Page 26 - 水利学报2025年第56卷第3期
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53(4):471 - 482.
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                  Researchondynamictargetwaterlevelscontrolalgorithm forwatertransferinwinterin
                               theMiddleRouteofSouth - to - NorthWaterDiversionProject

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                                  GUANGuanghua,LIRuoran,LUOQiushi,GUOXinlei
                     (1.SchoolofWaterResourcesandHydropowerEngineeringScience,DepartmentofAgriculturalWaterResourcesEngineering,
                                              WuhanUniversity,Wuhan 430072,China;
                                2.YellowRiverEngineeringConsultingCorporationLimited,Zhengzhou 450003,China;
                                  3.StateKeyLaboratoryofSimulationandRegulationofWaterCycleinRiverBasin,
                                 ChinaInstituteofWaterResourcesandHydropowerResearch,Beijing 100038,China)

                  Abstract:TheMiddleRouteofSouth - to - NorthWaterDiversionProjectfacessignificantchallengesinwinter
                  waterconveyance.Lowflowandslowvelocityduringtheiceperiodisconductivetoform astableicecover ,but
                  substantiallyreducewaterdeliverycapacityandaffectstheprojectbenefits.Thisstudyaimstomaintainnormalwa
                  terconveyanceasmuchaspossibleinwinterunderthepremiseofensuringsafeoperationoftheproject,andto
                  swiftlytransitiontoemergencyice - periodconveyancemodewhennecessary.Startingfromthispremise ,thisstudy
                  developedstate - spaceequationsforthewaterconveyancesystembasedontheIDmodelandwaterleveldeviation
                  targetcalculations.Furthermore ,theobjectivefunctionwasmodifiedtoenablereal - timeupdatesoftargetwater
                  levels.Appliedto13canalpoolsintheBeijing - Shijiazhuangsection ,theresultsshowthatunderconditionsofsig
                  nificantflowvariations ,comparedtodownstreamconstantwaterleveloperationusingPIDcontrol,themethodpro
                  posedinthisstudyachievesastablewaterlevel35hoursearlier ,reducingthetimeoftransitionalperiodby34%.
                  Aschannelflowlinearlydecreasesfrom79% to40% ofthedesignflow,thetargetwaterlevelsineachcanalvary
                  between0and0.078meters ,meetingtheoperationalrequirementsforwaterlevelchanges.Highwaterlevelopera
                  tionisconducivetosafewaterconveyanceduringtheiceperiod.Thestudyincrementallyincreasesthemaximum
                  waterlevelchange,butachievesafastertransitionwithoutsignificantdeteriorationindynamicperformance.By
                  makingpreliminaryimprovementstotheMPCalgorithm ,thisstudysuccessfullyachievesarapidemergencytransi
                  tionduringtheiceperiod ,enhancingtheefficiencyofwinterwaterconveyancewhileensuringthesafetyofthepro
                  ject’soperation.
                  Keywords:controlled - storageoperation;modelpredictivecontrol;South - to - NorthWaterDiversion;dynamic
                  targetwaterlevel;constantdownstreamdepthoperation


                                                                                    (责任编辑:韩 昆)


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