南水北调中线总干渠冰期充水控冰调度方式研究 - 孙卫军; 管光华; 熊发京; 郭兴涛; 吴永妍 (中国农村水利水电, 2024)
TV68; 南水北调中线工程以明渠输水为主要的输水形式,沿线距离长、跨度大,渠道首尾气候差异较大.严寒低温会使得渠道内出现冰凌现象,给渠道的运行调度带来极大的挑战.而西黑山节制闸附近的雄安调蓄库的底层温水向渠道充水以提升渠道水温,给渠道冰情调控带来了新的思路.通过建立考虑旁侧温水入流的一维渠道冰水力学仿真模型,对温水入渠后渠道内的水温和冰情变化情况进行仿真研究.以京石段干渠为原型构建渠道模型,通过设置不同入流比例、入流温度、混合水量、入流时间工况,探索不同温水入流条件下渠道内的水温和冰盖厚度的沿程变化规律.结果表明:①采用离线水库充蓄缓解渠道冰情的思路基本可行,但调蓄库的来流对总干渠水温的影响主要在下游20 km渠道内,越靠近下游的渠池受到的影响越小,且水温升高的滞后时间越长.②水库来流占比越高,对渠池的水温影响越显著.③水库来流温度越高,下游渠池水温的提升效果越明显,且冰盖持续时间明显缩短,但未能明显减小结冰范围.④混合流量越大,水温降低的速度越慢,出现冰盖的断面的越靠近下游.⑤实际调度时应结合气象预报,在冬季降温之前开始向渠道掺入温水,并持续整个低温期,以达到最好的冰情缓解效果.研究结果可为后续输水除冰方案的确定提供数据支持,为工程的可行性作合理参考,亦可对其他类似温度掺混问题计算模拟提供参照.