基于调蓄工程的南水北调中线区间调水动态调控

摘要

针对南水北调中线长距离明渠输水响应滞后引发的水力不稳定问题，提出一种基于调蓄工程的区间动态调控模型。该模型通过拓扑重构将南水北调中线总干渠划分为多个独立区间模块，并耦合沿线调蓄水库，构建局部流量平衡机制以缓解扰动传播。仿真分析对比该模型与常规下游常水位运行方式在恒定与非恒定流过程中水位波动幅度、水力响应时间等关键指标的差异。以中线陶岔渠首至颍河段及鸭河口水库为研究区进行模拟，结果表明：在不同模拟场景下，区间动态调控模型都可减少闸门调控数量同时还能缩短渠道稳定时间，适当降低水位波动幅度和流量突变率。在分水位置差异场景下，其绝对值误差积分（IAE）、无量纲化绝对流量变化积分（NIAQ）和控制稳定比尺（NST）分别比常规运行模式下降47.7%、51.2%和7.2%，在流量变幅场景下，当分水口流量突发15 m3/s扰动工况时，模型通过调蓄水库的动态补水机制，将流量突变率抑制至24%。验证多水源补水场景下区间动态调控模型的稳定性和高效性，可以为长距离调水工程平稳运行提供新的视角。

关键词

区间调水模型 / 闸前常水位 / 模拟仿真 / 南水北调中线 / 动态调控