南水北调中线干线京石段工程输水运行规律分析

　　《南水北调中线干线京石段工程输水运行规律分析》就南水北调中线干线京石段工程输水运行规律进行了分析探讨，系统研究和分析了京石段工程输水的水流波速、稳定调度状态下的过闸流量、渠道水量损失率、渠道充水规律、汛期调度规律、冰期调度规律及渠道退水规律等。《南水北调中线干线京石段工程输水运行规律分析》总结了输水水流传播规律，为科学调度提供技术支撑；分析了渠道水量损失率，使制定的精确输水调度方案更有针对性；分析研究了安全合理的充水、退水、汛期、冰期输水调度规律，对确保南水北调输水工程的安全运行具有重要意义。《南水北调中线干线京石段工程输水运行规律分析》具有系统性、科学性和新颖性特点。

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目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究的意义及目的 4
1.3 国内外相关研究现状 5
1.3.1 调水工程研究现状 5
1.3.2 稳定调度状态过闸流量分析研究现状 8
1.3.3 降雨特性分析研究现状 9
1.3.4 无资料或缺测资料地区水文研究的国内外研究现状 10
1.4 研究内容与方法 12
1.4.1 水流波速分析 12
1.4.2 稳定调度状态过闸流量分析 14
1.4.3 渠道输水损失率分析 14
1.4.4 充水阶段规律分析 15
1.4.5 汛期调度阶段规律分析 15
1.4.6 冰期调度阶段规律分析 18
1.4.7 退水阶段规律分析 18
第2章 研究工程概况 19
2.1 京石段应急供水工程实施背景 19
2.2 京石段工程基本概况 20
2.2.1 工程线路布置 20
2.2.2 工程任务 22
2.2.3 工程内容及建设情况 23
2.3 工程通水情况 25
2.3.1 第一次通水情况 26
2.3.2 第二次通水情况 27
2.3.3 通水情况评估 28
2.4 研究渠段说明 31
2.4.1 研究渠段范围 31
2.4.2 节制闸基本情况 31
2.4.3 节制闸的调节 32
2.4.4 闸门操作步骤 33
2.5 京石段应急供水工程意义 34
第3章 水流波速分析 35
3.1 明渠非恒定流介绍 35
3.1.1 明渠非恒定流基本定义 35
3.1.2 调水工程中的明渠非恒定流问题 35
3.1.3 相关理论研究 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类 37
3.2.3 特殊的明渠非恒定流波 39
3.2.4 明渠非恒定流的变化特性 40
3.3 渠道水力响应因素分析 41
3.3.1 渠道水力响应一般过程 41
3.3.2 渠道水力响应影响因素 41
3.3.3 渠道正常状态下水力响应过程的主要影响因素 42
3.4 水力响应过程研究 42
3.4.1 研究方案 42
3.4.2 单个节制闸调节引起的水力响应过程研究 42
3.4.3 节制闸距离与响应时间的关系 51
3.5 本章小结 54
第4章 稳定调度状态过闸流量分析 56
4.1 分析方法简介 57
4.1.1 最小二乘法 57
4.1.2 神经网络法 58
4.1.3 回归效果分析 59
4.2 流量系数计算分析 59
4.2.1 堰流和闸孔出流的判别 59
4.2.2 最小二乘法求解 60
4.2.3 BP神经网络法求解 63
4.2.4 参数分析 67
4.2.5 合理性评价 67
4.3 渠段糙率分析 71
4.3.1 最小二乘法求解 71
4.3.2 神经网络法求解 73
4.3.3 参数分析 76
4.3.4 合理性评价 76
4.4 岗头节制闸数据处理 79
4.5 本章小结 80
第5章 输水损失率分析 82
5.1 输水损失率计算方法 83
5.2 输水损失率分析 83
5.2.1 全年输水综合损失率计算 83
5.2.2 各阶段输水损失率计算 86
5.2.3 综合输水损失率汇总 94
5.2.4 回归分析 95
5.3 本章小结 97
第6章 充水阶段规律分析 99
6.1 充水方案的选择 99
6.2 历次通水过程充水情况 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 两种充水方式洗渠退水比较分析 109
6.3.1 几次充水阶段洗渠退水情况 109
6.3.2 洗渠退水比较分析 109
6.4 本章小结 109
第7章 水文时间序列相关特性分析方法 111
7.1 水文时间序列的概念 111
7.2 水文时间序列组成 112
7.2.1 趋势性分析方法 112
7.2.2 突变性分析方法 114
7.2.3 周期性分析方法 115
7.3 傅里叶分析法 116
7.4 最大熵谱分析法 117
7.4.1 最大熵谱分析法原理 117
7.4.2 截止阶k 0的选取原则 118
7.4.3 Burg递推算法 119
7.4.4 方法总结 120
7.5 小波分析法 120
7.5.1 小波函数 121
7.5.2 小波变换 121
7.5.3 小波方差 122
7.5.4 方法总结 122
7.6 本章小结 123
第8章 南水北调中线京石段降雨序列特性分析 124
8.1 研究区域水文特性 124
8.2 年降雨序列趋势性分析 125
8.3 年降雨序列突变性分析 127
8.4 年降雨序列周期性分析 130
8.4.1 快速傅里叶变换周期分析计算（FFT周期分析法）130
8.4.2 最大熵谱周期分析法计算 131
8.4.3 小波周期分析法计算 133
8.5 本章小结 137
第9章 汛期调度阶段规律分析 138
9.1 无资料或缺测资料地区水文问题分析方法 138
9.1.1 无资料或缺测资料地区径流分析计算方法 139
9.1.2 无资料或缺测资料地区不同频率暴雨计算方法 141
9.2 设计暴雨计算 144
9.2.1 设计点雨量 144
9.2.2 设计面雨量 146
9.2.3 设计暴雨的时程分配（24小时雨型）146
9.3 当发生不同频率暴雨京石段工程渠道控制水位 148
9.4 实际降雨对渠道水位影响 149
9.4.1 总体情况 149
9.4.2 典型情况 152
9.5 不同重现期的暴雨对渠道水位的影响以及相应的措施 156
9.5.110 年一遇降雨时水情分析 157
9.5.220 年一遇降雨时水情分析 159
9.5.350 年一遇降雨时水情分析 161
9.5.4100 年一遇降雨时水情分析 163
9.6 本章小结 166
第10章 冰期调度阶段规律分析 168
10.1 冰期输水调度规则 168
10.2 各输水渠段冰情时空分布 169
10.3 冰期调水主要控制因素 172
10.4 冰期调度规律分析研究 173
10.4.1 流冰阶段 173
10.4.2 冰盖形成阶段 177
10.4.3 冰盖下输水阶段 182
10.4.4 融冰阶段 185
10.5 本章小结 187
第11章 退水阶段规律分析 189
11.1 退水阶段调度原则 189
11.2 三次通水退水情况 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 本章小结 197
第12章 结论及建议 199
12.1 结论 199
12.2 建议 200
参考文献 202