南水北调中线干线水体特征指标筛查与动态分析

为掌握南水北调总干渠的水体特征指标情况,对中线干渠12个断面的99项水化学指标和5项同位素指标在2020—2021年度的变化情况进行系统分析,按照可以在干渠沿线普遍检出并能广泛使用(普适性)、干渠本身指标稳定(稳定性)、与周围水体有明显差异(差异性)的原则,建立干线水体特征指标体系,尝试识别出总干渠的特征指标,进而评估特征指标的正常动态范围,以期为快速研判南水北调干渠边坡渗水、漏水等问题提供技术支撑。研究结果表明:对于“普适性”,中线干渠水体有10项水化学指标可以满足;对于“稳定性”,中线干渠水体中锶、钠、钾、钙、镁和氯等8项水化学指标总体稳定,受季节变化影响具有一定的波动性,氘(^(2)H)、氧(^(18)O)、锶(^(87)Sr)和硫(^(34)S)同位素具有较好的稳定性,受季节影响较小;对于“差异性”,氯和钠两项单项指标及氯/镁离子比、钠/镁离子比与周围水体差异最为显著。结合多项原则和影响因素进行综合考虑,最终选定氯、钠、锶、氯/镁离子比、钠/镁离子比以及氘(^(2)H)、氧(^(18)O)、锶(^(87)Sr)共8项指标作为具有普适性、稳定性和差异性的特征指标。发现边坡渗水的第一时间,可以采用氯、钠、氯/镁离子比、钠/镁离子比以及氘(^(2)H)、氧(^(18)O)等6项特征指标为快速分析研判提供支撑。

西、北江三角洲洪水位对洪水归槽与河床下切的响应

受流域洪水归槽造成水位抬升和区域河床下切引起水位下降影响,珠江三角洲泄洪情势发生了显著变化。为探明这种影响和变化,利用洪水、地形实测资料,分析当前洪水归槽和地形下切态势,基于河网二维水动力学模型,分别量化洪水归槽和地形下切对西、北江三角洲泄洪能力的作用大小,并在此基础上评估现状主干河道过流能力。结果表明:洪水归槽导致珠江三角洲防洪压力陡增,相对20世纪90年代,防洪控制断面思贤滘50年一遇设计洪峰流量增幅达11.7%,西江、北江相应洪水位最大抬升幅度分别为0.67、0.56 m;河道大规模下切增加了河道泄洪能力,1999—2016年西、北江主干河道平均下切幅度分别为2.54、1.21 m,相应的洪水位普遍降低,50年一遇重现期洪水位最大降幅分别西江为0.76 m、北江为0.67 m;除三角洲上部局部河段外,洪水归槽对三角洲洪水位抬升作用显著大于河道下切的水位降低作用。现状三角洲主干河道50年一遇洪水位有近900 km河段超堤防设计水位,超出河段主要集中在天河、南华、三善滘附近的三角洲腹部。研究成果可为后续珠江三角洲防洪体系整体安全评估和提升提供依据。

南水北调中线工程节制闸间距研究

节制闸间距的选取影响到工程投资的多少与能否安全运行的问题 .本文以南水北调中线工程初步设计参数为依据 ,从调度的灵活性 ,事故处理时间 ,闸门、渠道的安全超高、水头损失与最低流速及节制闸工程造价等 5个方面讨论了中线干渠节制闸间距长短的优缺点 .通过各种因素的综合分析 ,认为节制闸间距取2 0～ 3

南水北调中线总干渠典型渠段水体自净能力研究

水体自净能力是影响水质指标变化的重要因素。以BOD5降解系数作为自净能力表征,选取南水北调中线总干渠河南段程沟、方城、沙河南、兰河北、新峰、苏张等6个监测断面2015年1月至2015年7月逐月BOD5监测数据和研究渠段各节制闸的流量、水深等数据,采用稳态一维BOD5降解模型对总干渠BOD5降解系数进行拟合。结果表明,研究渠段BOD5降解系数数值范围为0.024/d^0.054/d,与其他区域相比,总干渠的水体自净能力相对较小。研究渠段BOD5降解系数季节变化明显,1月-4月、7月的拟合k值分别为0.028/d(p<0.05),0.033/d(p<0.05),0.024/d(p<0.05),0.039/d(p<0.05),0.054/d(p<0.05);但5月、6月的拟合k值均不具有统计显著性(p>0.05),可能是由于桥面和路面降雨径流形成了外源有机物污染输入,造成渠道BOD5浓度波动较大。总干渠自净能力受温度影响显著,BOD5降解系数基本随温度的升高而增大,温度校正系数θ值为1.039。

南水北调中线总干渠水质状况综合评价

为了客观、科学地反映南水北北调中线总干渠水体水质状况,选取南水北调中线2015年1月至2018年5月全线8个常规监测断面的逐月水质监测数据进行水质综合评价。单因子评价结果显示,南水北调中线总干渠水质类别为Ⅲ类(基于平均值和中位值)和Ⅳ至Ⅴ类(基于最大值);若不考虑总氮,评价结果则为Ⅰ至Ⅱ类(基于平均值和中位值)和Ⅱ至Ⅲ类(基于最大值)。综合污染指数评价结果表明,总干渠各断面综合污染指数在0.16~0.30之间,各断面评价结果均为合格,总氮对大部分断面污染指数的分担率都在50%以上。模糊评价结果显示,大部分断面对Ⅰ类水质标准的隶属度均超过0.7,对Ⅱ类水质标准的隶属度在0.14~0.17之间,对Ⅲ至Ⅴ类水质标准的隶属度很低,水质最终的评价结果均为Ⅰ类。综合三种评价结果,南水北调中线总干渠水质总体良好,能够满足供水水质要求。

南水北调中线工程总干渠渗流与蒸发损失研究

为了正确评价南水北调中线总干渠1000余km渠道的渗漏损失,找出产生渠道渗漏的主要影响因素以及控制这些影响的方法,进行了总干渠渗流输水损失分析研究。在开展国内外调研和全面分析南水北调已有地质资料的情况下,对南水北调中线总干渠进行分类,确定计算模型,选取适当参数,进行适当假定,采用有限元方法对总干渠输水损失进行了计算和合理性分析。计算结果表明:在采用全线衬砌情况下,衬砌完好时的渗漏量很小,渠系水利用系数很高;衬砌有一定破损时,渠道渗漏量与渠基渗透性关系密切;同时,还得出了3种破损率条件下的总干渠渗流、蒸发损失。

南水北调中线总干渠水质管理问题与思考

南水北调中线工程作为我国重大战略性水资源配置工程,水质保护要求极高。工程规划设计阶段,重点考虑了沿途降水降尘、桥面污染径流、雨洪风险、事故倾覆等因素对渠道水质的影响。按照环评报告和环评复核报告的要求,中线工程建立了系统的水质保障体系,有力保证了通水后水质稳定在Ⅰ~Ⅱ类。监测结果显示:总干渠通水后出现了部分水质指标沿程升高的问题,通水初期还出现了藻类过度增殖的现象。为此,进行了分析研究,结果表明:总干渠沿线的大气干湿沉降、桥面径流、雨洪漫溢、地下水内排等因素都可能会造成污染输入;南北温差和季节温差、pH值沿程梯度等因素驱动的水化学过程变化可能是水质变化的重要影响因素;渠道生态系统的物质循环与水流过程、生境演变和生物群落演变等各种因素交织耦合,可能是驱动氮、磷生源要素相关的水质指标时空变化规律的重要机制。根据分析结果,鉴于对总干渠这一复杂的巨系统认识不足,因而目前对水质的变化很难做到预判,预测则更难。为了总干渠水质能够得到长效保障,建议应重点解决对系统的认知、模拟预测以及调控管理等3个方面的问题。

大清河系观测河段及南水北调中线方案冰情计算分析

为研究南水北调中线方案总干渠冰期输水问题，通过对大清河系冰情分析、水位水温验证计算及冰情影响计算表明：建立的一维非恒定水力学和水温数学模型可行且验证精度较高；观测河段无冰盖时糙率为０．０２～０．０３，有冰盖时糙率增加到０．０３～０．０４；假定不出现冰情，观测河段水位将下降０．１～０．４ ｍ ，过流能力将提高３０％ ～６５％ 。总干渠与大清河冰情对比分析表明：冬季冰期输水期间，总干渠可以不考虑岸冰和底冰，并且难以形成静态稳定冰盖，水内冰、水面流冰、冰塞和冰坝的出现和存在将不同程度上影响总干渠的糙率、水位和输水能力。

南水北调中线总干渠邢石段地下水水质分析

南水北调中线一期工程总干渠邢石段桩号209+950～(224+966)段地下水水质总硬度、硝酸盐等指标超地下水Ⅲ类水质标准,同时不符合GB/T14848—93《地下水质量标准》的水质要求,为防止总干渠在输水期间造成水质污染,禁止不符合水质要求的地下水排入总干渠,建议采取外排处理措施。

输水管道穿南水北调总干渠方案研究

根据南水北调总干渠总体设计技术规定:输水管道穿越总干渠,其穿越建筑物不占用总干渠水头.为满足总体设计要求,根据输水管道管底高程、总干渠渠底高程及设计水位的相互关系,考虑了渠上管道桥和渠底倒虹吸两种穿越方案,通过技术、经济、施工等综合分析比较,确定输水管道穿总干渠建筑物型式为渠底倒虹吸,倒虹吸管外加防护箱涵.

南水北调中线总干渠安阳段桥梁工程建设探讨

文章以南水北调中线一期工程总干渠安阳段桥梁工程建设为主线,通过分期、分标情况,建设状况等方面调研统计,介绍了安阳段桥梁工程设计、施工的状况及主要特点。结合公路行业桥梁建设方面控制重点和安阳段桥梁建设中的管理要素,提出了工程施工阶段应当重视的管理环节。在对建设过程中一些问题调查研究后,有针对性的提出部分探讨性建设意见。

向家坝灌区北总干渠工程建设征地移民安置规划

被称为川南地区“都江堰”、国务院“十三五”期间规划的172项重大水利工程——向家坝灌区北总干渠一期一步工程,是向家坝水电站工程综合开发利用的配套工程。如何正确处理国家、地方政府、个人、集体、业主、施工单位之间的关系是特大型水利工程征地移民安置工作的关键,应客观公正、实事求是、深入细致地进行调查研究,合理布局规划、满足灌区工程开发用地需求,确保征地移民安置、后续施工稳步推进。结合向家坝灌区北总干渠一期一步工程建设征地移民实际情况分析了征地移民工作存在的问题和面临的挑战,提出了向家坝灌区征地移民工作的创新管理方式方法。

地铁盾构隧道下穿南水北调干渠的沉降控制研究

通过对地铁盾构隧道下穿南水北调干渠时沉降现场监测数据和数值模拟结果的分析,对干渠结构、干渠上部倒虹吸结构和地表的沉降控制进行了研究。结果表明:(1)盾构隧道下穿南水北调干渠时,干渠结构最大沉降发生在干渠底部。在盾构隧道与干渠渠底净距为2.5D(D为盾构隧道外径)并采用克泥效工法时,干渠结构的最大沉降量为11.26 mm,未采用克泥效工法时,干渠结构的最大沉降量为14.52 mm,说明采用克泥效工法能够有效减少干渠结构的沉降量,减少幅度为22%,同时也能够有效降低地表和倒虹吸结构的沉降量;(2)随着盾构隧道与干渠的距离越来越接近,干渠底部、地表和倒虹吸结构的沉降量逐渐增大,且随着盾构隧道与干渠渠底净距的减少,其沉降量的增大幅度逐渐提高;(3)采用克泥效工法时,盾构隧道与干渠的净距不少于2.0D时,能够保证干渠底部的沉降量不大于15 mm。该研究结果可为类似工程提供参考。

北京市北运河主河道水质及排水量特征分析

本文以2018年北运河主河道21个监测断面和53个排水口为研究对象,对21个监测断面进行基于统计学的水质特征分析。并应用聚类分析划分出水质指标基于季节尺度和空间尺度的相似性,选取3个重点断面和4个重点排水口进行水质水量变化特征分析。结果表明:北运河主河道断面水质具有显著的时空差异,北关拦河闸、榆林庄闸、杨洼闸3个重点监测断面呈现汛期降雨水质变差、SS和COD指标波动显著的规律,其中北关拦河闸断面水质较差,至下游河北土门楼断面水质好转;北运河沿岸部分排水口水质不达标,主要污染指标是COD、TN和NH+4-N,不同行政区入河污染指标构成中COD值最大,TN次之,TP最小,表明北运河北京各区段的主要入河污染物构成比例相似;各行政区北运河排水口排水量顺义区最大,朝阳区最小,一年内不同区域不同月份的日排水量与排水类型、排水来源密切相关。该研究分析可为城市河道管理提供准确科学的数据支持。

南水北调中线总干渠左岸坡水区防洪水位研究

南水北调中线总干渠左岸防洪堤部分为标准堤段,且当上游区域为坡水区时,左岸洪水流态具有明显的二维流特点,采用二维非恒定流数学模型模拟坡水区洪水演进过程,并计算出总干渠沿线水面线。根据计算的多片坡水区水面线结果,分析了总干渠左岸各种类型地形沿线水深分布,较好地解决了防洪堤设计中防洪水位的计算问题。

石津干渠藁城段渠道布置方案比选

南水北调配套工程石津干渠藁城段利用现有石津灌区总干渠进行改造,现状藁城段因地形落差大而设有多处跌水。配套工程设计选取北庄至故献约10km渠道作为典型渠段,对保留跌水和挖除跌水等方案进行经济、技术比较,论证了保留跌水的渠道布置方案更为经济合理。

城际铁路双轨道列车盾构隧道振动响应分析

针对首例城际铁路双轨道大直径盾构隧道(外径12.4 m、管片衬砌厚0.55 m)下穿南水北调中线总干渠工程实例,建立有限元数值分析模型,分析了列车行驶振动荷载对隧道衬砌结构和渠底的振动响应规律。采用激振力函数综合考虑行车平稳性、动力附加轮毂和波形磨耗等因素模拟列车振动荷载,变换轨道不平顺值由0.40 mm增至1.00 mm,列车运行工况按单列车单向行驶和双列车对向行驶,列车设计时速200 km/h。研究表明:双列车对向行驶对隧道衬砌混凝土应力和渠底面位移的影响较大,轨道不平顺值对隧道衬砌混凝土应力影响较大,但对渠底面位移影响很小。研究成果为盾构隧道和南水北调中线总干渠安全运营和维护管理的决策提供了研究依据。

南水北调中线工程北汝河段串流区淹没解决方案分析

北汝河和石河之间以及石河右岸地势较低,北汝河和石河洪水漫溢出槽;南水北调中线工程总干渠及各河道建筑物修建后缩窄了行洪断面,对河道的行洪产生一定影响,上游水位壅高、淹没时间延长,上游耕地和村庄淹没水深有所增大。结合北汝河串流片特点对淹没影响进行处理,选定了征迁安置、河道防护、河道治理、河道防护与河道治理结合4个处理方案进行研究比选,按照技术可行、经济最优并最大限度的保障受淹没影响村民安居乐业的标准,选定方案三即河道治理方案为最优方案。

卓家庄沟倒虹吸进出口防洪安全设计

卓家庄沟下游沟道被挤压侵占,已埋设的涵管规模较小,导致排水不畅,造成洪水时,倒虹吸进出口水位壅高,存在洪水入总干渠的隐患。本设计采用倒虹吸进出口设挡水墙和易水灌渠下涵管扩建方案,保证了总干渠的安全。

跨南水北调干渠连续梁拱桥环保施工探讨

阐析郑万铁路河南段张良镇跨南水北调干渠连续梁拱桥环水保施工控制技术,总结实用方案和针对性防治措施,为后续跨越水资源保护区等同类工程项目提供经验和参考。