数字孪生技术在引洮供水工程中的应用

为保证引洮供水工程能够实现数字化、智能化、网格化管理,文章围绕数字孪生体系,梳理引洮供水工程已有的信息化基础,分析其与数字孪生建设之间的差距,论述数字孪生建设内容和关键技术,提出对于数字底板、数据引擎、模型平台、知识库和业务智能应用的建设方案。为后续引调水工程数字孪生化提供科学参考依据。

引洮二期工程供水管线设计及信息化管理

引洮二期庄浪应急供水工程是在引洮二期工程建成但尚未达到设计用水规模的一定时期内,利用工程富余配水指标和富余输水能力,以引洮二期工程为水源,通过供水管线的延伸向庄浪县应急供水,通过与当地水资源联合调度解决全县城乡生活及工业生产用水紧张状况,该供水工程通过实现现代化管理有效促进庄浪县近期社会经济高质量发展。

引洮二期工程八干渠饱和浅埋土塌方洞段处理方案比选

引洮二期工程八干渠后段地质条件较差,施工过程中经常发生掉块、塌方等地质灾害,特别是八干渠22#隧洞。文章对工程实例进行对比研究,得到了切合实际、经济可行的处理方案。文章针对引洮二期工程八干渠后段22#隧洞新增斜井上游浅埋饱和洞段运用对比分析法讨论洞顶浅埋洞段塌方处理的几种方案,通过分析得到适合该地质条件、投资上经济、技术上可行、效果更佳的施工方案。研究结果表明浅埋饱和土塌方洞段适合运用高压旋喷桩方案处理。文章可为今后类似工程的施工提供有效的参考。

数字孪生引洮供水工程先行先试探索

围绕数字孪生“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”的建设原则,梳理引洮供水工程已有的信息化基础,分析其与数字孪生建设存在的差距。对标建设要求,针对数字孪生工程先行先试方案确定了建设任务,提出包含数字孪生平台、信息基础设施、业务智能应用的数字孪生引洮供水工程的建设方案。数字孪生引洮供水工程目前已初步建立具备水资源管理与调配和工程运行管理业务的引洮供水工程“四预”体系,成果已基本具备开发建设数字孪生智能业务应用的基础,可为全国数字孪生工程建设提供参考借鉴。

引洮工程水源地水质变化分析

为研究引洮工程水源地水质实际情况与变化规律,文章根据水源地及上游岷县两个断面2012-2021年这10a的实测水质、水文资料,运用不同季节浓度比较法、季节性Kendall检验法、流量调节浓度法进行分析。结果表明:影响引洮工程水源地水体质量的指标浓度根据季节变化存在动态变化,在季节性Kendall检验下,岷县断面氨氮质量浓度存在下降趋势;水源地溶解氧质量浓度存在上升趋势;其它指标浓度无明显变化趋势。在流量调节浓度法检验下,岷县氨氮质量浓度呈现下降趋势,探索了引洮工程水源地污染物来源,为陇中地区的饮水安全、生态规划建设提供理论支撑。

引洮供水二期信息化平台设计思路探索与应用

文章围绕引洮供水工程存在的点多、面广、线长等突出管理问题,提出了信息化解决调度管理的解决方案,并通过提出信息化系统组成、总体方案,拟打造引洮供水二期工程一个门户、三个平台、四类应用的管控一体化平台建设思路。引洮供水二期工程骨干信息化平台开发自2021年4月开工以来,已按照项目建设进度完成了相应的开发任务,其中闸控系统自2019年二期通水以来应用至今,降低了管理过程中的各类风险,提高了引洮供水管理的水平,为全国长距离引调水信息化管理系统的实施提供了可供借鉴、推广的建设经验。

引洮供水一期总干渠3^(#)隧洞进口段涌水处理

引洮供水一期总干渠3^(#)隧洞进口段穿越秦岭东西向构造带、祁吕贺“山”字形构造体系、河西系扭动构造体系及陇西状旋卷构造体系的复合部位,地质构造复杂,新构造活动强烈。秦岭北缘大断裂带、深埋隧洞地应力、中生代白垩系及新生代第三系红色碎屑沉积岩地层极软岩、第四系饱水黄土等工程地质问题相当突出,在施工过程中出现涌水、突泥等现象,通过技术讨论、专家技术咨询论证,采用“排堵结合”方式,历时一年有效解决了涌水问题,为隧洞掘进及衬砌奠定了基础,保证了总干渠建成安全运行。

对引洮供水二期配套通渭县城乡供水工程输水线路方案的分析与思考

引洮供水二期配套通渭县城乡供水工程主要由王家河调蓄水池、黑燕调蓄水池及输水、配水管线组成,工程投资3.2亿元。以王家河调蓄水池输水线路为例,从起讫点情况、地形地质条件、施工条件、占地影响、环境影响、工程运行维护及投资等多种因素综合考虑,对输水线路采用隧洞方案和管线方案进行了分析比较,从而选择最优输水线路方案。

国际事务宣传教育在基层--以甘肃《引洮报》为中心

作为《人民日报》国际报道的缩微版,甘肃的地方小报——《引洮报》在"大跃进"时期的国际事务报道,紧紧结合工程、工地与民工特点,将中央在国际报道方面的宣传思想进行种种地方化的具体实践,从而达到宣传与教育目的。这一时期延伸至社会最底层对国际事务的宣传报道,一方面是中共宣传革命教育思想的重要体现,在形塑民众对外部世界认识的同时强化自身执政的合法性;另一方面又是特殊时期为实现"超英赶美"经济目标而进行的动员民众服从并积极参与其间的重要手段。

引洮供水工程建设管理的措施及经验总结——评《引洮供水工程及其对区域可持续发展的影响》

中国西北地区水资源严重短缺,为了解决甘肃地区用水困难的问题,引洮供水一期工程于2006年正式开工,2021年月居民的用水提供了极大的便利28,日,引洮供水二期骨干工程通水。引洮供水工程为当地9对当地区域经济的发展以及生态环境的变化产生了重要的影响。为了研究引洮工程对此区域的影响,总结先进的建设管理经验,学者骆进仁编写了《引洮供水工程及其对区域可持续发展的影响》一书,对引洮工程建设的区域生态环境影响以及可持续发展进行研究。

引洮工程红层软岩隧洞TBM施工预留变形量分析

引洮工程属大型跨流域自流引水工程。工程区广泛分布新近系红层软岩,工程地质条件复杂,存在红层软岩隧洞大变形和TBM卡机等工程地质问题。依托引洮工程7#试验洞,采用原位剪切试验、现场变形试验室内流变试验等方法,获取了新近系红层软岩的物理力学参数。采用理论计算和数值计算方法(Burgers mode),对不同埋深条件下红层软岩隧洞的变形特征和最大变形值进行分析。重点研究了TBM掘进预留变形量的问题,提出引洮工程7#红层软岩隧洞TBM掘进预留变形量建议值为9～13cm。研究成果直接服务于引洮工程,为优化设计提供直接的地质支持,也可为同类工程提供借鉴。

引洮供水一期工程总干渠糙率原型观测(1)——研究方法与水位、流量监测

大型长距离输水工程的糙率是工程设计中的关键参数,随着工程施工技术的进步,工程建成后的实际糙率小于规范值,但设计中如何减小糙率取值则无选择的依据。为了给引洮供水工程优化设计提供依据,甘肃省引洮水利水电有限责任公司于2006年立项进行糙率原型观测研究,原型试验工程选择1995年建成的甘肃引大灌区总干渠和东二干渠,原型观测隧洞试验段分别在30 A隧洞出口与盘道岭隧洞进口修建机翼形量水槽,采用自动监测系统实时监测流量,隧洞水位各设6个观测断面,并采用水位自动监测系统实时监测。两处明渠段糙率原型观测试验水位流量采用人工方式进行。本文为该项研究的第一部分。

甘肃引洮供水工程饱和黄土隧洞施工方法选择的工程地质研究

甘肃引洮供水一期工程总干渠13^#、14^#、15^#隧洞围岩为al-IQ2饱和黄土，地下水位高于洞顶4～37m，饱和度一般在98％～100％，水稳性很差。因此，该段隧洞施工方法的选择十分重要，从工程地质角度研究其工程特性，采用Drucker—Prager弹塑性模型、关联流动法则，模拟了传统钻爆法开挖时隧洞稳定性，计算表明，若采用钻爆法，由于围岩的岩性软弱，隧洞开挖后，在隧洞周围较大范围内存在应力降低区，隧洞位移十分迅速而且位移量非常大，洞顶下降发生塌方并引起地面沉降。从盾构法施工对地质条件的适应性分析，其施工风险相对较小，施工过程中可利用护盾很快封闭围岩，因此该段隧洞宜采用盾构法施工。

引洮工程中隧洞常见病害分析

以甘肃省引洮工程总干渠中的隧洞工程为例,分析了隧洞所在区域的主要地质条件,着重研究了在隧洞施工过程中可能遇到的涌水、围岩稳定、极软岩、深埋隧洞地应力、饱水土和黄土隧洞等工程地质病害问题,提出了抽水、排水、导水相结合施工,隧洞顶拱回填灌浆以及隧洞初挖支护等水工隧洞施工方案,以防止隧洞段施工过程中各种地质病害的发生。

跨区域(流域)调水工程的利益相关者分析——以甘肃省引洮供水工程为例

跨区域、流域调水是我国未来水利基础设施建设的重点之一,协调好工程建设中的利益关系是保证工程顺利实施并获取实效,以及促进相关区域可持续发展的关键。对相关利益主体进行辨析,分析他们各自福利的损益均衡条件,是建立完整的利益补偿框架的基础。从产权角度分析了洮河水资源的用水权分配问题,通过建立一个简单的基于两区域的局部均衡模型对跨区域(流域)调水工程中利益补偿问题的产生给出了福利经济学解释,最后分析引洮工程各利益主体在工程实施前后的成本收益变化,为确定补偿主客体以及进一步实施有效补偿提供依据。

引洮7#隧洞含水疏松砂岩地层冻结法施工数值模拟

为探究含水疏松砂岩地层引水隧洞冻结施工中冻土帷幕的形成过程及力学特性,对引水隧洞的冻结施工及开挖过程进行三维数值模拟。研究了冻土帷幕的温度场、应力及位移的分布,计算出冻土帷幕完全形成所需的时间及其压、拉、剪应力极值并确定极值发生的位置。结合现场监测数据,分析了冻结过程中冻土的温度变化规律及冻土帷幕的形成机理,最后提出了相应的措施及建议。

引洮工程中地表水地下水资源的联合调度与利用

定西内官—香泉盆地具备良好的地下水赋存条件,多年来一直为城区生活、工业及当地农业发展提供水源,但随着当地各方面用水需求的增加,盆地地下水开采量逐年上升,导致采补失衡,地下水位下降严重.旨在改善甘肃中部定西一带极度缺水现状的引洮供水工程即将开工建设,结合盆地地形、地理、地质条件,综合研究工程外调地表水与当地盆地地下水的联合调度运行管理具有重要意义.文中结合引洮工程规划,进行了联合利用的初步分析.

引洮工程关联区生态功能区划与生态—经济系统调控研究

引洮工程对关联区域的可持续发展有十分复杂的影响。界定了引洮工程关联区范围并分析工程实施对关联区生态—经济系统的主要影响,遵照《生态功能区划暂行规程》,通过引洮工程关联区生态环境现状评价、生态环境敏感性评价和生态服务功能重要性评价,依据空间相似性和分异性原则,将引洮工程关联区划分为2个一级生态功能区和7个二级生态功能区,并以此为依据探讨了各区生态—经济系统协调发展的途径和对策。

基于机会成本法的引洮工程水源区经济补偿研究

为确保水源区雨水富集功能,梳理了水源区补偿的相关研究成果,界定了引洮工程水源区范围及其可能的补偿形式,利用GDP与COD之间存在的相关客观关系,建立回归方程,求得水源区受限的机会成本。测算出每年应该补偿的金额为101897.25万元,其中工资福利费、税收和企业利润分别为61138.35、20379.45和20379.45万元。提出建立补偿制度、确定补偿主体和确立补偿的方式等政策建议。

“引洮工程”引发的受水区污染治理研究

[目的]为了解决甘肃中部安定区、陇西县、渭源县、临洮县、榆中县和会宁县的人畜饮水、工业用水、生态用水及农业灌溉用水问题,引洮工程通过九甸峡水利枢纽抬高水位将黄河上游洮河支流水资源引入受水区。在受水区,在调水增加本区供水总量的同时,相应增加了增量水资源使用后带来的废污水,客观上对污染治理工作水平提出了更高要求,轻视排污问题将加剧受水区乃至下游的水系污染程度,影响受水区经济社会的可持续发展。[方法]文章采用文献研究法从理论上探讨了环境容量、排污权及其关系。采用定额计量法计算了调水带来的COD和氨氮增量。[结果]调水使得受水区COD和氨氮每年分别增加6 914. 30t和1 440. 48t。就COD而言,受水区平均排放量占该区环境容量的51. 12%,似有较多的容量结余,但区内排放极不平衡,榆中和会宁已经超排。就氨氮而言,受水区平均排放量将占该区环境容量的151. 55%,总体超排很严重。区内除临洮以外,其余5县区均超排,其中,榆中和会宁超排1倍以上。[结论]排污量是假定增量污水符合二级排放标准的前提下计算的,如果处理率低、排放达标率低,则超排现象会更为严重。对此,要从宏观上进行综合治理,诸如完善政府、社会与市场共同治污机制、排污权配置的过渡性制度安排、污水处理企业改革及引导受水区进行产业结构调整等。