成果名称：南水北调中线工程电子渠道平台及应用
申请单位：清华大学、中国水利水电科学研究院、水利部水利水电规划设计总院、北京市水利规划设计研究院
鉴定编号：鉴字[教PP2007]第015号
鉴定日期：2007年07月12日
学 科： 07土建水
成果简介：（1000字以内，可公开部分）
本项研究任务来源为南水北调工程建设重大关键技术研究及应用课题，包括“南水北调中线北京段管涵输水方案的优化及可靠性研究”、“南水北调中线京石段应急工程（北京段）全系统水力过渡过程研究”、“南水北调中线工程水力控制计算机数字三维实时仿真系统的开发”、“南水北调中线一期工程长距离调水水力调配与控制技术研究及应用”、“泵站流道整体物理模型试验及三维紊流数值计算优化研究”等重大基础理论和生产实际课题。
本项研究属于水利学科中水利调度与水利信息化研究领域，其贡献和特点是对南水北调工程输水渠道水流运动与水力控制的理论与模型、水利工程数字系统平台的关键技术、电子渠道平台及应用开展深入研究，并将应用研究成果应用于南水北调中线工程，具有重要的理论意义和重大的应用价值。取得了以下创新性研究成果：
一、建立了调水工程水流运动与水力控制的系统理论与模型。针对大型调水工程水力调控数学模型的非线性、水位-流量的多维对应性、水力模型参数的不确定性等带来的渠系自动化控制的困难，采用广义不确定非线性系统的输出反馈鲁棒H∞控制理论，解决了临界稳定系统的病态问题，得出了基于扰动频率响应抑制的渠道控制器的设计规律。
二、攻克了调水工程数字系统平台的关键技术。利用自主研制开发的地理信息系统平台（TGIS），采用多线程与信号同步和并行计算技术，实现了水力模型计算与可视化仿真同步交互；采用两级地形三级纹理分块动态载入的方法，解决了大地形调度问题，并利用粒子模型提供便捷的模型反馈机制和数据通道，同步耦合水力模型计算结果，实现信息查询、水流模拟、三维同步显示。
三、研制开发了南水北调中线工程电子渠道平台，实现了水流模拟计算分析和动态仿真，并将电子渠道平台应用到南水北调中线工程输水能力校核、水力响应控制参数分析及北京段有压输水线路的优化设计。
四、应用电子渠道平台，获得了综合糙率和桥间距、桥阻水面积对渠道输水能力的影响规律，得到了总干渠在多种运行情况及控制作用下的响应参数，提出了分段区间调度和水位变幅的优化值。
五、建立了可供调水工程进行技术经济比较的非线性优化模型，全面考虑了影响工程投资的各种因素，并应用于中线总干渠北京段有压输水线路，推荐的优化输水方案被设计部门采纳。
该项成果理论性和实用性强，在大型调水工程方案规划论证和运行管理等方面具有很大的推广应用价值。
