引汉济渭工程调水区多源风险评估与对策研究

为评估引汉济渭跨流域调水工程本身及运行管理行为中多源风险导致供水不足的可能性,构建了跨流域调水工程水库-泵站-电站的风险评估框架。将工程管理中的行为与经验以随机、模拟、优化三种调度模式进行数学表达,设置了兼顾工程失能与运行管理的单源、多源调度风险模式和方案集;建立并仿真计算了三种调度模型,获得了不同风险方案的动态调度过程及造成的供水风险;制定了跨流域调水工程的调度风险分级基准,采取专家打分法获取事件发生的初始概率区间,采用集值统计法和改进耦合度模型定量估计各方案发生概率,基于供水风险指标定量估算各方案的损失严重度;划分了风险矩阵的等级标准,结合最低合理可行(ALARP)准则明确了风险可接受程度,提出了非工程措施以管控风险,为引汉济渭工程调水区风险评估和防控提供了理论依据。研究发现:(1)三种调度模式中仅优化调度可满足调水15亿m 3、95%供水保证率的供水目标,且相较于随机调度方式,供水能力提升了13%;(2)单源风险方案的供水风险逐渐向长时间缺水过程发展,多源风险方案面临的调度情况更加复杂,供水风险在各个维度均处于危险状态;(3)处于ALARP区域的风险事件占比超过60%,与工程相关的风险多为小概率高危害式风险,应优先解决处于ALARP区域并预防不可接受区域的风险事件;(4)针对发生概率小但危害性高的供水风险,制定了水库下游人员转移等应急方案,以降低潜在的供水损失。研究结果对于跨流域调水工程的风险管理具有积极的推动作用,强化了ALARP准则在调水工程风险评估中的应用价值。

全周期保护汉江生物多样性——看,引汉济渭工程这样护鱼

汉江穿秦岭,清水润关中。引汉济渭工程从位于陕西汉中市洋县、佛坪县的汉江流域起始,近百公里秦岭输水隧洞延绵,串联大型水库和泵站,送一泓清水至西安、咸阳、渭南等地,每年将为1411万人提供15亿立方米的生产生活用水。1.5万人历经十余载奋战,引汉济渭工程首次从底部横穿秦岭,长江流域、黄河流域实现“握手”。

引汉济渭工程初期调水风险特征研究

为解决引汉济渭工程运行中调水风险因素与特征规律识别不全面的问题,以工程运行初期为研究对象,采用专家调查法识别工程主要调水风险因素并确定风险组合类型,再建立危险度模型,分析单一风险因素的稳定性和风险组合危险度的特征规律。研究结果表明:变异系数越大则风险因素稳定性越差,其中管理失误风险因素最不稳定,其值高达0.998;水源不足、需水量增加两类风险因素叠加后风险组合的危险度更高;风险组合的危险度与风险因素数量之间没有明显的正向关系。研究成果补充了引汉济渭工程调水风险特征研究的不足,为制定针对性风险减控和管理策略提供技术支撑。

引汉济渭工程黄池沟0号复活滑坡体治理技术研究

滑坡体受外界因素诱使复活,对工程造成安全隐患。本文以引汉济渭工程黄池沟0号复活滑坡体为研究对象,使用Slide边坡稳定分析软件建立模型,采用摩根斯顿-普赖斯法和简化Bishop法对0号滑坡体整体及次滑坡体进行天然、暴雨和地震三种工况下的稳定性分析,综合考虑安全、经济、施工因素,采用了局部开挖+路边全埋式抗滑桩+锚索加固施工方案,经模型稳定性分析,该方案能够满足1级边坡稳定性规范要求,有效地预防滑坡体再次复活,保障了工程项目的实施。

引汉济渭工程秦岭引水隧洞岩爆三维NPR支护技术

针对引汉济渭工程秦岭引水隧洞岭北段频繁产生岩爆灾害、原支护结构破坏等问题,对秦岭引水隧洞岭北段进行地质勘测调查,分析隧道围岩岩爆破坏特征及破坏模式,开展超深隧洞岩爆三维负泊松比(negative Poisson’s ration,NPR)高应力补偿支护体系研究工作。采用现场勘查等方法,对隧道地质条件及岩爆破坏成因进行分析,并采用对比试验的思想设计出秦岭引水隧洞岭北段岩爆监测预警试验方案,提出以微观NPR锚杆为核心的三维NPR高应力补偿支护体系;通过现场试验分析新支护体系下围岩岩爆控制程度及其支护效果。结果表明:以微观NPR锚杆为核心的三维NPR高应力补偿支护体系能有效控制隧道围岩岩爆灾害发生,新支护体系试验段微震能量、频次均明显降低,爆坑深度、钢拱架受力和变形量明显减小。研究成果可为超深隧道岩爆灾害的防治提供参考。

引汉济渭工程通水西安

【热点聚焦】7月16日,汩汩汉江水穿过近百公里的秦岭输水隧洞,进入关中平原,最后进入西安供水管线,引汉济渭工程正式向西安供水。【热点解读】读到这则新闻的时候,同学们可以从高中地理的角度对其进行解读。这则新闻中出现了几个地理名词。一个是汉江,一个是秦岭,另一个是关中平原,还有一个是引汉济渭,最后一个是渭河。短短一句话的新闻,出现了这么多地理名词。同学们就要进行思考:汉江位于什么地方?秦岭位于什么地方?秦岭的地理意义有哪些?

引汉济渭工程成功实现先期通水

7月16日,历经十余年建设,国家重大水利工程——引汉济渭工程成功实现先期通水,汉江清流穿越秦岭润泽关中地区的美好愿望成为现实。本次通水从引汉济渭年供水能力5亿立方米的三河口水库取水,经过秦岭输水隧洞,自流12个小时进入黄池沟配水枢纽。通过黑河供水连通洞进入黑河金盆水库西安供水管线,实现引汉济渭工程向西安正式供水,标志着引汉济渭工程取得重大关键性进展。

陕西省引汉济渭工程受水区水资源优化配置研究

结合引汉济渭工程,根据资源系统复杂性和水源配置原则,基于大系统分解协调理论建立了引汉济渭工程受水区水资源优化配置模型,在考虑工业节水和引汉济渭不同调水量的基础上,对2020水平年和2030水平年共10个方案应用遗传算法进行求解,从不同方案下供需成果和供水量构成两方面对配置结果进行探讨,得出引汉济渭工程是解决关中地区水资源短缺的重要保障。

引汉济渭工程黄三段输水隧洞围岩变形与压力分析

以分析深埋长隧洞围岩应力和应变为目标,考虑隧洞施工方式,围岩支护形式等因素,通过数值计算,动态模拟隧洞施工过程,获取了黄三段输水隧洞初期支护后的围岩变形情况以及围岩与衬砌相互作用关系。计算结果显示:采用设计的初期支护形式,可有效控制不良洞段的围岩变形,Ⅳ、Ⅴ类围岩最大收敛变形满足规范设计要求。Ⅳ、Ⅴ类围岩与衬砌间的相互作用力随衬砌浇筑时距掌子面距离的增加而降低,但在距掌子面约4倍洞径后降幅微小。通过对比分析经验方法与数值方法所确定围岩压力成果,确定了衬砌结构设计所需的围岩压力指标,为黄三段输水隧洞设计提供了依据,分析方法可为相似工程提供参考。

引汉济渭工程黄三段深埋长输水隧洞排水方案研究

以有效解决深埋长输水隧洞排水问题为目标,按富水性将隧洞沿线围岩划分为中等富水区、弱富水区和贫水区,采用数值方法模拟衬砌周边渗流场,分析了不同排水设计方案对引汉济渭工程黄三段深埋长输水隧洞衬砌外水压力的影响。结果显示,对于高外水压力情况,将排水孔布置于顶拱处仅能降低顶拱附近的外水压力,无法有效降低作用于底板的外水压力,而排水孔沿衬砌周边均匀布置时,可有效降低作用于衬砌上的外水压力。基于此,讨论了各排水方案的适用条件,给出了深埋长输水隧洞排水设计建议。

引汉济渭工程调水区水库群调水模式研究

引汉济渭调水工程是缓解关中地区缺水,改善渭河生态的重要措施之一。黄金峡、三河口水库群、泵站群的调水模式直接决定了工程总调水量和调水效益。以多年平均调水15亿m^3为目标,设置"黄金峡水库先调水三河口水库补充调水"和"三河口水库先调水黄金峡水库补充调水"两种调水模式。通过长序列计算,对比不同调水模式下总调水量、泵站耗能和电站发电量等各项评价指标。研究结果表明:在"黄金峡水库先调水三河口水库补充调水"的情况下,引汉济渭工程可调水量15.55亿m^3,梯级总发电量5.53亿k W·h,梯级总耗电量4.91亿k W·h,净发电量为正值;在"三河口水库先调水黄金峡水库补充调水"的情况下,引汉济渭工程可调水量14.45亿m^3,梯级总发电量6.24亿k W·h,梯级总耗电量10.86亿k W·h,净发电量为负值。研究结果对于引汉济渭工程的调度具有重要参考价值。

引汉济渭工程运行调度综合服务平台的应用实践

针对引汉济渭工程运行调度的实际需求和特点,基于云计算技术,采用面向服务的体系结构(SOA)和JAVA EE平台技术架构,研发了基于云服务架构的引汉济渭工程运行调度综合服务平台,建立了基于平台、组件、知识图及可视化工具灵活搭建的引汉济渭工程运行调度业务应用系统构建模式,形成基于平台、基于组件、基于主题、基于可视化的应用模式,解决了传统的工程运行调度系统应用性差、功能单一、可扩展性差及应用模式单一等问题。通过平台提供工程运行调度业务服务,为工程联合调度提供技术支撑。

引汉济渭工程选址及总体布置研究

引汉济渭工程是陕西省解决水资源问题的骨干项目,工程规划了两个泵站、两个电站和一条输水干线将汉江水调入关中。工程总体布置是该工程重大技术问题,在工程总体规划的基础上,根据关中受水区对工程的需要,研究了引汉济渭工程各组成部分的相互关系,以达到优化工程布置、协调工程各部分的衔接、形成合理有效的调水系统的目的。综合考虑了多种因素对工程选址和布置的影响,将相关选择方案纳入总体方案进行考虑,并根据工程的具体特点,进行多方案的经济、技术比选,完成了工程选点的论证、输水线路选择和工程衔接关系的协调。同时,对输水隧洞的比降也运用工程经济学方法进行了论证。最后分析了工程选址和总体布置方案预计可以达到的效果,并提出了工程实施过程中应注意的问题。

引汉济渭工程调水区月径流预报模型研究

针对各预报模型预报结果精度评价不统一的现状,考虑径流具有非线性、突变及非平稳性等特点,本文构建了包含均方根误差(RMSE)、平均绝对百分误差(MAPE)和Nash效率系数(NSE)三项指标的综合评价系统,对自回归滑动平均模型(ARMA)、人工神经网络模型(ANN)和支持向量机模型(SVM)在径流汛期和非汛期内进行了预报精度评价。结果表明:①单一评价指标下,ARMA模型与SVM模型预报结果精度相近,而综合评价系统表明,SVM模型预报精度优于ARMA模型;②三种模型在非汛期预报精度均高于汛期预报精度,SVM预报效果均最好。将径流进行分割后预报,预报精度可提高。本研究获得了可靠性和精度较高的月径流预报模型,可为工程水资源高效配置提供理论和技术支撑。

引汉济渭工程地质灾害风险预测

陕西省引汉济渭工程属于跨流域大型水利工程,5个单元工程呈线状跨越构造剥蚀山地和断陷盆地,工程地质性质差异大,易发生地质灾害。实地调查地质灾害点共72处,其中滑坡66处,崩塌3处,泥石流3处。现状评估认为地质灾害危险性中等13处,其余59处均为危险性小。预测评估认为工程本身可能遭受31处地质灾害威胁,危险性小28处,危险性中等3处;工程建设可能加剧地质灾害39处,危险性小36处,危险性中等3处;工程建设可能引发地质灾害30处,危险性小15处,危险性中等15处。综合评估工程主要位于危险性小的区段,受地质灾害危害不大,风险较低。

引汉济渭工程水库生态调度方案研究

引汉济渭工程是解决关中地区缺水问题的战略性调水工程,与南水北调中线工程的水源区部分重叠,开展生态调度研究保障河流生态环境用水,对维护工程水源区的生态环境可持续发展具有重要意义。在保证国家南水北调工程安全运行的前提下,分析引汉济渭工程水源区洪水资源利用可行性,在此基础上提出工程兼顾供水保证率目标的生态调度方案。研究认为,将三河口水库前期汛限水位抬高至643 m,且在保证三河口水库下游生态流量2.71 m^3/s时,引汉济渭工程受水区多年平均实际供水量为10.04亿m^3,供水保证率80.8%,可以显著提高下游河道生态基流满足程度,在典型枯水年、平水年和丰水年均可以使三河口下游河道生态基流满足程度达到97.5%,显著提升了工程的生态效益。

基于DEM分析的引汉济渭工程受水区调蓄节点选址研究

就引汉济渭工程而言,由于关中受水区地势平坦,很难找到单一的大容量洼地修建调蓄工程,因此,需要采用分散式调蓄工程布置方案。本文在数字高程地形(DEM)数据分析的基础上,结合土地利用情况、下垫面条件以及调蓄节点与用水单元的空间关系,在受水区范围内优选了调蓄条件较好的地点25处,总共调蓄容量为1.37亿m3,可满足一般平水年份引汉济渭工程受水区的年调蓄容量要求。

三维地震波法超前地质预报在引汉济渭工程TBM施工中的应用

秦岭隧洞横穿秦岭底部,工程地质条件极其复杂多变,具有大埋深、高应力、高水压、大流量的突出特点,修建过程将会遇到大塌方、岩爆、突涌水、大埋深条件下的软弱围岩大变形等多种特殊地质问题,准确预报施工前方的不良地质体,采取有效的防治对策,对保证工程的顺利实施及施工人员、设备的安全至关重要。TBM因其空间狭窄、设备仪器耐用性差、电磁干扰等因素限制,常规的超前地质预报方法无法适用于其施工段的地质预报工作,在引汉济渭工程隧洞工程中引入三维地震波法进行了两次探索与尝试。研究结果表明,三维地震波法对隧洞前方不良地质体预报预测有较好的正相关响应,是适用于TBM施工的超前地质预报的高效手段之一。该技术在引汉济渭工程秦岭隧道TBM岭北施工段掘进中预报了前方地质信息、动态评价围岩质量,尤其为K51+597.6位置TBM卡机脱困方案的制定及时准确地提供了前方地质情况,对TBM施工段的超前地质预报具一定参考价值。

引汉济渭工程移民安置补偿方式研究

移民安置补偿是水利工程建设的前置性工作和重要组成部分。移民是否按时搬迁并得到妥善的安置补偿,影响着工程的施工进度、库区和移民安置区的稳定发展。通过对陕西省引汉济渭工程移民安置的研究,对当前我国水利工程移民安置补偿方式中的基于利益共享理论下的长效补偿模式、基于集中安置思路下的城集镇安置补偿模式、基于就业渠道多元化的兼业补偿模式等进行了比较分析。针对引汉济渭工程的实施背景及移民安置补偿模式存在的问题,提出了"长期补偿+兼业补偿"的新模式。

引汉济渭工程输水隧洞施工废水处理工艺研究

研究目的:本文对秦岭输水隧洞施工废水进行了水质分析,主要污染物的组成内容,对施工废水处理性进行了评价,本工程针对这一问题进行调查研究和方案设计,对引汉济渭工程越岭段隧洞施工过程中所产生的废水进入西安集中饮用水源地而引起的水质污染问题,在对废水水质监测及水量进行科学预测的前提下,采用切实可行的、高效经济的废水处理技术方案及工艺流程,在引汉济渭工程的顺利实施的同时保障西安集中供水水源的水质安全。研究结论:(1)秦岭隧洞施工废水水质属于无机悬浮污染型水质,有机污染浓度较低;(2)6号支洞正常情况下每日平均废水量约为17 867 m3/d,最大水量为35 734 m3/d;7号支洞正常情况下每日平均废水量约为7 826 m3/d,最大水量为15 730 m3/d;(3)针对秦岭隧洞施工废水水质特点,提出以"混凝+沉淀+过滤+吸附"为核心的处理工艺,处理后水质能满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅱ类水体指标;(4)秦岭隧洞施工废水以"混凝+沉淀+过滤+吸附"为核心的处理工艺的研究成果,适应于公路、铁路隧道施工废水综合处理。