引黄灌区水资源调配模型及和谐评估

基于引黄灌区普遍特征及存在的水资源问题,构建考虑水资源、经济社会和生态环境多维目标的水资源优化调配模型,建立引黄灌区水资源和谐评估指标体系,并将模型和评估体系应用到赵口引黄灌区二期工程。基于模型解集中选取的4种代表性优化调配方案进行水资源、经济社会、生态环境的效益分析,选定P_(4)方案为赵口二期水资源多目标优化调度方案,并基于该方案开展和谐评估和多方案调控研究。结果表明:模型优化后灌区和谐度明显提高,通过对和谐度较低的地下水开采率、农业用水比例、城镇化率、人均粮食产量、绿化覆盖率等指标调控后,和谐度可进一步提高到0.790。

黄河下游引黄灌区水系连通条件下水环境变化效应模拟

赵口引黄灌区二期工程新建总干渠—运粮河—涡河和东二干渠—陈留分干渠—惠济河输水通道,以提升灌区连通性,形成有效的输配水网络。为分析水系连通条件下灌区水环境变化效应,基于灌区二期工程范围内河、沟、渠基本构架及水文、水生态环境多项指标监测数据,利用MIKE11软件中水动力模块和对流扩散模块,构建灌区水动力-水质耦合模型,模拟灌区水系水量、水质动态变化,解析水系连通工程对灌区退水受纳水体涡河和惠济河水环境的影响。结果表明,水系连通后涡河和惠济河TN、TP、NH+4-N和NO-3-N的浓度降低,水环境容量增大。水系连通工程建设可促进灌区水系水循环,提升水体可再生性,提高灌区退水受纳水体水环境质量。

基于可持续运行的灌区水价制度风险与补偿机制

灌区可持续运行包含多层次的治理逻辑,根据国内灌区水价制度历史沿革和典型灌区现代化管理经验,科学合理的水价制度是灌区可持续运行的重要保证。灌区水价制度在实施过程中存在以下风险:农作物灌溉需求价格弹性低、地下水替代灌溉的市场失灵风险,传统惯性、旱灾频发的水价政策失灵风险,农户水价承受能力、上下游农户用水不平衡等自身因素导致的风险。基于此,提出应建立水价风险补偿基金以应对市场失灵,通过“提价补贴”、加强监管应对政策失效,建立弹性的水价调节机制以应对农户自身因素导致的风险。

基于网格化管理的大型灌区工程建设安全管理模式构建

大型灌区工程建筑物形式多样、地质环境复杂、施工难度大,工程建设过程中易发生风险事故。以赵口引黄灌区二期工程建设为例,将网格化管理的理论和技术引入灌区建设安全管理中,根据网格化管理思路,将管理对象划分为网格单元,组建网格服务团队,借助信息技术建立与其管理模式相适应的安全管理信息平台,形成横纵联合、协作有序的精准化网格化安全管理模式。分析了网格化安全管理模式的优势及其运行机制,认为通过网格化安全管理模式可以实现赵口引黄灌区二期工程的系统化管理,提高灌区风险处理的效率。

赵口引黄灌区复合土工膜耐久性研究

赵口引黄灌区是河南省第一大灌区,复合土工膜在其渠道防渗中得到广泛应用,但在自然条件下复合土工膜会发生老化,给工程带来隐患。为了研究复合土工膜材料的老化规律,以纵向拉伸强度为评价指标,引入“老化度”概念,建立了考虑温度和湿度共同作用下的复合土工膜耐久性预测模型,并结合实例验证了模型的有效性。研究结果表明:采用该复合土工膜耐久性预测模型,预测值相对于实测值的误差在10%以内,可以较好地预测复合土工膜的材料参数。对赵口引黄灌区复合土工膜进行使用寿命预测,得出其使用寿命理论上为57 a。

赵口引黄灌区渠道混凝土耐久性研究

赵口引黄灌区位于河南省豫东平原,灌区渠道会受到冻融循环与泥沙磨蚀的共同作用,在两者耦合作用下必然会加剧混凝土服役性能的劣化。基于集中沉沙和分散沉沙两种引黄沉沙方式,研究了冻融-泥沙磨蚀耦合作用下混凝土的耐久性能,结果表明:采用集中沉沙方式可只考虑冻融作用对混凝土服役性能的影响;采用分散沉沙方式时,混凝土冲刷磨蚀速率与含沙量、冻融次数密切相关;随着水流含沙量和冻融次数的增加,混凝土的磨蚀速率加快,服役年限也相应缩短。根据计算结果,针对泥沙含量常年在0.5~5、5~10、10~15 kg/m3的渠道,建议在工程运行20、15、10 a时对渠道混凝土进行修补加固。

赵口灌区生态灌区建设理念及路径

以赵口灌区二期工程生态灌区建设过程为研究区域,分析了生态灌区建设需要从工程全生命周期进行谋划。赵口灌区二期工程通过工程建设落实地下水超采综合治理,改善了地下水生态环境,改变了挤占河湖水系生态环境用水局面,改善河流水生态环境。通过以生态灌区为核心理念的工程布置方案,有效控制地下水位,防止土壤盐碱化和沼泽化。在施工过程中生态环境保护措施、水土保持措施到位,最大限度减小了对生态环境的影响。在赵口灌区二期工程的管理措施中,通过智慧管理和科学研发管理,夯实了生态灌区的长期发展基础。对赵口灌区二期工程生态灌区建设路径进行梳理,以期为更多的生态灌区建设提供有效思路和技术支撑。