南水北调中线工程水量调度实践及分析

南水北调中线一期工程全面通水两年来,工程安全平稳运行,输水水质全线达标,累计从渠首陶岔引水超过60亿m3。为更好地优化中线工程的实时供水调度,有必要对中线工程的水量调度方案、水量调度计划和近两年的水量调度实践进行系统的总结。介绍了南水北调中线水量调度方案、丹江口水库年度可调水量、中线工程年度水量调度计划以及中线工程近两年水量调度实践,分析了中线工程水量调度带来的效益、工程供水量和实际输水损失,总结了中线一期工程运行两年来的调水实践及存在的问题,提出了相应的建议。     

南水北调中线总干渠 Ó 级水污染应急处置水力调控方案研究

长距离输水工程输水量大、闸门群和分水口群众多、控制要求高,在突发水污染事件下要求保障输水过程稳定、应急处置高效。研究了南水北调中线总干渠Ⅲ级水污染的应急处置水力调控方案,提出了Ⅲ级水污染的应急处置策略,确定了基于分水口水力特性的水力调控单元划分方法和应急处置水力调控方式。以京石段为例,提出了采用不同分水口群或等容积运行规则的3种应急调控方案,并利用建立的一维水动力水质耦合模型,模拟了不同应急调控方案下的水流运动和典型污染物的输移过程。研究表明,三种应急控制方案均能在不弃水、不显著影响上下游运行的条件下,通过利用渠道自身调蓄能力或发挥分水口的调控作用,实现应急调控目标。     

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.     

南水北调京石段应急供水输水损失规律分析

影响渠道输水损失率的因素很多,但主要因素是渠道施工质量、天气条件、输水流量等。利用南水北调中线京石段应急输水运行的实测数据,采用水量平衡原理,对不同时段输水损失率进行分析计算,得出输水渠道在正常运行期、汛期、冰期不同输水阶段的损失率规律,为即将开始的中线南水北调工程全线输水调度运行提供技术支撑。     

梯级泵站渠段水污染事故仿真及应急调度研究——以南水北调东线工程为例〖JZ）

以南水北调东线工程两湖段梯级泵站为研究对象，开展了突发水污染事故仿真模拟及闸、泵应急调度控制研究。利用突发水污染事故工况的梯级泵站输水一维水动力学和水质数值模型，探讨了污染物输移转化规律，预测其对水质的影响；针对污染物的传播速度、渠道水位变幅等限制条件，提出水污染事故下泵站及退水闸应急控制模式；在此基础上制定泵站和退水闸控制规则和方案，模拟分析不同控制方案下污染团扩散范围、渠道水位变幅、泄水量等参数变化情况，最终优选出最优泵站、闸门联合调度控制方案控制水污染事故，同时保证泵站及渠道的运行安全。研究成果可为东线梯级泵站工程突发水污染事故应急控制提供技术参考。     

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。     

南水北调中线电子渠道平台建设

南水北调中线工程输水线路长，沿线分水口门和控制设施多，水力学及调度控制响应是工程设计与运行管理的关键。在收集、整理南水北调中线相关资料的基础上，建立了南水北调中线基础地理、输水线路、控制工程及相关建筑物的综合数据库。采用自主开发的TGIS平台，集成了南水北调中线总干渠一维和局部二维、三维数学模型，在该平台下，能够进行输水能力计算、水力控制响应分析，为工程设计、管理和运行调度提供了基础平台。     

京石段节制闸流量系数原型观测与分析

京石段应急供水工程2008年临时通水系初次通水运行,总干渠输水控制和运行调度的水力学问题,一直为设计和运行管理等各方所关注。介绍6座典型节制闸流量系数原型观测成果,并进行水力计算分析评价。观测条件下,各节制闸出流均为闸孔淹没出流,其流量系数μ1介于0.773～0.834之间,平均为0.815。各闸过闸流量实测值与计算值总体趋于一致,二者偏差介于-1%～5%之间,表明原型观测成果较为可靠,可为总干渠运行调度和输水控制提供技术支撑。     

大型调水工程水量计量实例研究

南水北调中线总干渠的节制闸、分水口、退水闸均安装了自动化流量测量装置,为全线水量平衡计算、供水水量核算提供技术支撑。水量计量涉及中线建管局(总干渠)、地方调水办(地方配套输水管道)、自来水厂及地方水利部门等多家单位,因此,水量的精准计量显得尤其重要。本文通过对南水北调中线典型分水口供水水量计量的工作实践和工程实例研究,探讨了大型供水工程水量计量存在的问题。对类似调水工程具有借鉴参考价值。     

南水北调中线一期工程水量调度系统设计与实现

南水北调中线工程线路长,调蓄能力有限,用水户分散,控制节点多,沿线气候差异大。为了提高输水效率,需要对沿线所有节点进行集中控制管理,实施实时、动态调节控制。围绕中线水量调度的业务流程,阐述了水量调度系统参数数据库设计、各模型之间数据接口开发、核心模型集成的内容,展示了水量调度系统的设计思想和基于.NET平台的实现方案。该系统在2012年南水北调中线京石段应急供水运行期间进行了应用,取得了预期效果。     

长距离渠道闸门故障扰动及小影响应急调度研究

闸门控制故障是威胁长距离输水渠道正常调度运行的常见风险之一,研究闸门故障工况下渠道水力响应及快速应急调度响应措施对长距离输水渠段安全运行具有重要意义。以南水北调中线一期工程为研究对象,基于通水3 a以来的实际调度运行状况,构建闸门故障扰动一维非恒定流水力学模型,分析渠段的水力响应,并研究应对闸门故障扰动的小影响应急调度措施。计算结果表明:闸门故障扰动下的水力响应与渠道流量、渠段长度密切相关;通过调节旁侧闸门的小影响应急调度措施能尽可能减小事故闸门的影响,维持上下游渠道水位的相对稳定,且响应时间越早越有利于闸门事故控制;事故闸门开度长时间大幅度异常时,需联合临近节制闸、分水闸、退水闸共同调度才能维持渠道正常输水及安全运行。研究成果可为南水北调中线一期工程调度运行应急预案及风险管理提供参考。     

Assessing emergency regulation technology in the Middle Route of the South-to-North Water Diversion Project,China

Abstract

The Middle Route of the South-to-North Water Diversion Project is important for China. Any sudden water pollution accident along the route would threaten normal water supply. We studied four technologies (hydrodynamic and water quality simulation, source identification, emergency regulation, and evaluation of emergency measures) and developed and implemented a decision support system that provides technical support in managing pollution accidents. The achievements, which include four technologies and a system, have practical significance for emergency management in the Middle Route as they can help deal with accidents and policy formulation, and can be applied to other water transfer projects.     

鸭绿江云峰发电厂至集安市河段水环境安全研究

本文对鸭绿江云峰发电厂至集安市河段水质现状进行了分析与评价,同时建立了一维河流水质模型,对河流水污染进行预测分析,提出主要排污口的控制浓度,并对云峰发电厂突发性油泄漏进行模拟预测,制定了应急措施.     

我国突发性水资源污染事故应急机制的若干问题评述

基于突发性水资源污染事故应急处理现状的分析,对目前我国突发性水资源污染事故防范和应急机制的建立进行探讨,指出当前工作中的三大缺陷,并有针对性地提出如何加快防范突发性水资源污染事故以及建立相关应急机制的进程的若干措施,包括突发污染事故的隐患调查、脆弱性评价、水质预报、动态监测以及应急组织机构等方面,以期能为我国减少突发性水资源污染事故及其损失提供一定的理论分析依据。     

基于数据包络分析的突发水污染事件应急调控后评价研究

针对长距离输水工程突发水污染事件调控后评价问题,引入应用数据包络分析(DEA)模型,提出了模型的投入指标(调节闸门时所需的技术费和人工费、污染物监测费)和产出指标(调控结束后的污染影响程度、生态环境损失和直接经济损失);并利用模型得出的调控后的效果反映应急调控措施的优劣,然后对应急调控措施进行分析,得出最优方案。研究表明:基于DEA模型得到的最优应急调控措施与数值模拟得到的结果一致,说明基于DEA的调控后评价模型具有较好的分析效果。     

城市原水系统调度研究与应用综述

从城市原水系统调度的理论研究、软件开发和工程实践三方面,回顾了国内外城市原水系统调度的研究进展;探讨了原水调度与水资源配置和水库群调度的区别,分析了模拟调度和优化调度的优势和不足,归纳了智能调度的技术要点并总结其在原水公司中的实际应用;介绍了常用原水调度仿真软件的计算机制和特点,分析了智能调度软件开发中决策支持系统的应用途径;通过国内外规模各异的城市原水系统调度工程案例分析了原水调度在合理利用水资源、提高供水效率、应对突发事件等方面的实际价值。指出未来的研究方向包括：加强城市原水系统智能调度理论研究,构建适用面广、可操作性强的城市原水智能调度系统;提高城市原水系统调度目标的预测精度与时效性;建立科学的城市原水系统应急调度预案库;形成满足生态与发展需求的城市原水系统调度评价体系。     

湖库型水源地水华风险评价模型研究与应用

在研究水华风险过程中,综合考虑内源和外源两个层面构建水华风险评价指标体系,针对水质评价及影响 因子具有模糊不确定性,利用可变模糊集理论构建一种湖库型水源地水华风险可变模糊评价模型。该模型借助 相对差异函数刻画水华风险的模糊性,通过变化参数组合,克服单一模型的局限性。将该模型应用于乔店水库水 华风险评价。结果表明,乔店水库水华风险级别特征值为 3.19,呈Ⅲ级风险;其中由外源因素和内源因素引起的 风险等级分别为Ⅱ级风险和Ⅳ级风险,表明引发水华的内源风险不可忽视。该评价结果与实地调研结论相吻合, 进一步验证该评价模型的可靠性,弥补仅考虑外源风险的不足。该指标体系和模型可推广应用于其他类似湖库, 对精准防治水华提供理论支撑。     

三峡船闸关键水力学问题研究

三峡船闸工程规模、设计水头、水位变幅和水力指标都达到或超过了国内外已建船闸的最高水平,对船闸输水系统和输水阀门工作带来了极大的挑战.从三峡工程可行性论证阶段起至船闸完建,进行的水力学专题研究,解决了一系列关键技术问题,为船闸设计和施工提供了科学依据.     

不同径流条件下钱塘江突发性水污染事故影响的预测模拟

采用二维潮流水质模型对钱塘江河口突发性水污染事故对水质的影响进行了模拟预测。分析结果表明:随着上游径流流量加大,污水团输移的速度明显加快,最大浓度也有所降低。同时随着污染物在输移过程中稀释扩散,超标总历时沿程逐渐增大,污染物最大浓度沿程逐渐降低。模拟及计算结果显示:突发污染事故后,加大上游的下泄流量,对加快污染团下移、稀释污染团从而降低污染物浓度的作用非常明显,模拟结果可为处理突发性水污染事故提供提供重要的理论依据。