南水北调中线工程Ⅲ级水污染应急调控研究

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1、分类号密级ｉＷＨＲ（ｆ）ＵＤＣ编号｜肀？水剩水电新＃研究淀学位论文南水北调中线工程ＩＩＩ级水污染应急调控研究学位类别工学硕士学科专业水力学及河流动力学研究生杨星指导教师崔巍教高中国北京二零一八年五月分类号密级ＵＤＣ编号？十？水剩水电科＃Ｍ究淀学位论文南水北调中线工程ＩＩＩ级水污染应急调控研究学位类别工学硕士学科专业水力学及河流动力学研究生杨星指导教师崔巍教局中国北京二零一八

2、年五月ＳｔｕｄｙｏｎＨｙｄｒａｕｌｉｃＲｅｇｕｌａｔｉｏｎｏｆＬｅｖｅｌｍＷａｔｅｒＰｏｌｌｕｔｉｏｎｎ－－ｉＭｉｄｄｌｅＲｏｕｔｅｏｆＳｏｕｔｈｔｏＮｏｒｔｈＷａｔｅｒＴｒａｎｓｆｅｒＰｒｏｊｅｃｔＤｅｇｒｅｅＧｒａｄｅ：ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭａｏｒ：ＨｄｒａｕｌｉｃｓａｎｄＲｉｖｅｒＤｎａｍｉｃｓｊｙｙＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＹａｎｇＸｉｎｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＣｕｉＷｅｉｐＣｈｉｎａ

3、ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＨｄｒｏｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈｙｐＩＷＨＲＢｅｉｉｎＣｈｉｎａ（），ｊｇ，Ｍａｙ，２０１８独创性声明关于学位论文的独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师指导下独立进行研究工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中国水利水电科学研究院或其它教育机构的学位或证书等而使用过

4、的材料。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名：年‘月ｄ曰南水北调中线工程ＩＩＩ级水污染应急调控研究摘要南水北调中线工程作为跨流域调水工程，具有可用水头非常有限、输水线路长、调水规模大、沿线无在线调节水库、全线采用自流输水的特点，其水力学问题较为复杂。？中线工程水源来自丹江口水库，水质级别为ＩＩＩ类，承担着缓解北方严重缺水问题的重任。但由于工程跨南北纬度大，穿越众多的河流、路桥，可能发生突发水污染事件。一研宄如何通过正确的应急调度策略来应对水污染

5、事件，形成套高效的风险防御体系便尤为重要，这也是南水北调中线工程运行成败的关键所在。本文立足于《南水北调中线干线工程水污染事件应急预案》（Ｑ／ＮＳＢＤＺＸＧ０－１５２０１４），在综述南水北调中线工程运行控制研宄现状和南水北调水污染应急调控研，宄现状的基础之上在满足中线现有闸前常水位运行的要求的同时，针对中线工程需要解决的ＩＩＩ级水污染事件应急处置问题，展开了对污染物输移特性以及应急调控方面的研宂。，建立了包含有节制闸在充分考虑工程结构特性的基础上、分水口、倒虹吸、渐变一一

6、段等复杂内边界条件的明渠维非恒定流模型，并耦合建立了基于均衡域的明渠维水质模型－ＲＡＳ的水。水动力水质耦合模型与ＨＥＣ动力模块和水质模块分别进行了对比，对比结果显示模型计算精度较高，可用于中线工程运行控制仿真和应急调控研究。分析了输水明渠中能够对污染物输移过程造成影响的水动力、水质参数，确定了函数关系式０＃，２人＾／／，７）。其中，输移距离Ｌ、流量０（流速Ｍ）和水深丑（蓄量Ｆ）可作为可控变量参与应急调控。并就此研宄了在受控制的输移距离下，流量调控和蓄量调控两种应急处置方式对污染

7、物输移过程的影响。对于流量调控方式，既分析了减小流量所起到的延长污染物在渠道中输移的时间以增强污染物自身降解的作用，还分析了增大流量所起到的增强污染物离散程度的作用。对于蓄量调控方式，分析了通过引水和蓄水两种操作方式增加渠道蓄水量起到的冲污稀释作用。综合长距离输水工程可多渠池联合调度的优点以及渠道自身调蓄能力的限制，流量调控方式发挥的作用强于蓄量调控方式。研宄了中线总干渠ｎｉ级水污染应急调控方案。针对中线工程输水量大、闸门群和分水口群众多、控制要求髙的特点，提出基于分水口水力

8、特性划分水力调控单元，并将水污染影响范围限制在水力调控单元内的流量调控策略。在不显著影响水力调控单元上下游正常运行的前提下，通过发挥闸门群和分水口群的联合调控作用，尽可能地利用渠道，自身的调蓄能力在维持渠道蓄量的动态平衡和水位的相对稳定的同时，实现水污染应。研究显示急处置。提出了三种具体实施方案，并以京石段工程为对象进行了仿真测试，三种方案适用于不同的运行条件，相较于传统的紧急关闭闸门或启用退水闸等方案，三种方案均不