前言

随着经济建设的迅猛发展，水资源在各地区经济发展中的地位越来越重要，由水资源时空分布不均导致的供需矛盾也日渐凸显，跨流域长距离调水工程成为解决这一供需矛盾的主要途径。随着我国调水工程的不断增多，梯级泵站调水工程的作用越来越突出。南水北调来水调入密云水库调蓄工程(以下简称“密云水库调蓄工程”)，输水线路长，提水加压扬程高，必须通过梯级泵站加压提水。该工程中共有9级泵站，团城湖—怀柔水库为前6级泵站串联提水，中间无调蓄工程，是由泵站、渠道、闸门等组成的复杂输水系统。怀柔水库—密云水库为后3级泵站串联提水，全长约31km，包括8km原京密引水渠道和新建22km直径2.6m的单排PCCP管道以及约800m的钢管管道，并新建3座加压泵站，输水规模为10m3/s。该系统兼具南水北调东线和中线两线工程的特点，即在无调蓄水库条件下，中线串联闸门联合运行控制和东线复杂泵站群运行控制，同时又是无压和有压结合的输水形式，工程调度运行十分复杂，对其进行调度控制不是单一的水力调度或泵站调度问题，而是涉及自动控制、水力机械、水力学等多学科的复杂问题。

密云水库调蓄工程需联合调度控制，中间无调蓄工程;运行时要求尽量保持泵站间流量、水位平衡，尽量减少或防止出现水位大幅上升、下降等情况。如调度不当，则水泵开停机操作频繁、设备使用寿命降低，出现单级或多级泵站临时故障等工况。此外，还需在外界扰动的情况下，保证梯级泵站间的流量平衡，保障系统运行安全;保证各站前池不弃水，节省水资源;尽量不用提高扬程来调节水量，而且使各泵尽量在最优工况点运行，降低运行能耗。因此，建立一个一维水力学仿真模型系统，研究各种工况下渠道中水位、流量的变化，管道中流速的变化过程和可能产生的水锤影响，以及输水过程中水泵切入切出对渠池中水位的影响，考察渠池中水位的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，具有重要意义。

本书分为理论篇和实践篇两部分，理论篇介绍了梯级泵站输水系统技术体系、梯级泵站输水工程仿真技术、梯级泵站输水工程优化调度技术和梯级泵站输水工程控制运行技术等;实践篇详细介绍了密云水库调蓄工程的明渠输水过程模拟、有压管道输水过程模拟、梯级泵站高效运行优化调度和梯级泵站甩站节能运行等。

本书的完成得到了北京市团城湖管理处、北京市南水北调工程建设管理中心的大力支持和协助，在此一并表示真挚的感谢。

由于水平所限，书中缺点和错误在所难免，敬请读者批评指正。

作者

2016年12月