本發(fā)明屬于長距離引調(diào)水工程和市政供水工程領(lǐng)域，具體涉及一種長距離全有壓輸水系統(tǒng)水力過渡過程基本工況擬定方法。

背景技術(shù)：

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需水量不斷增大，水資源空間不均衡矛盾也越來越突出，長距離有壓輸水系統(tǒng)作為調(diào)節(jié)區(qū)域水資源的重要手段，因輸水效率高、受環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)越來越受到調(diào)水工程的青睞。長距離全有壓輸水系統(tǒng)主要特點(diǎn)是任一分水口或泵站機(jī)組發(fā)生調(diào)節(jié)，均會對整個系統(tǒng)產(chǎn)生影響。在設(shè)計(jì)階段，其主要難點(diǎn)是在眾多可能的調(diào)節(jié)組合中找出較不利工況開展研究，通過調(diào)整結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度、優(yōu)化調(diào)節(jié)過程和調(diào)壓設(shè)施布置等措施，保證運(yùn)行期安全。傳統(tǒng)上，不利工況的擬定主要依賴于設(shè)計(jì)人員的工程經(jīng)驗(yàn)，易遺漏一些不利工況。若在設(shè)計(jì)階段未找到較不利工況，從而造成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度偏低或運(yùn)行調(diào)度規(guī)則存在漏洞，系統(tǒng)運(yùn)行時存在較大安全風(fēng)險。本發(fā)明即提供一種全有壓輸水系統(tǒng)水力過渡過程基本工況擬定方法，在不遺漏較不利工況的前提下將多分水口的過渡過程基本工況數(shù)量大幅縮減，既彌補(bǔ)了經(jīng)驗(yàn)法確定過渡過程工況易遺漏不利工況的不足，又減小了壓力管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行階段過渡過程分析的工作量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了克服全有壓系統(tǒng)水力過渡過程工況傳統(tǒng)擬定方法依賴經(jīng)驗(yàn)易遺漏不利工況的問題，提供一種長距離全有壓輸水系統(tǒng)水力過渡過程基本工況擬定方法，包括以下步驟：

2、依據(jù)供水需求擬定管道尺寸；

3、確定壓力波動源關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和穩(wěn)壓關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)；

4、根據(jù)穩(wěn)壓關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)位置將有壓輸水系統(tǒng)進(jìn)行分段，并根據(jù)供水能量來源將各管段進(jìn)一步分為自流管段和泵送管段；

5、擬定過渡過程基本工況壓力波動源節(jié)點(diǎn)調(diào)節(jié)原則；

6、分析泵送管段和自流管段的過渡過程工況，并根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整管線設(shè)計(jì)承壓和調(diào)壓設(shè)施水力參數(shù)；

7、根據(jù)調(diào)整結(jié)果輸出有壓輸水系統(tǒng)管路特性表，編制水力過渡過程調(diào)節(jié)指導(dǎo)手冊。

8、進(jìn)一步地，所述依據(jù)供水需求擬定管道尺寸具體為：

9、獲取水庫的特征水位和管道的設(shè)計(jì)糙率；

10、根據(jù)水庫特征水位和管道設(shè)計(jì)糙率，采用壓力管道恒定流計(jì)算公式復(fù)核管道過流能力，并調(diào)整管道尺寸和水泵揚(yáng)程以滿足各分水口用水需求。

11、進(jìn)一步地，所述壓力波動源關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)包括：水泵和大流量調(diào)流閥；

12、所述穩(wěn)壓關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)包括：水庫和大容積調(diào)壓井。

13、進(jìn)一步地，所述基本工況壓力波動源節(jié)點(diǎn)調(diào)節(jié)原則具體為：

14、在調(diào)節(jié)某一壓力波動源關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)時，保持其他節(jié)點(diǎn)的閥門開度或水泵揚(yáng)程不變，通過多個基本工況的前后組合來實(shí)現(xiàn)多個節(jié)點(diǎn)的調(diào)節(jié)；

15、自流管段若相互影響需同時分析，而泵送管段可獨(dú)立進(jìn)行分析。

16、進(jìn)一步地，泵送管段的過渡過程工況具體為：

17、1)管段自身調(diào)節(jié)引起的波動，即泵站前池水位橫定時，泵送管段的基本工況圍繞該管段主要分水口和水泵調(diào)節(jié)的組合；

18、2)其它管段調(diào)節(jié)引起的波動，即泵站前池水位受其它管段影響時，泵送管段的基本工況圍繞其前池水位波動對該管段不同供水組合下管線壓力的影響，確定前池水位許可波動幅度和速度。

19、進(jìn)一步地，自流管段的過渡過程工況具體為：

20、自流管段的過渡過程基本工況圍繞水庫不同運(yùn)行水位、該管段壓力波動源關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)啟閉狀態(tài)和泵送管段是否供水的排列組合確定，過渡過程中自流管段調(diào)節(jié)所引起的泵送管段水泵前池的水位波動不超過所泵送管段的過渡過程工況中許可的波動幅度和速度。

21、進(jìn)一步地，泵送管段僅包括滿負(fù)荷供水和不供水兩種情況。

22、進(jìn)一步地，根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整管線壓力具體為：

23、通過優(yōu)化啟閉過程、調(diào)整管線設(shè)計(jì)強(qiáng)度、調(diào)整調(diào)壓設(shè)施直至管線壓力在安全范圍內(nèi)。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

25、本發(fā)明通過識別壓力波動源關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和穩(wěn)壓關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，限定同一基本工況中僅對其中一個壓力波動源關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，將多分水口復(fù)雜的工況調(diào)節(jié)簡化為多個基本工況的前后組合調(diào)節(jié)，并從排列組合角度進(jìn)行工況擬定，保證了所擬工況可覆蓋所有可能的不利工況。

26、本發(fā)明根據(jù)全有壓輸水系統(tǒng)的壓力波動源、有壓管段壓力波傳播特性和穩(wěn)壓節(jié)點(diǎn)壓力緩沖機(jī)理，將長距離復(fù)雜有壓輸水系統(tǒng)分為自流管段和泵送管段，針對兩類管段在承壓大小和波動變化速率上的差異擬定其基本工況組合，大幅減少了基本工況數(shù)量。

技術(shù)特征：

1.一種長距離全有壓輸水系統(tǒng)水力過渡過程基本工況擬定方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長距離全有壓輸水系統(tǒng)水力過渡過程基本工況擬定方法，其特征在于，所述依據(jù)供水需求擬定管道尺寸具體為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長距離全有壓輸水系統(tǒng)水力過渡過程基本工況擬定方法，其特征在于，所述壓力波動源關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)包括：水泵和大流量調(diào)流閥；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長距離全有壓輸水系統(tǒng)水力過渡過程基本工況擬定方法，其特征在于，所述基本工況壓力波動源節(jié)點(diǎn)調(diào)節(jié)原則具體為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長距離全有壓輸水系統(tǒng)水力過渡過程基本工況擬定方法，其特征在于，泵送管段的過渡過程工況具體為：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長距離全有壓輸水系統(tǒng)水力過渡過程基本工況擬定方法，其特征在于，自流管段的過渡過程工況具體為：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長距離全有壓輸水系統(tǒng)水力過渡過程基本工況擬定方法，其特征在于，泵送管段僅包括滿負(fù)荷供水和不供水兩種情況。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長距離全有壓輸水系統(tǒng)水力過渡過程基本工況擬定方法，其特征在于，根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整管線設(shè)計(jì)承壓具體為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種長距離全有壓輸水系統(tǒng)水力過渡過程基本工況擬定方法，包括以下步驟：依據(jù)供水需求擬定管道尺寸；確定壓力波動源關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和穩(wěn)壓關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)；根據(jù)穩(wěn)壓關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)位置將有壓輸水系統(tǒng)進(jìn)行分段，并根據(jù)供水能量來源將各管段進(jìn)一步分為自流管段和泵送管段；擬定過渡過程基本工況壓力波動源節(jié)點(diǎn)調(diào)節(jié)原則；分析泵送管段和自流管段的過渡過程工況，并根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整管線設(shè)計(jì)承壓；根據(jù)調(diào)壓結(jié)果輸出有壓輸水系統(tǒng)管路特性表，編制水力過渡過程調(diào)節(jié)指導(dǎo)手冊。本發(fā)明在不遺漏較不利工況的前提下將多分水口的過渡過程基本工況數(shù)量大幅縮減，既彌補(bǔ)了經(jīng)驗(yàn)法確定過渡過程工況易遺漏不利工況的不足，又減小了壓力管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段過渡過程分析的工作量。

技術(shù)研發(fā)人員：楊青遠(yuǎn),翟靜靜,黃衛(wèi),陳端,何亮,夏沁雪,魏思奇,倪玉芳,陳自怡,李長慎,程紫璇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：長江水利委員會長江科學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26