南水北調(diào)中線大型輸水系統(tǒng)空氣閥性能與運(yùn)行分析

南水北調(diào)東線工程輸水系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)研究

南水北調(diào)東線工程輸水系統(tǒng)涉及堤防漫堤、滲透和失穩(wěn)三種失事模式。分析了輸水系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)機(jī)制,識(shí)別出系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)來(lái)自外來(lái)荷載、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、運(yùn)行管理等三方面,參考我國(guó)大壩安全評(píng)價(jià)和堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范等,建立了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)基準(zhǔn)。采用層次-模糊分析法計(jì)算了輸水河道運(yùn)行綜合風(fēng)險(xiǎn)概率;以河段長(zhǎng)度為參數(shù),通過(guò)聚類(lèi)分析,得出了輸水河道失事后果等級(jí)。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)基準(zhǔn),算出了各輸水河道的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。結(jié)果表明:高水河風(fēng)險(xiǎn)為低,中運(yùn)河、膠東輸水干線風(fēng)險(xiǎn)為中等,里運(yùn)河等8段輸水河道風(fēng)險(xiǎn)為較低。

空氣閥在長(zhǎng)輸水管道中起著重要的防護(hù)水錘作用,可以有效地控制輸水系統(tǒng)中產(chǎn)生的負(fù)壓。對(duì)空氣閥進(jìn)、排氣過(guò)程的準(zhǔn)確模擬,直接關(guān)系到整個(gè)供水工程的安全。分析了空氣閥的工作機(jī)理,并針對(duì)長(zhǎng)距離、多支路、密閉式輸水系統(tǒng)建立了空氣閥的數(shù)學(xué)模型。同時(shí),結(jié)合工程實(shí)際,利用特征線方法,對(duì)閥門(mén)關(guān)閉和事故停泵過(guò)渡過(guò)程中空氣閥的防止作用進(jìn)行了計(jì)算分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),合理布置空氣閥,可以有效地抑制輸水系統(tǒng)中液柱分離現(xiàn)象的發(fā)生,保證輸水系統(tǒng)安全。

將南水北調(diào)中線工程分解為交叉建筑物、輸水干渠工程、穿黃穿漳工程、控制物等四大系統(tǒng),根據(jù)各系統(tǒng)運(yùn)行不同特點(diǎn)和破壞機(jī)理,采用相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)分析方法,建立了各系統(tǒng)工程運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)因子識(shí)別體系和評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)模型。通過(guò)對(duì)中線工程運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)定性定量計(jì)算,實(shí)現(xiàn)了工程各系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分。進(jìn)而根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果給出相應(yīng)的降低風(fēng)險(xiǎn)的控制措施和對(duì)策,為南水北調(diào)中線工程安全運(yùn)行管理提供有益參考。

南水北調(diào)中線京石段工程目前已3次向北京供水,依據(jù)供水的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),分析推算全線輸水損失率,將計(jì)算結(jié)果與設(shè)計(jì)取值進(jìn)行對(duì)比,從而為今后全線調(diào)度運(yùn)行提供參考。

南水北調(diào)中線工程是一項(xiàng)跨流域的特大型調(diào)水工程,是優(yōu)化我國(guó)水資源配置的戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施,文章就南水北調(diào)中線干線工程輸水運(yùn)行調(diào)度管理進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析,以供參考.

在長(zhǎng)距離有壓輸水系統(tǒng)中,空氣閥防護(hù)水錘的效果往往與其進(jìn)排氣流量系數(shù)密切相關(guān),而通常在進(jìn)行空氣閥的進(jìn)排氣流量計(jì)算時(shí)認(rèn)為進(jìn)排氣流量系數(shù)為常量。研究通過(guò)分析比較空氣閥排氣性能規(guī)范實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與理論計(jì)算結(jié)果,得出空氣閥的排氣流量系數(shù)是隨著閥內(nèi)外壓差的變化而變化的,應(yīng)是一動(dòng)態(tài)的系數(shù),且工程實(shí)例計(jì)算結(jié)果表明排氣流量系數(shù)采用固定值和動(dòng)態(tài)值得到的空氣閥的進(jìn)排氣特性有明顯差別,從而為更準(zhǔn)確模擬長(zhǎng)距離有壓輸水系統(tǒng)的水力過(guò)渡過(guò)程提供技術(shù)依據(jù)。

南水北調(diào)中線干線工程自2014年12月12日通水以來(lái),已安全運(yùn)行近兩年.輸水調(diào)度工作內(nèi)容很多,既包括總調(diào)中心制定的調(diào)度計(jì)劃執(zhí)行、方案策略制定,也包括管理處基層調(diào)度人員的調(diào)度指令執(zhí)行和反饋、自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用、水情信息的監(jiān)視報(bào)送等.本文主要對(duì)中線建管局三級(jí)管理處中控室的調(diào)度管理工作進(jìn)行討論,介紹當(dāng)前的調(diào)度管理運(yùn)行模式,分析存在的問(wèn)題和隱患,總結(jié)管理中需要改進(jìn)的重點(diǎn).

運(yùn)用特征線法研究南水北調(diào)工程天津干線輸水系統(tǒng)的水力過(guò)渡過(guò)程,建立了復(fù)雜邊界條件的數(shù)學(xué)模型,分析了進(jìn)口閘流量變化所產(chǎn)生的非恒定水流對(duì)明流段、調(diào)節(jié)池及滿流段水力特性的影響,以及由此引起的暗渠輸水流量的變化特性,為工程設(shè)計(jì)及正常運(yùn)行提供依據(jù)．

文章以南水北調(diào)中線干線工程三維仿真系統(tǒng)為例,論述了系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)和應(yīng)用服務(wù),通過(guò)在三維仿真平臺(tái)上加載專(zhuān)題數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),建立了三維仿真系統(tǒng).此系統(tǒng)服務(wù)于南水北調(diào)中線局總調(diào)度中心及調(diào)度分中心,為調(diào)度運(yùn)行展示、調(diào)度綜合評(píng)估、調(diào)度周邊影響分析等方面提供有力支撐.

文章以南水北調(diào)中線干線工程三維仿真系統(tǒng)為例,論述了系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)和應(yīng)用服務(wù),通過(guò)在三維仿真平臺(tái)上加載專(zhuān)題數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),建立了三維仿真系統(tǒng)。此系統(tǒng)服務(wù)于南水北調(diào)中線局總調(diào)度中心及調(diào)度分中心,為調(diào)度運(yùn)行展示、調(diào)度綜合評(píng)估、調(diào)度周邊影響分析等方面提供有力支撐。

應(yīng)用水力學(xué)、冰水力學(xué)和傳熱學(xué)等理論,通過(guò)建立渠道的氣、水、冰的熱傳導(dǎo)方程,水溫控制方程,水流運(yùn)動(dòng)、浮冰輸移及冰蓋發(fā)展方程,構(gòu)建了南水北調(diào)中線干渠的一維冰期輸水模型。該模型不僅考慮了渠道攔冰索對(duì)流冰的控制條件,以及穿黃隧洞等地下結(jié)構(gòu)的地溫影響,還通過(guò)加入閘門(mén)控制算法,模擬了渠道中閘門(mén)對(duì)水位和流量的調(diào)控作用,使得數(shù)值模擬結(jié)果更能符合工程的實(shí)際情況。利用此建立的模型,對(duì)該工程黃河以北干渠的冰期輸水過(guò)程進(jìn)行了模擬,分析了渠道的冰情特性,研究了冰期渠道的水力響應(yīng)特性,并提出了渠道冰害防治和運(yùn)行控制等方面的建議。

南水北調(diào)中線是我國(guó)戰(zhàn)略性跨流域供水工程。通過(guò)對(duì)南水北調(diào)中線輸水調(diào)度原理、自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)、調(diào)度管理體系及應(yīng)急調(diào)度的研究。實(shí)現(xiàn)水位、流量等水情數(shù)據(jù)信息的自動(dòng)采集、閘門(mén)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制及全線流量的動(dòng)態(tài)變化和分水水量的實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)控；建立健全輸水調(diào)度管理體系，配備功能完備的調(diào)度管理系統(tǒng)、閘站監(jiān)控系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)輸水調(diào)度系統(tǒng)運(yùn)行自動(dòng)化。研究結(jié)果對(duì)類(lèi)似渠道調(diào)水工程管理具有參考價(jià)值。

南水北調(diào)中線工程輸水干線由61個(gè)節(jié)制閘控制水流。根據(jù)各渠段內(nèi)進(jìn)出流量及渠道內(nèi)初末狀態(tài)體積的變化,可以將調(diào)度過(guò)程中各渠道的流量體積變化歸納為關(guān)閉充水、關(guān)閉泄水、開(kāi)啟充水、開(kāi)啟泄水4種情況。根據(jù)這4種運(yùn)行情況,分別制定相應(yīng)的控制策略,確定各節(jié)制閘流量調(diào)整的起始、結(jié)束時(shí)刻,最終得出了南水北調(diào)中線工程輸水調(diào)度初始控制策略,滿足渠道安全運(yùn)行要求。

針對(duì)河北省南水北調(diào)中線沿線區(qū)段暴雨發(fā)生后,考慮地質(zhì)及強(qiáng)降雨條件下,對(duì)某區(qū)段產(chǎn)生滑坡原因及施工條件進(jìn)行了分析,其降雨影響是關(guān)鍵因素。并對(duì)地質(zhì)災(zāi)害提出了治理措施,為滑坡地質(zhì)和工程設(shè)計(jì)施工提供重要依據(jù)。

南水北調(diào)中線河北省北段輸水明渠長(zhǎng)201.9km,最大輸水流量240m3/s;干渠土巖體結(jié)構(gòu)分為64個(gè)工程地質(zhì)段,土體結(jié)構(gòu)分為黃土狀砂壤土、黃土狀壤土、卵石、砂性土等,存在黃土狀土濕陷、高地下水位、飽和砂土地震液化、河灘地成渠,渠道滲漏、凍土等問(wèn)題。根據(jù)不同地質(zhì)、地形地貌情況分別進(jìn)行了研究,提出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案和施工工藝要求,確保工程安全。

長(zhǎng)龍布水潤(rùn)津京，改地?fù)Q天今日成。為送江南千里浪，已驅(qū)華北萬(wàn)尋程。

2014年12月12日下午2點(diǎn)32分,隨著南水北調(diào)中線的"水龍頭"———陶岔渠首樞紐工程兩孔閘門(mén)的正式開(kāi)啟,丹江水以100m3/s的流量沖出丹江口水庫(kù),流進(jìn)南水北調(diào)中線主渠道,標(biāo)志著備受矚目的南水北調(diào)中線一期工程正式通水。作為中國(guó)水利水電建設(shè)的第一品牌,中國(guó)電建承建項(xiàng)目合同金額占南水北調(diào)中線一期合同總額的50%以上,為這一世紀(jì)工程通水作出重要貢獻(xiàn)。丹江水從陶岔渠首出發(fā),將沿豫西南一路北上,跨過(guò)沙河,穿過(guò)黃河,流過(guò)京廣鐵路西側(cè),經(jīng)過(guò)2000余座建筑物,自

國(guó)務(wù)院南水北調(diào)工程建設(shè)委員會(huì)辦公室日前正式批復(fù)《南水北調(diào)中線一期工程天津干線天津市1段、2段工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》，同意天津干線天津市境內(nèi)段工程的初步設(shè)計(jì)報(bào)告，核定工程投資概算14．78億元人民幣。

國(guó)務(wù)院南水北調(diào)工程建設(shè)委員會(huì)日前正式批復(fù)《南水北調(diào)中線一期工程天津干線天津市1段、2段工程初步設(shè)計(jì)報(bào)止》，同意天津干線天津市境內(nèi)段工程的初步設(shè)計(jì)報(bào)告，核定工程投資概算14．78億元人民幣。天津干線工程起點(diǎn)為南水北調(diào)中線總干渠河北省徐水縣西黑山分水口，終點(diǎn)為天津市外環(huán)河西側(cè)的外環(huán)河泵站，線路全長(zhǎng)約155公里，

豫西南伏牛山區(qū)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“水源地”)位于南水北調(diào)中線工程調(diào)水源頭——長(zhǎng)江支流漢江干流上的丹江口水庫(kù)上游,涵蓋河南省南陽(yáng)市境內(nèi)淅川、西峽、內(nèi)鄉(xiāng)三個(gè)國(guó)家級(jí)貧困縣的大部分地區(qū),控制了水庫(kù)庫(kù)區(qū)總面積1050平方公里的52％,肩負(fù)著打造清水走

南水北調(diào)中線穿黃工程隧洞方案設(shè)計(jì),根據(jù)穿黃河段特殊的地形地質(zhì)、洪水泥沙條件和目前國(guó)內(nèi)外隧洞設(shè)計(jì)施工的先進(jìn)技術(shù),設(shè)計(jì)采用預(yù)制和現(xiàn)澆雙層結(jié)構(gòu)和泥水平衡式盾構(gòu)施工的先進(jìn)技術(shù)。由于穿黃隧洞的規(guī)模和設(shè)計(jì)運(yùn)用條件的特殊性,該工程的設(shè)計(jì)目前在國(guó)內(nèi)外工程實(shí)例很少,因此方案布置、結(jié)構(gòu)計(jì)算及施工等諸多課題都需要研究。