南水北调中线工程无资料地区设计洪水计算方法综述

南水北调中线工程是一项特大型跨流域引水工程，部干渠穿越６５０余条河流，其中绝大多数为中小河流，水文资料缺乏。对总干渠沿线各省市地半区设计洪水计算方法进行了分析，综合了各省市对暴雨洪水图集参数检验成果，并对各省市邻近地区的参数进行了协调，使总干渠设计洪水成果更趋于合理。     

南水北调中线总干渠（河南段）交叉河流设计洪水分析

主要介绍了南水北调中线河南省段总干渠沿线基本资料情况、暴雨洪水特性、交叉河流的设计洪水计算，以及对设计洪水的合理性综合分析情况，为工程设计提供基本依据。     

超标准暴雨洪水条件下南水北调中线工程沿线各单元风险评估

对南水北调中线工程沿线639个单元工程风险进行评估,并对灌渠河、贾河、金水河、石门河和沙沟5个典型单元进行重点分析。结果表明：中线工程沿线639个评估单元中,风险事件可能性指数为1的单元占比最大,风险等级以一般风险为主;在5个典型单元中,极端降雨移用（植）后在交叉断面处形成的洪水基本上呈现流域面积越小洪水量级越大的特点。此外,灌渠河排水倒虹吸发生渠顶漫溢的风险低;贾河梁式渡槽、沙沟排洪渡槽和石门河渠道倒虹吸均存在较高的工程风险;金水河渠道倒虹吸在超标准洪水下河道冲刷满足要求,工程风险较低。研究成果对提前部署南水北调中线工程防御超标准暴雨洪水具有指导意义。     

由暴雨途径推求设计洪水的几点认识

南水北调中线工程穿越河北省丘陵和平原交界地带，与众多河流交叉，交叉断面附近地区均无实测水文资料，对无径流资料地区河流的设计洪水只能用暴雨途径推求．分别采用《河北省中小流域设计暴雨洪水图集》中的瞬时单位线法、推理公式法及《地区水文手册》中的经验公式等三种方法推求设计洪水．通过实践表明，它们各自有适用条件，各自有其优缺点．为了使南水北调河北省境内交叉河流设计洪水成果更合理，必须按流域面积大小，分别采用三种方法，而且在应用过程中注意其存在问题．河北省段交叉河流设计洪水成果与沿线各省市成果基本协调，但对20km2以下流域设计洪水计算方法和推理公式中的汇流参数m值还需作进一步研究．     

南水北调焦作城区段河渠交叉工程布置分析研究

在分析南水北调中线工程总干渠焦作城区段交叉河流特点与洪水特性、河渠交叉建筑物场区的城市布局的基础上,结合焦作市城市防洪规划以及城区总干渠沿线串流片二维流洪水分析成果,对城区段大型河渠交叉建筑物布置进行研究,对南水北调工程修建后左岸洪水对城区的淹没影响进行分析,提出了城区段交叉建筑物合理布置方案。     

南水北调中线干线工程防汛风险及对策研究

南水北调中线工程自2014年全线通水以来运行平稳,目前已成为沿线北京市、天津市、郑州市、石家庄市等大中城市的主要生活水源,供水效益和战略基础设施地位越来越突出。中线工程跨流域和省(直辖市),沿线穿越几百条河流,左岸防洪形势严峻。洪涝灾害是南水北调中线工程运行期主要风险之一,结合南水北调中线工程实际情况和2016年汛期全线首次大汛考验实践,分析了中线工程当前主要防汛风险隐患,有针对性地提出了相关解决对策措施。     

南水北调中线工程交叉河流设计洪水分析

南水北调中线输水工程总干渠自渠首陶岔经河南、河北两省至北京市团城湖全长1 277km,天津干渠长155 km.全线跨江、淮、黄、海4大水系,沿线穿越大小河流701条,控制交叉河流集水面积约90万km2,影响供水范围15.5万km2.其水文气候特性复杂,资料条件差异大,设计洪水计算视流域特性、人类活动影响状况、资料条件等分别采用不同方法.全面系统地介绍和总结了总干渠交叉河流设计洪水分析计算方法、水利工程设计洪水影响及设计洪水成果合理性分析论证等.     

南水北调配套工程输水管道穿越河道防洪评价内容论述

河北省南水北调中线配套工程,通过5条跨市干渠和100多条水厂以上输水工程向各供水目标输水,其中以输水管道敷设方式的管线沿线穿越众多河流,应对穿越河流的输水管道工程进行防洪评价。在了解输水管道穿越河流的的敷设方式及对河流进行水文分析计算的基础上,从工程与水利规划的关系、对行洪安全的影响、对水利工程的影响、建设项目防洪措施等方面进行综合评价,并对工程项目本身的防洪安全给予评价。同时,以实例结合,论述评价过程中的要点。     

南水北调中线工程输水方式及冰害防治研究

南水北调中线工程全长1400多km，大型建筑物数量多，沿线没有一座在线调节水库，沿线气象、水文条件复杂，控制难度大，冰期输水问题尤其突出。针对南水北调中线工程的特点，采用数值模拟和试验研究相结合的方法．对中线工程的冰期输水能力和冰窖防治技术、输水模式、极端冰窖条件和防冰措施进行了研究。     

南水北调中线运行风险研究(一)——南水北调中线工程风险识别

南水北调工程是我国的一项重大战略性基础设施,对其失事风险进行评估识别有着重要意义。针对南水北调中线一期工程,总结了各类工程建筑物失事模式,对南水北调中线工程建筑物的风险类型进行识别与分析,得到南水北调中线一期工程设计单元工程风险列表,该列表可作为南水北调中线工程输水系统运行风险的定量评估基础。     

南水北调中线工程核心水源区水安全模糊综合评价

南水北调中线核心水源区主要在湖北省十堰市境内,其水源区水质基本达到调水要求,但水土流失、水体污染、移民安置、贫困与落后等水安全问题直接关乎到调水的质量、水资源的配置及社会、经济和生态环境的可持续发展,因此,水源区的水安全评价已是当务之急。针对水安全内涵及其评价的复杂性和模糊性,在选取20个代表性指标及建立评价指标体系的基础上,采用多层次模糊综合评判的方法,对南水北调中线工程核心水源区的十堰市水安全进行了定量的评价。结果表明:自南水北调中线工程实施以来,水源区的水安全处在一个基本安全的临界等级状态,这一结论与主成分分析所得评价结果具有较好的一致性,经验证方法可行、结论可靠。     

南水北调中线工程与天津地面沉降防治关系研究

天津市资源性缺水,多年持续地下水超采导致严重的地面沉降。截至2009年,天津市地面沉降覆盖区域约8 900km2,全市最大累积沉降量超过3m。南水北调中线工程初定于2014年实现通水,天津引水段工程设计方案中的供水、调蓄和输水工程均位于天津地面沉降区范围内。一方面,地面沉降导致引水工程中的重要调蓄水库设计高程和库容丢失,供水管线不均匀累积沉降对工程的运行具有一定影响。另一方面,南水北调中线工程可每年供给天津地区10.2亿m3水量,有效利用水量达8.16亿m3,这部分水量除保证重点地区用水需求外,可用来实施大规模的地下水水源转换工程。天津控制地面沉降历史经验和数值模拟结果表明,南水北调中线天津引水工程通水及大规模水源转换能有效防治地面沉降。     

丹江口水利枢纽综合调度研究

丹江口水利枢纽综合调度是保障南水北调中线工程安全运行、实现汉江流域水资源优化配置的关键所在,而如何统筹兼顾防洪与兴利开发任务、协调不同用水部门间竞争性的用水关系以及实现水库综合效益的最大化,又是丹江口水利枢纽综合调度的关键。以南水北调中线一期工程通水后丹江口水利枢纽运行调度为研究对象,依托南水北调工程规划及丹江口水利枢纽大坝加高设计并结合最新工程运行边界条件,分别开展了防洪、供水、发电等调度问题的深化研究;在此基础上,采用多属性决策方法构建了多目标调度决策模型,提出了丹江口水利枢纽综合调度方式。综合效益分析结果表明：提出的综合调度方式能在保障防洪安全的情况下充分发挥水资源综合效益,可为丹江口水利枢纽后期规模正常运行提供技术支撑。     

Study on water resources dispatching and allocation in Jiangsu Section of Eastern Route Project of South-to-North Water Diversion ProjectEI北大核心CSCD

针对南水北调东线工程江苏段受水区的水资源调度与配置问题,以受水区总缺水量最小和泵站总能耗最小为目标,建立南水北调东线工程江苏段水资源优化调度模型。将南水北调工程调水与本地水资源进行联合配置,并以经济效益、社会效益、环境效益最大为目标,构建南水北调东线工程江苏段水资源配置模型。采用基本方案和节水方案进行了模型模拟,结果表明,在降水保证率分别为50%、75%和95% 3种情况下,受水区节水方案缺水率比基本方案分别下降了2.91%、3.61%和3.83%;受水区节水方案下各工程基本完成了受水区的供水任务,且优先利用了泵站单位能耗较小的运西线进行调水,说明优化调度配置方式在保障受水区用水的基础上,能够以更为经济节能的方式运行。     

南水北调中线沙河渡槽施工方案研究及优选

通过对3种典型的施工工法进行分析和论述,重点研究了30 m跨1 200 t重U形渡槽的造槽机和架槽机两种机械化施工方案,通过建立仿真模型计算各种工况下的受力情况,分析设备的安全、可靠性,提出设备的主要性能指标,通过对架槽机、造槽机、满堂脚手架3种方案技术先进性、安全、进度等各方面优缺点综合分析,优选出能保证工程质量和工期的架槽机施工方案。     

南水北调中线干渠冰期拦冰索水力控制条件研究

通过控制水力条件,使拦冰索能够有效拦截浮冰、使得浮冰能够在拦冰索前停滞堆积而形成冰盖,是保证南水北调中线工程冰盖下安全输水的关键。本文基于中线干渠冰期原型观测数据,分析了浮冰下潜的临界水力条件,表明传统的第二临界Fr(0.08~0.09)只适用于判别冰盖前缘的浮冰运动状态,对于判别拦冰索前浮冰运动状态、分析拦冰索的拦冰能力具有局限性,并论证了采用Ashton孔口排冰公式来判断拦冰索前的流冰运动状态的合理性。研究表明,同一水力条件下,拦冰索的水下淹没深度越大,其拦冰性能越好,拦冰索前冰凌下潜的临界Fr越大;并在此基础上确定了中线工程各渠池拦冰索的最小淹没深度。研究成果可为中线工程冰期输水方案制定和拦冰索技术改造提供依据。     

南水北调中线干线工程项目法人合同管理实践

南水北调中线干线工程是新世纪举世瞩目的宏伟工程。合同管理是中线干线工程建设顺利进行的重要保障。阐述了南水北调中线干线工程项目法人成立以来的合同管理的实践。     

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。     

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。     

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。