南水北調(diào)中線干線京石段工程輸水運行規(guī)律分析

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究的意義及目的 4
1.3 國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀 5
1.3.1 調(diào)水工程研究現(xiàn)狀 5
1.3.2 穩(wěn)定調(diào)度狀態(tài)過閘流量分析研究現(xiàn)狀 8
1.3.3 降雨特性分析研究現(xiàn)狀 9
1.3.4 無資料或缺測資料地區(qū)水文研究的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 10
1.4 研究內(nèi)容與方法 12
1.4.1 水流波速分析 12
1.4.2 穩(wěn)定調(diào)度狀態(tài)過閘流量分析 14
1.4.3 渠道輸水損失率分析 14
1.4.4 充水階段規(guī)律分析 15
1.4.5 汛期調(diào)度階段規(guī)律分析 15
1.4.6 冰期調(diào)度階段規(guī)律分析 18
1.4.7 退水階段規(guī)律分析 18
第2章 研究工程概況 19
2.1 京石段應急供水工程實施背景 19
2.2 京石段工程基本概況 20
2.2.1 工程線路布置 20
2.2.2 工程任務 22
2.2.3 工程內(nèi)容及建設(shè)情況 23
2.3 工程通水情況 25
2.3.1 第一次通水情況 26
2.3.2 第二次通水情況 27
2.3.3 通水情況評估 28
2.4 研究渠段說明 31
2.4.1 研究渠段范圍 31
2.4.2 節(jié)制閘基本情況 31
2.4.3 節(jié)制閘的調(diào)節(jié) 32
2.4.4 閘門操作步驟 33
2.5 京石段應急供水工程意義 34
第3章 水流波速分析 35
3.1 明渠非恒定流介紹 35
3.1.1 明渠非恒定流基本定義 35
3.1.2 調(diào)水工程中的明渠非恒定流問題 35
3.1.3 相關(guān)理論研究 36
3.2 明渠非恒定流特性 36
3.2.1 基本特征 36
3.2.2 明渠非恒定流波的分類 37
3.2.3 特殊的明渠非恒定流波 39
3.2.4 明渠非恒定流的變化特性 40
3.3 渠道水力響應因素分析 41
3.3.1 渠道水力響應一般過程 41
3.3.2 渠道水力響應影響因素 41
3.3.3 渠道正常狀態(tài)下水力響應過程的主要影響因素 42
3.4 水力響應過程研究 42
3.4.1 研究方案 42
3.4.2 單個節(jié)制閘調(diào)節(jié)引起的水力響應過程研究 42
3.4.3 節(jié)制閘距離與響應時間的關(guān)系 51
3.5 本章小結(jié) 54
第4章 穩(wěn)定調(diào)度狀態(tài)過閘流量分析 56
4.1 分析方法簡介 57
4.1.1 最小二乘法 57
4.1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法 58
4.1.3 回歸效果分析 59
4.2 流量系數(shù)計算分析 59
4.2.1 堰流和閘孔出流的判別 59
4.2.2 最小二乘法求解 60
4.2.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法求解 63
4.2.4 參數(shù)分析 67
4.2.5 合理性評價 67
4.3 渠段糙率分析 71
4.3.1 最小二乘法求解 71
4.3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法求解 73
4.3.3 參數(shù)分析 76
4.3.4 合理性評價 76
4.4 崗頭節(jié)制閘數(shù)據(jù)處理 79
4.5 本章小結(jié) 80
第5章 輸水損失率分析 82
5.1 輸水損失率計算方法 83
5.2 輸水損失率分析 83
5.2.1 全年輸水綜合損失率計算 83
5.2.2 各階段輸水損失率計算 86
5.2.3 綜合輸水損失率匯總 94
5.2.4 回歸分析 95
5.3 本章小結(jié) 97
第6章 充水階段規(guī)律分析 99
6.1 充水方案的選擇 99
6.2 歷次通水過程充水情況 100
6.2.1 第一次通水（2008年9月18日～2009年8月19日）100
6.2.2 第二次通水（2010年5月25日～2011年5月9日）100
6.2.3 第三次通水（2011年7月21日～2012年7月31日）103
6.2.4 第四次通水（2012年11月21日～2013年11月11日）106
6.3 兩種充水方式洗渠退水比較分析 109
6.3.1 幾次充水階段洗渠退水情況 109
6.3.2 洗渠退水比較分析 109
6.4 本章小結(jié) 109
第7章 水文時間序列相關(guān)特性分析方法 111
7.1 水文時間序列的概念 111
7.2 水文時間序列組成 112
7.2.1 趨勢性分析方法 112
7.2.2 突變性分析方法 114
7.2.3 周期性分析方法 115
7.3 傅里葉分析法 116
7.4 最大熵譜分析法 117
7.4.1 最大熵譜分析法原理 117
7.4.2 截止階k 0的選取原則 118
7.4.3 Burg遞推算法 119
7.4.4 方法總結(jié) 120
7.5 小波分析法 120
7.5.1 小波函數(shù) 121
7.5.2 小波變換 121
7.5.3 小波方差 122
7.5.4 方法總結(jié) 122
7.6 本章小結(jié) 123
第8章 南水北調(diào)中線京石段降雨序列特性分析 124
8.1 研究區(qū)域水文特性 124
8.2 年降雨序列趨勢性分析 125
8.3 年降雨序列突變性分析 127
8.4 年降雨序列周期性分析 130
8.4.1 快速傅里葉變換周期分析計算（FFT周期分析法）130
8.4.2 最大熵譜周期分析法計算 131
8.4.3 小波周期分析法計算 133
8.5 本章小結(jié) 137
第9章 汛期調(diào)度階段規(guī)律分析 138
9.1 無資料或缺測資料地區(qū)水文問題分析方法 138
9.1.1 無資料或缺測資料地區(qū)徑流分析計算方法 139
9.1.2 無資料或缺測資料地區(qū)不同頻率暴雨計算方法 141
9.2 設(shè)計暴雨計算 144
9.2.1 設(shè)計點雨量 144
9.2.2 設(shè)計面雨量 146
9.2.3 設(shè)計暴雨的時程分配（24小時雨型）146
9.3 當發(fā)生不同頻率暴雨京石段工程渠道控制水位 148
9.4 實際降雨對渠道水位影響 149
9.4.1 總體情況 149
9.4.2 典型情況 152
9.5 不同重現(xiàn)期的暴雨對渠道水位的影響以及相應的措施 156
9.5.110 年一遇降雨時水情分析 157
9.5.220 年一遇降雨時水情分析 159
9.5.350 年一遇降雨時水情分析 161
9.5.4100 年一遇降雨時水情分析 163
9.6 本章小結(jié) 166
第10章 冰期調(diào)度階段規(guī)律分析 168
10.1 冰期輸水調(diào)度規(guī)則 168
10.2 各輸水渠段冰情時空分布 169
10.3 冰期調(diào)水主要控制因素 172
10.4 冰期調(diào)度規(guī)律分析研究 173
10.4.1 流冰階段 173
10.4.2 冰蓋形成階段 177
10.4.3 冰蓋下輸水階段 182
10.4.4 融冰階段 185
10.5 本章小結(jié) 187
第11章 退水階段規(guī)律分析 189
11.1 退水階段調(diào)度原則 189
11.2 三次通水退水情況 189
11.2.1 第一次退水 189
11.2.2 第二次退水 192
11.2.3 第三次退水 195
11.3 本章小結(jié) 197
第12章 結(jié)論及建議 199
12.1 結(jié)論 199
12.2 建議 200
參考文獻 202