵站的前池，所述输水管路根据地形变化选自用于输送水流穿越或跨越障碍的输水管道、隧洞、暗渠中的一种或多种的结合；所述输水系统沿线上用于连通用水户的分水闸和设有分水阀门的分水口；所述泵站和分水闸连接用于提供动力和控制的电气控制设备。

本发明的山丘区长距离输水工程系统通过逐级加压泵站及管道、隧洞、暗渠输水，到达输水工程末端。各泵站和水闸的电气和控制设备分别为泵站内水泵和阀门、分水闸(阀)等提供动力和控制，协调调度梯级加压泵站和输水系统的联合运行，实现供水目标。由此可见，本发明通过将输水系统沿线上分为连续的若干级，从而既可以根据每一级的地形、流量、分水口位置、分水流量等特点设置不同的、最适合的建筑组成和位置，还可以通过电气控制设备实现不同级泵站的输水量等，实现输水系统的联合运行。

优选的，所述泵站由若干定速水泵和调速水泵组成。

本发明还提供了一种山丘区长距离输水工程系统总体优化方法，包括以下步骤：

步骤1：根据输水系统的水源地和供水目标，以及系统沿线受水区位置和地形地貌，初步拟定多个可行的输水系统平面布置方案；

步骤2：根据上述拟定的多个输水系统平面布置方案的线路地形纵断面图特征和输水系统沿线的设计流量、分水口位置及分水流量，初步确定各方案的建筑物组成和位置；

步骤3：分别计算各方案的工程量：包括泵站、管道、隧洞、暗渠主要建筑物和各类阀门井的附属建筑物；

步骤4：分别计算上述各方案的工程投资；

步骤5：计算各方案的运行费、管理费；确定工程使用年限、设备更换周期和折现率；计算净现值；