南水北调中线工程总干渠冬季大流量输水 水温调控措施

为保障南水北调中线工程冬季输水安全，利用建立的总干渠全线一维水温模型，针对 350、280、210 和 150?m3/s?这 4 种不同输水流量方案，模拟分析各方案在强冷冬、冷冬、平冬和暖冬等典型冬季气象条件下总干渠 冬季输水保温效果，在此基础上提出总干渠冬季无冰盖大流量输水水温调控措施。结果表明：针对不同典型冬季 气象条件，在有限条件下采取无冰盖大流量输水调度运行方式，可不同程度缩短输水流动时长、减少沿程水体热 量损失，从而达到保温效果；在各典型冬季年份气象条件下，随着总干渠输水流量增大，沿程水温比降相应减缓， 明渠末端水温相应提升；在冬季气象条件适宜情况下，总干渠冬季采取无冰盖大流量输水水温调控措施，既有利 于减小水温降幅，同时也可有效解决冬季输水能力受限问题；建议根据总干渠中短期气温预报和水温预测情况， 在冷冬、平冬和暖冬等典型冬季气象条件下尽可能采取较大输水流量输水模式，在强冷冬气象条件下可分时段、 分渠段采用无冰盖大流量输水模式。     

南水北调中线工程总干渠渗流与蒸发损失研究

为了正确评价南水北调中线总干渠1 000余km渠道的渗漏损失,找出产生渠道渗漏的主要影响因素以及控制这些影响的方法,进行了总干渠渗流输水损失分析研究.在开展国内外调研和全面分析南水北调已有地质资料的情况下,对南水北调中线总干渠进行分类,确定计算模型,选取适当参数,进行适当假定,采用有限元方法对总干渠输水损失进行了计算和合理性分析.计算结果表明:在采用全线衬砌情况下,衬砌完好时的渗漏量很小,渠系水利用系数很高;衬砌有一定破损时,渠道渗漏量与渠基渗透性关系密切;同时,还得出了3种破损率条件下的总干渠渗流、蒸发损失.     

南水北调中线冬季水温分布规律数值模拟研究

水温是南水北调中线冬季输水冰情预报的重要指标之一。以中线工程总干渠冬季水温为研究对象建立一维水温数学模型,模拟不同气象冷暖冬条件与不同输水流量方案下总干渠沿线水温变化过程,揭示水温沿线时空分布规律,并在此基础上给出相关冬季输水调度运行建议。结果表明:总干渠沿线自南向北各闸站水温沿程降低,大部分工况显示冬季水温整体呈现出先下降后缓慢上升的趋势。同一气象条件下,输水流量越大,沿线水温降幅就越小,如在2013年冷冬典型年份下,陶岔渠首输水流量150m3/s时沿程降温率为0.37℃/100km,陶岔输水流量350m3/s时沿程降温率为0.16℃/100km。同一输水流量条件下,虽然气温升高对水温的提高有一定的效果,但是不同典型冬季年份降温率并没有显著相关性。建议在做好基于中短期寒潮预报的冬季输水实时调控模式研究的前提下,冬季可采取加大流速输水方案(即大流量、低水位输水),减少水温降幅,旨在提升全线非冰盖输水的可行性。     

南水北调中线工程总干渠糙率综合论证

在大量收集与分析国内外输水渠道糙率取值规范和计算方法、混凝土输水渠道实测n值、以及对京密引水渠、引黄济青下渠进行实地考察与调查的基础上，结合理论分析推荐了南水北调中线一期工程n值的计算方法和各渠段的n值。中线工程各渠段推荐糙率系数的甲均值为0．0149（设计流量）及0．0150（加大流量）；推荐的校核值为0．0154。     

基于原型观测的输水渠道糙率取值及变化分析

为了研究长距离渠道糙率的合理取值,依据北疆输水工程总干渠2011—2016年逐日水位、流量数据,采用曼宁公式反算典型断面糙率,并构建一维非恒定流水动力模型对渠段糙率进行校核,分析长距离渠道糙率在渠段间的差异及边壁粗糙度随运行时间的变化情况。结果表明:断面的实测糙率与顺直渠段糙率相符,总干渠顺直段糙率在0.015～0.016,弯道明显的渠段,弯度校正因子在1.15～1.50,大小与弯道复杂程度相关;渠道糙率随运行时间呈增长趋势,总干渠等效粗糙度中期运行的年增幅约为18.54%。     

节制闸控制下宽浅渠道内的非恒定流

南水北调中线输水渠道的沿程流量变化需要对节制闸进行调控，由此会产生非恒定流的水力现象，引发水面的骤然升降，这将会对工程设计和输水安全造成影响。选取典型渠段设计物理模型，采用波高传感器量测各种工况下渠道内水位的变化。同时也通过数值计算模拟了渠道水深的变化，与试验结果进行了比较，文章结论对工程设计具有参考价值。     

南水北调中线邯邢渠段非恒定流水力数值模拟

针对南水北调中线输水渠道在非正常运用工况条件下节制闸前水位计算的要求,以MATLAB为软件平台,编制相应的水力计算程序,进行非正常工况运行时的非恒定流模拟计算.通过对非正常工况条件下各节制闸不同工况的水力模拟,计算得到了各渠段节制闸前的水位变化过程及其它要素.分析表明,计算成果基本是合理的.     

渡槽抗震分析

南水北调中线工程的输水渡槽具有输水流量大和结构规模大的特点，其结构上部荷载远大于一般桥梁工作荷载，地震动响应问题尤为突出。介绍了渡槽抗震计算的结构模型和分析方法。根据南水北调中线总干渠上某大型输水渡槽的抗震计算实例，分析了大型输水渡槽在遇地震时不同分析方法的差异和渡槽的地震动响应特点。     

南水北调中线总干渠地下水位预测分析

在中线总干渠现状地下水位调查分析的基础上,根据各渠段不同水文地质条件,分别采取不同的方法预测总干渠沿线可能出现的较高地下水位,为总干渠设计提供基本依据。     

南水北调中线总干渠地下水位预测分析

在中线总干渠现状地下水位调查分析的基础上，根据各渠段不同水文地质条件，分别采取不同的方法预测总干渠沿线可能出现的较高地下水位，为总干渠设计提供基本依据。     

南水北调中线一期工程郑州段须水河倒虹吸管身段结构计算

南水北调中线总干渠属特大型输水工程,设计流量290~270 m3/s,加大流量350~330 m3/s。须水河渠道倒虹吸工程是总干渠穿越须水河的交叉建筑物,位于河南省郑州市西、须水镇高庄村东北,进口桩号位于总干渠SH-207+268.4,担负着总干渠穿越须水河向下游输水的任务,是南水北调中线工程总干渠上的主要输水建筑物之一。     

基于遗传程序的南水北调中线节制闸过闸流量模型研究*

南水北调中线线路长,沿线分水口门多,且无调蓄水库,输水技术难度大。输水调度通过调整总干渠沿线各节制闸过闸流量,实现用水户所需的供水目标。过闸流量计算是中线水量调度模型的重要组成,目前通过传统水力学经验公式进行计算,在输水运行过程中,需不断根据实测水情数据,定期人工修正公式中参数,并更改程序源代码中的参数,灵活性差。本文通过南水北调中线输水调度的实践,建立了基于遗传程序结合水力学方法的过闸流量模型,根据实测流量计算流量系数,并利用遗传程序自动拟合节制闸前、后水位、闸门开度与流量系数的非线性关系,进而实现过闸流量计算。经在南北调中线节制闸的试用表明,该模型具有很强的自适应能力,灵活性强,拟合精度高,而且较好地避免直接拟合流量时泛化能力较弱的不足,具有较强的实际应用和推广价值。     

南水北调中线工程总干渠水力学 仿真模型研究

以节制闸为边界将南水北调中线总干渠分为若干子段,采用闸门过闸流量公式、能量方程、圣维南（Saint-Venant）方程组和低压管流方程分别计算闸门水位流量关系、明渠恒定流、明渠非恒定流和有压建筑物非恒定流,以此建立总干渠水力学计算模型。通过双重迭代方法对水流方程、过闸流量方程进行联合求解,以模拟总干渠运行调度动态过渡过程,以京石段2008年输水实测数据对水力学模型进行验证,结果表明模型具有良好的收敛性和较高的精度。     

南水北调中线输水总干渠渠首至沙河南渠段水文成果提前通过审查

2005年4月14～21日，由水利部水规总院主持会议，对南水北调中线输水工程总干渠渠首至沙河南渠段可研阶段的成果和报告进行审查，长江水利委员会水文局水资源处张明波、肖天国受水文局委派参加了审查会。该渠段水文成果经过14～15日两天紧张讨论，提前通过审查，水规总院水文专家孙双元教授、李爱玲高级工程师在主持水文成果的审查中，肯定了由长江委水文局承担的渠首至沙河南渠段总干渠交叉建筑物工程水文分析成果，并对长江委水文局数十年来在南水北调规划、论证及设计阶段作出的努力，以及自20世纪90年代以来在总干渠全线工程水文分析计算中的技术总负责和协调作用给予了高度赞扬。     

南水北调京石段应急供水输水损失规律分析

影响渠道输水损失率的因素很多,但主要因素是渠道施工质量、天气条件、输水流量等。利用南水北调中线京石段应急输水运行的实测数据,采用水量平衡原理,对不同时段输水损失率进行分析计算,得出输水渠道在正常运行期、汛期、冰期不同输水阶段的损失率规律,为即将开始的中线南水北调工程全线输水调度运行提供技术支撑。     

总干渠侧渗情况的初步探讨

总干渠侧渗水量是总干渠输水损失的一个重要指标 ,也是两侧地下水的一个来源。研究总干渠侧渗水量的运动规律 ,总干渠侧渗影响范围、侧渗水量、地下水埋深等 ,对计算总干渠输水损失、灌区地下水运动规律及渠道节水工程建设具有重要意义。对影响总干渠侧渗的因素、侧渗情况、侧渗水流运动与灌区地下水运动的关系、总干渠与黄河侧渗关系和总干渠侧渗水量的计算做了初步探讨。     

引黄干渠清临渠段输水能力分析

清临渠段为河北省引黄总干渠首段,其输水能力决定着计划制订和输水调度.根据近年引黄济津输水实测资料,基于稳定输水阶段渠道水流特性,选用能量平衡的水面线计算方法反演糙率、渗漏综合系数等参数,分析计算出该渠段的输水能力,以期为输水管理调度提供参考.     

南水北调中线一期工程总干渠邢石段渠道倒虹吸工程设计

南水北调中线总干渠河北段起始于冀豫交界处的漳河北岸，终止于冀京交界处的北拒马河中支南岸，邢石界至古运河南渠段（以下简称邢石段）是该渠段的组成部分。主要介绍南水北调中线总干渠邢石段大型河渠交叉建筑物渠道倒虹吸的布置原则、结构设计特点及设计中的要点问题。     

基于主成分-聚类分析的南水北调中线干渠水质时空分异规律

作为京、津、冀、豫4省市重要水源,南水北调中线工程水质安全对于工程的稳定运行和优化管理十分重要。为掌握总干渠的水质状况和时空分异规律,对南水北调中线干渠25个断面的9个水质指标变化情况进行分析,运用主成分分析和聚类分析相结合的方法,识别主干渠主要水质指标成分,甄别各断面水质变化相似性特征,并开展水质评价与分区,为中线水质保护和管理提供决策参考和优化建议。研究结果表明,主成分分析将9项水质指标降维到4项,前4个主成分能够解释80.23%的原始环境信息,重点关注中线工程耗氧程度和酸化趋势。聚类分析将中线总干渠划分为4类水质管理区段,通过比较各段水质指标差异,识别出各分类渠段关键性水质指标,针对渠段特性进行水质时空分异规律分析。研究成果可为中线水质保护和管理提供理论依据。     

基于遗传程序的南水北调中线节制闸过闸流量计算模型研究

南水北调中线线路长,沿线分水口门多,且无在线调蓄水库,输水调度技术难度大。输水调度通过调整总干渠沿线各节制闸过闸流量,以满足分水口门的供水需求。目前中线过闸流量计算采用传统水力学经验公式,需根据实测水情数据,定期人工修正公式中参数,灵活性差。本文通过南水北调中线输水调度实践,建立了基于遗传程序结合水力学方法的过闸流量模型,根据实测流量计算流量系数,并利用遗传程序自动拟合节制闸的闸前水位、闸后水位、闸门开度与流量系数的非线性关系,进而实现过闸流量计算。经在南水北调中线节制闸的试用表明,该模型具有很强的自适应能力,灵活性强,拟合精度较高,而且较好地避免了直接拟合流量时泛化能力较弱的不足,具有较强的实际应用和推广价值。