南水北调中线工程几个技术问题的解决与思考

根据南水北调中线一期工程建设过程中的科技攻关,本文重点介绍了长距离自流输水线路输水型式选择、施工测量控制、混凝土重力坝再加高和软基中承受内水压力的水工隧洞设计施工中的几个关键技术问题,系统阐述了上述关键技术问题的解决思路和作者的再思考。     

无黏性混合土临界细粒含量的多途径判别研究

临界细粒含量反映了无黏性混合土颗粒级配和结构性对力学性状的重要影响,其值的确定是一个相互验证的过程。假设无黏性混合土具有砂-粉二元结构,在此基础上通过理论分析颗粒骨架于孔隙比的影响,运用土体基本物理指标对临界细粒含量的范围进行了预测;最大孔隙比和最小孔隙比随着细粒含量的变化反映了颗粒的形状和相互间接触关系,由此得到的临界细粒含量也是区间值;分形理论中的分维数反映了土体颗粒结构的自相似性,通过分形维数变化情况的探讨进一步缩小了临界细粒含量的取值;稳态线反映出无黏性混合土的力学性质特征,取稳态线斜率变化处的细粒含量为临界细粒含量。后两种方法得到的临界细粒含量均在前两种方法获得的区间范围内。综合各种方法,得出由南京砂重塑得到的无黏性混合土的临界细粒含量为25%。     

南水北调中线工程桥墩壅水特性研究

南水北调中线总干渠沿线设有阻水的槽墩、桥墩1 145座,合理分析槽墩、桥墩的壅水大小,对于准确复核总干渠水面线、分析渠道输水能力具有十分重要的意义。本文利用Flow3D软件模拟了南水北调中线工程中常见的圆柱型桥墩的壅水特性,计算体型包括单排、双排和三排桥墩,桥墩的阻水比为5.0%~7.14%。分析表明,单排桥墩壅水的数值模拟结果与Yarnell修正公式计算结果相近;多排桥墩联合壅水值随桥墩排数的增加而增加。     

肥城盆地地下水水化学演变规律研究

基于肥城盆地1999—2013年地下水水质实测数据,选取钙、镁、硫酸根、氯、重碳酸根、钠和钾等离子作为主要研究对象,利用Aqua Chem软件分析了主要离子的时空分布情况、总硬度和矿化度的变化趋势,揭示了近年来该区地下水水质变化规律并分析了水质变化驱动力。结果表明:肥城盆地地下水主要离子浓度呈上升趋势,总硬度和矿化度在空间上由东北向西南盆地出水口方向逐渐升高,水化学类型由HCO3-Ca型、HCO3-Ca-Mg型向HCO3-SO4-Ca-Mg型、HCO3-SO4-Ca型转变。肥城盆地地下水水质变化与降水入渗、地下水超采、工业废水及城市污水排放、农业污水灌溉、生活垃圾随意堆放等有关,据此提出了相应的地下水保护措施。     

均质各向同性浅表土层注水试验研究

针对地下水位以上均质各向同性浅表土层几种注水试验方法和计算式进行讨论,根据地下水位以上立管注水试验的边界条件推导渗透系数理论解,提出立管法降水头计算式。结合工程实例将立管法与其他几种注水试验测试方法测试结果相比较,结果表明立管法渗透系数测试值小于单圆环法,大于双圆环法,与钻孔法(纳斯别尔格)较为接近。分析认为:单圆环法流线复杂且侧向扩散渗透流量较大,所测得的渗透系数偏大;双圆环法虽然可以避免侧渗影响,但入渗试段较浅,所测的渗透系数偏小;立管法具有试验水头较高、下渗土层较深和操作简便等优点,有利于消除侧渗影响,所测得的试验段土层渗透系数与钻孔法测试结果相近。     

建中线水源工程筑千秋伟业丰碑

丹江口大坝加高工程既是南水北调中线关键性控制工程,又是目前国内最大的水利枢纽改扩建工程,施工难度大、技术要求高、施工环境复杂、安全生产形势严峻、社会广泛关注。南水北调中线水源有限责任公司是工程建设的业主,为适应水源工程建设管理的需要,根据《公司法》的规定,水源公司设立了以董事会为决策层、经理班子为执行层、监事会为监督层的法人治理结构,为工程的建设管理提供了可靠的组织保证。在工程建设管理实践中,公司以创建精品工程为目标,精心组织、科学施工、严格管理、扎实工作,圆满完成了各施工年度的建设管理任务。     

南水北调中线工程水价形成机制初探

回顾了南水北调中线工程水价形成过程,指出了现行水价方案存在的问题。对真实水价形成机制进行了论述,认为制定水价应遵循公平负担、成本回收、合理利润、价格调整和水资源配置原则;同一水质、同类用户、不同水源的用水,应执行统一的水价;不同行业实行不同水价。鼓励受水区各省市间开展水量配额交易,最大限度发挥工程效益。供水水价既要反映水资源的稀缺程度和水环境治理成本,促进资源的节约使用和环境保护,提高全民节水意识,又要保证供水管理单位能够正常持续经营,具备自我积累、自我发展的能力。     

基于总入流概念的鄱阳湖设计洪水计算

由于受到江河湖槽自然演变和人类活动的影响,鄱阳湖出湖控制站实测资料无法满足一致性和可靠性要求,再加上湖区水情复杂、观测资料匮乏,导致设计洪水计算面临较大困难。基于入库洪水理论,引入了总入流的计算方法,对于湖区各支流控制站和无控区间来水的流量过程,只考虑传播时间的叠加,避免了对各种自然、人为因素影响的定量计算,计算结果真实反映了洪水量级与时程分配过程,满足设计洪水计算规范要求。计算成果可为鄱阳湖区综合规划、水利枢纽设计提供依据。     

基于MATLAB的P-Ⅲ型频率曲线参数估算的优化

利用线性矩法对P-Ⅲ型频率曲线参数进行了优化估算,采用最小二乘法进行最优曲线的判断,通过试算确定最优频率分布曲线参数,并运用MATLAB编程实现了这一过程的程序化,最终可输出相应最优曲线的水文变量设计值。将输出的最优曲线结果与传统的目估适线法结果进行对比,结果表明:该方法和目估适线法的计算结果比较吻合,可以用于实际工程。     

南水北调穿黄隧洞大断面深竖井切割拆除技术

为保证南水北调中线穿黄隧洞结构在洪水与地震工况下的安全,待南岸竖井隧洞段结构全部施工完成后,需将南岸大断面深竖井拆除,以保证隧洞通水运行安全。原计划采用爆破方案,在南岸竖井高程85 m处将竖井地连墙和内衬钢筋切断后,对高程85 m以上进行一次性爆破拆除。后来为保证拆除方案的安全可靠,采取对南岸竖井自下而上分层环向切割、内部回填土的处理方案。在不进行大规模爆破拆除施工条件下,采取绳锯切割法分段切割并回填密实,成功完成了南岸竖井拆除。