南水北調(diào)引江濟(jì)漢取水口區(qū)河工模型試驗(yàn)

通過對北江大堤西南險(xiǎn)段所處的北江下游新沙洲河段的河道整治研究，提出拆除洲頭分水壩，左汊進(jìn)口錯(cuò)口丁壩，右汊修筑潛壩，疏控右漢河槽，增大右汊分流比，控制左汊水流動(dòng)力的增大趨勢，使得左汊不繼續(xù)下切，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定左汊河床的目的，避免西南險(xiǎn)段進(jìn)一步惡化，為西南險(xiǎn)段整治加固除險(xiǎn)工程設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

隨著沈陽市城市建設(shè)的發(fā)展,渾河沿岸已成為生態(tài)景觀和文化旅游帶。近年來河道中興建了十幾座建筑物(橋、壩、閘等),且在大洪水和多年采砂的作用下,河道的深度、寬度變化較大,對泄洪、興利灌溉和水景觀建設(shè)均有較大的影響。為形成完整的防洪體系和綜合治理渾河,作好防洪減災(zāi),保持生態(tài)環(huán)境等工作,建立了渾河沈陽城市段物理模型,對河道行洪過程進(jìn)行模擬、再現(xiàn)和預(yù)測,進(jìn)而確定科學(xué)的河道整治和規(guī)劃方案。

水槽是河工模型試驗(yàn)中不可缺少的設(shè)備。為提高試驗(yàn)水槽的自動(dòng)控制水平,確保試驗(yàn)過程的準(zhǔn)確性,通過研究尾門結(jié)構(gòu),分析尾門水位特性,采用拉格朗日插值運(yùn)算和pid調(diào)節(jié)算法對柵板式尾門進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究,完成了試驗(yàn)水槽尾門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā),實(shí)現(xiàn)了尾門水位的自動(dòng)控制,保證了尾門水位控制的快速性和穩(wěn)定性(尾門水位控制重復(fù)誤差小于1mm)。該河工模型試驗(yàn)水槽尾門控制系統(tǒng)已在恒定流和非恒定流等多個(gè)河工模型試驗(yàn)中廣泛應(yīng)用。

根據(jù)初選的分槽治理方案及綜合治理段規(guī)劃布置,通過定床清水試驗(yàn)和動(dòng)床洪水試驗(yàn),驗(yàn)證了其合理性,確保了工程治理段在各級洪水條件下各部位水流有良好流態(tài),了解了該河段沖淤變化情況,為改進(jìn)設(shè)計(jì)方案提供了科學(xué)依據(jù)。

觀音灘河段河工模型試驗(yàn)研究是在結(jié)合三峽工程１７５ｍ方案蓄水期變動(dòng)回水區(qū)特點(diǎn)和閘區(qū)航運(yùn)的發(fā)展要求基礎(chǔ)上進(jìn)行的。本文論述了觀音灘河段灘險(xiǎn)特征，礙航原因及早期整治工程概況，模型設(shè)計(jì)情況。同時(shí)，通過無方案、原方案及修改方案的試驗(yàn)成果分析及方案結(jié)合對比，提出了整治該河段整治的最佳工程方案，為三峽工程建成后該河段通過萬噸船隊(duì)的整治工程設(shè)計(jì)提供了可靠的依據(jù)，也對進(jìn)一步深入研究洪水急液灘不同灘型的礙航機(jī)理及對應(yīng)的

2010年3月26日，由中國葛洲壩集團(tuán)第一工程有限公司承擔(dān)施工的中國當(dāng)代最大人工運(yùn)河工程——南水北調(diào)引江濟(jì)漢工程正式開工。

漳河洪水峰高量大水流湍急,穿漳工程河段灘地寬闊無堤防,為保證工程安全并減少工程對防洪及河勢影響,在河勢分析基礎(chǔ)上,進(jìn)行了定床模型方案試驗(yàn),研究比較了涵洞式渡槽和倒虹吸兩類5個(gè)方案,根據(jù)無工程河段水流特點(diǎn)以及工程的影響確定了工程控制點(diǎn),并通過倒虹吸工程壅水程度與跨度敏感性分析,對工程方案以及工程跨度提出了建議,試驗(yàn)結(jié)果表明,工程后斷面凈河寬達(dá)到470m以上時(shí),對設(shè)計(jì)洪水以及下游河勢影響有限。

淮河干流正陽關(guān)至臨北段出口河段長約165km,河段總泄量不能滿足防洪規(guī)劃要求。利用正淮段、淮蚌段、方臨段等大型河工模型,研究河段現(xiàn)狀泄流能力、河道整治方案、行洪區(qū)調(diào)整方案,為規(guī)劃設(shè)計(jì)提供了科學(xué)支撐。利用蚌埠閘擴(kuò)建工程水工模型、荊山湖行洪區(qū)進(jìn)洪閘水工模型、退洪閘水工模型,驗(yàn)證了各樞紐泄流規(guī)模、泄流特性,優(yōu)化了樞紐布置與消能防沖設(shè)計(jì),為樞紐調(diào)度提供了優(yōu)化程序。

介紹淇河倒虹平面光彈模型設(shè)計(jì)及加載試驗(yàn),并將試驗(yàn)結(jié)果與結(jié)構(gòu)力學(xué)和二維有限元結(jié)果進(jìn)行比較分析。通過試驗(yàn)說明,對于大型框架結(jié)構(gòu),采用平面有限元進(jìn)行計(jì)算較為合理

南水北調(diào)中線工程淇河倒虹吸平面光彈模型試驗(yàn)——本文介紹淇河倒虹平面光彈模型的設(shè)計(jì)及加載試驗(yàn)，并將試驗(yàn)結(jié)果與結(jié)構(gòu)力學(xué)和有限元結(jié)果進(jìn)行比較分析。通過試驗(yàn)說明，對于大型框架結(jié)構(gòu)，采用平面有限元進(jìn)行計(jì)算較為合理。

在南水北調(diào)長溝泵站軸流泵裝置的選型設(shè)計(jì)中,采用兩種水泵選型計(jì)算方法確定了兩個(gè)可選水泵模型,并與兩種出水流道型式組合成4個(gè)裝置模型方案進(jìn)行同臺(tái)對比試驗(yàn),優(yōu)選出水泵模型和裝置模型方案。結(jié)果表明:對于低揚(yáng)程軸流泵站,應(yīng)采用等揚(yáng)程加大流量的水泵選型方法。

武漢市龍王廟堤防是著名的歷史險(xiǎn)工段。為了驗(yàn)證整治方案的可行性及其效果,以及方案實(shí)施前后漢江河口段河勢、流速、流態(tài)、水位、通航條件及河床沖淤變化等,為工程設(shè)計(jì)決策提供可靠的科學(xué)依據(jù),而進(jìn)行了河工模型試驗(yàn)研究工作。

為了給南水北調(diào)東線工程睢寧二站、洪澤站提供可選用的模型,2011年3月在天津南水北調(diào)水力模型通用試驗(yàn)臺(tái)上,進(jìn)行了泵段模型同臺(tái)測試。選用其中的5號(hào)模型(tj2011-hl-05)用于睢寧二站,3號(hào)模型(tj2011-hl-03)用于洪澤站。現(xiàn)介紹睢寧二站裝置模型的試驗(yàn)研究結(jié)果,包括5個(gè)葉片角度的效率、汽蝕余量、飛逸轉(zhuǎn)速、水輪機(jī)工況的性能及壓力脈動(dòng)的試驗(yàn)結(jié)果,提供給類似泵站選模型參考。

通過室內(nèi)模型測定了臨汾閘壩蓄水工程的沖淤情況,對工程提出了防沖措施及建議,為工程安全運(yùn)行提供了依據(jù)。

本文根據(jù)在中水北方公司水力模型通用試驗(yàn)臺(tái)上針對南水北調(diào)工程泵站開展的模型試驗(yàn)進(jìn)行了改變?nèi)~片外緣間隙及改變?nèi)~片根部間隙對效率的影響、進(jìn)水流道進(jìn)氣及水中含有可溶性氣體對空化(汽蝕)試驗(yàn)結(jié)果的影響、不同試驗(yàn)轉(zhuǎn)速對效率、空化試驗(yàn)結(jié)果的影響和飛逸轉(zhuǎn)速試驗(yàn)機(jī)械阻力補(bǔ)償?shù)软?xiàng)目進(jìn)行了深入研究。

在高壩水電站工程建設(shè)快速發(fā)展的同時(shí),電站下泄的低溫水體對下游河道生態(tài)系統(tǒng)所造成的破壞性影響已不容忽視;在電站進(jìn)水口前放置一定高度的疊梁門,使電站從水庫表層取水發(fā)電,從而減輕對下游河道生態(tài)系統(tǒng)的"冷害"侵蝕,是目前緩解高壩水電工程建設(shè)與保護(hù)水生態(tài)環(huán)境之間矛盾的一種措施;而分層取水疊梁門的設(shè)置,將改變電站進(jìn)水口的水流條件,使其相關(guān)水力特性發(fā)生變化。本文結(jié)合某大型水電站進(jìn)水口分層取水水工模型試驗(yàn),對各庫水位條件下的疊梁門放置高度、進(jìn)口漩渦特性、疊梁門上的動(dòng)水壓力特性、疊梁門對電站進(jìn)水口段的局部水頭損失及壓力分布特性影響等進(jìn)行了研究;另外,針對疊梁門這種薄而高的輕型結(jié)構(gòu),還進(jìn)行了機(jī)組甩負(fù)荷對其產(chǎn)生的水擊附加壓力特性研究;得出了一些規(guī)律性的認(rèn)識(shí),可供采用類似分層取水設(shè)施的進(jìn)水口工程參考。

引江濟(jì)漢工程作為南水北調(diào)中線水源區(qū)最重要的補(bǔ)水工程之一，主要任務(wù)是改善漢江興隆梯級以下河道的農(nóng)業(yè)灌溉、城市供水、航運(yùn)和生態(tài)環(huán)境用水務(wù)件，使供水區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況得到合理的修復(fù)，以期實(shí)現(xiàn)“南北互利”。引江濟(jì)漢工程的渠道規(guī)模是影響工程量、投資費(fèi)用和工程效益的重要因素，科學(xué)合理確定引江濟(jì)漢工程渠道規(guī)模．對實(shí)現(xiàn)南水北調(diào)中線受水區(qū)和水源區(qū)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展具有重大意義。應(yīng)用系統(tǒng)工程、渠道設(shè)計(jì)、工程經(jīng)濟(jì)學(xué)的理論和方法，建立了以供水量最大、生態(tài)環(huán)境需水量缺水量最小和工程規(guī)模利用率最大為目標(biāo)、以水資源優(yōu)化配置為基礎(chǔ)的渠道規(guī)模多目標(biāo)優(yōu)選模型，首次提出了不同頻率組合控制流量的多目標(biāo)邊際優(yōu)選法，對引江濟(jì)漢工程渠道規(guī)模進(jìn)行了實(shí)例研究，取得了滿意成果。

為了提高南水北調(diào)泵站設(shè)計(jì)質(zhì)量,保證水泵模型性能資料的可靠性與準(zhǔn)確性,水利部決定在前期工作階段開展水泵模型同臺(tái)測試工作。為此,選定中水北方勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司承擔(dān)同臺(tái)測試任務(wù)。專門制定了同臺(tái)測試《管理規(guī)定》和《工作大綱》;成立了領(lǐng)導(dǎo)小組、專家組、監(jiān)督組和測試組。南水北調(diào)工程水泵模型同臺(tái)測試成果專家評審會(huì)指出“同臺(tái)測試工作符合《管理規(guī)定》和《工作大綱》的要求,所有受試水泵模型均進(jìn)行了效率特性和氣蝕特性測試,試驗(yàn)資料齊全、測試數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。該項(xiàng)工作具有開創(chuàng)性,勢必對推動(dòng)南水北調(diào)工程的設(shè)計(jì)和建設(shè)、對提高我國水泵行業(yè)的科技進(jìn)步具有重大的社會(huì)影響和指導(dǎo)意義?！?/p>

1、從單一流向的河流中取水供城市水廠使用，其取水構(gòu)筑物不應(yīng)選擇在何處? (a)在污水排放口上游200m處(b)在橋梁上游1200m處 (c)在支流匯入同岸下游500m處(d)在丁壩同岸下游200m處 "取水口不宜設(shè)在丁壩同一岸側(cè)下游"。【d】 2、在設(shè)計(jì)江河取水構(gòu)筑物時(shí)，哪些因素要求最底層進(jìn)水孔下緣距河床有一定高度? (a)防止推移質(zhì)泥沙隨水流進(jìn)入取水構(gòu)筑物(b)防止懸移質(zhì)泥沙隨水流進(jìn)入取水構(gòu)筑物 (c)防止河床變化造成進(jìn)水孔被淤塞(d)防止漂浮物隨水流進(jìn)入取水構(gòu)筑物 考慮到了河床穩(wěn)定與否這個(gè)原因。【ac】 多項(xiàng)選擇 3、下列選擇地表水取水口位置的要求中，哪幾項(xiàng)可避免泥沙淤積的影響? (a)取水口應(yīng)在污水排放口上游100-150m以上處(b)取水口應(yīng)離開支流出口處上下游有足夠

介紹某電廠取排水口模型試驗(yàn)方案和試驗(yàn)方法。通過模型試驗(yàn),提出了合理的排水口布置形式,并對其進(jìn)行了優(yōu)化。同時(shí),研究了電廠排水對廠區(qū)附近局部水域環(huán)境溫升和對環(huán)境流場的影響。研究結(jié)果可為對環(huán)境影響的評價(jià)提供依據(jù)。

生態(tài)補(bǔ)償計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)是生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制中最為核心的部分,文章從生態(tài)補(bǔ)償工程建設(shè)成本和直接經(jīng)濟(jì)損失的角度出發(fā),綜合總成本修正模型和機(jī)會(huì)成本法的優(yōu)點(diǎn),引入了經(jīng)濟(jì)紅利效應(yīng)、生態(tài)改善效應(yīng)、水質(zhì)判定系數(shù)來修正補(bǔ)償金額,并重新定義了水量判斷系數(shù)的概念,以此來估算南水北調(diào)中線工程受水區(qū)對漢江流域水源地—漢中市的生態(tài)補(bǔ)償資金。計(jì)算結(jié)果為482.08億元/年,即受水區(qū)每年向漢中市支付482.08億元作為生態(tài)補(bǔ)償資金。

楠溪江供水工程位于著名的楠溪江風(fēng)景區(qū)入口,工程以供水為目的。工程攔河閘為2級建筑物,設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)50年一遇,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為200年一遇。攔河閘分為左側(cè)的灘地自由溢流段、右側(cè)深槽的擋水閘段、右岸調(diào)流閘門和魚道組成。閘址位于楠溪江潮區(qū)界位置,閘下為感潮河段,閘上為山溪性河道,加上河道兩側(cè)存在大范圍的灘林地,樹林茂密、灌木叢生,常年行洪,水流條件非常復(fù)雜,常規(guī)理論水力計(jì)算非常困難。通過1∶100水工模型試驗(yàn)研究,論證閘軸線位置和大閘規(guī)模的合理性,優(yōu)化工程布置,為工程的順利進(jìn)行提供科學(xué)依據(jù)。