节制闸调控下明渠输水系统水力特性研究

长距离明渠输水工程的水力控制问题直接关系到工程的安全运行.以南水北调中线某一渠段为典型算例,建立非恒定流数学模型,通过数值模拟,对节制闸调控下的明渠输水系统水力特性进行了研究.结果表明:当流量变化相同时,水位波动范围、流量变化速率与闸门的启闭速率呈正相关.闸门的启闭速率越大,水位波动出现的时间越早,但明渠恢复到新的恒定流状态所需的时间越少.渠段水力震荡及渠道的漫溢现象主要受闸门关闭速度影响,应尽量降低闸门的关闭速率,从而减少水力振荡的影响,延长渠道出现漫溢的时间.综合比较不同节制闸间距下的渠道响应时间、闸前水位壅高、事故排空时间、建闸投资比,建议南水北调中线某明渠段节制闸间距取在25~35 km之间最优.