多級串聯明渠調水工程多目標水位預測控制模型研究

孔令仲，雷曉輝，張 召，朱 杰，王 浩

（1.揚州大學 水利科學與工程學院，江蘇 揚州 225009；2.河海大學 水利水電學院，江蘇 南京 210098；3.中國水利水電科學研究院 水資源研究所，北京 100038；4.河北工程大學 水利水電學院，河北 邯鄲 056038；5.北京工業大學 城市建設學部，北京 100124）

1 研究背景

修建大型調水工程是解決水資源時空分布不均的重要手段［1］。因施工投資小、輸水流量大、施工維護便捷，明渠輸水已成為大型調水工程的常用輸水方式。明渠調水工程中以節制閘或泵站為調控建筑物，這些調控建筑物將調水工程分隔成多個渠池，每個渠池可被看作一個上、下游水位不等的水庫。明渠渠池的水位與流量狀態不能用水位-流量-蓄量關系描述，主要在于渠池的蓄水能力相對較小，水面在流量擾動下變幅相對較大，調控過程中并不能將當前水位狀態當作為穩定狀態，還需要考慮水位變化速率對未來狀態的影響；而且明渠中的水位波動為重力波，其傳播速度相對較慢，調控設備的調控對控制點水位和流量的影響時滯較大，調控作用的后效性較為顯著。明渠的水力控制應當綜合考慮以上水力特性，來確定調控設備的調控方案。明渠調水工程的水力控制目標主要以安全控制和輸水穩定控制為主［2］，即控制河渠水位和輸水流量在合理的范圍；而在泵站作為主要調控建筑物的明渠調水工程中，水力控制還需要考慮泵站運行效率的問題［3］。

在明渠調水工程的水力優化控……