南水北调中线河北省北段大型渡槽工程设计

南水北调中线河北省北段大型渡槽工程设计
南水北调中线河北省北段大型渡槽工程设计

南水北调中线河北省北段大型渡槽工程设计

顾辉(水利部河北水利水电勘测设计研究院? 天津300250)

摘要:南水北调中线是一项特大型跨流域调水工程,河北省北段属总干渠的组成部分,总长227.342km,布置大型河渠交叉建筑物30座,其中大型渡槽工程3座。渡槽工程规模大,结构复杂,技术难度高,上部结构经简支梁、肋拱、双曲拱、箱形拱、桁架拱等多种型式比选并通过三维有限元应力计算及变形分析,拟采用预应力先进技术,力求受力结构断面经济合理。下部结构分别采用实心墩、空心墩和灌注桩、扩大基础等设计方案,对大直径群桩基础进行数值承载和变形性状分析计算。

关键词:南水北调中线;渡槽工程;结构计算

1 工程概况

南水北调中线河北省北段穿越海河流域的子牙河和大清河两大水系大小河流96条,其中流域面积大于20km2的河流22条。总干渠设计渠底高程高出天然河道水位的有放水河、漕河、北易水和北水沟等4条河流,其主要技术特性见表1。

表1 渠底高于河道洪水位的大型交叉建筑物特性表

经方案比选,放水河、漕河和水北沟布置3座渡槽。

2 交叉建筑物型式的确定

2.1 放水河渡槽

放水河河底高程58.8~60.0m,漫滩高出河床1.0~1.5m。建筑物区局部有基岩出露,进口段地基为黄土状壤土,地基承载力为180kPa。河床段覆盖厚1.6~7.4m,下部基岩存在全风化带深槽。总干渠与放水河交叉断面处渠底高出河道校核洪水位

0.166~0.657m。经多方案比选采用桥墩式渡槽。

2.2 漕河渡槽

漕河建筑物区地貌形态为河流侵蚀堆积成因的不对称宽谷地貌,河底高程42.1m,主河槽宽度25~35m,河床左侧紧靠山体。河床右侧为低漫滩、高漫滩和一二级阶地,阶面高程约45.0~46.0m。建筑物场区次级构造发育,有两条规模较大的构造破碎带。基岩隐节理发育,有规模不等的溶洞及溶隙。交

叉断面处总干渠高出河道校核洪水位15.2m,比河床高20.14m,且总干渠输水流量远远小于河道行洪流量,具备修建渡槽的条件。

2.3 北易水倒虹吸

北易水河底高程42.1m,两岸漫滩宽阔,地基履盖层厚度9~18m,总干渠渠底高出300年一遇洪水位1.18m,经梁式渡槽、涵洞式渡槽和倒虹吸方案比

选,确定采用渠道倒虹吸方案。

2.4 水北沟渡槽

水北沟为低山及山前沟谷地形,沟底高程为48m,沟宽20m。建筑物区覆盖层厚9~15m,为黄土状壤土、粘土含碎石及卵石层,下部基岩为白云岩。总

干渠渠底高出河道校核洪水位2.278m,总干渠输水流量远小于河道行洪流量,具备修建渡槽条件。

3 渡槽工程布置

漕河、放水河、水北沟3座渡槽均由进出口渐变段、进出口闸室段和槽身段组成。

3.1 进出口段布置

进出口渐变段长采用底板与侧墙相互分离的钢筋混凝土结构,侧墙为直线扭曲面。渐变段始端为贴坡式挡墙,末端为重力式挡墙,墙顶高程与总干渠一级马道或堤顶高程相同。

进出口闸室均采用开敞式钢筋混凝土整体结构。闸室孔数与渡槽孔数相同,单孔净宽均为6m,墩顶高程与总干渠一级马道或堤顶高程相同。

3.2 渡槽长度的确定

渡槽的长度主要取决于交叉河道主河槽的宽度以及地形、地质条件。

漕河交叉断面附近为非对称河道,左岸河床宽1350m,底高程42.1~44.5m;右岸一、二阶阶地宽1460m,地面高程43~62m。右岸地面高程较低,总干

渠若采用高填方渠道,地基沉降较大,对工程安全运行不利。考虑到交叉断面附近地表覆盖层厚度较小,基岩埋深厚7~20m,渡槽下部结构有条件采用端

承桩基础。经地形地质条件综合分析渡槽长度确定为 2300m。

放水河和水北沟为下切式窄深型河道,发生高标准洪水时不出槽,因此渡槽的长度根据河道主河槽宽度确定,渡槽长度分别为350m和211m。

3.3 渡槽过水断面和纵坡的确定

渡槽过水断面和纵坡均通过水力计算确定。渡槽通过设计流量时槽内水流为明渠均匀流,以进出口底板高程确定渡槽的纵坡,通过调整底宽使渡槽总

水头损失与给定的设计水头相一致。槽内过加大流量时,水面线根据明渠非均匀流能量方程,采用分段试算法进行推求, 3座渡槽水力要素见表2。经两

槽、三槽、四槽不同断面组合的经济比较分析,确定放水河、漕河和水北沟渡槽的结构断面尺寸分别为4孔6m×5.1m、3孔6m ×5.4m、2孔6m×4.7m。

表2 渡槽工程水力要素表

放水河渡槽、水北沟渡槽均为两槽一联的矩形槽结构,设计纵坡分别为1/5000和1/6200。槽身纵向支撑采用预应力混凝土简支多侧墙结构,单孔跨度为20

m。漕河渡槽采用3槽一联的多侧墙矩形槽结构,设计纵坡1/3900,单孔跨度主河槽段30m,旱渡槽段20m。

3.5 上部结构型式比选

漕河渡槽主河槽段由于净空较大,其结构进行了拱式和梁式结构的比选。漕河渡槽旱渡槽段、放水河渡槽和水北沟渡槽槽底净空高度较小,只能采用

梁式结构,故进行了多纵梁矩形槽简支、多侧墙矩形槽简支和简支U型槽3种结构方案的比较。漕河渡槽主河槽段除上述3种梁式结构方案外,还进行了上

承式桁架拱和中承式桁架两种拱式结构方案的比较。

多侧墙矩形槽简支结构可利用渡槽的侧墙和中隔墙作为槽身的承重结构,与多纵梁简支结构相比,工程量变化不大,整体承载能力和适用跨度却大大

增加。墙体内增设的预应力钢束既能承担纵向力,又能承担横向剪力。墙体底板整体浇筑,与由多种杆件组成的桁架拱结构相比,其整体性能好、安全可

靠度高。

3.6 下部结构型式选择

根据槽底净空高度和上部槽身的结构型式,进行了实体墩和空心墩两种型式的比较。实体墩墩体强度及稳定性容易满足要求,适用于上部荷载较大、

槽墩较低的情况。空心重力墩外形轮廓尺寸与实体墩基本相同,混凝土用量比实体墩减少。经比较分析,放水河渡槽、水北沟渡槽墩身采用实体墩,漕河

渡槽墩身采用空心墩结构。

渡槽的基础型式依据地质条件和上部结构对地基变形的控制条件,进行了扩大基础和灌注桩两种方案的比较。扩大基础适用于地质条件好,地基承载

力高的渡槽;钻孔灌注桩适用于地质条件较差、地基承载力较低或上部结构荷载较大及对基础变形要求较严的渡槽。经综合比较分析,放水河渡槽、水北

沟渡槽均采用灌注桩基础,漕河渡槽采用灌注桩和扩大基础。

4 矩形渡槽静风荷载计算

3座渡槽均位于太行山北脉左侧,沿线最大风速16~28m/s,多为北或西北风。渡槽处于河谷地带,地表风速大,加上渡槽槽身迎风面较大,风荷载对

结构的影响不可忽视。由于过去对渡槽的抗风问题研究很少,设计中亦无规范可循,在所建渡槽中,有些抗风能力严重不足,遇大风曾出现过倒塌事故。

槽身体形特殊,有别于普通建筑和桥梁。渡槽结构处于高墩之上,槽身内有大量水体,结构头重脚轻,刚度较弱,结构的自振周期较长,若遇较大风荷容

易引起结构振动和失稳。

作用在渡槽上的静风荷载主要由两种类型的参数确定,一种是反映结构物所在场地的风场特性参数,如基本风速(风压)、高度修正系数等;另一种

是反映结构在风场中的受力特性参数等三分力系数,即阻力、升力和扭转力系数,这类系数与结构的体型有关,由于渡槽结构体型及特征与桥梁有所不

同。因而渡槽静风荷主要问题归结为三分力系数的确定。

目前虽然在风致破坏的机理分析,风振响应时域和频域计算,结构与流体振荡模态,流——固耦合系统等方面的研究取得一定进展,但对于南水北调

中多槽复杂截面的渡槽,如何计算静风荷载是亟待解决的重大技术问题。

5 结构计算

5.1 槽身内力计算

槽身内力计算采用结构力学法,按平面问题横向、纵向分别计算。横向计算时,底肋支承在侧墙上,横断面为加肋带拉杆的多支座矩形闭合框架。侧

墙按一端简支,一端固结的T型梁计算,用三边固结,一边简支的板复核。底板是支撑在底肋上的连续板,底板侧墙纵向I字梁的翼缘,按简支梁计算,纵

向产生的拉应力由底板中的纵向预应力钢绞线来平衡。纵向计算时,侧墙作为简支梁,以横向计算中求出的支座反力作为纵向荷载,按简支受弯构件计算

内力。

在求出梁和边梁的内力后,根据预应力混凝土受弯构件来计算其配筋。承载能力计算时,要求正截面、斜截面承载力满足要求。正常使用阶段验算

时,按正截面、斜截面抗裂满足裂缝控制等级为一级。施工阶段进行法向应力验算时,按施工阶段不允许出现裂缝的构件来控制。

5.2 下部结构计算

渡槽下部结构由重力墩和桩基组成。重力墩型式放水河和水北沟为实体重力墩,漕河为空心重力墩。根据地质资料,桩基采用摩擦桩和端承桩,当地

表有岩石出露时按扩大基础设计。空心重力墩由墩帽和墩身组成,混凝土强度等级为C25。

5.2.1 墩身计算

墩身截面应力按偏心受压公式对墩身两个方向进行弯曲抗压计算,控制最大压应力不超过混凝土允许抗压强度,受拉边不出现裂缝。计算公式如下:

墩身横向(1)

墩身纵向(2)

式中 N—验算截面以上垂直力总和(kN)

A—验算截面面积(m2)

My—验算截面以上各垂直力和水平力对y轴力矩之和(kN.m)

Iy—验算截面y轴的惯性矩(m4)

Mx—验算截面以上各垂直力和水平力对x轴矩之和(kN.m)

Ix—验算截面对x轴的惯性矩(m4)

b1—验算截面的宽度(m)

h1—验算截面的长度(m)

漕河渡槽墩应力计算成果见表3。

表3 漕河渡槽墩应力成果表单位:KPa

5.2.2 端承桩承载力计算

端承桩竖向承载力按公式(3)计算:

(3)

式中 [P]—单桩轴向受压允许承载力(kN)

Rα—天然湿度的岩石单轴极限抗压强度(kPa)

h—桩嵌入基岩的深度(m)

U—桩嵌入基岩部分的横截面周长(m)

A—桩底横截面面积(m2)

C1、C2—根据清空情况、岩石破碎程度等因素而定的系数

桩身混凝土强度按下式进行复核:

式中—混凝土轴心坑压强度设计值

Q—单桩竖向力设计值

—桩身横截面面积

—工作条件系数

计算结果,漕河渡槽单桩承载力13253.6kN。20 m跨每个墩身总竖向荷载为100169.0 kN,需要布置8根桩;30m跨段墩身总竖向荷载为157815.0kN,需

要布置12根桩。

5.2.3 摩擦桩承载力计算

摩擦桩竖向承载力按公式(4)计算

(4)

式中 U—桩周长

l—桩在冲刷线以下的有效长度

A—桩底截面面积

τp—桩壁土的平均极限摩擦阻力

—桩尖处土的极限承载力,按公式(5)计算

(5)

式中 m

—清底系数

—修正系数

—桩尖处土的容许承载力

k2—桩尖处土的容许承载力随深度的修正系数

r2—桩尖以上土的容重

漕河渡槽26#墩身总竖向荷载为90054.8 kN,单桩摩擦桩竖向承载力为5797.1 kN,需要布置17根桩,桩长38m。33#墩身竖向荷载为100979.1kN,单桩

竖向承载力为5238.1kN,需要布置20根桩,桩长45m。

5.2.4 扩大基础计算

扩大基础的计算考虑上部结构重量及墩身重量,按偏心受压计算基底应力。基底的地基应力按材料力学偏心受压公式计算,计算公式同(1)、(2)

式。

计算结果,漕河渡槽76#、77#墩,满槽水工况施工工况,

5.3 墩台沉降计算

端承桩基础的桩底嵌入岩石中,其沉降量为混凝土的弹性压缩量,按公式(6)计算

(6)

式中 s—沉降量

P—作用在压缩截面的垂直力

L—压缩截面的计算长度

E—混凝土的弹性模量

A—压缩截面面积

计算结果,漕河渡槽桩底嵌入风化白云岩中0.5m,20m跨沉降量s=11.0mm,30m跨沉降量s=13.2mm。

摩擦桩沉降量采用等效作用分层总和法计算。桩基内任意点的最终沉降量可用角点法按公式(7)计算

(7)

式中 s—桩基最终沉降量(mm)

—按分层总和法计算出的桩基沉降量(mm)

—桩基沉降计算经验系数

Esi—等效作用底面以下底i层的压缩模量

zij、z(i-1)j—桩端平面第j块荷载至第i层土、第i-1层底面的距离(m)

aij、a(I-1)j—桩端平面第j块荷载计算点至第I层土、第i-1层底面深度范围内平均附加应力系数

—桩基等效沉降系数

计算结果,漕河渡槽26#承台沉降量为17.5mm<100mm,33#承台沉降量为20.6mm<150mm。

6 渡槽的抗震分析

3座渡槽工程位于地震基本烈度Ⅵ度和Ⅶ度区,地震动峰值加速度分别为0.05g、0.10g和0.15g。对于大型渡槽的抗震设计计算,目前尚没有成熟的方

法。渡槽抗震分析比较突出的问题是槽内水体与槽壁的动力相互作用、支座的简化及桩、土和桩与结构的动力相互等作用等问题。采用有限元法,对静力

问题按下式计算

(8)

式中 K—总体刚度矩阵

U—结点位移向量

F—右端力向量

对于考虑地震作用的动力问题

(9)

式中 M、C、K—总体质量矩阵、总体阻尼矩阵和总体刚度矩阵

、、U—节点加速度向量、节点速度向量和节点位移向量

Ag—地面运动的加速度

静力分析时,考虑自重和水荷载的作用。预应力钢筋作为受压荷载处理。动力分析用反应谱的振型叠加法获得综合应力,最后通过动力反应的位移、

应力等评价渡槽结构的抗震安全度并采用抗震措施。

南水北调中线工程规划

南水北调中线工程规划 Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020

南水北调中线工程规划(2001年修订)简介 水利部长江水利委员会 我国水资源分布南多北少,与生产力布局不相适应。京津华北地区是我国水资源供需矛盾最为突出的地区。随着人口的增加、经济的发展,水资源供需矛盾更加突出,并产生了严重的生态环境问题,不仅制约了当地经济社会正常发展,甚至影响到国家的可持续发展战略。因此,实施跨流域调水,向京津华北地区补充水资源已成为一项十分紧迫的任务,受到了党和国家的高度重视和社会各界的广泛关注。九届全国人大四次会议批准的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十个五年计划纲要》要求“加紧南水北调工程前期工作,‘十五’期间尽早开工建设”。为此,根据水利部统一部署,长江水利委员会组织开展了南水北调中线工程规划修订工作。 本次中线工程规划修订过程,除进行受水区的需水预测外,还针对中线工程中的一些重大技术问题开展了专题研究,编制了《汉江丹江口水库可调水量研究》《供水调度与调蓄研究》《总干渠工程建设方案研究》《生态与环境影响研究》《综合经济分析》《水源工程建设方案比选》等6个专题报告。水利部南水北调规划设计管理局于2001年7~8月组织有关专家对这6个专题进行了评审。评审意见认为,各专题报告资料翔实,研究的技术路线正确,方法科学合理,工作深度达到

了规划阶段的要求。同时,也提出了修改和补充的意见。在此基础上,编制了《南水北调中线工程规划(2001年修订)》(送审稿)。2001年9月,水利部主持对规划报告送审稿进行了审查,审查意见认为,规划修订报告达到了规划阶段的深度要求,多数专家同意规划修订报告的主要结论并赞成推荐的方案。 一、工程建设的必要性 京津华北平原是我国政治、经济、文化的中心,是重要的工农业生产基地,但该地区水资源十分短缺,人均、亩均水资源量仅为全国平均值的16%和14%。海河流域缺水状况最为严峻,人均水资源量仅为292立方米,水资源利用率高达90%以上,以国际标准衡量,属于严重缺水地区,其严重性主要表现为:水源枯竭、水质恶化,大部分河道已成为季节性或常年无水的河道,地下水严重超采,城乡供水出现全面紧张的态势。为了保证城市供水,不得不大量挤占农业用水;部分地区长期开采饮用有害物质含量超过标准的深层地下水,人民健康受到严重威胁;地区之间、部门之间的争水矛盾日益激化,甚至爆发冲突,给社会的安定造成严重影响。 京津华北平原的缺水属于资源性缺水,仅靠节水和污水回用已不能解决水资源过度利用造成的一系列问题。水资源继续衰减和生态环境的持续恶化,将造成无法弥补的严重后果。实施南水北调中线工程,补充京津华北平原的水资源供应量,是实现南北水资源的合理配置、缓解京

南水北调中线工程对改善水资源短缺和水环境状况具有重大作用(一)

南水北调中线工程对改善水资源短缺和水环境状况具有重大作用(一) 摘要:阐述京、津、华北平原缺水情况,缺水对京、津、华北平原地区的种种影响,论证南水北调中线工程是解决京、津及华北平原区域生产、生活及环境用水的主要途径。关键词:南水北调中线水资源利用生态环境“南方水多、北方水少”是我国水资源分布的特点,随着社会和经济的发展,北方缺水日益严重。京、津、华北地区平原尤为突出,不但制约了经济的发展而且出现了严重的生态环境问题。自1952年毛主席提出南水北调的构想以来,经中央、有关省市领导和广大的科技工作者的努力,20世纪70年代末就形成了从长江的上、中、下游向北方调水的西、中、东三条线的格局。近期水利部又修定了三条线路的总体规划。现阐述南水北调中线工程解决京、津、华北平原地区水资源短缺及生态环境的重要作用。 1京、津、华北平原地区水资源短缺为全国之最 海河流域水资源总量仅占全国的1.3%,而人口约占全国的10%,人均水资源占有量只有305m3,比全国2000年人均用水量还少125m3。该流域京、津及以南的广大平原地区缺水更为严重,以海河南系为例,人均水资源仅为251m3,只相当于世界贫水国人均1000m3标准的1/4,比以干旱著称的以色列国还少22.7%,属资源短缺型严重缺水区。这就决定了除继续千方百计的推进节约用水外,必须从外流域调水来解决。 由于该地区和周边地区的社会经济的高速发展,用水量大量增加,使

自产水和入境水大量减少。海河流域自产水1956—1998年系列比1956—1984年系列减少了11%。河北省减少了17.1%,海河南系减少了27.6%,减少的原因主要是由于大量超采地下水使下界面产生很大变化造成的。 该流域入境水的减少更为明显。北京市密云、官厅两水库20世纪50年代平均年入境水量36亿m3,到90年代平均入境水量只有10亿m3左右。河北省50年代平均年入境水量99.8亿m3。而90年代年均为30亿m3,减少了近70亿m3,海河南系由50年代年均入境83.35亿m3,减少到90年代年均22.8亿m3,减少了72.6%。今后还可能进一步减少。由于入境、自产水量的大量减少,经济发展不得不靠大量超采地下水来维持,海河南系平原1980—1998年累积超采地下水760亿m3,平均年超采40亿m3,大体上是深层浅层各半,最多年份超采达70多亿m3。北京市1961—1995年间累计超采地下水40亿m3,超采面积占平原面积的41%。天津市更是以超采地下水来维持发展。 该地区地理位置非常重要,是全国政治文化中心,又是环渤海经济发展的重要地区,如果不采取有效措施增加水资源、改变缺水状况,地表水资源将进一步枯竭,地下水超采将无法控制。水资源衰退与生态环境将继续恶化,可能造成无法弥补的严重后果。 2缺水给京、津、华北平原地区带来了严重影响 海河流域由于地表水资源短缺,又大量超采地下水,不但制约着经济持续、高速健康发展,而且造成了河流干涸,湿地减少,海口淤积,

南水北调中线输水调度关键问题研究

目录 目录 摘要 ............................................................................................................. I Abstract ................................................................................................... III 1 绪论 (1) 1.1 研究背景及意义 (1) 1.2 国内外研究现状 (2) 1.2.1 国内研究现状 (2) 1.2.2 国外研究现状 (3) 1.3 主要存在问题 (6) 1.4 研究主要内容与技术路线 (7) 1.4.1 主要研究内容 (7) 1.4.2 研究技术路线 (8) 1.5 本章小结 (9) 2 南水北调中线干线工程概况 (11) 2.1 工程布置及主要建筑物 (11) 2.1.1 工程总体布置及主要建筑物 (11) 2.1.2 各分段工程情况 (12) 2.2 水文地质概况 (14) 2.2.1 地形地貌 (14) 2.2.2 水文气象 (15) 2.2.3 工程地质 (16) 2.3 本章小结 (27) 3 南水北调中线输水损失率计算 (29) 3.1 输水损失率的影响因素 (29) 3.2 输水损失率计算方法 (30) 3.3 京石段工程输水损失率计算分析 (31) 3.3.1 典型年度输水损失率计算分析 (31) 3.3.2 历次供水输水损失率对比分析 (33) 3.3.3 输水流量与损失率回归分析 (35) 1 万方数据

南水北调中线水源保护区建设要求

广州·台山 在饮用水源一级保护区内: 1、禁止新建、改建、扩建居民住宅、办公楼、厂房等建筑物以及其他与水务工程和水源保护工程无关的项目、设施; 2、禁止从事网箱养鱼和其他污染饮用水源的养殖活动; 在二级水源保护区内: 禁止设置固体废物填埋场,禁止填埋固体废物; 在水源准保护区和二级保护区内: 1、除大型高新技术企业配套的项目须按规定报批外,禁止新建、改建、扩建印染、造纸、制革、电镀、化工、冶炼、炼油、酿造、肥料、农药、水泥、玻璃、陶瓷、采石场、砖厂、矿物纤维生产等生产项目或者排放含国家规定的一类污染物的项目和设施; 2、禁止设立剧毒物品的仓库或堆栈;禁止存放、使用剧毒、高毒、高残留农药;禁止设立工业废物和其他废物回收、加工场,禁止倾倒、堆放、填埋危险废物。 3、禁止饲养猪、牛、羊等家畜;禁止设立污染饮用水源的养殖场、屠宰场等; 4、禁止向饮用水源水体新设污水排放口; 5、未按规定建成生活污水、垃圾处理设施或者处理设施达不到饮用水源保护要求的地区,不予审批新的建设项目。 6、不予审批可能对饮用水源造成严重污染或者对生态环境造成破坏的有关项目。 南水北调中线工程 从国务院南水北调办获悉:国务院南水北调办、国家环保总局、水利部和国土资源部日前联合下发通知,要求2007年9月30日前,南水北调中线沿线北京、天津、河北、河南四省市人民政府,在总干渠两侧划定出一级、二级水源保护区。 南水北调中线总干渠由明渠段和非明渠段组成。通知规定,对于明渠段,工程管理范围边线两侧外50米为一级水源保护区,该区边线两侧外1000米为二级水源保护区;对于非明渠段,工程外边线两侧外50米为一级水源保护区,该区边线两侧外150米为二级水源保护区。 在一级水源保护区内,不得建设任何与总干渠水工程无关的项目,农业种植不得使用不符合国家有关农药安全使用和环保有关规定、标准的高毒和高残留农药。在二级水源保护区内,不得新建扩建污染较重的废水排污口、化工项目及其他开发活动。 南水北调中线总干渠由明渠段和非明渠段组成。通知规定,对于明渠段,工程管理范围边线两侧外50米为一级水源保护区,该区边线两侧外1000米为二级水源保护区;对于非明渠段,工程外边线两侧外50米为一级水源保护区,该区边线两侧外150米为二级水源保护区。 在一级水源保护区内,不得建设任何与总干渠水工程无关的项目,农业种植不得使用不符合国家有关农药安全使用和环保有关规定、标准的高毒和高残留农药。在二级水源保护区内,不得新建扩建污染较重的废水排污口、化工项目及其他开发活动。

南水北调中线工程全景

南水北调中线工程全景 南水北调中线工程全景南水北调中线一期工程全长1432公里,其中,输水总干渠长1246公里,天津干渠长144 公里。输水总干渠自陶岔渠首闸起,经长江流域与淮河流域的分水岭方城垭口,沿唐白河流域和黄淮海平原西部边缘开挖渠道,在河南省郑州市附近通过隧道穿过黄河,沿京广铁路西侧北上,跨江、淮、黄、海四大流域,基本自流到河南、河北、北京、天津4个省市。清泉自山中奔流而出,河水清澈见底,这是南水北调中线重要水源涵养地汉江。2014年12月27日开闸送出的汉江水,又从南水北调中线一期工程总干渠终点北京团城湖明渠的闸口流出,继而又从北京千家万户的水龙头里流出。从此,北京人均水资源量增幅超过50%。工程的供水范围为北京、天津、华北平原及沿线湖北、河南两省部分地区,不止解了首都“口渴”的燃眉之急,也有效改善了沿线141个县级以上城市的供水。工程计划年调水量95亿立方米,实施全线统一调度,水量调度以国务院批准的规划为基本依据。其中河南省37.7亿立方米、河北省34.7亿立方米、北京市12.4亿立方米、天津市10.2亿立方米,主要任务是用于城市生活和工业供水,约占92.7%,同时兼顾农业及其它用水,约占6.3%。最新评估结果显示,南水北调中线水质稳定保持Ⅱ类标准,干线输水水

质安全保障体系基本建立。中线工程的贯通,能使约6000万人直接喝上水质优良的汉江水,间接惠及人口近1亿。2014年11月1日,位于河南省淅川县陶岔村的南水北调中线工程渠首。陶岔渠首枢纽工程建筑物主要有引渠、重力坝、引水闸、消力池、电站厂房和管理用房等。渠首闸坝顶高程176.6米,轴线长265米,引水闸底部高程140米,分3孔,设计流量350立方米/秒,加大流量可达420立方米/秒。电站为河床径流式,装机容量5万千瓦,安装2台2.5万千瓦机组。陶岔到团城湖,一渠碧波走了半个月。而南水北调中线一期工程从2003年12月开工建设,总投资2013亿元,足足“走”了十一年。创造了许多水利工程建筑上的奇迹。“长高”的大坝,南北两利老丹江口大坝开建于1958年9月1日,1967年11月大坝下闸蓄水。1968年具备发电功能,至1973年第6台机组并网发电,装机容量90万千瓦。老丹江口大坝总长2.5公里,工程最大坝高97米,坝顶高程162米。2005年9月26日,南水北调中线丹江口大坝加高工程开工,2009年6月20日,混凝土坝坝顶全线贯通,坝顶高程由原来的162米增至176.6米,坝顶长度由原来的2494米增至3442米,正常蓄水位由157米增至170米,库容由174.5亿立方米增至290.5亿立方米。丹江口水库是亚洲第一大人工湖,中国南水北调中线工程的水源地。水库总面积846平方千米,被称为汉江的天然水位调节器,有“亚洲天池”

中国南水北调工程简介

中国南水北调工程简介 2005年8月16日 一、中国水资源的基本特点 中国多年平均水资源总量为28,124亿m3,占世界总量的5.8 %左右,仅次于巴西、原苏联、加拿大、美国和印度尼西亚、居世界第六位。但中国是世界上第一人口大国,人均水资源占有量仅2,163m3,为世界平均水平的四分之一,在世界银行1998年统计的153个国家中只居第88位。因此,水资源是中国十分珍贵的自然资源。在研究开发利用我国水资源时,要看到中国水资源总量虽较丰富,但人均水资源相当贫乏的这一基本特点。 中国水资源分布的另一个基本特点是南方水多、北方水少,空间分布很不平衡。河川径流主要来自降水,影响中国大部分地区降水的是来自西太平洋的东南季风和印度洋、孟加拉湾的西南季风。东南沿海山丘区,台湾,海南东部山区年降水量超过2000毫米,西南部分地区、平原地区约1600~1800毫米,长江中下游地区大部分超过1000毫米,淮河流域为800~1000毫米,华北平原下降为500~600毫米,大西北沙漠区,降水量不足25毫米。 中国水资源分布的第三个基本特点是年内或年际变化大,随着季风出现的次数、强弱和水汽量多少,降雨和径流量年际间、年内的分布也极不均匀,经常出现连续多水时段和连续少水时段或连续干旱年和连续丰水年,尤其是连续干旱年的出现,对水资源本已短缺地区来说,严重制约了国民经济的发展并引起生态环境恶化。 以上三个基本特点,也是开发利用水资源、保障国民经济持续健康发展必须解决的三个主要问题,南水北调就是借助于先进的工程技术手段优化配置中国水资源的一项宏伟工程。 二、黄、淮、海流域是中国当前最缺水地区 黄河是中国西北、华北地区的重要水源,全流域多年平均降水量为452mm,多年平均河川径流量580亿m3,可开采的地下水资源量110亿m3,水资源总量占全国的2.5%,2000年人均水资源占有量为633 m3。淮河流域(包括胶东地区)多年平均降水量854mm,水资源总量为961亿m3,占全国水资源总量的3.4%,2000年人均水资源占有量为478 m3。其中胶东地区2000年人均水资源占有量仅为330m3,水资源开发程度已高达86%,遇大旱年份,水资源供需矛盾十分突出。海河流域多年平均降水量539mm,多年平均水资源总量372亿m3,占全国的1.3%。2000年人均水资源占有量仅为292m3,不足全国人均水资源占有量的1/7,比全国人均年用水量还低138 m3,缺水十分严重。 根据1993年国际人口会议提出并经1996年国际自然资源会议认可的标准,当一个地区水资源利用率达到25~50%而人均水资源量仅为500~1000m3,则该地区属于缺水地区;当一个地区水资源利用率大于50%而人均水资源量小于500m3时,属于严重缺水地区。按此定义,2000年黄河流域人均633m3、但开发率已达67 %,淮河流域人均478m3、开发率达59 %,海河流域人均 292m3 、开发率达94 % ,均属于严重缺水地区。 近10年来,黄河源区干旱趋势加重,中小型湖、塘干涸,草场大面积退化和荒漠化,多年冻土层出现萎缩。下游从1972~1999的28年中有22年断流,1997年利津站断流226天,断流河段上延到开封附近。 1999年后虽未断流,由于采取封堵口门和控制抽水泵站等措施对两岸生产、生活影响很大。海河流域平原河道长期干涸,地下水严重超采,现状平均每年超采地下水65亿m3,其中浅层地下水35亿m3,超采面积达4.4万Km2,深层地下水30亿 m3,超采面积达5.6万Km2, 20多年来已累计超采900多亿m3。造成地下水位埋深大面积持续下降,京广铁路、津浦铁路沿线城市附近地下水漏斗不断加深和扩大,现在已基本连成一片,局部地区地下水资源已接近枯竭。水资源过量开发,导致河湖干涸、河口淤积、湿地减少、土地沙化以及地面沉陷等生态环境问题日趋严重。

(统编版)2020学年高中地理第三单元第三节资源的跨区域调配以南水北调为例1同步备课教学案鲁教版必修44

课时1 我国水资源的区域分布和南水北调的工程方案 [学习目标] 1.理解南水北调工程的东、中、西三线工程方案。2.理解西气东输、西电东送等工程的路线。3.学会运用对比法分析东、中、西三线方案的利弊。 一、我国水资源的区域分布 1.概况 (1)总量丰富:居世界第六位,低于巴西、俄罗斯、加拿大、美国、印度尼西亚。 (2)地域分布不平衡:南方多、北方少。 (3)供需矛盾突出:北方需水量大,但水资源贫乏。 2.长江成为南水北调水源地的有利条件 (1)我国的丰水区:流域广、水量大,人均、单位耕地平均占有水量高于全国平均水平。 (2)流量稳定:年径流量稳定,季节分配较北方河流相对均衡。 (3)调水距离近??? ? ? 上游靠近西北干旱半干旱区中下游靠近缺水严重的华北平原 分析华北平原严重缺水的原因和解决措施。 答案 自然原因:降水少,河流径流量少;降水季节不均衡,季节和年际变化大。社会经济原因:工农业发达,人口众多,需水量大;水污染和浪费严重。 解决措施:包括修建水库,跨流域调水,植树造林,节约用水,防治水污染。 知识点拨 南水北调工程建设的背景条件 阅读材料,回答下列问题。 材料一 图甲是我国南水北调中线工程线路示意图,图乙是美国加利福尼亚州北水南调工程线路示意图。

材料二加利福尼亚州北水南调工程年调水量52亿立方米,受益于该调水工程,加州发展成为美国人口最多、灌溉面积最大和粮食产量最高的一个州。 材料三黄淮海流域人均水资源量仅为全国平均水平的21%,有2亿多人口不同程度存在饮水困难,工农业发展受到严重制约。我国南水北调中线一期工程已于2014年底通水,大大缓解了黄淮海地区的用水紧张状况。 (1)试对两调水工程进行比较,完成下表。 调水工程我国南水北调中线工程美国加州北水南调工程水资源南北差异的气候原因①________②________ 单位调水量 耗能大小③________④________原因⑤________⑥________ (2)从可持续发展的角度分析跨流域调水对调入区的主要影响。 (3)要缓解黄淮海地区的用水紧张状况,还应采取哪些节水措施? 答案(1) 调水工程我国南水北调中线工程美国加州北水南调工程 水资源南北差异的气候原因①南方为亚热带季风气候,降水丰 富;北方为温带季风气候,降水较少 ②北部为地中海气候,冬季多雨; 南部为热带沙漠气候,全年少雨 单位调水量耗能大小③小④大 原因⑤地势起伏较小(或地势南高北低) ⑥地势南高北低,向南调水需逐级 提水 (2)满足生活用水(或促进社会发展);促进工农业发展(或促进经济发展);改善生态环境。 (3)提高水资源利用率;调整产业结构;适当提高水价;提高节水意识等。 拓展提升资源跨区域调配的原因 (1)调出区:①资源丰富;②人口稀少,经济落后,对资源需求量少;③资源不具有流动性;

浅谈南水北调中线渠道工程施工应重点关注的问题

浅谈南水北调中线渠道工程施工应重点关注的问题 余良碧 摘要南水北调中线工程是我国一项重大基础性战略工程,其中大部分为明渠工程,具 有施工占线长、结构复杂、质量要求高等特点。现结合我局在南水北调中线京石段应急供 水工程中从事的渠道工程项目,浅谈几点施工过程中应重点关注的问题,以便于后续工程 施工顺利开展。 关键词南水北调中线渠道工程施工过程注意事项 1 前言 南水北调中线工程是一项跨流域、跨省市的特大型水利工程,是改善我国水资源配置、关系实现全面建设小康社会宏伟目标的重大基础性战略工程。总干渠全长1275km,沿太行山东麓与京广铁路之间的浅山丘陵或山前平原北行,最终到达北京和天津[1]。在整个输水线路中,渠道工程占据大量比例。由于南水北调工程本身所具有的特殊工程性质和重要社会意义,干好本单位所承揽的工程是每一个参建单位和参建个人共同的心愿。 2 施工前期应做好的准备工作 2.1 占地征迁 由于渠道工程施工战线较长,一般标段长6~8km,施工临时和永久占地面积较大,且所经之地多以农田和村庄为主,除庄稼地以外还有公路、房屋、树木、电缆、光缆、煤气管道、输水管道等设施,征迁对象涉及方方面面的人员和部门。因此,征迁工作具有点多、面广、管理层次多、征迁难度大、占用时间长等特点。为促使工程早日开工,首先应做好工程沿线的地表和地下设施调查和统计,按征迁项目的多少区分较难和较容易的区段;其次,利用施工单位特有的资源,如测量人员和设备、施工机械配合当地征迁(此项工作往往在监理入场后可签认计日工),可加快征迁进度;第三,积极与当地村委或相关组织取得联系,寻求他们的支持,争取在征迁较容易的区段尽早开辟作业面;第四,及时做好征迁工作的统计和上报工作,既便于建设单位协助解决征迁遗留问题,同时为工程后续索赔工作做好现场取证依据。

南水北调中线工程水源区水质现状分析

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/e92876469.html, 南水北调中线工程水源区水质现状分析 作者:赵良辉 来源:《名城绘》2017年第03期 摘要:南水北调中线工程是一项以实现我国水资源整体配置合理化以及优化减轻华北一带区域的水资源缺乏问题为目标的伟大工程,也是部分北方城市缓和水资源匮乏的重要措施。整个中线工程中的主要水源区包括丹江口库区及其上游区域,这其中包含着陕西、河南、湖北这三个省的五个地区,正因为中线工程的牵涉广、作用强,所以对其水源区水质的保护十分重要。本文旨在分析当前南水北调中线工作水源区水质现状以及探讨一些有效建议。 关键词:南水北调中线工程;水源区水质;现状分析 认清水源区的水质现状并增强水质保护与水污染的预防治理,关乎着南水北调中线工程的顺利与否,与南水北调中线工程功能的有效发挥紧紧相连,也关系着广大群众的用水问题,其重要性已无需多言,以下即对南水北调中线工程水源区的各个流段水质现状进行分析介绍,并通过水质现状探讨更深的水质改善建议。 一、中线工程的水源区域概况 要想做好水源区的水质调查,明确水质现状,首先应当对中线工程的具体范围进行准确了解。本文所探讨的中线工程水源区,主要是指自丹江口水库实施扩容措施后,在其沿线开始进行的引水工程。经过的河流流域主要包括唐白河流域,江淮分水岭流域,所跨越的河流包括了黄河、淮河、海河。所流经的城市包括北京、天津、河北、河南等40多个城市[1]。其中,丹江口区域既是中线工程的核心区域,又承担着水源保护和生态环境建设的主要任务。以生态环境建设为目标,将水质保护和治理的工作作为生态环境建设和完善的重点,立下为完成“一库清水永续北送”使命做出阶段性贡献的目标。 二、水质保护工作中的主要问题研究 (一)水环境恶化,动植物品种锐减 这里所指的水环境恶化,主要是指河流和溪水发生断流现象的频率不断提高,进一步影响到河水或溪水中的鱼类和水生物的生长和繁殖,另外,在中线工程的周边区域由于农民居民大量的使用农药,使得一部分经过雨水淋溶的含有农药的雨水流入河道中,影响河水的自净能力。另外,从整个生态环境的角度来说,破坏了生态循环中的一个环节,则会连锁影响到多个动植物环节的生存。最终导致流域的水环境和生态系统的平衡被打破。 (二)人为因素造成的生态环境破坏

南水北调中线工程相关数据汇编

南水北调中线工程相关数据汇编 一、中线工程建设相关数据 1、丹江口大坝加高后,坝长由2.5公里增至3.45公里; 2、坝顶高层由162米增至176.6米; 3、正常蓄水位由157米增至170米; 4、正常库容由174.5亿立方米增至290.5亿立方米(增加了116亿立方米); 5、库岸线由3524.8公里增至4610.6公里(十堰3524.8公里,占76.4%); 6、水域面积由745平方公里增至1050平方公里(十堰620平方公里,占60%); 7、十堰水源区面积20868平方公里占全市总面积2.368万平方公里的88.1%; 8、汇入丹江口水库的12条主要支流中,有10条在十堰境内,其中汉江年均汇入水库水量328亿立方米,占全库年均汇入总量的90%; 9、中线一期工程多年平均调水量95亿立方米,其中河南37亿立方米、河北35亿立方米、北京11亿立方米、天津12亿立方米; 10、总干渠全长约1277公里,天津干渠154公里;

11、陶岔取水口设计流量500立方米/秒,工程落差近100米; 12、校核洪水位由161.4米增至174.35米; 13、校核洪水总库容由209.7亿立方米增至339.1亿立方米; 14、死水位由139米增至150米; 15、死水库容由76.5亿立方米增至126.9亿立方米; 16、防洪库容由56-78亿立方米增至81.2-110亿立方米; 17、调水后年发电量由38.3亿千瓦时减至33.8亿千瓦时; 18、水库来水量最高761亿立方米(1983年),最低145亿立方米(1999年); 19、水库弃水量最高381.8亿立方米(1983年),最低78亿立方米(设计均值); 20、水库入库流量最高34300立方米每秒(1983年),最低124立方米每秒(1985年); 21、水库出库流量最高20900立方米每秒(1975年),最低207立方米每秒(1979年); 22、水库水位最高160.07米(1983年),最低131.28米(1979年)。 二、南水北调移民相关数据 1、丹江口水库共淹没我市土地55.2万亩,占总淹没面积95.7万亩的57.7%。其中,一期30万亩,占总淹没面积49.5万亩的60.6%;二期25.2万亩,占淹没总面积46.2万亩的54.6%。 2、共搬迁移民46.9万人。其中,一期28.7万人,占工程移民总数48.9万人的58.7%;二期

南水北调中线一期工程天津干线工程简介

南水北调中线一期工程天津干线工程已由国家批准建设,建设资金已落实,具备招标条件。本次招标项目为南水北调中线一期工程天津干线工程西黑山进口闸至有压箱涵段、保定市1段、保定市2段、廊坊市段工程安全监测,招标人为南水北调中线干线工程建设管理局,招标代理机构为天津普泽工程咨询有限责任公司,现通过国内公开招标的方式选择承包人。 一、工程概况与招标内容 1、工程概况 南水北调中线一期工程天津干线起点位于河北省保定市徐水县西黑山村西,终点位于天津市外环河出口闸,全长155.344 km,共分6个设计单元。 西黑山进口闸至有压箱涵段为天津干线第1设计单元,共涉及1个土建标、1个监理标。该段位于天津干线首端,西起河北省保定市徐水县西黑山村西,东至徐水县丁家庄南,起止桩号为XW0+000~ XW15+200。设计输水流量为50m3/s,加大输水流量为60m3/s。本工程段包括西黑山进口闸枢纽、曲水河倒虹吸、张石高速公路涵、通气孔以及小型河渠交叉建筑物和公路交叉建筑等,共计30座。 保定市1段为天津干线第2设计单元,共涉及5个土建标、2个监理标。该段起点于保定市徐水县丁家庄村西,终点位于大清河左岸雄县辛许庄村东,沿线经过河北省徐水县、容城县、高碑店市、雄县等县(市)。起止桩号为XW15+200~XW60+842。设计输水流量为 50m3/s,加大输水流量为60 m3/s。本工程段包括保水堰、检修闸、通气孔、京广铁路涵、京深高速公路涵、萍河倒虹吸,以及小型河渠交叉建筑物和公路交叉建筑物等,共计81座。 保定市2段为天津干线第3设计单元,共涉及1个土建标、1个监理标。该段位于河北省保定市境内。沿线经过河北省雄县、高碑店市,起止桩号为XW60+842~XW75+927。设计输水流量为50m3/s,加大输水流量为60m3/s。本工程段包括河渠交叉建筑物、分水口门、通气孔、公路交叉建筑物等(包括津同公路和津保公路穿越),共计26座。 廊坊市段为天津干线第4设计单元,共涉及5个土建标、2个监理标。该段位于河北省廊坊市境内,沿线经过廊坊市固安、霸州、永清和安次,起止桩号为XW75+927~XW131+360。设计输水流量为50m3/s,加大输水流量为60m3/s。本工程段包括检修闸、保水堰、通气孔、分水口门、倒虹吸、铁路交叉建筑物及公路交叉建筑物等,共计93座。 天津市1段和2段工程分别为天津干线第5和第6设计单元。该两段均位于天津市境内,目前正在实施阶段。 2、招标内容 本次招标为1个标段,合同名称:西黑山进口闸至有压箱涵段、保定市1段、保定市2段、廊坊市段工程安全监测标,合同编号:

关于划定南水北调中线一期工程总干渠两侧水源保护区工作的通知

《关于划定南水北调中线一期工程 总干渠两侧水源保护区工作的通知》 (国调办环移[2006]134号) 北京市、天津市、河北省、河南省人民政府: 南水北调中线工程是沿线重要的饮用水源。为了防范总干渠水质污染风险,现就组织划定南水北调中线总干渠水源保护区工作通知如下: 一、四省市人民政府要根据国家饮用水源保护有关法律和法规,按照《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》关于科学划定饮用水源保护区的要求,以及近期国务院对有关饮用水源保护区划定工作的部署,切实加强组织领导,认真开展保护区划定工作,并研究制定相关的地方法规,将中线水源保护纳入国民经济社会发展规划、水污染防治规划以及相关规划。 总干渠两侧水源保护区划定工作要坚持预防为主、安全第一、因地制宜和科学合理的原则,结合沿线经济社会发展和总干渠水质保护及工程安全需要,根据总干渠工程和两侧地形地貌、水文地质等情况,针对总干渠两侧水源保护区划定工作的特殊性,按统一划定方法划定总干渠两侧水源保护区,并将水源保护区划定和管理纳入全国和四省市饮用水源保护区划定和管理工作之中。 二、四省市有关部门应根据《水污染防治法》、《水法》、《水土保持法》和《水污染防治法实施细则》以及国家饮用水源保护有关规范

性文件的规定和要求,根据国家环保总局、水利部、国土资源部和国务院南水北调办公室提出的《南水北调中线一期工程总干渠两侧水源保护区划分方法》,在中线一期工程总干渠两侧划定一级、二级水源保护区,报省市人民政府批准。 三、严格控制总干渠两侧水源保护区内的建设项目及其它开 发活动。 (一)在中线总干渠两侧一级水源保护区内,不得建设任何与中线总干渠水工程无关的项目,农业种植不得使用不符合国家有关农药安全使用和环保有关规定、标准的高毒和高残留农药。 (二)在中线总干渠两侧二级水源保护区内,不得从事以下活动: 1、新建、扩建污染较重的废水排污口,设置医疗废水排污口; 2、新建、扩建污染重的化工建设项目,新建、扩建电镀、皮革加工、造纸、印染、生物发酵、选矿、冶炼、炼焦、炼油和规模化禽畜养殖以及其他污染重的建设项目; 3、设置生活垃圾、医疗垃圾、工业危险废物等危险废物集中转运、堆放、填埋和焚烧设施,设置危险品转运和贮存设施,新建加油站及油库; 4、使用不符合国家有关农药安全使用和环保有关规定、标准的高毒和高残留农药; 5、将不符合国家《生活饮用水卫生标准》和有关规定的水人工直接回灌补给地下水; 6、建立墓地和掩埋动物尸体;

南水北调三线工程简介

南水北调东线工程 从长江下游引水,基本沿京杭运河逐级提水北送,向黄淮海平原东部供水,终点天津。 东线工程自50年代初就有设想,1972年华北大旱后,水电部组织进行研究。二十多年来由南水北调规划办公室牵头,淮河水利委员会、海河水利委员会、水利部天津勘测设计院与有关省市、部门协作做了大量勘测、设计、科研工作。1976年提出《南水北调近期工程规划报告》,上报国务院,并进行初审。1983年3月国务院批准了水电部上报的《南水北调东线第一期工程可行性研究报告》。1993年9月水利部会同有关省市共同审查并通过《南水北调东线工程修订规划报告》和《甫水北调东线第一期工程可行性研究修订报告》。 工程规模与调水量 长江下游水量丰富,多年平均入海水量约9600亿m3,即使在特枯年也有6000多亿m3,东线工程从长江下游抽水,水源充沛,调水量取决于引水工程规模。 规划中考虑了东线工程合理的最终规模,以2020年发展水平为目标的规划规模和在本世纪内把水调到华北的第 河下游平原;安微省蚌埠以下淮河两岸、淮北市以东的新汴河两岸及天长县部分地区;山东省的南四湖周边、韩庄运河和梁济运河侧、胶东地区部分城市及鲁北非引黄灌区;河北省黑龙港运东地区;天津市及近郊区。 工程布置

南水北调东线工程是在现有的江苏省江水北调工程、京杭运河航道工程和治淮工程的基础上,结合治淮计划兴建一些有关工程规划布置的。东线主体工程由输水工程、蓄水工程、供电工程三部分组成。 (一)输水工程 包括输水河道工程、泵站枢纽工程、穿黄河工程。 1.输水河道 引水口有淮河入长江水道口三江营和京杭运河入长江口六圩两处。输水河道工程从长江到天津输水主干线全长1150km,其中黄河以南651km,穿黄河段9km,黄河以北490km。分干线总长740km,其中黄河以南665km。输水河道90%利用现有河道。 2.泵站枢纽 东线的地形以黄河为脊背向南北倾斜,引水口比黄河处地面低40余米。从长江调水到黄河南岸需设13个梯级抽水泵站,总扬程65m,穿过黄河可自流到天津。 黄河以南除南四湖内上、下级湖之间设一个梯级,其余各河段上设三个梯级。黄河以南输水干线上设泵站30处;主干线上13处,分干线上17处,设计抽水能力累计共10200m3/s,装机容量101.77万kW,其中可利用现有泵站7处,设计抽水能力1100m3/s,装机容量11.05万kW。一期工程仍设13个梯级,泵站23处,装机容量45.37万kW。 黄河以北各蓄水洼淀进出口设5处抽水泵站,设计抽水能力共326m3/s,装机容量1.46万kW。 南水北调东线工程泵站的特点是扬程低(多在2~6m)、流量大(单机流量一般为15~40m3/s)、运行时间长(黄河以南泵站约5000小时/年),部分泵站兼有排涝任务,要求泵站运转灵活、效率高。 3.穿黄河工程 选定在山东东平县与东阿县之间黄河底下打隧洞方案。通过多年地质勘探和穿黄勘探试验洞开挖,查明了河底基岩构造和岩溶发育情况,并成功解决了河底隧洞堵漏开挖的施工难题。 穿黄工程从东平湖出湖闸至位临运河进口全长8.67km,其中穿黄河工程的倒虹隧洞段长634m,平洞段在黄河河底下70m深处,为两条洞径9.3m的隧洞。第一期工程先开挖一条。 (二)蓄水工程 东线工程沿线黄河以南有洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖等湖泊,略加整修加固,总计调节库容达75.7亿 m3,不需新增蓄水工程。黄河以北现有天津市北大港水库可继续使用,天津市团泊洼和河北省的千顷洼需扩建,并新建河北省大浪淀、浪洼,黄河以北五处平原水库总调节库容14.9亿m3。 (三)供电工程

2019-2020学年鲁教版地理选择性必修第二册江苏专用学案:第三单元 第三节 第2课时南水北调的深远影响 Word

第2课时南水北调的深远影响 学习目标明目标、知重点 分析南水北调的深远影响。 理解资源的跨区域调配对区域发展的影响。 ,[学生用书P55]) 1.积极意义 (1)社会效益:南水北调工程全面实施后,可进一步改善调入区的投资环境,为经济发展创造良好的社会条件,同时可以缓解城乡争水、地区争水、工农业争水的矛盾,有利于社会安定。 (2)经济效益:大大促进调入区的经济发展。 (3)生态效益:增加调入区城市生活用水和工业用水,改善城乡居民卫生条件;缓解地下水位大幅度下降趋势和漏斗面积的进一步扩大,控制地面沉降;使区域生态环境向良性方向发展。 2.可能带来的环境问题 (1)长江径流量减少,海水将会上溯,引起河口地区盐度升高,影响长江下游水质。 (2)径流量减少有可能引起长江泥沙淤积严重,使航道淤塞。 (3)调水会对江淮沿线地区的水生生物生长带来不利影响。 (4)由于东线工程范围内地势低洼,地下水位较高,天然排水条件较差,调水后土壤容易发生盐碱化。 (5)东线沿线地区经济发达,大量的污水排放会降低水质。

一、判断题 1.南水北调工程全面实施后,将有效缓解调入地区水资源的紧缺状况。() 2.南水北调东线工程水资源调入区是我国人口众多、经济发达的区域。() 3.治污环保是南水北调东线工程成败的关键。() 4.西气东输工程可将西部地区的资源优势转变成经济优势。() 5.西气东输工程一定会加剧西部地区的生态破坏。() 答案:1.√ 2.√ 3.√ 4.√ 5.× 二、选择题 我国南水北调中线工程从汉江的丹江口水库引水,重点解决北京、天津、石家庄、郑州等沿线20多座大中城市的缺水问题。据此回答6~7题。 6.有关南水北调中线工程的叙述,正确的是() A.沿线全为平原,建设难度小 B.途经我国经济最发达地区,水污染严重 C.可自流引水,工程量较小 D.取水点在长江干流,可输水量大 7.该工程产生的影响主要是() A.可完全解决北京市水资源不足问题 B.带动沿线相关产业发展 C.缓解沿线土壤盐碱化问题 D.加剧北京市地面沉降 解析:第6题,南水北调中线工程沿线多平原,但是也有山地和丘陵;南水北调东线经过我国经济最发达地区;南水北调中线取水点在汉江的丹江口水库。第7题,南水北调中线工程可以缓解北京市水资源不足的状况,但不能完全解决其缺水问题;不能缓解沿线地区的土壤盐碱化问题;可缓解北京市地面沉降问题。 答案:6.C7.B 南水北调的深远影响[学生用书P55] 【合作探究】

南水北调中线输水调度实施控制策略

南水北调中线输水调度实施控制策略 发表时间:2018-05-22T15:40:58.917Z 来源:《基层建设》2018年第5期作者:胡海洋 [导读] 摘要:在南北水调输水调度中,最基础的就是科学合理的输水控制策略,根据控制策略实现向各分水口门供水计划的目标。 南水北调中线干线工程建设管理局渠首分局镇平管理处河南南阳 473000 摘要:在南北水调输水调度中,最基础的就是科学合理的输水控制策略,根据控制策略实现向各分水口门供水计划的目标。在总结现有输水调度控制研究成果基础上,通过结合调度运行实际,综合考虑目标水位控制的鲁棒性、水位降幅的约束性、渠道上下游水情的统筹性因素,对输水调度控制策略进行了改进,提出了基于流量变化、水位变幅相耦合的实时调度控制策略。根据流量变化对渠段进行水量平衡分析,实施宏观控制,同时根据水位及其变幅实施微观调控。 关键词:南水北调;中线工程;输水调度;实时控制 引言 南水北调中线工程设计是在汉江上游丹江口水库进行引水,通过明渠、建筑物、管道等建筑物建立联通长江、黄河、海河、淮河四大主要水系的水网,长江的水资源经河南、河北等地一路北上被送至京津地区,对中线输水调度进行实时控制,是保证水资源合理调配的重要措施,也是工程总体的重要组成部分之一。 1南水北调中线基本情况 南水北调工程中线全长超过1400km,为便于控制,整个中线工程沿线共设有97个分水口和64座节制闸。目前,北方需求的水量远未达到工程沿线所能提供的最大水量,整个中线工程输水流量基本处于较小的水平。南水北调中线工程是基于调配南北水资源、使水资源得到充分利用的民生工程,尽管中线沿线各地对水资源的需求量不大,但考虑到地下水资源渐趋枯竭、海水净化困难、自然水体污染后难以净化的现状,未来中线沿线各地对水资源的需求势必加大。因此,预先考虑南水北调中线输水调度实时控制的策略,进行必要试验意义重大。 2南水北调中线当前输水调度控制策略分析 2.1中线输水调度控制策略 在输水调度过程中,采用闸前常水位控制模式,保持各节制闸的闸前水位在既定目标水位附近。在供水流量需求发生变化时,通过前馈加反馈的混合控制方式实施调度,使输水状态由原稳定状态过渡到新的稳定状态。在中线输水调度控制策略中,反馈的控制实现实时调度。采用三点控制策略,当水位超出上限或下限时,对闸门进行调整,使得闸前水位在目标水位附近,对于某一节制闸,当末状态稳定流量小于初状态稳定流量时,称为“关闭”工况;当末状态稳定流量大于初状态稳定流量时,称为“开启”工况。中线当前实时调度控制规则具体如下:(1)由前馈模型得出的该时段预期过闸流量以及实时获得的水位计算闸门开度;(2)判断本时段闸门开度调整量是否达到或超过一个步进量,若是则进行调整,否则不进行调整。步进量指闸门一次调整的最小值,取0.02m;(3)一次闸门调整的幅度大小不超过3倍步进量,即0.06m;(4)闸门开度位于初始状态稳定开度和末状态稳定开度之间;(5)对于关闭工况,若闸前水位超过预设的报警水位时,则过闸流量不进行减少;(6)对于关闭工况,闸前水位超过预设的高水位时,当前闸的过闸流量不小于上游端闸的流量;(7)对于开启工况下,闸前水位已低于目标水位0.1m时,则过闸流量不进行增加;(8)对于开启工况下,闸前水位已低于目标水位0.2m时,反而要减少一个步进量。 2.2中线工程水源-受水区预报技术 在中线输水的掉调度过程中,为了能够有效的满足综合调度需求,需要建立集成气象、水文、径流预报还有用水预测模型的预报/预测平台。实现此项目标,我们还需要继续深入开展以下四方面的研究:(1)基于数值天气预报模式,研发汉江流域长-中-短期多层嵌套的降水集合预报模型;(2)统计分析前期径流、降水等数值关系,并考虑气候变化对未来降雨径流影响,研究建立变化条件下的汉江流域分布式水文模型和丹江口水库来水长中短预报模型;(3)研究建立中线工程沿线受水区的气象预报模型,为中线工程的调度运行提供气温、水温等信息输入;(4)研究建立受水区大中型水库来水长中短预报模型。 2.3科学计算用水量 南水北调中线工程沿线的用水量虽然没有较为明显的变化,但是随着地下水资源渐趋枯竭、自然水体污染后难以净化、海水淡化困难、北方工业发达的基本情况,未来中线工程很可能会在水力资源调配方面发挥巨大作用,科学计算用水量,是进行输水调度实时控制的要求和基础支持。包括用水量现状和用水量变化情况两个方面。用水量现状是指中线工程沿线各地目前的用水状况,考虑到接近3年时间相关地区用水量一直是相对固定的,可以通过收集现有数据和进行实时用水量数据收集生成数据库,作为基本资料。用水变化量是计算的核心内容,首先要收集的是各地用水情况,并以年、半年、季度、重点月份为划分标准,进行分别的计算工作,获知沿线各地用水变化情况,包括年度增加量、半年度增加量、季度变化量和重点月份变化量,以作为输水量调节的基础,并总结其总体规律,结合现有水资源使用状况,判断下一步增长变化,为以后的工作做好准备。 2.4中线工程常态与应急调度云服务平台 中线工程的云服务平台就是将前述的先进技术进行集成,以支撑中线工程全自动化运行与智能调控。要实现这一目标,需开展如下四方面研究:(1)分析提取云服务平台所集成模型的通用、共性功能,对这些功能进行抽象封装后形成应用组件,建立可以相互调用的模型或应用组件库;(2)研究中线工程现用应用系统之间信息交互方式,针对中线业务系统的需求以及闸控系统的需求,设计数据库关联关系和范式;(3)研究构建满足用水户和控制中心双向信息交互的云服务平台,满足既能在云服务平台进行信息展示,又能通过云服务平台收集水厂、用水户需求;(4)研究闸泵群控制系统与云服务平台的接入方式,研究云服务平台下信息隔离和共享技术,通过对不同的用水户设置不同的权限来达到平台的信息安全和信息共享。 2.5应用智能化手段 随着现代化建设的发展,智能化成为主要的发展趋势,各行业均在设法通过智能化手段提升工作效率,在输水调度实时控制方面,也可以通过智能化建设进行加强。智能化建设主要体现在控制系统方面。控制系统的智能化建设,其基本依据是大量的数据收集、汇总、整理、分析工作,尤其是用水量方面的数据,相关人员应根据数据情况设定智能化系统的各项程序。比如阶段水流量,假如某地7月份用水量较大,可以根据其具体用水量设定7月份的节制闸闸门开度,并通过智能设备加以控制,防止过流或水流不足等问题。同时,智能化设备方

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