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封冻期渠系运行方式被引量：3: 2020年; 为研究系运行方式与冰塞二者之间的关系,以流速、傅汝德数、水位偏差等参数作为指标,在常规运行方式选择方面,认为上游常水位运行造成的冰塞风险最小,下游常水位运行在封冻时闸门调控及时,等体积运行方式中庸;封冻渠池在封冻时,该渠池运行方式由下游常水位切换为等体积,造成渠系的水位偏差、水力响应过程中的最大流速与傅汝德数等指标均较始终保持下游常水位小,模拟工况下的上游水位偏差减小近50%,最大流速降低约6.5%,表明运行方式切换更有利于维持渠系在封冻时的稳定和减小冰塞风险。因此,推荐封冻渠池在封冻时由下游常水位切换至等体积运行。; 刘孟凯关惠黄明海; 关键词：调水工程冰期输水运行方式冰塞风险防控

大型串联渠系冰塞-水力响应特性分析: 2020年; 为了定性定量描述南水北调中线工程冰塞特征与水力响应特性之间的耦合关系,采用数值模拟方法,建立了串联渠系冰塞事件-水力响应-闸门操作耦合响应模型,通过多工况对比揭示冰塞体范围、厚度和输水流量及闸门群应对方式等造成的渠系水力响应规律。研究结果表明:闸门群耦合响应下,发生冰塞事件的渠池仅影响其上游渠池的水力过程,对于发生冰塞事件的渠池,其冰塞体上游段水位壅高,下游段水位降低,而该渠池上游所有渠池水位整体降低;闸门群无响应时,冰塞可造成渠系放空风险,而PI控制器作用下的闸门群调度可明显改善渠系应对冰塞事件的水力响应,水位波动幅度随冰塞体和输水流量的增大而不断增大,在模拟工况下,闸前最大水位偏差达0.5 m,输水目标恢复时间约20 h,在冰塞体足够大时,渠系面临漫堤风险。做好渠池风险评估和优化冰塞事件应对控制器是下一步研究的重点。; 刘孟凯范秋怡; 关键词：冰塞非恒定流

调水工程水源区与受水区利益演化博弈分析被引量：8: 2020年; 水源区和受水区是调水工程水质保障与需求的两大利益主体,二者存在利益博弈关系。以水权为基础,在市场机制影响下,采用演化博弈方法,分析水源区和受水区两大利益主体的策略空间,建立大型调水工程水源区-受水区在市场机制作用下的演化博弈模型,确定利益主体在水源区环境保护中的行为决策关系,认为保障调水工程水源地水质的关键因素为水源区实施保护能否提高其综合社会经济效益,水源区要求的生态补偿形式和程度是否超过了受水区自身既得利益;根据演化博弈结果得出(保护,补偿)实现工程综合效益可持续的唯一决策方案,由此提出明确划分水权、加强生态补偿费用核算、加大生态补偿保障力度和补偿方式多元化等建议,以促进(保护,补偿)策略稳步实现。; 刘孟凯郭晶; 关键词：调水工程演化博弈生态补偿

南水北调中线工程总干渠冰期输水调控仿真研究被引量：4: 2019年; 冰情演变数值模拟是解决南水北调中线工程冰期输水安全与效益问题的重要手段。该文建立了南水北调中线工程总干渠冰期输水调控仿真模型,包含明渠非恒定流、浮冰盖下非恒定流、水温、冰花输移、封冻、冰盖增厚、融冰和闸门调节等仿真功能,且推荐京石段水面热交换系数取值18 W/(m^2·℃),冰面热交换系数取值26 W/(m^2·℃)为参数较优取值,参数率定工况下水温平均绝对误差为0.07℃,冰盖厚度平均绝对误差为0.67 cm,封冻时刻误差小于1 d,表明该模型在水温、封冻时刻、冰盖厚度等方面的模拟具有一定的准确度,可为相关研究提供参数取值参考。同时在京石段工程上应用该模型,进一步证实了模型及参数取值在大尺度冰情模拟上具有一定适用度,模型具备模拟冰情演变全过程及对应水力响应和闸门群调控过程的功能,揭示了渠系冰期输水水力响应变化特性,认为PI控制器可实现冰期水力响应控制和维护运行状态稳定作用。; 刘孟凯; 关键词：输水南水北调中线工程冰期

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国家自然科学基金(51309015)