南水北调中线工程典型倒虹吸进口上游垂向流速分布

倒虹吸是输水工程中常见的水工建筑物,研究倒虹吸进口上游的垂向流速分布是明晰其水力学性能的重要内容之一。以南水北调中线工程典型的唐河倒虹吸为研究对象,通过水力学概化模型试验,运用声学多普勒流速仪,实测不同水深和流量组合工况下倒虹吸进口上游的垂向流速分布。试验结果表明,受倒虹吸进口结构的影响,上游垂向流速分布呈现出明显的顶部流速降低和底部流速增加的现象,且淹没度越大、距离倒虹吸进口越近,上述趋势越显著;采用明渠对数型流速分布描述上述垂向流速分布时,其计算误差呈抛物线型分布,采用指数项修正后,新的修正公式可用于计算倒虹吸进口上游垂向流速分布。     

南水北调中线输水工程若干冰力学问题试验研究

通过在低温冰工程实验室进行的冰力学模型试验,研究了南水北调中线工程冰期输水中的若干冰力学问题,主要包括:冰的膨胀力、冰盖稳定性和浮冰对闸墩的撞击力.试验结果给出了冰的膨胀力变化典型时程曲线、不同厚度冰盖的膨胀力极值变化;不同厚度的冰盖随水位下降的最大塌落值;以及冰排对闸墩的撞击力的冰力时程曲线、冰力极值随冰速的变化曲线.这些试验成果可为南水北调中线工程冰期输水安全运行提供参考.     

渠道热量交换与冰盖表面温度的计算分析

为了精确计算预测南水北调中线工程冬季输水的冰情,进而确保冬季干渠安全定时定量输水,对热量交换计算和冰盖表面温度两个方面进行了分析,提出了通过强迫边界条件法求冰盖的表面温度.通过模拟表明,准确的气象资料、准确的冰盖表面温度的计算对渠道冰盖厚度的变化过程极其重要,将对渠道冰期输水的控制运行研究有重要意义.     

南运河畅流期与冰期河道糙率计算及变化规律分析

河道糙率是反映河流阻力的综合性系数,也是衡量河流能量损失大小的特征值。天然河道糙率一般由河道各种糙率单元综合组成。河道糙率是河道工程水力计算中的重要因素,关系到天然河道输水能力和行洪标准的确切评价。南运河处于漳卫南运河水系的最下游,河道全长309 km,是历史上京杭大运河的下段,也是引黄、引江南水北调东线方案的输水干线。通过对南运河畅流期及冰期糙率进行计算,并对畅流期与冰期糙率变化规律进行研究。结果表明,在畅流期,流量不同时,随着流量的增大,河道糙率逐渐变小。当增大至滩地过水(120 m3/以上)的情况下,河道糙率又有所增大。冰期河道糙率与期畅流期相比,冰盖下输水糙率值明显增大。研究河道畅流期与冰期糙率的变化规律,对南运河冰期输水监测具有指导意义。     

榆林市王圪堵水库输水工程沙界沟桥倒设计分析

沙界沟桥倒是榆林市王圪堵水库输水工程(Ⅱ等大2型级别)中的主要建筑物,以王圪堵水库输水工程中沙界沟桥倒的具体情况为出发点,对桥倒结构进行分析,讨论水工建筑物桥倒(管桥)的设计思路,包括上部结构纵梁、排架及下部结构承台和桩基础等设计,得出结论桥倒结构满足管线过沟要求,有效降低倒虹吸的压力水头增加整个输水管道安全性.     

剪切波测井在饱和砂土液化评价中的应用

结合南水北调中线工程七里河倒虹吸工程波速测井，阐明了运用剪切波法判别饱和砂土液化，以及与标准贯人法评价结果的比较。     

某引水工程中长输水隧洞断面初选设计分析

断面比选设计是为了研究输水隧洞在复杂的地质条件中能够更好的施工,在运行期具有更好的过流能力,并且在建设中节省工程投资而进行的不同断面设计分析。以在建某长输水隧洞为例,选择城门洞型和马蹄形两种不同设计断面,从水力参数设计、施工方法、工程量及工程投资等各个方面进行对比分析计算,选择出易于施工,水利条件好并节省投资的设计断面,再进行输水隧洞正常水深、临界水深、临界底坡的水力计算,并分析了设计断面的水力特性。最后,提出了在输水隧洞断面设计上的几点建议,供水利设计和施工人员参考。     

比选法与层次分析法在农安支线供水线路优选中的应用

为优选农安支线供水工程输水线路,依据输水线路布置原则,对拟定的东线、西线、东西组合线和河道线共4 条比选方案,采用比选法和层次分析法,从施工条件、运行管理、供水安全和投资费用等方面进行了线路优选分析计算,结论为西线方案最优。西线方案具有工程布置相对容易、运行管理方便、供水较为安全及投资费用低的优点。论文还对河道输水的弃选方案进行了初步讨论。     

吴起县薛岔水源地供水工程水源集水方案探讨

吴起县薛岔水源为20眼管井集水水源地,对水源地集水方式及集水管线方案进行探讨,分析认为供水工程的地下水源集水,采用2条集水干管以隧洞的形式穿越分水岭汇入集水池,再以重力输水方式输水,有效地解决了多水源管井泵供水稳流调压及能耗大,水力衔接条件不好等问题,保障了县城供水安全。     

基于定床模型的泥石流虹吸排水分流池清淤能力研究

泥石流的形成,必须同时具备丰富的松散堆积物、足够的水源和有利的地形地貌3个基本条件,强降雨是形成泥石流的主要动力来源。针对重力流形式截排水技术的不足以及暴雨来临时快速排水的需要,采用具有自清淤能力的水石分离虹吸排水技术,可有效提高泥石流治理的效率和耐久性。拦污格栅孔径选取以及虹吸排水系统设计是影响分流池清淤能力的关键。首先应用计算流体力学软件CFD建立三维数值模型,对分流池在虹吸作用下的水力特性进行分析,然后建立泥沙启动和悬浮数学模型,利用分流池的水力特性分析泥沙的启动和悬浮,从而建立虹吸分流池清淤能力的评价指标,并对泥沙随水流排出池外的3个必要条件进行分析。表明实际工程安装虹吸管时其进出口水头差应该在5m以上,且拦污格栅孔径不超过10mm。工程上可以用此指导实际泥石流防治中的虹吸分流池设计。     

引水补源工程对黛溪河流域地下水补给效果浅析

南水北调是国家级的重大水利工程,调水效果最终依赖于接收调水地区对调水的具体利用,引水补源工程是南水北调工程在邹平市的具体利用。为评价引水补源工程对黛溪河流域地下水的补给效果,在分析邹平市引水补源工程实施后黛溪河流域地下水资源的各个补给项的基础上,采用水均衡法计算各个地下水补给量,确定了黛溪河流域引水补源的总补给量。将总补给量视为本区地下水可开采资源量,将地下水可开采资源量与本区用水所需的地下水开采量相比较,对本区地下水资源可开采潜力进行了评价,论证了引水补源工程可有效缓解区内地下水超采问题。另外,还充分利用年地下水动态和多年地下水位动态变化等监测资料,揭示了引水补源工程对区内地下水的有效补充作用,为区内合理开发利用地下水资源提供了依据。     

Analysis of the effect of Water Diversion and Source Supplement Project on groundwater recharge in Daixi River Basin

The South-to-North Water Diversion Project is a major national water conservancy project, but the effect of the water transfer depends on the utilization of water in the receiving areas. Water Diversion and Source Supplement Project is a specific utilization of the South-to-North Water Diversion Project in Zouping City. In order to analyze the effect of Water Diversion and Source Supplement Project on groundwater recharge in Daixi River Basin, the authors adopted the water balance method to calculate the groundwater recharge and total recharge of water diversion sources, based on the analysis of the groundwater recharge items in Daixi River Basin after carrying out this project. The total recharge is regarded as the amount of exploitable groundwater resources. The exploitable potential of groundwater resources in this area is evaluated by the comparison of the amount of exploitable groundwater resources and the actual amount of groundwater exploitation, and the effect of Water Diversion and Source Supplement Project on the over-exploitation of groundwater on the remission area was also demonstrated. Besides, the effective replenishment effect of this project on the groundwater in the study area was also revealed based on the annual groundwater and multi-year groundwater level dynamic monitoring data, which provides some reference for the rational development and utilization of groundwater resources in this region.     

Prediction of Impacts Caused by South-to-North Water Diversion on Underground Water Level in Shijiazhuang

After implementation of the South-to-North Water Diversion Project which has attracted worldwide attentions, new surface water sources would be added and, accordingly, mining of groundwater for industrial and living water would be reduced to ease the mining pressure of the underground water and abate the decline of the water level in the depression centers of Shijiazhuang and the whole intake area. Numerical model was established in this paper to respectively calculate the underground water level in 2020 based on three schemes including mining status of underground water, urban water resource planning of South-to-North water diversion in Shijiazhuang and Hutuo River infiltration with artificial regulation and storage. It is estimated that after implementation of the South-to-North Water Diversion Project, the buried depth of groundwater of depression centers in Shijiazhuang in 2020 will increase by 28.5~41.09 m comparing with that without water supply through South-to-North water diversion     

南水北调进京后怀柔应急水源地地下水资源涵养研究

怀柔应急水源地作为北京最大的应急地下水源地,在连续10多年的干旱期间,为保障城市供水安全做出了巨大贡献。文章在总结怀柔应急水源地10年供水历程的基础上,评价了连续干旱和应急开采条件下区域水资源的变化;结合南水北调进京的契机,从"资源人工回补"和供水系统"热备运行"两方面开展当地地下水资源涵养研究工作,以保障怀柔应急水源地可持续"应急供水"能力,为应对南水北调供水过程中的突发事件,做好水资源战备储备。     

新疆额尔齐斯河南湾水文站开河规律探讨及武开河成因分析

1997年3月29日额尔齐斯河南湾水文站发生了有记录资料（1985年12月至今）以来唯一一次特殊“武开河”解冻冰情现象,冰情极其特殊且影响后果严重,有必要全面分析其特殊冰情现象、特征及其影响因素。利用“1997·3·29”推冰前后的实测冰情、气温、水位等资料,对特殊“武开河”推冰现象、特征及其主要影响因素进行分析,结果显示：相较于其他年份解冻期气温缓慢稳定上升,这次“武开河”推冰现象发生前气温偏低;受气温转正时间短,气温偏低和冰厚较厚因素制约,“武开河”冰情发生前整个河流断面无推冰迹象,岸边无融冰,只有冰上流水现象;上游开河略早,来水量增加迅猛。“武开河”发生与最大冰厚间无必然因果关系,但上游来水量的急剧增加,水位快速上涨对于“武开河”解冻冰情现象的发生起了决定性作用。新疆阿勒泰地区发生冰凌溃坝型洪水的风险较低,对冰凌灾害的研究与预防方面应主要加强对推冰现象及过程的研究与预警方面。     

冰盖下的输冰量计算分析

冰塞或冰盖下输冰受热力、水力以及边界条件等影响,计算河道在稳封期的冰流量对计算冰塞厚度及冰期水位具有重要的意义。根据对实验室试验数据的分析,提出平衡输冰形式的回归公式。同时对比了黄河河曲段稳封期的实测资料,结果显示这一计算输冰量公式的结构形式是合理的,可为天然河道稳封期输冰流量计算提供参考。     

南水北调中线河南省受水区浅层地下水水位演化规律

南水北调中线工程供水后对河南省受水区浅层地下水位、用水结构等产生了重要影响。首先回顾了河南省平原区以往地下水位埋深变化,并通过收集、统计2008—2018年河南省受水区浅层地下水位的监测成果,基于ArcGIS软件,针对南水北调中线供水前后河南省受水区浅层地下水位变化进行量化分区;结合降水量、地下水资源量、供水量等资料对供水前后河南省受水区用水结构变化等进行分析。结果表明:自20世纪60年代至2008年,河南省平原区浅层地下水位平均埋深整体逐渐增加;河南省受水区地下水资源量随降水量增加呈线性增加趋势;南水北调中线一期供水后,2015—2018年平均地下水供水量在地下水资源量中的占比较2008—2014年减少9.55%;受水区浅层地下水位有所回升,且主要体现在埋深 > 8~12 m范围向埋深 > 4~8 m及≤4 m范围的转变,埋深 > 12~16 m及 > 16~20 m范围在受水前后基本保持不变,埋深 > 20 m的区域范围有所减少;2008—2014年各监测点分布县区的浅层地下水位呈下降趋势,2015—2018年供水期间有2/3以上县区浅层地下水位逐渐恢复;农林渔业用水和工业用水占比在供水后均有所减小,城乡生活、环境综合用水占比增加明显。研究结果表明南水北调中线工程对河南省受水区浅层地下水位恢复及缓解供水矛盾问题等产生积极有效的影响。      

黄河封河期冰凌预警地电测试技术研究

黄河流域地形地貌相差悬殊,受西伯利亚和蒙古一带冷空气的影响,冬春季干、支流有不同程度的冰情出现.由于黄河凌情来势迅猛,水位急剧壅高,易决口成灾,开展冰凌预警研究是十分必要的.黄河封河期冰盖下流凌量及冰塞体的生长状况是黄河冰凌预警的关键要素,采用地电测试技术,对冰水两相流进行视电阻率测量,绘制电测深曲线,数字化模拟冰凌参数,评估冰塞体的生长及冰块堆积状况,为防凌减灾提供预警服务.测试结果表明,平稳流凌时,测深曲线经子波分解后阈值为10Ω·m左右,当出现局部冰塞时阈值达到100Ω·m左右,数值易于区分,基于电测深曲线的差异性进行冰凌预警的方法是可行的,可为防凌减灾提供预警服务.