[发明专利]一种调水工程运行方式转换方法

权利要求书

1.一种调水工程运行方式转换方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)建立闸泵群调控下水力学仿真模型：

模拟调水工程恒定流和非恒定流过程，以进行调水工程渠池水面线和蓄量的计算，闸泵群调控下渠道水力响应过程的模拟分析；构建一维水力学模型，对节制闸、分水口、倒虹吸、明渠的内部构筑物进行概化处理，将概化好的内部建筑物与圣维南方程组进行耦合，同时采用Preissmann四点时空偏心格式对方程组进行离散，用双扫描法求解；

2)判断选用何种调水工程运行方式：

如果调水工程的常规运行方式是闸前常水位或者闸后常水位，事故段上游段在应急调控下分水口正常供水，渠池流量突然变大或变小，利用步骤1)的水力学仿真模型进行分析，维持原有的运行方式进行调控，出现水流响应与恢复特性差、蓄量调蓄与应急需求不协调的问题，则可以进入步骤3)判断是否具有转换为等体积运行方式的条件；

3)判断是否具备转换条件的步骤：

利用步骤1)的水力学仿真模型对该调水工程转换运行方式的各闸门调控方案进行模拟，若存在符合以下两个条件的闸门调控方案，则说明转换为等体积运行方式是可行的：

a.水位波动过程水流不漫溢，要求水位最大值低于堤顶高程，即：

Δh_max≤ΔH_max，其中：Δh_max和ΔH_max分别应急调控过程中各渠池水位波动的最大值和渠道允许水位波动的最大值；

b.水体稳定后，水位控制点上升或下降幅度应不超过极限值，即：

Δh_T，max≤ΔH_T，max，其中：Δh_T，max和ΔH_T，max分别为渠池水位控制点上升或下降幅度的实际值和最大值；

4)转换运行方式：进行闸门操作，将闸前常水位运行方式或者闸后常水位运行方式转换为等体积运行方式。

2.根据权利要求1所述的调水工程运行方式转换方法，其特征在于，步骤1)中非恒定流计算采用一维圣维南方程组，该方程由连续性方程和动量方程组成：

式中：x和t分别为空间和时间坐标；q为单位长度渠道上的侧向入流流量；α为动量修正系数；Q为断面流量；A为断面过水面积；Z为水位；S_f为水力坡度；S₀为渠道底坡度；g为重力加速度；

式中：K为流量模数；

令式(1)中的时间项和为0，则得到恒定流计算式：

对于式(3)用式(1)的离散格式和数值计算方法进行求解，使非恒定流收敛到相应的恒定流上，即恒定流计算与非恒定流计算满足“相容性”准则。

3.根据权利要求1所述的调水工程运行方式转换方法，其特征在于，步骤4)转换运行方式的调控方法依靠上下节制闸或分水口的操作，确定闸门开始操作的时间T₀和闸门由初始流量Q₀调整到末流量Q₁所需的时间T₁-T₀；计算得到该渠池上、下节制闸在调控过程流入渠池的水量V_up、流出渠池的水量V_down；及该渠池在调控过程中分水口或退水闸的分或退水量V_d。