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特性研究

应用水力学、冰水力学和传热学等理论,通过建立渠道的气、水、冰的热传导方程,水温控制方程,水流运动、浮冰输移及冰盖发展方程,构建了南水北调中线干渠的一维冰期输水模型。该模型不仅考虑了渠道拦冰索对流冰的控制条件,以及穿黄隧洞等地下结构的地温影响,还通过加入闸门控制算法,模拟了渠道中闸门对水位和流量的调控作用,使得数值模拟结果更能符合工程的实际情况。利用此建立的模型,对该工程黄河以北干渠的冰期输水过程进行了模拟,分析了渠道的冰情特性,研究了冰期渠道的水力响应特性,并提出了渠道冰害防治和运行控制等方面的建议。     

南水北调中线工程冬季气温与水温关联性

为探讨南水北调中线工程中渠水温度与沿途气温之间的关系,采用等距抽样方法,从南到北在南水北调中线节制闸中选取 7 座节制闸作为分析样本,收集统计 2022 年 11 月 15 日—2023 年 2 月 28 日所选节制闸的水温信息和所在地的气温信息。结果表明：7 座节制闸的冬季水温变化趋势和 15?日移动平均气温变化相似;对南水北调中线上游段水温减去沿线 15?日气温差形成的数据与下游段水温数据进行对比,计算得到的皮尔逊相关系数均在0.95 以上,相关性显著;在冬季,跨流域调水工程从南到北（上游到下游）的 15?日移动平均气温差是反映水体热量损失的主要表现形式。研究结果可为跨流域调水工程调整冰期输水调度策略、预防冰冻灾害提供理论依据。     

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。     

南水北调中线干线冰期输水动态调度初探

为保障输水运行安全,南水北调中线安阳河以北段针对冰期通常采取高水位、小流量、低流速的输水模式,导致下游供水量较正常输水期大幅度减少,既影响工程效益发挥,也使得冬季水量供需矛盾日益凸显。基于历史观测数据和冰情发展规律,在2021—2022年度冰期输水期间,中线工程首次采用动态调度、优化控制的方式,预测研判气温、水温、冰情发展,采取相宜的调度模式,科学增加输水的时间和范围,在安全平稳完成冰期输水任务的同时,冬季3个月安阳河以下实际供水量较同期计划增加3.38亿m3,动态调度实效显著。     

南水北调西线工程冬季输水的可能性

南水北调西线调水的各条输水线路均位于高海拔，高寒地带，每年日平均气温为0℃以下的时间长达5个月，因而有必要对冬季输水的可能性进行分析研究。通过对水库水温指标，隧洞，引水明渠沿程水湿的分析计算得知：只要采取相应的措施，南水北调西线工程实现冬季输水是可能的。     

南水北调中线河北省北段大型输水明渠工程的优化设计

南水北调中线河北省北段输水明渠长201．9km，最大输水流量240m^3/s；干渠土岩体结构分为64个工程地质段，土体结构分为黄土状砂壤土、黄土状壤土、卵石、砂性土等，存在黄土状土湿陷、高地下水位、饱和砂土地震液化、河滩地成渠．渠道渗漏、冻土等问题。根据不同地质、地形地貌情况分别进行了研究，提出了相应的设计方案和施工工艺要求，确保工程安全。     

南水北调中线工程输水建筑物整流累积效应研究

为分析输水建筑物整流对南水北调中线工程输水能力的影响,以陶岔渠首闸至十二里河渡槽渠段为例,建立一二维耦合水动力模型,其中渠道段采用一维模型,4个输水建筑物段(刁河渡槽、湍河渡槽、严陵河渡槽和淇河倒虹吸)采用二维模型,利用多年实测数据对耦合模型进行率定。分别对无整流方案和15种整流方案进行模拟计算,分析不同整流方案对上下游的影响,进而确定水头损失最小的整流方案。结果表明:单体整流影响范围为建筑物上下游3~5.km,多个建筑物整流的累积效果小于单个建筑物整流效果的线性叠加;对渠段中间2个输水建筑物(湍河渡槽、严陵河渡槽)进行整流的效果优于对上下游2个输水建筑物(刁河渡槽、淇河倒虹吸)进行整流的效果。     

浅议南水北调中线京石段工程冰期输水技术

南水北调中线引丹江口水库水量至北京、天津市.沿线渠道经过北方寒冷地区,渠道水体会发生结冰现象.目前,冰期输水运行是长距离渠道输水运行调度的难点,仍处于研究探索阶段.特别针对南水北调中线总干渠的冰期输水调度,至今尚未形成成熟的技术成果.2008年为缓解北京水资源紧缺状况,利用南水北调中线京石段工程临时从河北省向北京供水.本次供水经历了冰期输水阶段,并成功地实现了冰期安全输水的目标,积累了宝贵的冰期输水的调度经验,对冰期输水的调度研究有很好的借鉴作用.     

南水北调中线2014~2015年度冬季冰情原型观测

2014年底,南水北调中线干线工程全线正式通水,冬季冰期输水面临渠道结冰问题。为研究中线干线冬季冰期安全输水问题,于2014~2015年度冬季开展了冰情原型观测,获得了冬季冰期输水的水力参数、气象参数和冰情特征等第一手现场数据,掌握了暖冬气候条件、小流量输水工况下中线干线结冰、封冻和开河过程的基本规律。为中线工程冬季安全输水运行积累了经验,可为制定冰期调度方案和编制防凌减灾措施提供依据。     

南水北调中线总干渠冰期运行调度措施研究

南水北调中线输水工程面临着复杂的结冰和融冰过程。在分析汇总国内类似已建调水工程冰期输水经验的基础上,结合南水北调中线工程近年运行经验和冰期输水水力特性,提出了中线工程冰期输水调度方式和管理措施,包括合理确定冰期输水流量,制定冰期应急预案,建立冰情预报预警控制系统等。相关经验可供类似输水工程运行调度借鉴。     

南水北调中线一期工程生态补水潜力研究

采用Spearman秩次相关检验法和Mann-Kendall秩次相关检验法,在分析丹江口水库入库径流变化趋势的基础上,构建水库多目标优化调度模型,研究丹江口水库在满足汉江中下游及北调城市供水的同时,向调水受水区进行生态补水的潜力。结果表明:在1956—1998年的42 a中,除了8个枯水年或者连续枯水年无水可补之外,其余34 a均可向受水区进行生态补水,多年平均生态补水量可达21亿m3,年生态补水量最多可达45亿m3,具有向受水区进行生态补水的巨大潜力。     

南水北调中线干线工程中的安全监测

结合南水北调中线干线工程在充水试验期和应急供水期安全监测的实际情况,阐述了安全监测实施的必要性及设计原则,介绍了安全监测仪器设施的布设情况。通过分析监测成果对工程安全进行了评价,认为部分渠道工程、大型建筑物、穿渠建筑物等在对充水试验期和应急供水期间发现的异常问题经分析和处理后,不会影响全线通水,对工程通水期及运行期的安全监测提出了建议。     

代建制在南水北调中线工程中的应用

从现代项目管理理论入手,论证了实施代建制建管模式的必要性,探讨了代建制的概念和特点,以南水北调建设管理体制的特殊性和复杂性为基础,对代建制在南水北调中线工程项目建设管理的必要性、可行性、适应性进行了分析论证,并运用层次分析法判断在南水北调中线工程中最优的建管模式。代建制在南水北调中线工程项目的建设管理实践中是成功的,代建制管理模式从实施过程的科学性、高效性、可控性及实施效果等方面均优于直接管理、委托管理的建管模式。工程实践表明,实施代建制有效地弥补了南水北调中线工程项目法人管理力量不足,减少了建管人员安置负担,分担了项目法人的部分建设管理责任,避免了地方性利益行为,显著提高了项目建设管理水平。     

进度控制原理在南水北调中线干线工程中的运用

南水北调中线干线工程以主要向城市供水、兼顾农业和生态供水为目标，是我国在建的特大型调水工程，建设意义重大。该项目点多、线长，建设管理复杂。由于各种原因，工程工期较原计划明显滞后，为尽可能的挽回进度损失，达到预期目标，工程结合进度控制原理，广泛采取了科学的进度控制手段，取得了良好的效果。     

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。