长距离输水管道启泵水锤模拟及试验验证

水锤是流体的一种非稳定流动。在长距离输水工程中,水锤现象有可能会造成很大的危害。本文以南水北调来水调入密云水库调蓄工程为例,对长距离输水管道启泵过程中的水锤现象进行模拟,并通过试运行时的实测资料对模拟结果进行验证。结果表明,模拟结果与试验结果非常接近。通过本次模拟及试运行发现,在长距离输水管道启泵过程中,管道内会产生明显的升压,必须予以重视,否则存在管道破裂的风险。     

密云水库调蓄工程PCCP段运行期安全监测及成果分析

以密云水库调蓄工程PCCP段为研究对象,对运行期PCCP管道接触压力、渗透压力、接缝位移和沉降位移进行监测,并对监测数据整体情况和变化规律进行分析,结果表明该工程处于安全稳定运行状态。监测结果也为工程运行性能和状态评估及运行管理单位科学管理提供了可靠依据。     

南水北调来水调入密云水库调蓄工程梯级泵站机组选型设计与研究

南水北调来水调入密云水库调蓄工程,通过沿京密引水渠建梯级泵站将南水北调来水调入密云水库,解决来水与北京市用水过程不匹配问题,提高供水可靠性。本文通过重点分析调蓄工程梯级泵站特点,理论和试验相结合地选择合理的超低扬程供水泵站泵型,选用合适的水力模型优化了流道设计,提高了泵站水力性能和泵站装置效率。研究成果可为类似调蓄工程超低扬程泵站设计提供参考。     

密云水库调蓄工程总体设计方案研究

南水北调来水调入密云水库调蓄工程因地制宜,结合既有工程,巧妙提出了南水北调来水通过京密引水渠反向加压调入密云水库的调蓄思路,优化了南水北调中线总体布局,实现了南北联调、丰枯相济,同时恢复密云水库在供水任务中的重要地位,提高北京水资源战略储备。如此长距离利用现有渠道,既保留原有正向输水规模,又实现大流量反向调水功能,在国内少有先例。通过前期的理论分析、论证比选,确定了沿京密引水渠反向输水、分级加压总体布局,推算出渠道双向水面线成果,论证了渠道泵站、管道泵站和出入密云、怀柔两水库的关键节点布置,制定了满足不同工况的调度运行技术方案。     

南水北调来水调蓄工程方案的比较与建议

通过南水北调来水调蓄工程潮白河地下水库工程调蓄方案与密云水库调蓄方案的初步比较,潮白河地下水库工程方案具有输水路线短、提升水位低、耗能少、水源损失小、运行费低等优势,其方案可以作为南水北调来水调蓄工程优选方案之一。     

有压管道充水过程数值模拟

基于明渠非恒定流的运动方程和连续方程，采用Preissmann四点隐式差分格式，结合虚拟流量法，对有压管道充水过渡过程进行了数值仿真模拟，该充水数学模型能模拟管道从无水变为无压流，再过渡到有压流的整个水流运动过程，其中包括漫流和明满过渡流。将该模型应用于南水北调天津干线有压输水系统充水仿真计算了充水过程中出现的水力过渡现象，最不利的情况出现在已经充满后的波动阶段，结果可为具体工程的充水操作预测水锤、规避风险和加强防护提供科学的依据。     

京密引水渠怀柔水库至雁栖泵站段渠道渗水处理工程分析

2015年南水北调来水调入密云水库调蓄工程利用京密引水渠进行反向试运行供水,在试运行阶段,发现怀柔水库~雁栖泵站段部分渠道外坡脚存在渗水情况。针对该问题,充分论证了防渗墙防渗工程实施对处理渗水隐患的有效性:结合施工工艺、技术方法和实际监测结果,发现防渗墙处理措施减少了对渠道周边环境的影响,保证了南水北调来水调入密云水库调蓄工程反向供水的工程安全。研究成果可以为同类型渠堤渗水隐患处理工程提供良好借鉴。     

南水北调来水对密云水库水质和水生生物影响的预测分析

"南水北调来水调入密云水库调蓄工程"建成运行后,密云水库的水位上升和南水北调来水汇兑的共同作用将对密云水库的水质和水生生物产生影响,分析结果表明:调水初期机械混合作用将导致密云水库阴、阳离子降低,而氮、磷等营养元素则呈上升趋势;调水将使密云水库浮游植物种类和数量增加;水库中的大型水生植物和鱼类都将在调水初期经历减少的过程,但随着水位逐步稳定,更大的水域面积将有利于水生植物和鱼类的生长繁殖。     

有限空间下低扬程泵站大体积混凝土分期施工技术在南水北调调蓄工程中的应用

以南水北调来水调入密云水库调蓄工程西台上泵站下部结构混凝土施工为例,提出了有限空间内低扬程泵站大体积混凝土施工的“视结构、看环境、定分期、择工艺、选配比、早组织、重浇筑、勤养护”24字施工方法.在整个密云水库调蓄工程低扬程泵站施工中得到推广应用,并获得成功,同时也为今后的有限空间大体积混凝土施工提供参考.     

不同运用方式下北京市多水源联合调度的泵水成本分析

应用北京市多水源联合调度模型,以弃水量和泵水成本为切入点,研究南水北调来水调入密云水库调蓄工程对供水系统的影响,以及考虑大宁水库防洪后系统调度结果的变化。研究发现,在南水北调多年来水条件下,若不启用南水北调来水调入密云水库调蓄工程,供水系统会发生大量弃水;启用该工程后,调蓄能力充足,系统不发生缺水或弃水事件,但会产生最高约每年5 000~7 000万元的泵水成本。考虑大宁水库防洪调度后,供水系统会产生每年几百到几千万方的弃水,反向调蓄成本和大宁补水成本也将增加,建议综合防洪和供水效益考虑大宁水库的调度运用方式。     

沧州渤海新区供水工程水土保持设计浅析

沧州渤海新区供水工程是由山东省滨州市小开河引黄灌区干渠末端引水.向河北省沧州渤海新区核心区供水的管道输水工程。包括引水工程、调蓄工程和供水工程三大部分。其中引水工程包括引水泵站及引水管道。调蓄工程包括围堤工程、截渗沟、泄水闸等,供水工程包括供水泵站、供水管道。通过对沧州渤海新区供水工程施工过程中产生的水土流失量的预测,实施确定的水土保持综合防治措施,能有效防治工程建设和生产运行期间造成的水土流失,改善项目区生态环境。1.主体工程水土保持定位分析主体工程中具有水土保持功能并纳入水土保持投资的项目有:供水管线     

设有调蓄池的雨水管道设计计算探讨

以实际工程为例,结合雨水管道设计的推理法和雨水调蓄池的计算理论,比较了在雨水管道上设置调蓄池与不设调蓄池的雨水管道计算方案,结果表明,在雨水管道上设置调蓄池,可以提高系统的雨水调蓄功能,减小下游管道的断面,降低管道的造价和施工难度。并对设置调蓄池的雨水管道在设计、施工、运行管理中应注意的问题进行探讨。     

密云水库调蓄工程PCCP管道静水压试验浅析

以南水北调密云水库调蓄工程为依托,采用分段水压试验,验证了利用管道蝶阀作为两侧封堵、排气阀作为充水位置的水压试验是可行的,既可以节省封堵板焊接的时间及费用,又可以检验蝶阀的密封性,满足设计及规范要求。另外提出了运用英国豪迈水管理的Permalog渗漏预警及探测系统对静水压试验进行监测,检测噪声的来源记录声音数据,通过对系统收集的数据进行分析,帮助找到渗漏区域并及时进行修复。     

梯级泵站抽水装置性能优化研究

北京密云调蓄工程是匹配南水北调来水和地区用水不均衡而设置的大型调蓄工程,从团城湖经九级泵站加压调水至密云水库。工程沿线水工建筑物众多,实际调水过程复杂。面临不同要求的调水任务,梯级泵站组要在不同的工况下都能高效运转,所以对泵站系统的运行优化分析显得尤为重要。文章通过建立水力学仿真模型,对泵站进行优化分析,提出高效运行方案,研究成果对梯级泵站优化提供一定的指导作用和技术支撑。     

梯级泵站输水系统预测控制方法研究

南水北调来水调入密云水库调蓄工程前半段是由泵站、渠道、节制闸等构成的复杂梯级泵站输水系统。为了应对该输水系统经常出现流量不平衡可能带来的水位超出极值约束的问题,建立一种新的预测控制方法,基于恒定流模型建立各渠段的站前水位—流量—蓄量关系,通过水量平衡和插值计算对蓄量和站前水位的时间变化规律进行预测,进而提出控制策略。该预测方法经实际运行数据检验,精度较高、方法简单实用,可用于密云水库调蓄工程梯级泵站输水系统实际运行控制。     

南水入密云水库对水质及水环境的影响

南水北调来水调入密云水库调蓄工程思路优化了南水北调中线总体布局,实现了南北联调、丰枯相济,同时恢复密云水库在供水任务中的重要地位,提高了北京水资源战略储备。由于丹江口水库和密云水库分属于两个不同的流域,且分别位于两个气候区,因此水体水质可能存在一定的差异。为避免调水可能带来的水质及水环境风险,在前期设计阶段与相关单位联合开展了两库水质调查、水质混合试验,构建密云水库平面二维水环境数学模型并进行了分析。研究结果表明:工程运行后两库水混合,对密云水库的水质、水温及其他理化指标没有产生不利影响,密云水库库区整体富营养化状态将逐年改善,调南水入密云水库有利于改善现状密云水库常年低水位运行所面临的富营养化、水质恶化等问题。     

导流洞改建尾水洞明满流过渡过程数值模拟

针对导流洞区别于常规尾水洞的水力特性,在分析总结明满流数学计算方法的基础上,采用狭缝法的特征隐式格式法建立模型,对尾水洞中明满流过渡过程进行数值模拟。结合工程实例,采集过渡过程中监测点的压力和水位极值,并利用该电站引水发电系统整体水工模型试验进行验证。对比分析得到数值计算结果与模型试验结果一致,表明该数学模型适用于导流洞改建发电尾水洞明满流过渡过程的数值模拟。     

南水北调来水调入密云水库调蓄工程施工难点分析

南水北调来水调入密云水库调蓄工程施工几乎涵盖了输水工程中所有的项目类型,加之一些项目在北京市施工经验较少,并且面临着施工工期紧迫、设计周期不足等问题,由此引出了一系列的施工难点。工程施工方案设计中,对泵站施工及混凝土浇筑、引水渠导流标准、PCCP管道施工等主要技术问题进行讨论,通过技术与管理的有效结合,以打破常规的方式考虑问题,攻克施工难点,使得各项目在按照设计要求完成的同时保证施工工期,并确保施工安全。     

南水北调来水后北京市调蓄系统布局新思路

北京规划采用大、中、小型多级调蓄及在线与补偿相结合的调蓄模式解决南水北调来水后的调蓄问题。本文通过分析目前规划调蓄系统中存在的问题,提出了在不改变调蓄系统在线与补偿相结合的调蓄模式下,取消建设在线调节的张坊水库,将原承担补偿调节的水库密云水库和潮白河水源地地下水库赋予在线调节功能的新思路,既解决大调蓄系统年际年内调节问题,又实现了南水北调水、密云水库水、地下水混合及联合调度,同时为解决水质指标差异可能带来的相关问题创造了条件。     

怀柔水库安全鉴定工作思考

怀柔水库是一座防洪、供水综合利用的大Ⅱ型水库,目前,还承担着南水北调向密云水库反向输水的调节水库的任务。其工程安全关系到南水北调密云水库调蓄工程输水安全。2014—2015年开展的水库安全鉴定,是2003年修订的《水库大坝安全鉴定办法》实施以来北京市首次开展的大型水库安全鉴定工作。通过此次安全鉴定,摸清工程运行状况,查找工程问题,对下步消除工程隐患,确保工程安全运行有重要意义。对其他大型水库的安全鉴定也起到积极的借鉴作用。