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。

引洮供水二期配套工程调蓄水池沿河防护设计

分析了调蓄水池外坝坡及葫芦河右岸护坡现状及存在的问题,根据调蓄水池防洪标准对河道右岸边坡进行防护,重点阐述边坡稳定及防护的设计计算过程和岸坡的处理措施。

南水北调中线供水区水域面积变化遥感分析

为更好地研究调水对供水区域水域面积的影响,利用遥感技术研究了南水北调中线工程调水前后供水区及其下游四季的水域面积变化情况及其动因。研究表明:在调水工程实施之后,汉江中下游区域出现了水域面积大幅度下降的情况,汉江流域水域面积从2011年到2015年整体减少,尤其是春夏季水域面积减少最多,春季减少52.6km^(2),夏季减少65.8km^(2),减少比例达到17.3%,秋季和冬季水域面积减少幅度较小,秋季水域面积减少23.4km^(2),冬季水域面积减少最少,为4.2km^(2)。

不同水源特征水库中溶解性有机物的光学特性对比

为考察A水库(“引黄工程”水源水库)与B水库(普通类型水库)的溶解性有机物(DOM)在相对分子质量大小、组成特征及来源方面的差异,采用紫外-可见光谱技术以及三维荧光光谱技术结合平行因子分析法,针对A水库和B水库水体中DOM的吸收参数特征和荧光特征进行了研究。结果显示:A水库和B水库的DOM均有较强的自生源特征,但两水库的DOM在组成特征和来源上存在一定差异。B水库样本中存在长波类腐殖质C1(E_(x)=350 nm,E_(m)=454 nm)、类色氨酸物质C2(E_(x)=300 nm,E_(m)=361 nm)和类色氨酸C3(E_(x)=220 nm/250 nm,E_(m)=347 nm)3个荧光组分,而A水库样本中存在长波类腐殖质C1、类色氨酸物质C2两个荧光组分,说明A水库的组成特征相对更加简单。DOM吸收参数特征分析显示,A水库水质状况良好,其DOM相对分子质量较大,主要来自自生源;而B水库处于富营养状态,其DOM相对分子质量较小,富里酸成分和水体芳香性较高,水生环境中维管束植物输入较为丰富,主要来自入库河流和自生源。光谱指标差异性分析显示,A水库DOM外源输入比例小于B水库,同时A水库的水质污染源更多以陆源输入为主。研究揭示了水库中DOM的光学特性,可反映水库的环境污染程度和富营养化程度,为进一步探究DOM在不同水源特征水库的环境行为特征及水库水质保护等提供参考。

引江补汉工程部分岩石磨耗性与等效石英含量关系

为研究引江补汉工程岩石磨耗性与岩石矿物组成之间的关系,通过收集整理工程地质勘察过程中获得的部分岩石磨耗性指数(CAI)及其相应矿物成分测试数据,进行岩石等效石英含量Qe及其与岩石磨耗性CAI值的相关性分析计算。结果表明:在收集的数据中,侵入岩和片麻岩岩石磨耗性和等效石英含量相对较高,对TBM刀具磨损影响较大,碳酸盐岩相对较低;侵入岩和片麻岩的岩石磨耗性CAI值具有随等效石英含量Qe的增加而增大的趋势,两者之间具有相关关系,碳酸盐岩岩石CAI值与Qe无统计上的相关关系;部分碳酸盐等效石英含量较低,但具有较高的磨耗性,据此可推测岩石矿物成分不是控制其磨耗性的主要因素。

鲸鱼沟黄土水库塌岸、淤积调查与预测分析

为了预测黄土水库改造再利用后的塌岸量与淤积量,对鲸鱼沟现有水库的塌岸和淤积情况进行了地质调查,并据调查结果提出了黄土库区塌岸与淤积预测方法。研究结果表明:现有水库两岸只出现了几处小型滑塌且已基本稳定,统计出黄土岸坡水下磨蚀角在14°~26°之间,残坡积层岸坡水上磨蚀角在20°~31°之间,黄土的水上坡脚坡度为70°左右;库区淤积物横断面十分平坦,淤积主要考虑来自塌岸物质,揭露了现有水库淤积模式,计算得到其淤积厚度为10.3~12.6 m和淤积量为193.5×10^(4)m^(3);结合现有塌岸调查结果,提出了水库塌岸预测原则,采用卡丘金法与岸坡结构法相结合的方法预测了拟建水库的总塌岸量为567×10^(4)m^(3)和入库量为230×10^(4)m^(3);结合现有淤积调查结果,提出了淤积预测方法,即将塌岸量分段淤积于水库底部,预测了拟建水库的淤积厚度为0~22 m之间,大部分地段为10~20 m,淤积量为562.8×10^(4)m^(3),约占总库容的15.2%。本文预测结果为鲸鱼沟黄土水库改造工程提供可行性资料,也为相关黄土水库建设提供参考作用。

近60 a潘家口水库控制流域径流情势研究

基于所选取的代表性水文站点和长系列天然与实测年径流量系列,分别采用Kendall非参数检验法、Hurst指数法、Mann-Whitney-Pettitt法分析了潘家口水库控制流域3个代表性水文站点的天然、实测年径流量系列变化的趋势性、持续性和突变性,研究结果可为优化引滦工程水资源调度工作提供技术参考。

引江补汉工程输水线路工程地质选线研究

引江补汉工程是南水北调中线工程的后续工程,可行性研究阶段坝下方案输水隧洞初拟4条线路进行比选,比选线路区地形地质条件和工程地质问题复杂,具有线路长、埋深大,地层岩性复杂多样、可溶岩和软质岩分布较多,地质构造背景复杂、总体地应力水平高等地质特点,深埋长隧洞工程可能涉及的工程地质问题均有可能出现,有必要选择一条地质条件相对较优的线路。经分析研究,将线路比选考虑的地质因素分为关键地质因素、重要地质因素、一般地质因素,并建立多因子条件下的线路比选模型,经工程地质综合比选,龙安1线输水隧洞方案总体较优,地质选线成果为工程设计综合选线提供了重要依据,地质比选研究思路与方法可为同类工程提供借鉴。

引黄水源水库平--丰水期有色可溶性有机物(CDOM)的来源、组成及差异分析

为探究引黄水源水库——门楼水库平水期和丰水期有色可溶性有机物(CDOM)的组成特征、来源及差异,运用紫外可见光谱技术(UV-vis)和三维荧光光谱(EEMs)技术,结合平行因子分析法(PARAFAC)分析2022年5月(平水期)和2022年7月(丰水期)有色可溶性有机物含量及组分变化。研究结果表明:PARAFAC识别出2类荧光组分,分别是C1(Ex=355 nm,Em=476 nm,类腐殖质组分)和组分C2(Ex=225 nm,Em=320 nm,类蛋白组分);丰水期CDOM组分荧光强度显著高于平水期。CDOM光谱参数表明,门楼水库水体处于中营养状态,水体CDOM受新生内源和外源输入共同影响,以自生源为主;水库CDOM具有相对分子量小、腐殖化程度较弱的特点。丰水期水库富营养化水平和CDOM相对浓度低于平水期;丰水期CDOM疏水性组分比例和芳香化程度高于平水期。水质理化指标、CDOM组分和光谱参数相关性分析结果表明SUVA_(260)和SUVA_(280)与DOC呈显著负相关,说明紫外可见光谱参数在一定程度上可以用来估算DOC的浓度;Chl.a浓度作为表征浮游植物生物量的指标,与DOC、a_(254)呈显著正相关。研究揭示了门楼水库水体CDOM的荧光特征、组分来源响应机制和水期差异,为进一步探究CDOM在引黄水源水库的环境行为特性、对水体富营养化的贡献以及对其它污染物环境行为的影响等提供基础资料。

“引细入汤”工程水权转让探析

“引细入汤”工程即将本溪市境内清澈的细河水引入兰河,再经过已建成的“引兰入汤”工程,将细河水引入汤河水库。该工程跨流域、跨地区调水,从总体上合理有效地解决鞍山市水源不足的问题。分析了“引细入汤”工程水权转让的必然性和可行性、初始水权的确定、水权转让及“引细入汤”工程的兴建等问题。

引汉济渭工程调水区水库群调水模式研究

引汉济渭调水工程是缓解关中地区缺水,改善渭河生态的重要措施之一。黄金峡、三河口水库群、泵站群的调水模式直接决定了工程总调水量和调水效益。以多年平均调水15亿m^3为目标,设置"黄金峡水库先调水三河口水库补充调水"和"三河口水库先调水黄金峡水库补充调水"两种调水模式。通过长序列计算,对比不同调水模式下总调水量、泵站耗能和电站发电量等各项评价指标。研究结果表明:在"黄金峡水库先调水三河口水库补充调水"的情况下,引汉济渭工程可调水量15.55亿m^3,梯级总发电量5.53亿k W·h,梯级总耗电量4.91亿k W·h,净发电量为正值;在"三河口水库先调水黄金峡水库补充调水"的情况下,引汉济渭工程可调水量14.45亿m^3,梯级总发电量6.24亿k W·h,梯级总耗电量10.86亿k W·h,净发电量为负值。研究结果对于引汉济渭工程的调度具有重要参考价值。

丹江口水库汛期水位动态控制方案研究

丹江口水库加高完成后,为保障汉江中下游防洪安全和南水北调供水的顺利进行,防洪和蓄水的矛盾更加突出,根据目前的蓄水方案,蓄满率可能进一步降低。以62 a实测洪水资料为输入,对丹江口水库的运行方式进行了模拟调度和预泄能力分析,并根据汉江流域洪水特性,提出了不同时期丹江口水库的运行水位动态控制方案。根据提出的运行方案,丹江口水库在保证各项设计功能正常发挥的前提下,可进一步挖掘水库的防洪效益,并做到风险可控,供水保证率可提高10%左右,发电效益可增加5%左右。

引汉济渭工程选址及总体布置研究

引汉济渭工程是陕西省解决水资源问题的骨干项目,工程规划了两个泵站、两个电站和一条输水干线将汉江水调入关中。工程总体布置是该工程重大技术问题,在工程总体规划的基础上,根据关中受水区对工程的需要,研究了引汉济渭工程各组成部分的相互关系,以达到优化工程布置、协调工程各部分的衔接、形成合理有效的调水系统的目的。综合考虑了多种因素对工程选址和布置的影响,将相关选择方案纳入总体方案进行考虑,并根据工程的具体特点,进行多方案的经济、技术比选,完成了工程选点的论证、输水线路选择和工程衔接关系的协调。同时,对输水隧洞的比降也运用工程经济学方法进行了论证。最后分析了工程选址和总体布置方案预计可以达到的效果,并提出了工程实施过程中应注意的问题。

南水北调中线水源区总氮污染系统治理对策研究

总氮污染易导致水体富营养化甚至诱发水华,为全面了解南水北调中线水源区总氮污染现状,有效掌握污染来源并制定系统治理对策,对水源区7个水库断面、16条入库支流和62个典型库湾进行了现场监测与资料收集工作。结果发现:丹江口水库历年总氮浓度在0.99~1.50 mg/L之间,均值为1.25 mg/L,并呈现逐年升高态势;硝态氮是水源区总氮的主要组成部分,平均占比70%左右;汉江及其支流总氮年入库负荷为2.706×104t,为水源区总氮负荷的主要来源;面源污染是水源区总氮升高的主要驱动力,对总氮输出负荷的贡献率在60%以上;耕地和居民地是面源污染总氮的关键源区。丹江口水源区总氮控制的关键是农业面源污染控制,应加强流域总氮浓度演变趋势及影响因素解析工作,建立源头-传输途径-汇水末端全链条控制对策体系。

考虑不同需水过程的三河口水库调度风险研究

针对受水区需水过程的不确定性对水库实际调度运行带来的风险问题,开展水库供水调度风险研究。以引汉济渭工程三河口水库供水调度为例,建立年均缺水量最小调度模型并采用改进花粉算法求解;通过构建风险指标体系,采用四维坐标系分析不同方案的风险变化。结果表明,改进的花粉算法在求解长系列调度模型时具有较强的寻优能力和稳定性;径流丰枯遭遇分析获得的方案3需水过程对水库调度风险影响最大,其年时间尺度可靠性只有0.64,缺水指数为2.35,表示出现连续年缺水过程;不同的时间尺度显著影响了风险指标的大小,时间尺度越小,风险越大,对调度结果越不利。研究成果为水库供水调度风险研究提供新的思路,也为水库管理规划部门提供重要借鉴。

沭水东调工程跨流域水库群联合供水研究

在分析日照市沭水东调工程特点的基础上,以城市供水量最大、水库弃水量最小为目标建立了多目标跨流域水库群联合供水调度模型。同时,将遗传算法嵌套于长系列变动时历法中,对工程涉及的沭河流域青峰岭、小仕阳、峤山水库以及傅疃河流域日照水库进行联合供水调算,探讨沭河流域各水库的可调限制库容和日照水库需水动态限制库容等调水指标。结果表明,水库群联合供水较各水库单独供水可增加利用沭河水量939万m3,反映了水库群联合调度有助于充分挖掘沭河流域各水库的供水潜力,对解决日照市区供水缺口十分有利。

引汉济渭工程移民安置补偿方式研究

移民安置补偿是水利工程建设的前置性工作和重要组成部分。移民是否按时搬迁并得到妥善的安置补偿,影响着工程的施工进度、库区和移民安置区的稳定发展。通过对陕西省引汉济渭工程移民安置的研究,对当前我国水利工程移民安置补偿方式中的基于利益共享理论下的长效补偿模式、基于集中安置思路下的城集镇安置补偿模式、基于就业渠道多元化的兼业补偿模式等进行了比较分析。针对引汉济渭工程的实施背景及移民安置补偿模式存在的问题,提出了"长期补偿+兼业补偿"的新模式。

三峡水库引江入渭济黄济华北工程——南水北调新方案

提出了一个南水北调工程规划新方案,即从长江三峡水库北岸的开县小江,提水380m,进输水隧洞和渡槽,穿大巴山,跨汉江,过秦岭,注入渭河,汇于黄河小浪底水库。从而既可调水京津华北,又可解除关中平原缺水,还能冲刷渭河下游及三门峡库区淤积,抑制黄河中下游河床淤积抬高,利于渭河、黄河防洪减淤,长治久安,并保证黄河不再断流。且工程方案移民极少,有利于改善生态环境,符合可持续发展的原则。

滩区公路对水库下游游荡型河段洪水及整治工程的影响

在河漫滩建设公路可能对河流行洪及整治工程产生干扰,为了兼顾河漫滩开发与河道行洪安全,必须对拟建工程选线进行科学分析与影响评价。以黄河小浪底水库下游右岸河漫滩内拟建公路为例,借助水力学及河流动力学方法,首先研究了未来水沙条件下,公路涉及河段河床边界和控制断面洪水位的变化及预测确定方法;然后通过洪水数值模拟分析与冲刷计算,对有无工程建设的河道洪水位、河势变化及整治工程进行了研究。分析表明,滩区建路选线远离主槽、顺河道行洪方向布置,工程建设对漫滩大洪水的影响很轻微;预测未来25 a遭遇10000 m^(3)/s漫滩洪水时,因建路引起局部行洪影响概化为3个阈值:洪水位壅高不超过0.06 m,主流流速增值不到1.6%,控导工程局部冲刷增量最大为0.17 m。研究河段整治工程体系与洪水河势有较好的互适性,可以维持中小洪水河势稳定,漫滩大洪水依然保持原有河势不变,拟建公路没有对整治工程增添新的不利影响。这种多角度的综合评估方法适用于水库影响下的游荡型河段。

大梁水库坝体碾压试验方案

大梁水库主坝为黄土心墙砂砾料混合坝,各筑坝材料的铺料层厚、铺料方式、碾压机具、碾压遍数、行走速度、加水方式和加水量等施工参数需通过现场试验确定,本文对试验方案进行了拟定。