南水北调中线工程现地管理中安全风险辨识及管控实践

南水北调工程是我国重大基础保障工程之一,确保工程安全、供水安全、水质安全尤为重要。南水北调中线工程的安全管理层级分为中线有限公司、分公司及现地管理处三级。文章从现地管理处安全管理的角度出发,辨识管理范围内的风险,采用风险矩阵分析法和作业条件危险性评估法进行分级。确定了现地管理处目前的风险等级,根据风险等级制定相应的管控措施。文中成果可为其他工程管理单位,尤其是跨区域调水工程的现地管理安全管控工作起到积极的借鉴作用。     

南水北调渠道抽排泵站运行工况研究

南水北调工程事关战略全局、长远发展、人民福祉。抽排泵站是南水北调总干渠高地下水位段调节地下水位确保渠道安全的重要保证建筑物之一,文章主要通过背景分析、失效逆止阀对抽排泵站的影响分析、泵站抽排过程对水位的影响分析（抽排井工作泵停止值调整对工作水泵抽排时间影响）、安全监测数据与抽排泵站地下水位的分析与研究,探讨了抽排泵站运行工况下各因素之间的关联。在“7·20”特大暴雨期间该理论成果的运用为工程消除了安全隐患,确保了工程运行安全,希望文章能够抛砖引玉为其他类似工程的设计及运行提供参考。     

城市构筑物暴雨内涝分层模拟技术及应用

气候变化和城市快速发展,导致我国城市洪涝问题日益突出。城市洪涝模拟是当前城市洪涝灾害风险管理领域研究热点,但国内外依然缺乏针对城市多层构筑物的精细模拟技术和方法。城市立交桥,是一种典型的城市多层构筑物,极易遭受洪涝灾害,并对城市交通造成严重影响。以城市立交桥为代表,在现有全分布式城市暴雨内涝模型基础上,结合城市立交桥的特点,提出一种分层模拟技术,并从网格分层构建、分层产汇流计算、地表与管网分层耦合和上层网格排水等方面详细阐述了分层模拟技术。将该分层模拟技术应用于深圳市罗芳立交桥2018年“8.29”暴雨积水过程模拟,与单层模拟方法相比,多层模拟结果更接近上报积水信息。研究表明,分层模拟技术更能准确表达城市复杂多层建筑物的实际暴雨内涝过程。     

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。     

水玻璃改性聚氨酯灌浆材料制备与性能研究

针对聚氨酯灌浆材料在引调水隧洞不良地质体堵水加固处理中存在造价较高和力学强度较低等问题,采用水玻璃对聚氨酯材料改性,制备改性油溶性聚氨酯,研究多苯基多亚甲基多异氰酸酯（PAPI）、水玻璃和催化剂添加量对材料抗压强度的影响,通过扫描电镜（SEM）和傅里叶变换红外光谱（FI-IR）测试,研究改性聚氨酯的结构对性能的影响规律。结果表明：PAPI、水玻璃和催化剂添加量对试样强度影响大小顺序为水玻璃>催化剂>PAPI;当m(PAPI)∶m（水玻璃）∶m（催化剂）=20∶20∶1时,纯固化体抗压强度达到49.5 MPa,结石体抗压强度达到16.5 MPa,优于其他同类产品。进一步微观分析结果表明：改性后的聚氨酯材料表面均匀,无明显微裂纹,各部分连接为较好的整体;随着水玻璃用量的增加,波数在1 050 cm-1附近的红外特征吸收峰逐渐增强,聚合物链段中引入了无机Si—O键,该结构提高了聚氨酯的抗压强度。采用水玻璃改性制备的聚氨酯降低了使用成本,提高了材料力学强度,有望在引调水工程隧洞破碎围岩堵水加固处理中推广应用。     

南水北调中线分水口群不同运用方式对总干渠水力控制特性的影响

分析了南水北调中线总干渠在闸前常水位运行方式下,满足分水口群用水需求的节制闸控制方式和算法,通过数值仿真,重点研究了分水口群分别采用顺序运用方式、同步运用方式及逆序运用方式时,总干渠在闸前水位偏差、水力过渡时间和闸门操作历时等水力控制指标方面的差别。研究表明,闸门操作历时在顺序运用方式下最短,逆序运用方式下最长;水力过渡时间在同步运用方式下最短,逆序运用方式下最长;而闸前水位偏差指标在三种运用方式下相同。     

南水北调西线工程综合开发的筹融资模式

南水北调西线工程是构建我国“四横三纵”水资源配置的重大工程,全部依靠国家投资建设压力较大。贯彻“两手发力”的要求,利用受水区丰富的风、光、土资源进行“调水+能(牧)、农(土)”综合开发,提出在调水基础上构建多能互补清洁能源基地、黑山峡生态灌区与内流区光牧一体化基地的综合开发思路,缓解筹融资压力。研究表明：将调水80亿m³方案与风、光、土资源开发结合,可实现清洁能源基地装机规模达64 105万kW、黑山峡生态灌区达33.6万hm²、光牧一体化基地养殖羊约500万只。据此提出西线工程综合开发的两种融资模式：一是不考虑国家出资,以清洁能源全部利润用于一期工程建设和基本运行;二是按综合开发方案确定的清洁能源基地建设规模,以电价补贴形式反哺西线工程。     

引调水工程融合建设抽水蓄能电站的 “调水+”新模式探讨

考虑当前发展阶段引调水工程投资回报率较低、水价普遍难以覆盖建设运营成本的实际，提出“调水+”新 模式，以期通过多重项目功能，发挥综合效益实现总体平衡，解决单一引调水工程当前水价条件下市场化运作困 难的问题。为科学计算“调水+”模式产生的经济效益，主要采用单方调水成本比较法，分别以引调水工程结合纯 抽水蓄能电站以及结合非循环式抽水蓄能电站两种案例，从年运行费、折旧费和利息支出方面测算“调水+”模式 的调水成本，与未使用“调水+”模式的引调水工程调水成本进行比较，并结合各自特点提出水能融合应重点关注 的主要条件。结果表明，两种案例下采用“调水+”模式后，引调水工程单方成本分别降低 0.32 元/m3和 0.16 元/m3。 实际工程应用中“调水+”模式应当全面考虑区域抽蓄和引调水工程的建设需求、工程规模、开发时序、工程调度、 运行成本等因素。研究成果可为充分发挥“调水+”模式经济效益提供新的思路。     

EVA胶粉改性水下抗分散修补砂浆的制备与性能研究

采用醋酸乙烯-乙烯共聚物(EVA)胶粉、硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、砂、聚丙烯酰胺和高效减水剂等制备了改性水下抗分散修补砂浆,研究了EVA胶粉对修补砂浆水下粘结强度、水下抗折和抗压强度、流动性及水下凝结时间的影响,通过扫描电镜(SEM)观察了EVA胶粉改性砂浆的微观形貌。结果表明:EVA胶粉显著提高了修补砂浆的水下粘结强度和抗折抗压强度。与未掺EVA的修补砂浆相比,掺加8%EVA胶粉的修补砂浆28 d水下粘结强度提高了50%、抗折强度提高了30%。SEM分析表明,EVA胶粉在砂浆中形成了聚合物膜,并且随着EVA胶粉掺量的增加,逐渐形成连续结构的聚合物膜。     

输水建筑物表面淡水壳菜防护涂层研发及适用性分析

淡水壳菜附着在输水建筑物壁面会导致输水结构混凝土性能劣化、糙率增加等诸多严重问题,然而当前尚缺乏切实有效的防治对策。针对输水建筑物中淡水壳菜防治难题,研发了一种无毒新型淡水壳菜防护涂层,通过试验手段表征了涂层微结构、表面能、力学性能等;研究了淡水壳菜活体在涂层表面的行为特性,对比了研发涂层与6种现存涂层表面淡水壳菜的平均附着率和平均垂向分离力,深入分析了淡水壳菜在现存涂层表面的附着机理及研发涂层的防附着机理。结果表明：与6类无毒现存涂层中防附着效果较好的硅橡胶涂层相比,本文所研发涂层淡水壳菜平均附着率、平均垂向分离力分别下降58.33%,46.67%;与混凝土表面相比,涂层表面淡水壳菜平均附着率、平均垂向分离力分别下降80.26%,91.11%。研发涂层同时具备“低表面能”“微结构”“弹性”“低污损脱除参量”特点,污损脱除参数优于同类涂层。本研究可为输水建筑物中淡水壳菜防护涂层选择与性能分析提供参考,对淡水壳菜防治提供一种新路径。