节制闸过闸流量规律的研究与应用——以南水北调中线工程北易水节制闸为例

作     者：李宛东 

作者单位：华北水利水电大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邱林

授予年度：2018年

学科分类：080103[工学-流体力学] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 081502[工学-水力学及河流动力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

主      题：南水北调中线 节制闸 遗传神经网络 回归分析法 过闸流量 

摘      要：南水北调中线工程自通水以来,已平稳向沿线受水区输水108.6亿m,取得了显著地经济效益、社会效益和生态效益。作为线性工程,中线工程沿线无大型调蓄工程,水量分配及调度需要沿线数十个节制闸协同操作来实现。节制闸的过闸流量的分析计算是进行科学输水调度的基础。因此,需要在实测水情数据分析的基础上,建立准确的过闸流量计算模型,为节制闸在已知闸前闸后水位和闸门宽度条件下,针对目标过闸流量或开度下的水闸实际控制提供科学的依据。本文通过分析近几年来南水北调中线节制闸的实测水情数据,以北易水节制闸作为研究对象,运用回归分析法和遗传神经网络模型,研究闸前闸后水头、开度、相关参数与过闸流量之间的关系,并与水力学方法进行对比分析,为提高实际输水调度的精度和工作效率提供科学支持。主要内容如下:首先,选取北易水闸实测闸前水头、闸后水头、开度和过闸流量等水情数据,并进行审查和校对,剔除不准确和有明显错误的数据,保证所取数据的正确性,在其中选取有代表性的数据作为本次研究的样本集。然后,分别建立回归分析模型和遗传神经网络模型,模拟水头、开度及流量系数或过闸流量的函数关系,对过闸流量进行分析计算。最后,对传统水力学方法和两种模型计算结果进行对比分析。计算结果表明,回归分析模型计算结果直观性更强,而遗传神经网络模型计算过程更简便,计算精度更高。