李效賓+紀(jì)明輝+楊勇

摘 要：南水北調(diào)中線沿線設(shè)有64座節(jié)制閘，為確保輸水調(diào)度運行安全，結(jié)合中線工程運行實際，選取焦作管理處節(jié)制閘以往閘門開度、閘前水位、水頭差、過閘流量等基本水情信息數(shù)據(jù)作為樣本； 通過研究分析，擬合出閘門開度與過閘流量的關(guān)系式，歸納焦作管理處節(jié)制閘閘調(diào)度經(jīng)驗。通過閘門開度調(diào)度經(jīng)驗分析，提出適節(jié)制閘過流量的計算方法，同時為總調(diào)中心對中線干渠節(jié)制閘閘門調(diào)度提供數(shù)據(jù)樣本和數(shù)據(jù)參考。盡管過閘流量計算公式不嚴(yán)格，但對我們調(diào)節(jié)閘門仍有重要的指導(dǎo)意義。從而在保證工程安全、輸水安全、盡量減小對供水影響的前提下，完成調(diào)度任務(wù)。

關(guān)鍵詞：閘門開度；過閘流量；運行調(diào)度；南水北調(diào)

中圖分類號：TV68 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）01-0094-01

1 研究背景

南水北調(diào)中線工程自丹江口水庫引水，途徑河南、河北、天津、北京四?。ㄊ校こ叹€路長，運行工況復(fù)雜，無調(diào)蓄水庫，輸水調(diào)度技術(shù)難度大。焦作段工程是整個中線工程唯一穿越主城區(qū)的工程，外圍環(huán)境極其復(fù)雜，涉及沿線4區(qū)1縣，30個行政村，各類穿越項目穿越跨越臨接南水北調(diào)工程，發(fā)生突發(fā)事件的危險源較多、可能性較大[1-5]。金結(jié)、機電、35kV供電線路運行目前還不十分穩(wěn)定，存在閘門失控、供電線路斷電、通訊光纜中斷等風(fēng)險。各類維護作業(yè)、后穿越施工等也給電纜、光纜安全帶來威脅。運行調(diào)度規(guī)范化水平還有待提升，違反操作規(guī)程、工作疏忽大意等，造成閘門誤操作的安全風(fēng)險依然存在。

因此，本次選取焦作管理處轄區(qū)閆河節(jié)制閘和聵城寨節(jié)制閘水情信息數(shù)據(jù)作為樣本，分析總結(jié)出節(jié)制閘閘門開度與過閘流量的關(guān)系，為保證工程安全運行提供數(shù)據(jù)參考。

2 工程概況

南水北調(diào)中線干線全長1432千米，共有64座節(jié)制閘。其中焦作段全長38.46千米，共有2座節(jié)制閘（閆河節(jié)制閘、聵城寨節(jié)制閘）、3座分水閘、3座退水閘參與調(diào)度。閆河閘站為節(jié)制閘站，共設(shè)4孔閘門，孔口尺寸為6.5×6.7m，設(shè)計流量為265m3/s，加大流量為320m3/s，設(shè)計水位為105.15m，加大水位為105.78m。聵城寨閘站為節(jié)制閘站，共設(shè)4孔閘門，孔口尺寸為6.5×6.4m，設(shè)計流量為260m3/s，加大流量為265m3/s，設(shè)計水位為103.54m，加大水位104.15m。

3 輸水調(diào)度原則

南水北調(diào)中線干線工程雖然已經(jīng)過2個輸水調(diào)度年度，但工程供水量、總干渠輸水量，還遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計能力，在輸水調(diào)度過程中，應(yīng)遵循以下原則：（1）盡可能保證輸水流量平衡的原則。（2）盡可能保證運行水位穩(wěn)定的原則。（3）盡可能保證建筑物安全的原則[1-5]。

4 輸水調(diào)度運行方式

焦作段總干渠采用明渠輸水，渠道為混凝土襯砌，采用閘前常水位運行方式，該模式也稱為下游常水位控制，即各渠段的水位控制點位于下游節(jié)制閘閘前，輸水穩(wěn)定時，閘前水位控制在各控制點的附近，控制點對應(yīng)的水位稱為目標(biāo)水位。在輸水調(diào)度過程中，通過調(diào)整閘門開度，保證按照輸水流量，保持水位在目標(biāo)水位附近。運行調(diào)度過程中盡量保持渠段節(jié)制閘閘前水位的穩(wěn)定。節(jié)制閘閘前目標(biāo)水位一般按設(shè)計水位控制[1-6]。

5 閆河節(jié)制閘、聵城寨節(jié)制閘閘門開度經(jīng)驗

為了能高效科學(xué)地應(yīng)對突發(fā)事件，做好輸水調(diào)度應(yīng)急工作，根據(jù)2014年12月12日-2016年12月31日的水情信息記錄，將閆河節(jié)制閘、聵城寨節(jié)制閘水情數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計梳理，以節(jié)制閘設(shè)計水位為常水位，將閘門開度及水頭差、瞬時流量形成節(jié)制閘閘門開度經(jīng)驗值匯總表，供工作參考，以在保證工程安全、輸水安全、盡量減小對供水影響的前提下，完成調(diào)度任務(wù)。

6 結(jié)語

通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，筆者編制了過閘流量計算公式，對渠道節(jié)制閘的過閘流量進行計算。閆河節(jié)制閘過閘流量與閘門平均開度呈y=0.1095x的線性關(guān)系，聵城寨節(jié)制閘過閘流量與閘門平均開度呈y=0.0843x的線性關(guān)系。具體關(guān)系圖如圖1、圖2。

聵城寨節(jié)制閘的計算結(jié)果與測量值符合良好，閆河節(jié)制閘計算結(jié)果與測量值差別較大。經(jīng)過分析原因可能有以下三種：

（1）該節(jié)制閘處的流量計測量不準(zhǔn)確；（2）該節(jié)制閘閘前、閘后水位數(shù)據(jù)，不是嚴(yán)格的節(jié)制閘前、后水位；（3）在統(tǒng)計過程中閆河節(jié)制閘的樣本統(tǒng)計過程中存在誤差導(dǎo)致。

過閘流量的準(zhǔn)確計算，是仿真和實現(xiàn)自動化調(diào)度的基礎(chǔ)。如果過閘流量計算的結(jié)果不理想，水量自動化調(diào)度系統(tǒng)與設(shè)備可能淪為擺設(shè)。因此，我們下一步有意義的工作主要有以下兩個方面：

（1）流量計的率定，使測量結(jié)果貼近真實值，同時為計算結(jié)果的比對提依據(jù)；（2）整理每座閘門開度與流量的關(guān)系，收集足夠多的樣本，在今后樣本收集過程中，應(yīng)該在樣本數(shù)值選取和樣本數(shù)量上多下功夫。

通過整理焦作段閘門開度與流量的關(guān)系，提出適應(yīng)該座閘過流量的計算方法，同時為總調(diào)中心對中線干渠節(jié)制閘閘門調(diào)度提供數(shù)據(jù)樣本和數(shù)據(jù)參考。盡管過閘流量計算公式不嚴(yán)格適用于中線干渠節(jié)制閘流量的計算，但對我們調(diào)節(jié)閘門仍有重要的指導(dǎo)意義。（若忽略其他參數(shù)的變化，流量與開度成線性關(guān)系）

參考文獻

[1]黃會勇，毛文耀，范杰.南水北調(diào)中線一期工程輸水調(diào)度方案研究[J].人民長江，2010，（16）：8-13.

[2]陳文學(xué)，劉之平，吳一紅，等.南水北調(diào)中線工程運行特性及控制方式研究[J].南水北調(diào)與水利與科技，2009，7（6）：8-12.

[3]王玲玲.南水北調(diào)中線總干渠節(jié)制閘控制運行方式研究[D]鄭州：鄭州大學(xué)，2010.

[4]黃會勇，毛文耀，范杰，等.南水北調(diào)中線一期工程輸水調(diào)度方案研究[J].人民長江，2010，41（16）：8-16.

[5]長江水利委員會長江勘測設(shè)計研究院.南水北調(diào)中線一期工程可行性研究總報告[R].2005.

[6]杜霞，耿雷華.南水北調(diào)中線工程運行風(fēng)險分析[J].水利水電技術(shù)，2011，42（3）：85-88.endprint