长距离引水工程自动化控制系统应用研究--以天水市城区引洮供水工程为例

长距离引水工程线路长、点多、面广,涉及多种水工建筑物,工程运行工况复杂,建立安全可靠的自动化控制系统对工程的安全稳定运行非常必要。文章以天水市城区引洮供水工程为例,从工程自动化控制的系统设计、闸(阀)门的监测控制、视频监控系统布设、一体化平台的建设、运行数据采集分析、二维GIS系统建设等方面,介绍了工程自动扣控制系统的应用情况,对类似工程自动化控制系统建设具有一定借鉴意义。

基于智慧水力学的长距离调水工程调度参数预测方法研究

为提高长距离调水工程调度参数的计算精度,提出了智慧水力学的概念,基于南水北调中线工程的运行监测数据,采用人工智能方法开展了长距离调水工程调度参数预测方法研究。在对数据清洗的基础上,基于长短时记忆神经网络(LSTM)模型建立了白河、十二里河、东赵河节制闸调度参数的预测模型,采用鲸鱼优化算法(WOA)优化模型的超参数并进行调度参数预测。结果表明:3个节制闸的闸前水位和流量预测值与其实测值的最大平均绝对误差分别为0.655 cm和1.326 m^(3)/s,说明智慧水力学理念和人工智能方法在长距离调水工程调度参数预测中的适用性和精准性。研究内容可为实现工程调度参数预测与精准智能调度提供理论基础。

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。

苏通GIL综合管廊工程GIL管道专用运输机具研发

针对某特高压综合管廊过江输电项目,文中采用盾构管廊方式,管廊两侧分别设3相GIL输电管路,从江底穿长江主航道,两侧通过竖井和地面引接站与架空线路相连,在综合管廊路径长、走向复杂;内部作业空间受限,施工量大且工期紧的情况下,实现了采用过江管廊GIL的方式长距离输电。

长距离引调水工程建设期BIM技术应用研究

针对长距离引调水工程建设期线路长、现场监管难、参与方多、沟通难等问题,以滇中引水工程建设期为例,根据项目特点及管理要求,建立BIM标准体系,创建建设期BIM模型,实现BIM协同,进行施工模拟及可视化交底。应用BIM技术实现电子沙盘及虚拟漫游,并通过BIM模型将建设期数据整合挂接至“智慧滇中引水”建设管理信息系统,融合GIS技术,进行工程建设辅助管理及文明施工监管,从而对安全质量、投资控制、进度管控、施工形象、现场监控等工程建设期核心内容,进行协同监测及管控并实现可视化图表展示,落实工程建设期的标准化和规范化管理,为BIM技术在长距离引调水工程的应用提供参考。

远距离调水工程调度运行研究

我国水资源分布非常不均匀,为了解决部分地区水资源稀缺的问题,国家有很多建设和正在建设中的调水工程,这些工程都可以很好地解决部分城市水资源稀缺的情况。调水过程本身就是一个很复杂的流程,调水相关工作人员更应该认真分析其特点做出相应工作上的调整,以便更好地完成调水工作,很好地解决水资源紧缺地区的用水问题。因此,分析了调水工程的供水调度的特点、调水运行的原则并探究了调水运行的流程,希望给有需要的相关工作人员提供一些帮助。

轴流式止回阀与水击泄放阀组合的水锤防护系统研究

【目的】研究减小长距离高扬程输水工程中水锤作用对建筑物安全运行的不利影响,保障管道等建筑物安全。【方法】基于瞬变流理论及特征线法结合水柱分离数学模型的方法,并考虑水锤防护设备的边界条件,运用水锤仿真计算软件对系统停泵水锤进行数值计算。对传统的“单向调压塔+空气阀”和“水击泄放阀+轴流止回阀+空气阀”2种水锤防护措施进行比较,验证轴流止回阀与水击泄放阀组合的水锤防护系统防护效果。【结果】经过计算及后期实际工程多年运行验证后表明在长距离高扬程输水工程中:2种水锤防护方案对事故停泵下管线高压及负压水锤均有一定的防护效果。“单向调压塔+空气阀”的防护措施能使管道内负压由汽化负压-8.4 m降到了-6.9 m水头压力,管道正压最大值由3.04 Mpa降低至2.98 Mpa,但若要继续降低管线负压则需再增加调压塔数量,增加工程投资,经济性上并无优势;“水击泄放阀+轴流止回阀+空气阀”的水锤防护措施,能够有效防护因停泵引起的高低压水锤及水泵倒流倒转等问题,管道内负压由已汽化负压降到了-5 m水头压力,使其系统内最高压力由3.04 Mpa降低至3.0 Mpa,管道最大压力控制在稳态压力的1.2倍之内。【结论】工程竣工多年运行验证,此水锤防护系统只需在输水系统中设1处水击泄放阀和轴流止回阀即可实现有效的防护因停泵引起的高低压水锤及水泵倒流倒转等问题,具有相同的可靠性和更高的经济性,可为类似工程防水锤设计提供依据。

水域长距离顶管穿越管道安装方案探究

某工程穿越河流受地质条件限制采用顶管方式穿越,顶管穿越施工结束后套管内安装D1219 mm管道,考虑到水域顶管穿越深度大,对整体预制发送方案与整竖井内焊接、逐根安装方案进行了探究。管道焊接、检测、防腐完成后,采用滚轮+卷扬机牵引的方式完成套管内管道安装,采用整体吊装方式完成竖井内管道安装。通过以上技术应用,可高效、快捷、安全地完成长距离顶管的管道安装工作。

长距离输水工程数字孪生模型数据融合及编码技术研究

针对长距离输水工程在数字孪生工程数据底板建设过程中GIS与BIM等多源数据融合及编码体系不完善的问题,通过分析长距离输水工程设施数字孪生模型建立方法和编码特点,开展BIM模型和倾斜摄影三维实景模型建立与融合方法、水工设施KKS编码方法和基于Dynamo的快速编码技术的研究。研究结果及工程应用表明,基于Cesium的BIM模型和倾斜摄影模型融合能够实现精细化三维场景模型构建和长距离输水工程数据信息共享。将KKS编码拓展到水工设施编码,形成的数字化编码库,有利于水工设施与机电设备编码的高效和统一管理。利用Dynamo自动编码技术,可快速实现设施设备快速编码,提升了长距离输水工程设施运维管理的数字化与智能化程度,为后续数字孪生延伸应用奠定基础。

国家地下水监测工程(水利部分)数据交换关键技术

以水利行业典型的四级(水利部—流域—省—地市)交换应用场景,以及水利部和自然资源部两部地下水监测数据实时交换共享的应用场景为基础,针对水利行业复杂网络条件下海量数据长距离实时和跨部委海量异构数据可信等交换需求,提出多源数据长距离传输适配对接、海量数据交换分布式协同调度、基于安全隔离网闸双向可信交换和两部海量异构数据融合共享等4项技术,从核心结构和原理层面对技术进行总结,并基于实际运行经验提出下一步升级建议。目前,4项技术在国家地下水监测工程(水利部分)中普遍应用及推广,应用结果表明:数据交换关键技术可实现复杂条件下的数据交换与共享,以及两部国家地下水监测数据的实时汇集、上报、共享和交换,并为地方地下水监测站数据汇交至流域分中心和国家中心提供技术支撑。

长输管道工程建设项目概算常见问题及对策

长输管道工程在进行建设时,因为施工地形条件较为复杂,特别是在设计和实际建设阶段,有可能面临极为复杂的工作和管理问题。为了切实提高此类工程的建设效率,妥善处理复杂工作问题,就要求在开工之前,对工程总成本加以合理估算,从而方便施工单位能够对长输管道工程的投资过程做到精准、有效的控制,实现对投入资金的最大化节约,防止发生资金浪费。为此,本文基于长输管道工程建设项目概算中的常见问题,探讨了实际的概算策略和资金核对方式。

某长距离输蒸汽管网EPC项目新型管网优化设计

“源-网-荷-储”协调优化运营模式,为我国能源转型和发展提供一种新的发展思路,长距离输热管网作为渠道和桥梁,为能源高效、节能、安全和持续稳定开发利用保驾护航。以某长输蒸汽管网EPC项目为例,按照新型管网设计理念,从项目优化设计、管材选购和项目运行效果等方面进行分析研究,通过投产和运行测试,管网达到冬季表面积雪不化的超低能耗热网输配效果。

青岛市黄水东调长输管道工程水土流失防治研究

长输管道工程跨度大,沿线经过不同的侵蚀类型区,受地形、地貌、气候等因素影响,形成的水土流失形式也各不相同,需要按照不同的分区采取有针对性的防治措施。本文以青岛市黄水东调承接工程为例,探讨了长输管道工程水土保持设计技术,对水土流失特点进行分析总结,确定科学合理的水土保持措施体系,以期为编制类似项目水土保持方案、合理布设水土保持措施提供参考。

基于AHP-灰色定权聚类的长距离输水工程闸门应急调控方式研究

针对长距离输水工程,提出了应急调控过程中影响闸门调控效果的6项指标,包括调控时间、调控后污染范围、调控后污染物峰值浓度、调控成本、操作难易程度及调控对工程的影响;然后利用层次分析法建立和量化影响闸门调控效果的各项指标,并引入灰色定权聚类方法对闸门调控方式进行灰色分类,建立三角白化权函数,更能准确地确定闸门调控方式。最后以南水北调中线总干渠京石应急段起点至西黑山分水口之间的渠道为例,运用AHP-灰色定权聚类方法,确定了中线工程应急调控过程中较为合理的闸门调控方式为同步闭闸。

长距离输水工程综合评价--以武威市国际陆港供水工程为例

长距离引水工程是解决水资源时空分布不均、提高水资源利用效率、发展国民经济的重要措施。通过研究甘肃省武威市国际陆港供水工程,运用层次分析法、指数分析法,通过定量计算与定性分析,建立了综合评价模型。结果表明:综合评价模型可以科学地反映武威市国际陆港供水工程建设实施所产生的影响,有利于相关部门采取预防措施,使项目规划和相关设计更加完善。

两部制电价制度下施工用电价格计算方法研究--以滇中引水工程大理Ⅰ段为例

为准确计算两部制电价制度下施工用电预算价格中的电网供电价格,以现行水利工程概(估)算编制规定为基础,针对两部制电价提出了依设计深度不同而不同的电网供电价格计算方法。同时以滇中引水工程大理Ⅰ段为实例,分析了长距离隧洞调水工程施工用电价格的计算方法。结果表明:两部制电价制度下不同计算方法对施工用电价格计算结果影响较大。在实际工作中应根据具体情况仔细分析确定计算方法,合理确定施工用电价格。

气垫调压室联合单向塔的停泵水锤防护研究

针对某长距离、大流量、高扬程泵站加压供水工程,对事故停泵进行模拟。结合工程地形特征,提出采用气垫调压室和单向塔联合防护的方法,并结合管道压力控制要求,对泵后阀门关闭规律及调压室阻抗孔径进行敏感性分析。结果表明,气垫调压室可有效防护停泵水锤及泵后阀快速关闭产生的关阀水锤,单向塔解决了气垫调压室持续补水导致的局部高点低压问题,保护了高点管段安全。联合防护方案可显著减小气垫调压室体积,节约工程成本。另外,泵后阀关闭规律及气垫调压室阻抗孔面积对管道的水锤压力影响较大,关阀过快或阻抗孔口面积过大会导致管道正压超标;关阀过慢或阻抗孔口面积过小会导致管道出现较大负压,具体工程需结合过渡过程模拟进行优化,对于本工程,经过模拟优化,阻抗孔口直径取0.8 m,泵后阀采用5 s直线关闭,结果可满足调保计算要求。

长距离水平定向钻探在引江补汉地质勘察工程中的应用

将长距离水平定向钻探技术运用于岩土工程勘察,可有效弥补垂直钻探方式的不足,且其导向性能好,勘察精度较高。本文结合引江补汉工程输水隧洞岩土勘察工程,梳理出钻机、随钻测量设备、钻具等的使用情况,并提出钻进实施过程中的“取心钻进+定向钻进”交替进行的长距离水平复合定向钻进施工工艺方法,最后对实际施工过程中施工难点及应对措施进行介绍。

跨流域长距离调水工程风险综合评价研究与应用

针对跨流域长距离调水工程风险综合评价困难问题,进行风险因子辨识,建立风险指标体系和风险等级标准,并设计一种风险集成方法。将工程进行单元划分,确定风险指标权重,计算各单元综合风险量值,将各单元风险进行集成计算得到工程总体风险等级。针对不同单元包含风险因素不同的问题,提出风险指标权重修正方法。基于所提风险集成方法,设计并开发跨流域长距离调水工程风险集成软件。某跨流域长距离调水工程某管理处实例计算结果表明,该管理处管辖范围总体风险等级为II级,灰色聚类分析法等7种方法的计算结果一致,说明所提方法有效可靠。

驷马山引江工程长距离输水过渡过程一维三维耦合分析

梯级泵站长距离有压输水管道上下游水情发生变化,易导致管道内水压、流速等水力参数变化,进而引起水锤。为满足管道的输水要求,保障其在各工况下安全运行,采用一维特征线法和三维VOF相耦合的方法对其进行数值模拟,建立梯级泵站长距离输水系统过渡过程分析的数学模型。分析了驷马山引江工程的滁河四级站长距离输水系统在泵站停机、失电等工况条件下管道内压力、出水池水位的变化规律,得出通过末闸和侧闸的合理启闭可以更好地保障整个管道系统的安全。