南水北调中线工程运行特性及控制方式研究

简要介绍了国家＂十一五＂科技支撑计划项目＂南水北调中线工程关键技术研究与应用＂课题四＂中线工程输水能力及冰害防治技术研究＂所取得的部分水力学研究成果,包括南水北调中线工程输水模拟平台的研制、中线工程数值仿真软件开发、分水口和节制闸的水力敏感性分析、闸前常水位控制算法、穿黄工程节制闸闸前水位确定、冰期输水能力及冰期运行控制等,研究成果紧密结合中线工程的实际情况,可应用于中线工程的运行、调度与管理。     

南水北调中线工程冰期输水研究

介绍了南水北调中线工程冰期输水采用数学模型计算取得的初步成果.其参数以与南水北调中线工程条件类似的渠道或河道冰水力学的原型观测及资料分析确定.计算结果表明:南水北调中线工程在鹤壁以北具有水内冰的生成条件,愈向北水内冰含冰量愈大;在计算条件下不致影响冰期输水量;由于总干渠冰期流速较大,不可能结成冰盖;建筑物及边坡冻胀问题应予以重视.     

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。     

南水北调中线总干渠冬季输水过渡期运行控制方式探讨

以南水北调中线总干渠为对象,研究了冬季输水过渡期局部渠段的闸前变水位运行方式及整个干渠的闸门控制算法。将闸前变水位运行方式的实现过程分解为闸前常水位运行和变水位蓄量补偿两个同步进行的过程,分别完成流量变化目标和蓄量变化目标。设计了整个干渠结构统一的闸门控制算法,不仅能够实现闸前变水位与闸前常水位运行方式间的切换,还能实现二者的联合运行。闸门控制算法由前馈控制、反馈控制和解耦三个部分组成。在总干渠全线上数值模拟了冬季输水前安阳河闸以北抬升控制水位而以南维持不变的过程。结果表明,在2d时间内,安阳河闸以北的控制水位可由设计水位抬升至加大水位,整个渠道的水力过渡过程平稳,水位波动符合安全限幅要求。     

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。     

南水北调中线北京段应急工程的输水水质预测及保护对策

南水北调中线北京段应急工程拟缓解中线全线通水前北京市的用水问题。该段工程为管涵输水渠道,全长80.3km。全封闭式管涵输水可以确保水质不受外部环境的污染,但封闭管涵造成的厌氧状态也可能导致一些水质问题。本文类比调查管涵长75km的北京市密云水库至第九水厂的输水管涵水体,对北京段应急工程的管涵输水水质进行了预测研究,并对其它相关的一些水质影响问题进行了分析,在此基础上提出了应急工程输水水质的保护对策及建议。     

南水北调中线总干渠冬季输水过渡期运行控制方式探讨

以南水北调中线总干渠为对象,研究了冬季输水过渡期,局部渠段的闸前变水位运行方式及整个干渠的闸门控制算法。将闸前变水位运行方式的实现过程分解为闸前常水位运行和变水位蓄量补偿两个同步进行的过程,分别完成流量变化目标和蓄量变化目标。设计了整个干渠结构统一的闸门控制算法,不仅能够实现闸前变水位与闸前常水位运行方式间的切换,还能实现二者的联合运行。闸门控制算法由前馈控制、反馈控制和解耦三个部分组成。在总干渠全线上数值模拟了冬季输水前,安阳河闸以北抬升控制水位而以南维持不变的过程。结果表明,在2d时间内,安阳河闸以北的控制水位可由设计水位抬升至加大水位,整个渠道的水力过渡过程平稳,水位波动符合安全限幅要求。     

南水北调东线工程输水与排洪排涝的关系

南水北调东线工程是解决京、津和黄淮海平原东部地区水源短缺的战略性工程。规划2020年总体调水规模抽江1000、穿黄400、送到天津180立方米每秒。 从扬州附近长江调水北送天津,利用京杭运河和与之平行的几条河道及邵伯湖、高邮湖、洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖等承担输水与调节任务。输水主干线全长1150公里,其中黄河以南660公里,黄河以北490公里。分干线全长740     

南水北调中线工程天津干线简介

天津干线是南水北调中线工程总干渠的重要组成部分，其主要任务是向天津供水，并给河北带水。输水线路长153km，地形、地质及运行条件都很复杂，有些技术属于国内首创。它的建成将极大缓解天津市的缺水局面，促进天津经济腾飞。     

南水北调西线工程水源区水资源及其演变规律

该项目研究以南水北调西线工程水源区为研究区域,在“自然-人工”二元水循环演变理论指导下,提出“天地-体化”立体水资源监测方案,并构建物理机制统一的区域水循环气-陆耦合模型,实现水循环的大气过程、地表过程、土壤过程和地下过程的整体模拟和动态监测;以此为支撑,构建基于“气-陆”耦合模式的水资源评价技术．以大气水汽通量评价为基础,进行全口径、层次化、动态水资源评价。     

南水北调中线工程渡槽结构冰盖温度膨胀力研究

南水北调中线工程在冰期输水过程中将会出现冰盖温度膨胀力,尤其可能影响渡槽结构的安全。但是冰的力学特性非常复杂,影响因素很多,同时渡槽结构纵向尺度与冰盖厚度相差悬殊,因此采取如下研究思路:首先在室内对小尺度冰试件进行多条件的膨胀力测试,而后建立小尺度试件的有限元仿真数学模型,并根据试验测试结果对数学模型进行调试验证,最后利用校核后的数学模型对渡槽结构的冰盖膨胀力进行分析计算。研究发现:冰温度膨胀力极值随冰厚的增长呈现出近似于线性增长的变化趋势;冰盖厚度不同,温度膨胀力也呈现出不同的变化特征:冰盖厚度越大,温度膨胀力增长速度越快,膨胀力极值越大,到达极值后,膨胀力下降速度越慢;渡槽内,将冰的温度膨胀力作为线载荷考虑时,可达102.21kN/m,这一量级的水平载荷作用,将对渡槽结构的安全性造成威胁。南水北调中线工程冰期输水过程中应采取措施,避免渡槽结构内形成稳定冰盖。     

南水北调东线三阳河潼河宝应站工程征地移民系统和谐性研究

移民工程后评价可以检验移民安置规划的落实效果,科学系统地评价移民安置工作情况和移民工程在打破了原有的和谐状态后,要使新建的系统恢复甚至超过原来的和谐状态.结合南水北调江苏省三阳河、潼河段工程开工一年多来征地移民工作,根据和谐性原理,探索移民在搬迁到安置区后是否能够与整个安置区和谐发展.     

南水北调中线水源区水质状况及防治对策

南水北调中线工程水源区产生优良水质的基础是牢固的.水源区人类活动对水质的污染是后天形成的,属外在因素,是可以根治的,治理方法应以治污为本.设立三级污染防治保护区是治理水源区污染的有效途径;富营养化是丹江口水库污染治理的重点.通过合理规划、严密监控、科学治理,丹江口水库的水质将能够长期处于优良水质状态,满足调水要求.     

南水北调中线工程施工阶段环境风险评价方法探讨

大型水利工程项目通常会对所在地区的生态与环境产生重大影响,从而使项目的开发和利用承担较大的环境风险.同时,由于影响的环境因子众多,进行风险识别与评价亦较困难.在施工阶段环境风险因子识别的基础上,采用层次分析法对南水北调中线工程在施工阶段的环境风险进行了评价,为项目环境的管理与监测提供了有效依据.同时也为水利工程施工阶段的环境风险评估提供了一种简单有效的方法.     

四零四厂取水枢纽引水防沙试验研究

四零四厂取水枢纽是建立在多泥沙河流上的低坝引水工程 ,模型试验表明枢纽的整体布置设计合理 ,防沙冲沙效果明显。本文在试验成果的基础上分析探讨了该工程引水防沙设计较为成功的几个主要因素     

南水北调中线水量分配准市场模型研究

现重点探讨了在准市场情况下南水北调中线水量分配的理论和模型,在比较计划分配与市场分配的基础上,从理论上说明中线建立准市场水量分配的必要性和可行性。结合政府宏观调控和水市场机制两种配置方式的优势和中线水量调度自身特点,建立了中线准市场水量分配模型。通过求解非线性最优化方程,研究了模型求解思路和方法,证明求得的解是Nash均衡解。最后阐述了准市场模型对中线水量调度的理论意义和应用价值。     

南水北调中线京石段应急供水工程施工导流设计

南水北调中线京石段应急供水工程总长227.391km,跨越23条大型河道,107座小型河道及坡水区,29座灌渠。对应急供水工程施工导流设计,根据施工导流的分类、标准及时段划分,采取不同的施工导流方式,节约了工程造价。     

南水北调中线京石段充水阶段规律研究

京石段工程作为南水北调中线先期完工的项目,已先后4次从河北省向北京市应急供水。渠道充水是输水全过程的第一个阶段,可靠合理的充水方案既能迅速准确地满足供水计划对时间和流量要求,又能保证输水建筑物的安全运行,节省充水水量。基于京石段4次调度运行数据,利用现代数据挖掘技术对数据进行量化分析和系统总结,研究充水过程中水流反应时间,总结历次充水的方法和规律,为南水北调中线全线调度运行充水过程提供有力的技术支撑。     

浅析地质灾害危险性评估--以南水北调济南-引黄济青段工程为例

开展地质灾害危险性评估工作,既是国家对建设项目征地工作的要求,又是工程建设的实际需要.通过对拟建工程附近地质环境条件的调查与分析,评估了工程建设可能引发或遭受的地质灾害及危险性,对地质灾害危险性进行了现状评估、预测评估和综合分区评估,并针对工程建设提出了合理的地质灾害防治措施与建议,为南水北调济南-引黄济青段工程地质灾害防治提供了科学的依据.