南水北调中线水源区农田面源污染防治现状分析与对策建议

为进一步明晰当前南水北调中线水源区污染来源,精准开展水源地水质保护,采用2017—2023年长系列水质资料,分析丹江口水库及入库河流水质特征,采用资料收集、文献调研及模型计算等方法,估算总氮、总磷污染负荷组成,采用实证分析方法分析了南水北调中线水源区面源污染治理存在的问题并提出对策建议。结果表明:丹江口水库总体水质良好,整体可达到Ⅱ类水质目标(湖库水质标准),但汛期水量较大时因总磷浓度升高会引起超标断面个数明显增加,以2021年和2023年丹江口水库实现170 m正常蓄水位的年份最为典型,而此时汉江、丹江等主要入库河流水质也下降,由以往Ⅱ类下降为Ⅲ类(河流水质标准)。无论是枯水年、丰水年,农田面源污染均已成为影响丹江口水库水质主导因素,总氮贡献率分别达到85.16%和57.73%,总磷贡献率分别达到77.74%和57.17%。当前水源区农田面源污染治理存在农田面源底数不清、农民减施化肥农药积极性不高、生态产品价值实现机制不顺等问题,迫切需要加强南水北调中线水源区农田面源污染防治。提出建立“天空地”一体化面源污染监测预警体系,研究新型高效生物农药、生物肥料,开展沟塘水系面源阻控体系建设,研究生态产品价值实现机制等对策建议。

真空破坏阀对虹吸断流管道的水锤防护效果

针对虹吸断流结构管线水锤防护问题,运用Bentley Hammer软件进行水力过渡过程分析,提出了泵后液控蝶阀与真空破坏阀联合防护方案.结合管道压力控制标准,分析对比了在水泵事故停泵工况下真空破坏阀对虹吸结构处水锤的防护效果,同时对真空破坏阀在不同进口直径和不同整定值下的水锤防护效果进行了探讨分析.计算结果表明,增设真空破坏阀极大改善了虹吸处水锤负压,最低水锤负压为-3.69 m;真空破坏阀直径越大防护效果越好,最佳直径设置为管道直径1/3处;真空破坏阀整定值越大对水锤防护的效果越弱,整定值设为-3.80 m时管道水锤负压最小,整定值小于管道最小压力时阀不动作.该分析结果给真空破坏阀的选择提供了一定的参考,对虹吸断流结构输水工程水锤防护具有重要的意义.

引江补汉工程控制枢纽品字型双层闸门水力控制技术

石花控制闸是引江补汉工程的控制枢纽,采用品字型双层闸门布置解决了引江补汉工程高水头、超长有压输水水力控制关键技术难题。为了探究石花控制闸品字型双层闸门水力控制技术,采用数值计算和水工模型试验的方法开展研究:①采用一维、三维耦合数学模型计算控制闸启闭引起的系统水力过渡过程,为工程设计提供边界条件;②采用物理模型试验分析控制闸体型的合理性。结果表明:系统沿线最大、最小压力均满足相关规程要求;控制闸内水流流态、压力分布等指标正常,控制闸体型合理。石花控制闸总体设计方案合理,布置方式和研究方法可为其他类似工程提供参考。

卜形岔管水力特性及体型优化

在引调水工程中,岔管是输水管线中的重要结构,常用于连接大型主管道和小型分支管道。为改善卜形岔管局部低压现象,提出在不改变岔管分岔角角度的前提下,设置椭圆弧形倒角方案。采用数值模拟方法分别对圆弧形倒角岔管和椭圆弧形倒角岔管的水流流态、压强分布及水头损失进行研究,并结合物理模型试验,验证数值模拟结果的可靠性。研究结果表明,主管单独运行时,与圆弧形倒角岔管相比,椭圆弧形倒角岔管因空间开阔、过流断面变化平缓,其内部水流流态更平顺,水头损失系数更小,较圆弧形倒角岔管降低了6.9%,分岔角局部低压分布明显改善,最小压强较圆弧形倒角岔管提高了1.47 m水头;支管单独运行时,二者内部水流流态、压力分布规律基本一致,椭圆弧形倒角岔管水头损失系数较圆弧形倒角岔管增加了5.7%。研究成果可为岔管设计提供参考。

胶东调水工程冰期运行输水特性及控制措施探究

结合工程运行经验分析了胶东调水工程不同冰期阶段的输水特性,主要包括渠道内气、水、冰的热量交换和温度变化,流冰和冰盖的形成、演变及相关条件,输水能力变化及冰盖消融过程等,着重探讨了水流弗劳德数、水流流速、过流孔口断面淹没深度等因素对冰情发展模式的影响,冰盖糙率的变化特征和计算方法,有无冰盖条件下的输水能力差异等。基于输水特性分析提出了水力调控、工程技术、智慧调度、调度管理和应急处突等方面的控制措施,经工程实践验证效果良好,最后就冰情水情数值模拟及控制研究现状进行思考给出了几点建议,对长距离调水工程的冰期运行控制能力提升和冰害防治处置具有一定的参考意义。

突发水污染事件风险分析——以引江济淮工程(河南段)为例

从交通事故风险、污水排入风险以及其他风险等方面识别引江济淮工程(河南段)突发水污染事件的风险源,建立适应性的风险评价指标体系、指标等级划分标准和风险等级评价模型,综合评估7个评价河段突发水污染事件风险等级。结果表明:2个评价河段的风险等级为重大(Ⅱ级),5个评价河段的风险等级为较大(Ⅲ级)。从降低风险源危险性、提高风险控制有效性等方面提出突发水污染事件风险管控对策措施。本研究为降低引江济淮工程(河南段)突发水污染事件的发生概率和危害程度提供了支撑,对发挥工程综合效益、保障受水区供水安全、维护良好的水生态环境具有重要意义。

引江济淮工程凤凰颈泵站基坑渗流参数测定及渗控方案优化

闸站基坑开挖过程中的降水问题重要且复杂。以引江济淮工程凤凰颈改造工程为研究对象,采用现场试验和数值模拟方法,系统分析了基坑降水过程中的渗流问题。基于现场抽水试验数据获取基坑主要含水层水文地质参数,构建了工程区三维渗流模型,对施工期防渗墙封闭前后两个阶段的基坑降水方案开展优化研究,确定了防渗墙和降水井的布置形式。结果表明:工程区主要含水层渗透系数为1.5×10^(-2) cm/s,防渗墙封闭前的纯降水阶段基坑涌水量为14532 m^(3)/d;防渗墙封闭后的墙+井渗控阶段基坑涌水量为9299 m^(3)/d,主要来自墙外降水。解析解和三维渗流模型计算结果相互验证,表明计算结果可信度较高。本研究可为闸站基坑降水方案的优化提供思路和范例。

引水隧洞衬砌施工工艺及质量控制措施

随着经济的发展,居民生活及生产用水的需求量逐步增大,多地出现本土水源无法满足本地居民生活及生产需求的现象,通过引水隧洞工程使水资源得到了更好的规划分配,有效的缓解各地用水的紧张形势。引水隧洞工程的地质情况往往较为复杂,施工中安全隐患较大,做好引水隧洞衬砌施工工艺及质量控制能很好解决此方面的问题。

流量调节和闸门控制条件下的渠池水力响应特性研究

长距离明渠输水工程的水力调控问题直接关系到工程的安全和高效运行。当供水需求发生变化,采取合理的来水流量调节和闸门控制方案是满足下游供水目标的关键。以引汉济渭工程初期运行阶段为研究对象,建立水动力数学模型,重点对输水隧洞和分水池内的水力响应特性进行模拟计算和理论分析,对比了来水流量调节或闸门开度控制条件下黑河供水连通洞达到目标流量时的响应时间及分水池水位变化特征。结果表明,当闸门全开时,秦岭隧洞来水流量越大,下游水位波动出现的时间越早,渠道响应时间越短,水力响应时间随供水流量增加而呈对数函数关系递减;当秦岭隧洞来水流量保持不变时,供水流量随进水闸闸门开度增加而增大,水力响应时间随供水流量增加而呈指数函数关系递增;保持来水流量不变而仅控制闸门开度的调节方式易导致分水池水位超过侧堰顶高程,产生弃水。研究结果对优化调度策略、提高输水系统动态响应能力具有借鉴意义。

洋溪水利枢纽横隔板式鱼道设计

洋溪防洪控制性工程是广西柳江上以防洪为主、兼顾发电和航运的大型综合水利枢纽工程。洋溪鱼道工程最大设计水头30 m,鱼池采用横隔板竖缝式。针对洋溪以防洪为主的功能要求,结合运行水位变幅特点及过鱼时长保证率确定了鱼道运行水位,从而优化了鱼道进、出口数量。通过大比尺局部物理模型试验和鱼道整体物理模型试验,开展了鱼道全程水流流态模拟分析,提出了最终的鱼道设计方案。

河南省西霞院水利枢纽输水及灌区工程

河南省西霞院水利枢纽输水及灌区工程从黄河小浪底水利枢纽的配套工程西霞院水库引水,自西向东新建1条输水总干渠,为温孟武滩区2.18万hm^(2[2])灌区提供水源,并向武嘉灌区、人民胜利渠灌区及大功灌区补水,是国务院确定的172项节水供水重大水利工程之一,同时也是河南省委、省政府实施“四水同治”战略首批推进的10项重大水利工程之一。从工程建设的必要性、工程总体布局、工程主要建设内容和规模、工程地质、工程设计以及建成后的工程效益6个方面对河南省西霞院水利枢纽输水及灌区工程进行分析。

红层地区高瓦斯引水隧洞施工关键技术研究

以亭子口灌区一期工程Ⅲ标金鸡梁隧洞为例,针对红层地区高瓦斯引水隧洞施工安全问题,结合红层地区粉砂质泥岩特性,分析了隧洞施工过程中采用的相应措施。结果表明:采用超前地质钻孔进行瓦斯释放与预报;利用人工检测与自动监测相结合的方式加强瓦斯监控;按照“一备一用”的要求配置以加强洞内通风;对机械设备加装车载瓦斯自动监控报警与断电系统以及尾气火花熄灭器,对隧洞用电进行“三专”“两闭锁”改造等有针对性的措施,可以时刻掌握隧洞内的瓦斯浓度变化,消除隐患,保证隧洞施工的安全,所取得的经验可为类似工程借鉴。

引调水工程受水区水污染防治关键技术研究

建立科学、合理、可行的引调水工程受水区水污染防治关键技术体系对解决引调水工程受水区水污染防治问题至关重要。以环北部湾广东水资源配置工程受水区为例,在统筹考虑受水区河流水系分布、水环境现状、水污染防治形势等因素的基础上,以控制单元为抓手,以水功能区水质达标与污染物入河总量可控为底线,以污染防治措施为手段,以“天空地一体化”水环境监测体系和水环境风险应急处置系统为保障,通过科学核算控制单元水域纳污能力,合理制定污染物排放控制总量方案,建立了“抓手+底线+方法+手段+保障”五位一体的引调水工程受水区水污染防治关键技术体系。结果表明:该技术体系科学、合理,具备较强的指导性和可操作性,通过抓手、底线、方法、手段、保障等5项关键技术的应用,可有效解决引调水工程受水区的水污染问题,实现“增水不增污”的目标。在全面落实170项水污染防治规划措施、完善水环境风险应急处置系统的基础上,环北部湾广东水资源配置工程建成通水后,2035年工程受水区废污水入河量虽较现状增加了183.22%,但污染物COD、氨氮、总磷入河量较现状均有减少,减幅分别为13.2%,61.7%,77.5%。研究成果可从关键技术体系的视角为管理决策者提供指导,可为引调水工程受水区水污染防治工作提供参考。

特大断面导流隧洞施工技术在水利枢纽工程中的应用

该文以某水利枢纽工程为例,探究特大断面导流隧洞施工中爆破开挖与锚喷挂网联合支护技术的应用。经前期地质勘察可知,隧洞围岩为Ⅱ~Ⅲ级,围岩稳定性较好,采取先进行光面爆破再进行洞身开挖的作业方案。在清运碴石、清除危石后,在开挖面上初喷混凝土形成稳定工作面。然后打入锚杆、挂钢筋网并进行二次衬砌,对导流隧洞支护,营造安全的施工环境。拱顶沉降监测数据表明,在导流隧洞开挖后的30 d内,每日平均沉降速率为2.09 mm,在允许范围之内,本次特大断面导流隧洞施工效果符合预期。

档案数据治理规范化探索——以南水北调东中线一期工程总体竣工验收为例

本文依据国家法规和相关行业有关规程、规范和技术标准,在充分了解南水北调东中线一期工程档案管理、设计单元工程档案检查评定与专项验收等情况的基础上,从档案数据治理角度入手,对南水北调东中线一期工程竣工验收阶段档案专项验收的重点、难点及重要节点控制措施进行研究,以期为实践工作提供参考。

滇中引水工程隧洞衬砌施工期温控措施

隧洞衬砌混凝土属于典型的薄壁大体积混凝土,衬砌采用泵送混凝土、水化温升高,围岩约束大,衬砌易产生温度裂缝。为探究合理的隧洞衬砌施工期温控措施,采用三维有限元软件,考虑围岩和衬砌接触,开展了滇中引水工程某隧洞混凝土典型衬砌段施工期的温度场和温度应力场分布规律分析。结合现场监测数据,反馈分析了衬砌段表面保温系数为16.7 kJ/(m 2·h·℃)。研究了不同的浇筑温度、浇筑段长度、浇筑季节、混凝土自生体积变形特性对混凝土衬砌温度应力场的影响。结果显示:浇筑温度越高温度应力越大,浇筑温度每升高4℃,最小抗裂安全度降低0.30;高温季节浇筑最大应力较大,甚至>3.5 MPa;衬砌结构应采用合适的分段长度;采用微膨胀混凝土有利于抗裂。研究成果可为滇中引水工程隧洞衬砌混凝土温控施工提供参考。

南水北调中线工程交叉河流防洪“四预”应用

为满足南水北调中线工程典型交叉河流防洪管理需求,确保中线工程防洪安全,构建索河交叉河流数据底板,以及洪水预报、洪水演进、风险分析等模型,结合2022和2023年汛期典型降雨洪水对模型参数进行率定,基于2021年郑州“7·20”暴雨对现状索河交叉河流进行预演分析,结果表明索河渡槽槽身存在阻水风险,中线工程安全风险较大。通过对防洪“四预”应用深入研究,实现南水北调中线工程交叉河流降水—产流—汇流—演进的全过程模拟,研究成果可进一步提升南水北调中线工程防灾减灾能力,为沿线交叉河流防洪应用提供参考。

安全生产风险管控六项机制在滇中引水工程中的运用

新修订《安全生产法》及财资〔2022〕136号《企业安全生产费用提取和使用管理办法》的实施,对安全管理工作提出了更严格的要求。水利监督飞检、检查、稽察、调查、考核评价等对企业标准化建设达标至关重要。建立查找、研判、预警、防范、处置、责任六项机制对危险源的管控措施,能有效防范和坚决遏制中特大事故发生。促进工程建设提供安全稳定的施工环境,意义重大。

胶东调水工程烟台段安全度汛工作思考

胶东调水工程烟台段线路长,沿线自然环境复杂,防汛压力大。文章以胶东调水工程烟台段为例,探讨安全度汛各项措施,扎实做好防汛各项工作,确保工程安全度汛,为其他水利生产经营单位安全度汛提供参考。

基于混凝土铰链排的水利枢纽工程导流明渠防护效果研究

研究旨在探讨基于混凝土铰链排的水利枢纽工程导流明渠防护效果,以满足导流明渠在洪水期间的稳定性和安全性需求。导流明渠的防护至关重要,因其直接关系到珠江副坝的安全。研究通过模型试验和计算分析,采用混凝土铰链排作为防护方案,分析了其对洪水流速和水流流态的影响,以及其稳定性和抗冲刷能力。结果表明,混凝土铰链排能有效减小洪水流速,提高导流明渠的稳定性,同时对珠江副坝的安全性具有积极影响。综合风险评估和安全性分析,防护工程被证明是可行和有效的。