滇中引水工程水源区水沙关系及悬移质含沙量预测方法研究

滇中引水工程水源状况对供水至关重要,为全面了解工程水源区的水量和悬移质含沙量特性,分析悬移质含沙量未来情势,依据水源区石鼓水文站资料系列,基于水文随机分析、小波分析、Copula函数等方法研究石鼓站水与沙的变化趋势及周期规律、联合分布及相依变化情况,在此基础上提出一种悬移质含沙量模拟及预测模型。研究结果表明,石鼓站流量和悬移质含沙量的年际、年内分配不均匀;水沙组合的同现重现期最大、联合重现期次之、条件重现期最小,同步遭遇概率远大于异步遭遇概率;未来丰、平、枯水情景下的多年平均悬移质含沙量分别为0.639、0.597、0.562 kg/m^(3),较1955~2019年实测的0.586 kg/m^(3)分别增长了9.0%、1.9%、-4.1%,3种情景下悬移质含沙量均呈上升发展趋势。研究成果从水沙分析角度为滇中引水工程供水调度、含沙量预估等提供了决策依据。

穿越复杂岩溶环境的特长隧洞涌突水危险性评价——以滇中引水工程小扑隧洞为例

在复杂岩溶区,涌突水危险性评价是保障隧洞施工安全的重要工作内容之一。以滇中引水工程玉溪红河段小扑隧洞为例,在分析隧洞地质与水文地质条件的基础上,综合考虑岩石的可溶性、地质构造因素、地表汇水条件、地下水化学特征、隧洞埋深与地下水位的关系5个控制性因素,采用岩溶隧洞涌突水危险性评价系统对隧洞的涌突水危险性进行了预测与验证。结果表明:小扑隧洞北段位于鲁纳寺—牛恋村岩溶子系统的径流区。在丰水期,隧洞岩溶涌突水中危险区、高危险区、极高危险区的长度占比分别为15.8%,55.4%,28.8%。小扑隧洞南段位于西河和祭天山—黄营岩溶子系统的补给、径流区。在丰水期,隧洞涌突水中危险区、高危险区、极高危险区的长度占比分别为7.4%,52.7%,39.9%。施工阶段,小扑隧洞北段主洞揭露暗河管道,发生涌突水事故,2#支洞发生突水涌沙事故,与对应的涌突水高-极高危险性结果吻合。涌突水危险性评价结果有效地支撑了隧洞的涌突水灾害防治与安全施工。

滇中引水工程中数字孪生技术的应用研究

为更好地采用信息化手段为滇中引水工程建设及运行管理提供更科学的决策,提出采用数字孪生技术构建智慧滇中引水体系的解决方案。在总结目前滇中引水工程信息化建设的基础上,对标水利工程数字孪生建设要求,搭建滇中引水工程数字孪生系统架构,从信息采集、数据传输、云计算中心和数字孪生平台几个方面全面系统地进行构建,并根据工程实际提出水源泵站、深埋隧洞和运行维护3个数字孪生运用场景。研究结果可有效提高滇中引水工程智能安全的建设管理水平和调水能力,也可供其他引水工程数字孪生建设借鉴。

滇中引水工程水源区与受水区径流丰枯遭遇及水文干旱研究

滇中引水工程水源区为金沙江虎跳峡河段,受水区为云南滇中高原区,研究两者径流丰枯遭遇及水文干旱变化趋势,可为滇中引水工程的水资源调度和区域水旱灾害防御提供理论指导。通过多元Copula函数描述径流系列的独立结构,运用游程理论基于标准化径流指数分析水源区和受水区的水文干旱历时、烈度和重现期,用于定量评估滇中引水工程水源区和受水区径流丰枯遭遇情况及其对水文干旱的影响。结果表明,滇中引水工程供水后,水源区标准化径流指数变幅较小,其识别的水文干旱事件历时、烈度和重现期也相对平稳;受水区标准化径流指数变幅较大,其识别的水文干旱事件历时变短、烈度减弱、重现期增大,特别是严重干旱、多年干旱事件。这说明实施滇中引水工程可有效增加受水区水资源量,显著提高受水区水旱灾害防御能力。

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。

基于集对分析和博弈论组合赋权的滇中引水工程资源水价定价

以滇中引水工程基础数据为依据,根据选取独立性、可量化性和可获取性的原则确定水源地水质(X1)、人均水资源占有量(X2)、人均GDP(X3)、生活污水处理率(X4)和人口密度(X5)5个评价指标。通过集对分析联系数模型测算资源水价并确定该资源水价指标的评价矩阵,采用博弈论方法将D-AHP法及熵权法所得权重进行组合赋权,结合水费承受指数和居民承受能力确定资源水价向量,计算资源水价。结果表明,通过5个评价指标与评价等级间的联系度矩阵计算得出滇中引水工程居民生活用水资源水价为1.75元/m^(3),水源地水质、人口密度越大,资源水价越低;人均水资源占有量、人均GDP、生活污水处理率越大,资源水价越高。测算结果可为滇中引水工程居民生活用水资源水价的确定提供参考。

滇中引水工程变更单价管理实践及思考

建设项目实施过程中,工程变更难以避免,合理确定变更项目单价是工程建设管理的一项基础工作。文章从变更单价报审流程、审核方法、重要管控措施等方面对滇中引水工程变更单价管理工作进行梳理总结,对新增材料单价确定、新增混凝土配合比确定、工程量清单漏项、审减不审增等问题展开讨论和研究,有助于强化对变更单价审核工作的理解和认识。

浅谈滇中引水工程玉溪段建设前期技术管理

玉溪段输水隧洞位于滇中引水工程输水网络的下游,隧洞断面均为小断面(以4.5m×3.5m为主),受小断面洞室施工条件限制,玉溪段输水隧洞施工不具备前面开挖支护后面衬砌施工条件;初设地勘成果显示,该段工程地质条件极为复杂,隧洞Ⅳ、Ⅴ类围岩占比高达76.9%,是滇中引水工程全线隧洞Ⅳ、Ⅴ类围岩占比最高。这样的工程特性对工程建设进度及前期投资的完成制约非常大,本文主要分析总结玉溪段建设前期,在技术管理中所运用的管理方式及取得的成效。

滇中引水工程输水隧洞中应用的常见技术和创新技术

滇中引水工程是目前全国在建的引调水工程中投资规模最大、建设难度最高的水利工程,是国务院确定的 172 项节水供水重大水利工程中的标志性工程之一。它的建设将有助于解决云南省中部地区长期以来的缺水问题,惠及滇中地区1500万人口。然而,该工程面临着许多技术难题,其中之一就是引水隧洞的施工技术问题。在引水工程中,引水隧洞是连接水源和水库的关键环节,隧洞建设通常面临的诸多挑战,例如需穿越断裂带、地质条件复杂、洞长较长等,因此需要不断对引水隧洞技术进行创新,来更好的解决这些问题。因此,本文主要探究分析创新的引水隧洞技术在滇中引水工程中的应用,希望能够为提高引水工程建设效率提供一些有利帮助。

滇中引水工程元谋受水区骨干水利工程的突出作用

滇中引水工程元谋受水区是水资源时间和空间分布极不均匀的代表地区。因此结合滇中地区水资源分布现状,在滇中地区建设水利工程不仅能够有效的改善滇中地区水资源分布现状,而且还对于滇中地区的社会经济发展起到重要的帮助。通过滇中引水工程向元谋受水区供水过程不均衡,同时该区水资源分布不均和汛枯期降水差异大等方面来阐述滇中引水工程元谋受水区骨干水利工程的突出作用。

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。

攻坚克难勇争先——中铁十二局集团有限公司滇中引水工程楚雄段施工2标项目劳动和技能竞赛纪实

千难万险关山重中铁十二局集团有限公司承建的滇中引水工程楚雄段施工2标,是全线先期开工的重难点工程之一。标段总干渠全长18768米,主要包括万家隧洞出口1965米,柳家村隧洞12526米,凤屯隧洞进口3920米,万家暗涵111米,柳家村渡槽(双槽)246米,以及6座节制闸阀等控制建筑物。建设者面临的最大挑战是:隧洞典型“滇中红层”软岩占比大,Ⅳ、Ⅴ类围岩约76%,遇水成泥,稳定性差,易下沉、变形、坍塌;突水突泥风险特别高,隧洞富水,突涌水频发,设计最大日涌水量达21.2万方;穿越断层多。

云南省滇中引水工程施工期对生态环境的影响

云南省滇中引水工程的建设将对区域自然环境、生态环境与社会环境产生影响,且部分影响具有一定的累积性、长期性及不可逆性。本文从废水、废气、噪声、固废4方面分析工程施工期对生态环境的影响,提出相应的污染防治措施,为减小滇中引水工程对生态环境的影响提供参考。

旋流竖井输水洞在滇中引水二期工程中的应用

为验证滇中引水二期工程石屏干线金山坡旋流竖井输水洞设计,在开展模型实验前,通过数值模拟手段,利用RNGκ-ε湍流模型及VOF两相流模型,对设计方案进行水流三维数值模拟分析。结果表明,在不同设计工况下,旋流竖井内过流能力均满足设计泄流要求;旋流空腔流态稳定,下游输水洞内水流平稳;旋流竖井内最大流速178m/s,最大压强70kPa,最高消能率75%,消能效果良好。模拟结果表明金山坡旋流竖井输水洞方案设计合理可行,可为工程下一步设计工作提供参考。

滇中引水工程主要受水区水汽输送时空变化

基于ERA-Interim再分析资料,以滇中引水工程主要受水区为研究对象,计算了受水区上空21 a水汽输送通量及水汽输送通量散度,并对其水汽输送、水汽辐合与水汽辐散等特征进行分析,研究其水汽输送时空变化特征。结果表明:研究区年平均水汽输送由西北至东南方向逐渐增加,并以纬向输送为主;水汽来源随季节移动,研究区夏季受西南风控制,水汽输送强度明显小于其他3个季节;5—7月份,研究区水汽输送强度逐渐衰减,7月份,研究区850 hPa气压层南部地区存在水汽辐合中心,450 hPa气压层西南部为水汽辐散带,在西南部易于形成降水。

隧洞明满流边界下滇中引水工程闸门过流特性

传统的水闸流量关系是在上游明流条件下试验得到的,但关于上游明流向有压流过渡的非恒定流状态时,流量关系的规律及计算方法缺乏探索,而这一规律对于中国在建的大量长距离输水隧洞出口闸门的调控十分关键。该研究通过三维数值模拟,建立实际的渠隧系统三维流体力学模型,探究明满流上游边界下闸门过流特性,并尝试探索在非恒定流工况下适配的过闸流量计算数学模型。结果表明:1)事故调度闸门突然关闭时,上游隧洞内出现无压-有压过渡流态,最大压力水头约为33 m,该研究提出一种改进的无量纲公式计算流量,即在闸前总水头中考虑上游隧洞内压力水头;2)无量纲公式相较于传统公式平均率定误差降低4个百分点,提出的无压-有压流态流量计算统一率定模型最大相对误差为4.68%,精度较高。该研究所提出的流量计算方法对长距离渠隧系统调度具有参考价值,也可为实际工程的管理提供可靠技术支撑,对于工程的安全稳定运行及灌区的正常输配水具有重要意义。

滇中引水工程对洱海水环境影响

根据滇中引水工程规划设计方案,在考虑规划水平年实施的水污染综合治理措施的基础上,采用洱海水环境数学模型,预测分析流域污染负荷削减情况下,滇中引水工程"利用洱海"与"不利用洱海"等不同方案对洱海水质的影响。分析后发现,"利用洱海"方案比"不利用洱海"方案TN、TP平均浓度有所提高,其中对TP浓度影响较大,TP浓度从Ⅱ类下降为Ⅲ类。考虑洱海水环境的保护,建议滇中引水工程采用"不利用洱海"方案。

顾及地形的滇中引水工程最低成本线路研究

以滇中引水工程线路规划为例,以资源三号测绘卫星ZY-3 DSM为数据源,以均值变点分析法为理论依据,借助Python语言编程实现研究区地势起伏度最佳统计单元的确定,并运用GIS技术生成地势起伏度和坡度图。再运用专家打分评价方法,确定地势起伏度和坡度的权重,采用基于栅格的成本加权分析法,构建滇中引水工程地形成本栅格。在此基础上,将引水工程线路规划问题转化为GIS最低成本路径求解问题,以栅格数据Dijkstra算法为基础,求解出滇中引水工程最低成本线路。从地形的角度,研究了复杂地形状况下滇中引水工程智能线路规划的方法,可为引水工程提供一定的参考和借鉴。

滇中引水工程倒虹吸钢管应用Q460钢的水压试验研究

结合滇中引水工程某倒虹吸钢管的实际,采用1∶1大比尺结构模型试验,研究了Q460C高强钢应用于水利水电行业大直径输水钢管时的受力状态及极限承载能力,得到水压试验模型从加压到最后爆破整个过程中钢管应力、位移的变化规律。模型试验测试结果表明,在水压试验压力2.82 MPa之前,钢管应力/应变~压力、位移~压力曲线呈现良好的线性关系,且其最大应力均小于Q460C钢材在水压试验工况下的允许应力,说明压力钢管处于弹性工作状态,结构能够满足强度设计要求。模型爆破时最大压力为7.50 MPa,是设计压力2.26 MPa的3.3倍,且产生了很大的塑性变形,说明Q460C钢制成的压力钢管具有很好的韧性和足够的安全裕量,可以应用于滇中引水工程或类似工程的倒虹吸钢管结构。