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)。

南水北调中线工程水源区水文水资源预报与调度研究

丹江口水利枢纽是汉江流域综合开发治理关键性水利工程,也是南水北调中线工程水源地,面临的防洪和供水任务矛盾突出,对水文水资源预报与调度要求很高。系统总结了南水北调中线工程通水以来汉江流域水文水资源预测预报技术进步:在雨水情监测预报“三道防线”建设方面,第一道防线加强雷达共享监测、构建雷达预警平台、开展多模式动态集成预报,第二道防线实现洪水预报体系全覆盖、构建分布式水文模拟体系、推动智能预报技术方法革新、建立水文预报新方法矩阵,第三道防线深化流域基础规律变化认知、探索水库调度规则智能推理技术、开发自主知识产权CJH水动力学模型、研发实时防洪逆向计算工具;在水资源预测与洪水资源利用方面,基于多元驱动模型方法提升中长期来水量预测水平,积极开展丹江口水库汛期运行水位动态控制研究与实践;在平台建设方面,推动大数据信息平台建设,打造CJH水利专业模型市场,构建汉江流域预报调度系统。介绍了10年来在南水北调中线工程水源区的实时防洪与供水调度服务支撑成效,展望了中长期预报调度、水库群联合调度等提升方向。

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。

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。

“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。

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。

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。

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。

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。

“引细入汤”工程水权转让实践探讨

“引细入汤”工程是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。鞍山市政府与辽宁省水利厅共同兴建汤河水源供水系统扩建工程,鞍山市获得水资源使用权并在一定范围内享受到了优惠政策。“引细入汤”工程水权转让是我国又一次成功的水权交易实践,其经验值得借鉴。

“引细入汤”工程效益分析

结合“引细入汤”工程实际情况,对此跨流域、跨地区引水工程的工程效益问题进行了分析和计算。

洋沙泡反调节水库规模的优化设计

洋沙泡反调节水库是引嫩入白供水工程的重要水资源配置节点工程,水库属于宽浅式水库,存在水质和冬季冰冻等影响供水安全的问题。文中通过对洋沙泡反调节水库的优化设计,确定了水库的死水位、正常高蓄水位,并初步确定了工程的调度运行方式,通过优化洋沙泡水库的规模以实现总体工程规模的优化,从而节约了工程投资,为引嫩入白总体工程的优化设计和供水安全提供了科学的决策依据,也为区域水资源配置和邻近地区的类似工程设计提供了借鉴。

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。