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水利工程论文-南水北调中线工程水利控制实时数字三维视景仿真.doc

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水利工程论文-南水北调中线工程水利控制实时数字三维视景仿真.doc

水利工程论文-南水北调中线工程水利控制实时数字三维视景仿真摘要:描述了开展南水北调中线工程水力控制计算机实时数字三维视景仿真的意义和目的,提出了调水工程水力控制仿真系统的体系结构及其内涵,介绍了研究采用的计算机数字三维仿真平台,以及仿真系统的功能。关键词:南水北调水力控制实时数字三维仿真1意义和目的南水北调中线工程规模宏大,调水量流量大,输水距离长达1200多km。全系统的明渠、隧洞和倒虹吸断面尺寸是按照稳态运行工况设计的,是否能够满足动态运行调节水力控制的要求是必须弄清楚的重大关键技术问题。另一方面,合理的选择总干渠的运行控制模式,调蓄水库、闸门、分水闸及北京段泵站变速泵的协联调节规律及其性能指标,对于全系统的明渠、隧洞、倒虹吸断面尺寸以及全系统水力监测监控系统的设计有很大影响。上述问题不仅影响工程的总体规划设计和投资,而且关系到工程建成后能否保证水量分配到位,因此研究解决这些问题具有重大的实际工程意义。调水工程的水力控制是一门新的边缘性科学,主要研究在调水工程中的水力控制问题。该学科涉及到明渠和管道水力瞬变理论,冬季冰期输水理论,水力机械理论,自动控制理论,变速电机调节理论,大系统的运行最优化理论,水力检测信号处理理论,以及现代计算机数字三维视景仿真等高新科技。修建调水工程的实质是通过对水力的控制改变水流的自然流动方向,实现对水资源的重新分配。修建水库、渠道、管涵、泵站,建立计算机网络系统、自动监测监控系统、通信系统的目的,都是为了更好地实施对水流的水力控制,所以建设、管理调水工程的工作主线是水力控制。对工程的水力控制,可以采用水工结构措施,如增高水库大坝,加大水库、渠道尺寸;采用不同的输水方式,如采用水泵加压输水;也可以采用先进的运行自动控制措施。问题是采用不同的措施,工程的投资、运行效益、可靠性差别很大。调水工程的水力控制主要研究两类命题:·正命题,在已知水工、机电、自动监测监控系统配置的条件下,研究水力控制系统的动、静态特性及其最优控制策略和方法;·反命题,在已知调水工程水力控制要求的条件下,研究水工、机电、自动监测监控系统的最优配置。调水工程的设计思路有两种。一是根据规范,按照常规的设计思路:先水工,然后机电,最后自动监测监控系统的常规程序。现有的一些调水工程实践已经证明,按照这一方法经常发生水工、机电、自动监测监控系统不配套的问题,最后不得不对原工程设

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