首座国家大型地下水封石洞油库工程施工创新技术

黄岛工程是我国首座大型地下水封石洞储油库(简称“地下水封洞库”),为我国战略石油储库大型地下工程建设开辟了先河。在水封条件下的围岩分级和现场实测地应力基础上,论述了该工程的人工水幕施工技术、钻爆法精细施工开挖与支护集成技术、施工通风技术及安全风险评估与应急预案、抢险救援等5大创新技术,并进行了相应的试验和数值模拟等效果验证。     

地下水封石洞油库设置水幕系统必要性研究

水幕系统是地下水封石洞油库(简称"地下水封洞库")的重要组成部分,它的设置与否将直接影响到地下水封洞库的水封效果。因为水幕系统施工难度大,工期长,工程量大,所以业界对于地下水封石洞油库是否有必要设置水幕没有形成一致意见。结合国内外地下水封石洞油库的工程经验,根据在建某洞库的水文地质及工程地质条件,运用ABAQUS软件进行计算,客观地阐述了设置水幕系统的必要性,可为以后地下水封石洞油库的规划和建设提供可靠的决策支持。     

基于垂直水力梯度的水封石油洞库补水控制研究

研究了水封石油洞库的补水控制,根据垂直水力梯度的判定准则,给出了洞库安全运行时的最小水幕超压。通过监测洞库周围由于施加人工水幕产生的水压,分别计算出不同地下水位和水幕巷道高度洞库周边的垂直水力梯度,找出洞库安全运行时的最小水幕超压,并研究水幕设计参数对最小水幕超压的影响,将其应用于某地下水封石油洞库工程。计算结果表明:当地下水位至洞库顶部的距离小于70 m时,需根据水幕钻孔的高度、间距设不等超压的水幕,该成果可为洞库安全运行提供重要依据。     

我国水封石洞油库研究现状及思考

地下水封石洞油库是最好的储油形式,建设需求迫切。受限于国外技术封锁,国内多个大型洞库都是在缺乏必要的技术标准和建设标准的情况下直接进入工程实践,因此也带来了诸多挑战。通过对水封石洞油库相关文献的梳理,深化了对我国水封洞库选址、围岩稳定、围岩渗透性、水幕系统设计及应用、渗控等关键技术的理论和实践认识。当前洞库勘探、设计、施工仍主要基于连续介质理论和方法,对岩体中裂隙控制作用的认识和研究还不够充分,是导致目前洞库工程实施困难的首要原因。结合当前工程实践中面临的问题,提出水封洞库后续工作中应继续加强基础研究工作力度、加强总结和规范编制工作力度、进一步放开行业准入资格等建议。     

锦州某地下水封洞库工程渗流场数值分析

以锦州某地下水封洞库工程为例,对研究区的水文地质条件、洞库结构和人工水幕系统进行了概化,建立了地下水封洞库在无水幕、有水平水幕、有水平水幕和垂直水幕3种条件下的三维地下水渗流数值模拟模型,模拟了地下洞库周围的地下水渗流场;利用建立的地下水渗流数值模型预测了3种条件下洞库周围地下水等水位线扩展情况及洞库上方地下水位变化情况等,并对结果进行了对比分析。由分析结果可知,有水平水幕和垂直水幕条件下的地下水等水位线扩展范围和速度比其他2种条件小,因此人工水幕系统在保证地下水封洞库工程有效性和储油安全性以及保护洞库周围地下水环境等方面起到了重要作用。     

关于黄岛国家石油储备库水封效果评价和控制的几点认识

针对地下水封洞库水封效果评价和控制存在的几个问题,首先讨论了有关规范中对洞库围岩渗透性要求和洞库渗水量要求之间存在的矛盾,认为岩体渗透性指标不需如规范那么严格,就可以达到洞库渗水量控制要求。随后,指出了黄岛国家石油储备库工程围岩灌浆效果压水试验检测的评判标准过于宽松,并讨论了制定评判指标需要考虑的因素。最后,通过分析指出水幕系统可以在洞库上方形成稳定的水压力场,是天然地下水不能发挥水封效果时的补充。计算模拟结果表明当天然水位降低到一定程度后,只有水幕系统也能起到水封效果,10 m间距的水幕孔能够形成180kPa的连续的等水压线,洞库上方能够形成稳定且有一定水力梯度的渗流场。     

地下水封洞库施工质量检测及管理工作改进探讨

相较其他石油存储型式,地下水封石油洞库具有安全、经济、环保等显著优势,地下洞库的施工质量是发挥这些优势的前提。目前我国大型地下水封石油洞库施工质量检测存在技术力量投入不足和管理流程不畅等弊端,导致洞库工程建设质量存在隐患,影响洞库工程优势发挥。明确了工程质量检测对保障洞库工程建设质量、促进工程动态设计和加强过程控制的重要意义,考虑地下水封石油洞库工程在围岩稳定性、水封性和维修条件等方面的显著特点,剖析了水封洞库工程施工质量控制及检测的重点,针对现阶段洞库工程质量检测及管理模式中存在的问题,探讨了在洞库工程现场设立第三方试验室的作用及优势,提出了保障第三方试验室有效运行的合理化措施,并提出了开展水封洞库工程质量检测专项技术规程编制等建议。     

基于连续介质理论的地下水封石油洞库渗流场及水封适宜性研究

以山东某地下水封石油洞库工程为背景,基于连续介质理论,综合分析了在洞室开挖涌水和水 幕系统补水的双重作用下渗流场的变化,进而用来评价该拟建库址区兴建地下水封洞库的水封适宜性。 通过研究发现,在当前拟建库址区,采用规范中最不利于水封密闭性的水幕系统布置方案,洞室开挖工 期一年后,地下渗流场未发生剧烈变化,与黄岛已建工程实测数据水文地质类比结果相差不大,该分析 方法切实可行,同时,分析结果均满足保证水封效果的评价指标,该拟建库址区地质体适宜建立地下水 封石油洞库。     

裂隙倾角对石油洞库水封效果的影响

结合某大型地下水封石油洞库工程,采用离散单元法,运用UDEC软件,模拟了不同工况下,不同倾角裂隙的存在对洞库渗流场的影响,并进而分析了在各渗流场情况下,洞库的水封效果的变化。结果表明:洞库周边的裂隙水压随角度增大而增大,在20°至40°中,裂隙水压快速增大,在40°至70°中,裂隙水压缓慢增大;相同水封措施对倾角较小的裂隙岩体的水封效果比大倾角裂隙岩体的水封效果差,要维持同等的水封效果就需要加大水幕洞水头,但是小倾角洞库的涌水量较大倾角洞库的小。     

地下水封洞库水幕孔渗控处理及效果分析

为研究地下油气储存洞库水幕孔渗控处理方法及效果，结合实际工程案例，通过渗流计算分析，预测工程巷道充水情况及不同水位条件下的渗水量，在现场开展水幕孔示踪和渗控处理试验，分析灌浆前后围岩渗透特性。采用三维渗流数值分析方法，研究了施工期地下水封石油洞库的渗流场及涌水量受水位初始高程和水幕供水压力的影响，结果表明：主洞室洞壁(含顶板和底板)揭露的裂隙与结构面越多，涌水量越大，地下水位和水幕孔补水压力降低和水幕孔的渗控处理可以大幅减少洞库的涌水量；现场开展水幕孔示踪试验可为下一步洞室注浆及渗控方案提供依据；结构面灌浆对围岩渗透性的密封效果得到验证。     

Water characteristic curves and water status indicator

This paper attempts to introduce specific analytical meanings for the frequently used terms “water stress” (Falkenmark 1992 Falkenmark, M. and Widstrand, C. 1992. Population and water resources: a delicate balance. Population Bulletin, 47(3): 1–36. [PubMed] , [Google Scholar], Vorosmarty et al. 2000 Vorosmarty, C. J. 2000. Global water resources: vulnerability from climate change and population growth. Science, 289: 284–288. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®] , [Google Scholar], 2005 Vorosmarty, C. J. 2005. Geospatial indicators of emerging water stress: an application to Africa. AMBIO, 34(3): 230–236. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®] , [Google Scholar]) and “water strain” (Haddadin 2007 Haddadin, M. J. 2007. Quantification and significance of shadow water in semi arid countries. Water Policy, 9: 435–456. [Crossref], [Web of Science ®] , [Google Scholar]) by drawing an analogy from the science of engineering mechanics. It introduces “water characteristic curves” and a “water modulus” that defines the status of indigenous water of a given country. Compared to other tools that have been introduced to reflect the “water footprint” of a country (Hoekstra and Chapagain 2008 Hoekstra, A. Y. and Chapagain, A. K. 2008. Globalization of water: sharing the planet's freshwater resources, Oxford, UK: Blackwell, 53–65, Chapter 6.  [Google Scholar]), the water modulus is different in approach and meaning and is more reflective of the adequacy of indigenous water resources of countries.     

中国水权与水量分配关系分析

水资源所有权形式决定水量分配的主体.根据宪法和法律,中国水资源属国家所有,这就决定了中国由国务院代表国家对水资源进行分配.在国务院或国务院授权部门批准的水量分配方案的基础上,主要通过取水许可制度,实现水资源所有权与使用权的分离,实现对水资源使用权的分配.目前,中国水权制度已经建立,水量分配对完善我国水权制度具有重要作用.     

水文与水资源专业课程体系构建中应关注的几个问题

就如何科学、合理地构建“水文与水资源”专业课程体系 ,提高该专业人才培养质量 ,结合我国目前水资源、水环境的状况提出几个值得关注的问题 ,力图从该专业课程体系改革中找到准确的切入点     

关于太原市分类供水的建议

根据太原市已形成的城市布局及经济社会发展状况，提出了分类供水方案，分析了分类供水的可行性，体现了以人为本的水资源合理利用和配置的理念。     

"四水"之辩

提出由水、水利、水利人、水利工程组成的水利事业的广义架构，并从水文化学、水景观学、水生态学、水社会学角度，解读了“风水”“活水”“利水”“得水”的价值观。     

济南市水资源管理探讨

济南市缺水情况日趋严重,导致城市水资源环境日益恶化,泉水断流,对城市经济社会的可持续发展构 成威胁。针对济南市的实际情况,提出了节水保泉措施,以缓解水资源供需矛盾。     

Household bottled water consumption in Phoenix: a lifestyle choice

The demand for bottled water has grown tremendously in recent years, together with concern about its environmental impacts. The authors surveyed individuals in Phoenix, Arizona about their water consumption behaviour, socio-demographic characteristics, perception of water quality and trust in the government's willingness to respond to water quality issues. Using a logit model, the authors then tested the relationship between the respondents' characteristics and bottled water consumption for cooking and drinking in the home. Our results indicate that bottled water consumption reflects lifestyle choice not environmental concerns.     

跨流域调水水权分配与水市场运行机制初步探讨

为了保证调水工程正常运行,更有效地提高调水的利用效率,建立水权制度和水市场是必要的。根据国内外水权管理及水市场应用的理论和实践,探讨了跨流域调水初始水权分配、水权交易及水市场运行机制和制度化建设框架,提出了跨流域调水初始水权分配方法、水市场的3级结构。讨论了交易价格、水市场的运行模式和应注意的问题。     

关于水权与水市场的几点认识

从水权制度的基础－产权经济理论以及特点来分析，建立中国特色的水权制度要从摸清水资源家底、分析需求结构、配置初始水权、建立水权市场着手。     

中国21世纪水危机与节水

中国已面临水危机问题，其中突出的问题是干旱缺水。缺水已成为影响国民经济可持续发展的瓶颈因素。中国水资源的地区和时空分布都不平衡，水资源的人均、亩均水平很低，目前人均拥有的水资源量位居世界第１０９位，已被列入贫水国家之列。预计到２０５０年，水的供需矛盾将更加突出，这就迫使我们一方面要开源，增加供水量；另一方面要节水，减少水资源的消耗。在节水中，农业节水是节水的战略重点。