本文關(guān)鍵詞：一維長距離調(diào)水系統(tǒng)水力研究

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【摘要】：我國水資源的分布特點是“南多北少”,水資源與土地資源的分布、經(jīng)濟社會發(fā)展布局不匹配,水資源供需矛盾十分突出。當(dāng)前解決水資源短缺最直接、有效的手段是修建長距離跨流域調(diào)水工程。調(diào)水工程的主要目標(biāo)是解決不同地區(qū)之間水資源分配嚴(yán)重不平衡的現(xiàn)狀,進而實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置,促進地區(qū)經(jīng)濟社會持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。_調(diào)水運行期間,由于流量運行變化、閘閥誤操作等原因,長距離調(diào)水工程常出現(xiàn)非恒定流現(xiàn)象,引起系統(tǒng)中的水頭、流速等水力要素發(fā)生劇烈變化,造成管道爆裂甚至人員傷亡,影響到系統(tǒng)的正常運行與安全,引起相關(guān)部門的廣泛關(guān)注。首先,針對長距離調(diào)水工程管網(wǎng)存在明滿流交替過渡流這一情況,本文以圣維南方程為基礎(chǔ),采用Preissmann窄縫假設(shè),將明渠流與有壓管流這兩類模型在數(shù)學(xué)形式上達到統(tǒng)一,方便了管網(wǎng)內(nèi)復(fù)雜流態(tài)的模擬。并建立了有壓管網(wǎng)水擊模型,來模擬由事故工況等引起的水位急劇變化過程。其次,在現(xiàn)有的一維非恒定流模型基礎(chǔ)上,考慮到調(diào)水系統(tǒng)的本身結(jié)構(gòu)特點,采用交錯網(wǎng)格半隱式離散方法對建立的非恒定流模型進行離散。其中運動方程對流項離散采用一階迎風(fēng)格式,使模型的穩(wěn)定性增加,計算時可取較大的克朗數(shù)來提高計算效率。水擊方程離散采用的是對時間中心差分的Crank-Nicolson隱式格式,計算精度可達到二階精度,無條件穩(wěn)定。然后,通過對恒定有壓管網(wǎng)、樹狀及環(huán)狀河網(wǎng)、明滿流過渡流、一維潰壩、水擊問題進行驗證,說明模型具有良好的可靠性與穩(wěn)定性,具備模擬復(fù)雜調(diào)水工程非恒定水流的能力。最后,將模型應(yīng)用于北京市南水北調(diào)調(diào)水工程,分析不同流量情況及事故工況下調(diào)水系統(tǒng)流量及水位分布,為相關(guān)部門的調(diào)度運行提供依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TV68;TV13

【參考文獻】

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本文編號：1150557