南水北调中线工程冰期输水冰情及措施研究

在系统分析中国北方河渠冰期输水问题的基础上,通过采用一维非恒定水-冰热力学数学模型,系统模拟了输水过程中沿程不同冰情发生、发展变化过程.提出了采用Fr数、流冰密度、负积温综合判别不同冰情的方法,预测了南水北调中线工程冬季输水不同冰情的时空分布特征,并初步分析了冰期输水的特性及影响因素,提出了冰期输水冰情防治和预防措施等方面的建议.     

南水北调中线工程冬季输水冰情风险研究

针对南水北调中线工程冬季输水冰情的安全运行问题,以南水北调中线工程河北段为研究对象,以热平衡理论为出发点推导出目标单元渠段的整体总热量变化公式;采用单因素局部分析法选出风险评价指标,基于概率论构建了风险评价指标之间的联合概率密度函数,将气象事件发生概率、热量变化率与冰情风险等级一一对应,从而对渠道冰情进行风险评估。对2021年1月6—8日南水北调中线工程河北段输水渠道冰情风险分析结果表明：在整个热交换过程中,短波辐射、蒸发和对流热交换是影响热量变化的主要因素,且夜间渠道的热量散失明显大于白天,加大了夜间发生冰情的风险;沙河节制闸—渠末段虽然与其他渠段风险等级一样,但其单位面积热量损失明显高于其他渠段,接近于极高风险,应加强对该渠段的实时监测并做好冰情防护。     

南水北调中线工程冰期输水原型观测与冰情分析

1．工程概述 南水北调中线工程是为解决河南、河北、北京、天津等地生活和工农业用水的特大型跨流域调水工程。起点为湖北省丹江口水库，终点为北京市玉渊潭，全长1267km，总干渠位于北纬33°～40°之间，由于总干渠所经流域由暖温带至半寒带，冬季输水时，在石家庄以北地区出现不同程度的冰情不可避免。     

南水北调（中线）冰期输水冰情分析

摘要：为了探索研究南水北调中线总干渠冰期输水可能产生的冰情及对输水的影响,于1994—1997年连续3个冬季进行了冰期榆水原型观测,并取得了一定的成果。文章提出中线总干渠冰期输水的主要冰情形式,它对南水北调冰期输水的运行管理起参考作用。     

南水北调中线工程典型冷冬年冰情分析及防控措施

南水北调中线工程河北省内渠段冬季输水面临不同程度的结冰问题。基于2015—2016年典型冷冬中线工程冰情原型观测,介绍典型冷冬年渠道水力条件和气候特征,分析长距离输水渠道冬季特征冰情,提出以防为主,拦、扰、捞、排一体的防控体系,为中线工程冬季安全、高效运行提供技术支撑。     

长距离渠道冬季输水冰情分析及预防措施探讨

通过对新疆某渠道工程冬季输水实践中气象、冰情的监测,分析冰情及其发展变化规律和冰情冰害对安全输水的影响,探讨避免冰害的预防措施,为今后的冬季输水管理提供参考.     

南水北调中线工程冬季输水冰情的数值模拟

南水北调中线工程总干渠是由明渠和各种过水建筑物组成的树状系统,特点是线路长、过水建筑物类型多、冰水动力学响应过程复杂。本文将冰情发展模型与树状明渠系统复杂内边界条件下的渠道非恒定流模型进行集成耦合,开发了大型长距离调水工程冬季输水冰情数值模拟平台,提出了树状明渠系统复杂内边界条件的等效变换方法和计算冰盖前缘动态发展的虚拟流动法。根据实测的沿线气象资料和设计资料,利用该平台系统模拟了在寒冷气温条件下总干渠初冰、冰盖形成、发展和消融过程。分析了冬季输水的冰情特性及冰期输水能力,提出了冰期安全运行的水力控制条件,通过对典型年总干渠敞流期、冰盖形成期、稳封期、调度期以及开河全过程的模拟,给出了安全运行输水调度方案及建议。     

引黄济津冬季输水冰情观测及初步分析

本文通过分析2002～2003年引黄济津冬季输水原型冰期观测成果,提出看法,以供南水北调东 线这一大型跨流域调水工程借鉴。     

南水北调中线工程输水渠道桥梁影响分析

采用堰流公式对南水北调中线总干渠中的大量桥梁对渠首水位和水头损失的影响进行模拟计算和分析。计算结果表明,桥梁对渠首水位的影响不能用每座桥梁的水头损失进行简单叠加;在采用阻水能力较小的半圆头尾型桥墩时,设计和加大流量下由764座桥梁引起的渠首水位增加分别仅为0.194 m和0.238 m。通过对所有桥梁水头损失的计算比较发现,不同的桥墩形状造成的总水头损失相差较大,选用流线型、水流易于通过的桥墩形状可以节约相当部分的水头。     

长距离明渠系统反向输水冰情模拟

针对长距离明渠-闸门-泵站系统冬季反向输水可能出现的冰问题,以南水北调来水调入密云水库调蓄工程为研究对象,升级开发了调水工程冬季输水冰情数值模拟平台。根据实测气象资料和设计资料,对冰情数学模型中的相关参数进行了率定和检验。在此基础上,研究了冰期明渠反向安全输水的水力约束条件,通过模拟调蓄工程典型气温年工况下畅流期、冰盖形成期、稳封期、消融期等冰情演变过程,分析了反向输水的输水能力和冰情特性,并与正向冰期输水能力进行了对比。计算表明,通过控制抽水流量使各渠段泵吸水口拦冰(拦污)设施、倒虹吸或闸门位置处断面佛汝德数满足快速成冰的约束条件,可以保证反向输水;典型年气温下沿程冰厚略小于正向输水工况,且形成冰盖时最大水位波动为0.35 m;从冰封起始的12月中旬提前1~2周启动冬季输水运行工况较为适宜。研究成果可供决策管理部门在冰期制定北京多水源联合调度方案时参考。     

河北省南水北调中线工程开工项目建设质量情况

介绍河北省南水北调中线工程开工项目建设质量情况,主要单元工程优良率100％。建立完善了建管单位负责、监理单位控制、施工单位保证、设计单位服务、政府质量监督相结合的工程质量保证体系。在多级质量保证体系的基础上,采取了一系列质量保证措施,对施工过程中出现的问题,组织有关专家进行分析论证,以确定处理措施。     

南水北调中线输水水质标准研究

《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)是当前南水北调中线水质监测评价的主要依据,但是该标准中部分指标与《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)和《城市供水水质标准》(CJ/T 206-2005)不衔接,导致供水和用水双方的水质信息无法充分共享。通过对比3部标准中水质指标和浓度限值的异同,结合南水北调中线水质特征,从水质标准衔接和水质从严管控的角度,初步拟定了南水北调中线输水水质标准,即以《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)为基础,提出将氨氮和粪大肠菌群等21项指标浓度限值调低,继续保留pH等87项指标的浓度限值,明确基本项目中总氮指标的浓度限值为2mg/L,增加浑浊度、叶绿素a和藻密度3项指标。     

基于系统仿真理论的南水北调东线水量调度

南水北调东线工程是多水源、多用户、多调节水库的大系统，系统的可靠性至关重要。本文运用系统仿真理论建立了该工程的水量调配仿真系统和水量调度模型。采用模糊数学的理论将多目标函数转化为单一目标函数求解，进行了水量调配计算，并且引入了基于数理统计的拉偏试验方法进行仿真试验分析。试验结果表明计算所得东线工程调度过程合理，可靠性较高。     

南水北调中线穿黄工程渡槽设计研究

根据南水北调中线穿黄河段的地形地质条件，黄河的洪水泥沙特性和穿黄工程规模大，技术复杂的特点，进行了多种方案的研究比较，推荐采用三向预应力矩形薄腹梁渡槽，下部结构为柱式墩，混凝土灌注桩基础。经过较全面的设计分析研究，渡槽能够满足各种可能条件下的施工和安全运行要求。     

南水北调中线穿黄工程地质灾害及防治措施

穿黄工程是南水北调中线的咽喉工程.沿线地质环境条件复杂.现状条件下,场区黄河南岸段多发滑坡、崩塌、潜蚀塌陷、地裂缝等地质灾害;黄河河床及河漫滩段存在砂土液化问题;黄河北岸清风岭段存在黄土湿馅问题.工程建设过程中存在黄土高边坡失稳问题,可能引发崩塌、滑坡等地质灾害,砂土液化、黄土湿陷、潜蚀塌陷、不均匀沉陷及地裂缝等可能使工程遭受危害.工程建设过程中需针对不同的灾害类型采取适当的预防或治理措施.     

南水北调中线水源工程调水管理研究

跨流域调水工程的管理与运营包含了技术、经济、环境、社会等多行业和多学科的许多复杂问题,如何进行合理运行、科学调度和有效管理,是实现跨流域调水工程项目最终规划目标和获得最大综合效益的重要因素。本文介绍了国内外对跨流域调水工程管理体制的一些做法和探索性研究,分析了国内外调水工程的成功经验和存在的问题,并针对南水北调中线水源工程调水管理提出研究思路,供借鉴。     

南水北调中线工程生产安置模式探讨

南水北调中线工程是条带状占地,工程线路长,影响村庄众多,需对这些村庄被占地农民给予妥善的安置,以恢复其生产和生活。根据国家有关法律法规,针对总干渠的占压影响情况,结合区域特点,现价段生产安置模式原则上以大农业为基础,通过中低产田改良、未利用地开发整理、旱地变水浇地等手段以及设施农业等种植农业的方式,或者对于有条件地区采取养殖农业的安置方式,以达到安置的目的。提出了随着城镇化进程和养老保险体制的不断建立,二、三产业安置以及养老保险安置,将成为今后被征地农民的重要安置途径的观点。     

南水北调中线干渠冰期输水能力研究

冰盖的形成使得渠道的湿周增加,水力半径减小,输水阻力加大,致使渠道过流能力减小,影响渠道的冬季输水。渠道冰期的输水能力无论对工程设计,还是运行管理都是十分重要的。文章分析了结冰期冰盖的安全推进模式和稳定封冻期渠道水位壅高的影响,提出了确定渠道在结冰期和稳定封冻期的输水能力的控制指标,在此基础上,对南水北调中线黄河以北渠段结冰期以及完全封冻后的输水能力进行了研究,确定了南水北调中线黄河以北干渠的冬季输水能力,研究成果对于南水北调中线干渠的冬季管理和运行具有一定的参考价值。     

南水北调中线跨渠桥梁若干问题的探讨

在跨渠桥梁的设计和实施中遇到了桥台台后填土沉降、膨胀土路基、桥墩止水和后期维护管理等问题,为了解决这些问题需要增加大量的工程投资,还有可能会对跨渠桥梁的正常使用和总干渠的顺利输水造成影响。文中针对这些问题进行了详细的分析,并对跨渠桥梁在建设和管理等方面存在的问题提出了相应的解决措施,同时对如何优化跨渠桥梁投资也给出了建议。