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针对南水北调来水调入密云水库调蓄工程梯级泵站群，对输水系统可能出现的水力过渡过程进行数值仿真预测，基于仿真预测结果，优选合理的调度运行方案，保证工程安全稳定运行。其二，梯级泵站调水工程以消耗电价为代价，通过建立各种优化调度模型，以总费用最低为目标，得出梯级泵站整体最优的运行调度和控制方案，降低输水成本，从而实现梯级泵站调水工程的高效、经济运行。主要研究成果如下: (1)建立了梯级泵站运行水力学仿真模型，针对密云水库调蓄工程明渠反向输水的特点，通过开发渠段、渐变段、倒虹吸、泵站等模块的仿真算法并建立这些模块之间的拓扑关系，形成一个可以全局求解、自适应性强、具有模块化结构的密云水库调蓄工程梯级泵站一维水力学仿真模型。分析输水系统恒定流、非恒定流水力特性，对梯级间渠池调蓄能力进行分析，研究糙率变化对渠道过流能力的影响以及在不同水位下的水量损失情况。研究各种工况下，泵站水泵机组切入切出对渠池水位的影响，重点分析了渠池中水位变化幅值与变化速度是否满足衬砌渠道的水位变化约束条件，为系统的运行控制提供约束条件，并且提出“甩站”概念，进行甩站可行性分析和甩站节能研究。 (2)详细地阐述泵、管道、缓闭阀、空气阀等联合运行的复杂调水系统水力过渡过程数值仿真理论和计算方法，针对本工程长距离、高扬程、大流量、多起伏的特点，建立梯级泵站管道输水系统泵、阀等联合运行的水力过渡过程计算数学模型，并以雁栖泵站输水系统和溪翁庄泵站输水系统为对象，进行启泵、正常停泵和事故停泵水力过渡过程的仿真预测和水锤防护的分析研究。 (3)根据北京市分时电价政策，以团城湖至怀柔水库段梯级泵站输水系统为研究对象，以分时电价为输入，以单位调水量运行成本最低为目标，分别进行泵站内流量优化分配、梯级泵站扬程优化分配和分时调水流量优化分配，为制定日调度计划提供技术支撑。 (4)基于明渠恒定流和非恒定流方程与管道基本方程，建立泵、渠道等联合运行的复杂明渠输水系统及泵、管道、缓闭阀、空气阀等联合运行的复杂管道输水系统数学模型以及各种工况下的优化调度模型的仿真计算与优化调度平台，对各种运行工况下的水泵切换、事故停泵等水力过渡过程进行数值仿真与预测，提出降低明渠输水系统水位变幅和管道输水系统最大、最小压力的措施以及优化调度方案。