[發明專利]基于閘泵聯合調控的梯級泵站明渠調水工程充水方法

有效

• 申請號: 201810517277.X
• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN108647907B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 田雨;張召;雷曉輝;周文軍;穆鵬;鄭艷俠;常文娟;王超;甘治國;張云輝
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 梁艷

本發明公開了一種基于閘泵聯合調控的梯級泵站明渠調水工程充水方法，涉及調水工程充水技術領域。該充水方法，采用閘泵聯合調控技術，使水泵快速達到啟動條件，實現了工程的快速充水，同時減少了充水時間和充水階段水量損失，提高了充水效率；同時，通過從水資源充沛的水源地取水，充水效率得到了顯著提高，減少了系統的水資源浪費和水量損失；另外，通過舌瓣閘調控，降低了充水過程的渠道水面線，保證了渠道充水的安全。

技術領域

本發明涉及調水工程充水技術領域，尤其涉及一種基于閘泵聯合調控的梯級泵站明渠調水工程充水方法。

背景技術

以多個輸水渠池銜接的梯級泵站調水工程是大中型輸水系統中的常見布置形式。該類工程在首次運行和檢修后恢復通水工況下，均需要進行渠道的充水調度。充水模式直接決定著工程的充水效率，并進一步影響著工程的通水時間和充水過程的水量損失程度。

目前，充水模式往往利用天然落差，以受水區水庫為充水水源，全線自流為渠道充水。該模式只有在渠道入口泵站的站后水位達到水泵機組的最小淹沒條件時才能進行下一渠池的充水，導致水流流程長、充水效率低、蒸發滲漏量大。另外，渠道充水結束后，充水水體還需要通過梯級泵站再提升至充水水庫，增加了能源消耗和運行費用。因此，需要研究梯級泵站明渠調水工程的快速充水模式，以提高系統充水過程的效率，減少水量損失，降低運行能耗和費用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于閘泵聯合調控的梯級泵站明渠調水工程充水方法，從而解決現有技術中存在的前述問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種基于閘泵聯合調控的梯級泵站明渠調水工程充水方法，所述調水工程包括N個泵站和N-1個渠池，所述充水方法包括如下步驟：

S1，利用技術排水泵為各泵站站后舌瓣閘與出口之間的出水池充水，使出水池的水位滿足泵站淹沒啟泵條件；

S2，構建渠道恒定流計算模型，并分別計算調水工程各渠池在設計充水流量下的最低控制水面線和斷面水深；

S3，構建渠道水體體積計算模型，并分別計算各渠池在最低控制水面線下的水體體積V_i(i＝1,2,…,N-2,N-1)；

S4，確定梯級泵站調水工程各渠池充水量C_i、渠池充水時間t_i、累計充水水量C_sys、累計充水時間T_sys；

S5，利用泵站水泵機組按設計充水流量Q_i依次為各渠池充水，使系統達到通水條件。

優選地，S1包括如下步驟：

S101，在第k級泵站機組啟動前，將泵站后舌瓣閘調整至完全起立狀態，舌瓣閘完全起立時門頂高程與出水池最低運行水位齊平，其中，k＝1,2,3,…,N；

S102，充分發揮泵站后舌瓣閘的擋水作用，利用技術排水泵將舌瓣閘與泵站出口間的出水池充水至

優選地，S2包括如下步驟：

S201，構建渠道的恒定流計算模型；

S202，在所述恒定流計算模型中，將St.Venant方程中各水力要素對時間的偏導項取零，得到僅含空間項的微分方程組，如下公式：

式中：Q為渠道輸水流量，m³/s；x為斷面的距離坐標，m；q為單位長度渠段上的分水流量，m³/s，如果全線流量匹配，則取q＝0；u為斷面平均流速，m/s；Z為水位，m；c為謝才系數，m^0.5/s；R為水力半徑，m；g為重力加速度，m/s²；A為過水面積，m²；