水利工程論文-南水北調與水利科技.doc

水利工程論文-南水北調與水利科技摘要：本文根據現代水利的發(fā)展要求，探索了調水工程的設計思想如何適應新形勢的發(fā)展要求。研究的主要問題包括：輸水方式應適應現代水利發(fā)展思路的要求，機電設備性能與運行效益的關系，常規(guī)技術與新技術的關系，水力控制理論在調水工程建設中的作用，工程總體規(guī)劃設計質量的保證問題。建議是：在輸水方式的選擇上應與節(jié)水、防污和生態(tài)保護有機結合起來，盡可能采用封閉式輸水方式；在機電設備的選擇上，應當建立“重運行效率、供水的可靠性，輕設備本身投資”的觀念；對于那些效益巨大的新技術，大型調水工程建設應當成為采用新技術的典范.關鍵詞：調水工程設計新思想輸水方式制NewThoughtonDesignofWaterDiversionProjectsABSTRACT:Itisdiscussedwhatnewthoughtonthedesignofwaterdiversionprojectsisneededinthemodernwaterresources.Themajorissuesincludethatthewaterdiversionmodeofaprojectshouldsuitforthedevelopmentofthemodernwaterresources,theselectionofpump-motorunits,andtherelationshipbetweenregulartechniquesandnovelones,aswellastheapplicationofthemodernhydrauliccontroltheorytotheconstructionofwaterdiversionprojectsandthesupervisionforthedesignqualitiesoftheprojects.Asaresult,itissuggestedfortheconstructionofthelarge-scalewaterdiversionprojectsasfollows.Firstly,fromthepointofviewforwatersaving,pollutionpreventionandenvironmentprotection,theclosedpipesorchannelshadbetterbeusedforwaterconveyancebutopenchannels.Secondly,intheselectionofpump-motorunits,itisthereliability,efficiencyandregulatingabilitiesthatarethedecisivefactorbuttheircosts.Thirdly,thenewtechniqueswithgreatlyeconomicalbenefitshouldbeusedasfaraspossible,eveniftherearesomerisks.Fourthly,inthedesignofaproject,themethodsofthehydrauliccontrolshouldbeappliedtomakingthedispositionofthehydraulicconstructions,mechanicalandelectricalequipmentandautomationcontrolsystemsoptimize.Atlast,theexistingsupervisionmodeofthequalitiesofthedesignsoftheprojectsmustbeimproved.Besidesfortheexertmeetings,thereshouldbethethirdthatcarriesoutthecomputinginvestigationforthepreliminaryplansprovidedbythedesigninstitutesindetails.KEYWORDS:waterdiversionproject,newthought；waterdiversionmode；hydrauliccontrol；newtechnique；designquality.我國水資源時空分布極不平衡，在空間分布上南方水多，北方水少；在時間分布上，降雨量主要集中在夏季三個月內，其它月份降雨量很少。干旱缺水是我國尤其是北方地區(qū)經濟社會發(fā)展的重要制約因素，據統(tǒng)計我國669座城市中有400座供水不足，110座嚴重缺水。隨著我國城市化進程的加快，通過跨地區(qū)、跨流域的調水工程解決城市用水是一種必然的發(fā)展趨勢。水利部汪恕誠部長曾經指出：跨流域調水將是21世紀中國水利的一大特點。在我國修建調水工程具有悠久的歷史，春秋時吳王夫差為爭霸中原,于公元前486年修建了引長江水入淮河的邗溝工程，可謂中國跨流域調水工程的開創(chuàng)性工程。2259年前秦國蜀郡守李冰父子率眾修建的都江堰引水工程引水灌溉成都平原，成就了四川“天府之國”的美譽，至今還在造福人類。新中國成立后，我國的調水工程得到了長足發(fā)展。江蘇省修建了江都江水北調工程，廣東修建了東深供水工程，河北與天津修建了引灤工程，山東修建了引黃濟青工程，甘肅修建引大入秦工程，山西修建了引黃入晉工程，大連的引碧入連工程等。現在舉世矚目的南水北調工程正在修建。在國外，最早的跨流域調水工程可以追溯到公元前2400年前的古埃及，從尼羅河引水灌溉至埃塞俄比亞高原南部，在一定程度上促進了埃及文明的發(fā)展與繁榮。20世紀50年代以后，國外提出了許多調水規(guī)劃。據不完全統(tǒng)計，全球已建、再建或擬建的大型跨流域調水工程有160多項1。與局部性的水電工程，如水電站、泵站不同，長距離調水工程的建設復雜得多。以南水北調中線工程為例，它規(guī)模宏大，調水流量大，輸水距離長達1200多km，不同地區(qū)的水壩、水庫、明渠隧洞和倒虹吸管、閘門和分水閘、泵站、自動監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)通過水力有機聯系，必須在各環(huán)節(jié)的設計匹配的條件下，才能保證工程的建設質量。毫無疑問，現有工程經驗對于今后調水工程的建設具有借鑒參考價值，但不能作為榜樣照抄照搬。修建調水工程，特別是大規(guī)模、長距離跨流域工程是一項復雜的系統(tǒng)工程。隨著人們對水利工程和生態(tài)環(huán)境關系的認識的深化，現代水利理論逐漸形成2-6，強調人與自然和諧相處。水利工程的優(yōu)化目標將由慣常的“技術經濟最優(yōu)”轉變?yōu)樯鷳B(tài)效益、經濟效益、社會效益統(tǒng)籌兼顧；水利工程的運行方式要與保護生態(tài)系統(tǒng)、改善水質以及高效利用雨洪資源相適應。并且修建調水工程的主要目的正在轉變，不再是漕運和農業(yè)灌溉，而是向城市提供生活用水、工業(yè)用水和維持生態(tài)平衡的用水。在調水工程建設過程中，如何將這些原則性的思想轉化為具體的、可操作的設計程序是值得思考的問題。1輸水方式應適應現代水利發(fā)展思要求在調水工程的建設過程中，輸水方式的選擇具路的有舉足輕重的意義，不僅需要考慮工程建設投資和運行費用的大小，而且必須考慮與節(jié)水、防污、生態(tài)環(huán)境的有機統(tǒng)一。輸水方式可劃分兩大類：開敞式輸水和封閉式輸水。開敞式輸水，又稱明流輸水的特點是具有自由水面且水面與大氣直接接觸的輸水方式，如人工明渠和天然河流輸水。與此相反，封閉式輸水的特點是水體與大氣不直接接觸，如管涵、隧洞、倒虹吸管輸水等。進一步劃分又可分為：有壩輸水和無壩輸水；自流輸水和泵站加壓輸水。通過修建水壩提高水源地水位的輸水方式，稱為有壩輸水，而無需修建水壩的輸水方式就稱為無壩輸水，都江堰引水工程就是無壩輸水工程的典范。自流輸水的特征是完全依靠水流自身的重力而無電消耗，它完全依靠水源與目的地之間的高層差達到輸水目的，正在修建的南水北調中線工程就是典型的自流輸水工程。在一般情況下，采用開敞式輸水方式，需要修建高壩、水庫、泵站、人工明渠或利用天然河渠，優(yōu)點主要是：1)在同等輸水規(guī)模下，一次性投資比封閉式輸水低，特別是在能夠利用天然河流的條件下；2)可創(chuàng)造優(yōu)美的