一种基于叠加消波原理的大型输水明渠闸门控制方法

摘要

本发明涉及一种基于叠加消波原理的大型输水明渠闸门控制方法，所述方法的步骤包括：计算移动波移动时间；计算正负移动波叠加时间；确定分水口流量参数；计算节制闸开度调整时刻；计算渠道蓄量调整值；计算节制闸流量调整值；计算节制闸实际开度；执行节制闸开度；确定节制闸回调时间；计算节制闸流量回调值；计算节制闸开度回调计划；执行节制闸开度回调。本发明使渠道供水与分水口用水在时间上和水量上均相匹配的同时，显著降低分水口附近的水位波动，从而减少渠道衬砌破坏事故的发生几率，同时降低监控、维护等运行管理成本。

主权项

一种基于叠加消波原理的大型输水明渠闸门控制方法，所述方法使用的系统包括：一条被节制闸分隔成串联渠段的自流型输水明渠，各渠段内设有带有分水闸的重力式的分水口，各分水口上游的节制闸的节制闸启闭机构与各自的控制单元连接，所述的各个控制单元与各自的闸前水位传感器、闸后水位传感器、闸门开度传感器、分水闸启闭机构、分水口流量传感器连接，其特征在于，所述方法的步骤如下：计算移动波移动时间的步骤：用于根据渠段上游节制闸与下游分水口间的距离，计算移动波由节制闸运动至分水口所需的时间DT₁；计算正负移动波叠加时间的步骤：用于计算节制闸引发的移动波与分水口引发的移动波叠加相消所需的时间DT₂；确定分水口流量参数的步骤：用于基于分水口用水计划，确定分水口流量变化时刻TDq和变化量Dq；计算节制闸开度调整时刻的步骤：用于使用分水口流量发生变化的时刻减去移动波由节制闸运动至分水口所需的时间和移动波与分水口引发的移动波叠加相消所需的时间，计算出节制闸开度调整时刻TG₁；计算渠道蓄量调整值的步骤：用于将分水口流量变化之后渠道内水体体积减去分水口流量变化之前渠道内水体体积，计算出渠道蓄量调整值DV_e；计算节制闸流量调整值的步骤：用于将渠道蓄量调整值除以移动波由节制闸运动至分水口所需的时间与移动波与分水口引发的移动波叠加相消所需的时间之和，计算出节制闸开度调整时刻TG₁的节制闸流量调整值DQG₁；计算节制闸实际开度的步骤：用于根据TG₁时刻的闸前水位Y_u_TG₁、闸后水位Y_d_TG₁和节制闸流量调整值DQG₁计算出节制闸G的实际开度GA_TG₁；执行节制闸开度的步骤：用于执行TG₁时刻节制闸的开度GA_TG₁；确定节制闸回调时间的步骤：用于通过分水口流量变化时刻TDq确定节制闸回调时间TG₂，分水口流量变化时刻TDq等于节制闸回调时间TG₂；计算节制闸流量回调值的步骤：用于将分水口流量变化量Dq减去节制闸开度调整时刻TG₁的节制闸流量调整值DQG₁，得到TG₂时刻节制闸流量回调值DQG₂；计算节制闸开度回调计划的步骤：用于根据TG₂时刻的闸前水位Y_u_TG₂、闸后水位Y_d_TG₂和节制闸流量调整值DQG₂计算出节制闸G的实际开度GA_TG₂；执行节制闸开度回调的步骤：用于执行TG₂时刻节制闸的开度GA_TG₂；结束。