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河北大型地下水库调蓄关键技术及其在引江水配置中应用获肯定

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行业新闻
2015/04/21
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自2006年开始,河北省水利厅、河北省南水北调工程建设委员会办公室组织河北省水文水资源勘测局和河北水文工程地质勘察院开展“大型地下水库调蓄关键技术及其在引江水配置中应用”科研工作。历经课题组刻苦攻关,形成了以关键技术参数为核心支撑的大型地下水库调蓄关键技术体系,并成功应用于南水北调中线工程引江水配置,该研究成果获得王浩院士、林学钰院士等业内人士的高度评价。 2012年1月17日,河北省水利厅主持召

自2006年开始,河北省水利厅、河北省南水北调工程建设委员会办公室组织河北省水文水资源勘测局和河北水文工程地质勘察院开展“大型地下水库调蓄关键技术及其在引江水配置中应用”科研工作。历经课题组刻苦攻关,形成了以关键技术参数为核心支撑的大型地下水库调蓄关键技术体系,并成功应用于南水北调中线工程引江水配置,该研究成果获得王浩院士、林学钰院士等业内人士的高度评价。

 

2012年1月17日,河北省水利厅主持召开该研究成果鉴定会。鉴定委员会认为:该研究成果整体达到国际先进水平,其中在动水条件下大型地下调蓄关键应用技术方面达到国际领先水平。

 

开展大型地下水库调蓄关键技术及其在引江水配置中应用研究的必要性

 

“与地表水库调蓄方式相比,地下水库有调控能力强、投资少、运行风险相对较小、供水保证率较高的特点,”河北省水文水资源勘测局总工程师刘克岩介绍,地下水库占地面积少,人为影响因素少,有利于工程的快速建设和安全运行,具有地表水库调蓄不具备的优势。

 

刘克岩认为,地下水库位于地下,地表没有明显的标识,其管理模式和运行机制有别于地表水库,探索符合当地特点、有效实现地下水库良性循环的管理模式是地下水库研究的难点之一。

 

据悉,近20年河北省平原区由于连年超采地下水,腾空了巨大的地下水库容,客观上具备了建设地下水库的基础。能否在河北平原建立地下水库,需要进行详细地外业调查试验和科学研究,特别是解决困扰大型地下水库调蓄的地下水库选址、入渗能力、入渗场淤积、地下水库水量外泄等一系列关键技术问题。

 

河北水文工程地质勘察院高级工程师、副院长张增勤介绍,南水北调中线工程为河北省多年平均调水30.39亿立方米,这在一定程度上将缓解河北水资源供需紧张的状况。为解决来水、用水过程不一致的矛盾,提高供水保证率,需要对调进的水源进行水量调蓄、合理配置和科学管理,使引江水能够“调得进、卖得出、用得合理”。

 

“因此开展大型地下水库调蓄关键技术及其在引江水配置中应用研究,十分必要。”张增勤说。 解决大型地下水库调蓄关键技术 在开展“大型地下水库调蓄关键技术及其在引江水配置中应用”科研工作中,河北省水文水资源勘测局和河北水文工程地质勘察院成立了由单位领导和主要技术人员组成的联合课题组。

 

“工作中我们收集了近十年来不同部门相关科研成果及大量的实验成果,应用系统工程、水循环等理论系统性解决了大型地下水库调蓄关键技术及其在引江水配置中应用,并于2007年5月完成阶段性报告。”刘克岩介绍,该项技术确定了水库选址、库容计算、入渗能力计算、边界稳定性、分区调节、地下水库调蓄量、水资源配置、入渗场规模、管理模式等问题,提出了动水条件下大规模河道入渗方式解决入渗场中出现的淤堵问题。

 

为进一步深化研究成果,确保地下水库运行安全,获取和率定接近南水北调中线工程实际运行情况下的入渗能力等地下水库关键参数,定量分析水量外泄,验证动水条件下入渗方式解决入渗场淤积问题,课题组在2009年进行了滹沱河大型入渗试验工作。

 

“这个试验是迄今为止国内规模最大的入渗试验,试验场面积1.72平方公里,试验水量1820万立方米,投资1100万元,通过对入渗试验场测量勘查、入渗试验过程中水位、水质和流量监测、抽水试验及野外试验等手段取得了大量的宝贵试验数据,达到了试验之初设定的任务,为地下水库建设提供了依据和支撑。”张增勤说。

 

刘克岩介绍,整个项目报告在2011年12月完成。该研究成果表明,大型地下水库调蓄关键技术先进、可靠,切实可行,应用于引江水配置,在配套工程规划中可不建或少建平原地表水库,减少工程规模,节省工程投资,缓解资金压力,同时实现了本地地表水、地下水与引江水的配置,有效提高了供水保证率。

 

研究成果创新点多

 

“大型地下水库调蓄关键技术及其在引江水配置中应用研究,解决了六大关键科学问题。”刘克岩告诉记者,这其中包括如何进行地下水库选址、如何科学评估入渗场入渗能力、如何解决入渗场淤积问题、如何定量评估引江水的蒸发浸润损失量和边界稳定性、如何利用地下水库进行分区调蓄,提高引江水的保证率,实现水资源的优化配置和如何管理地下水库,实现引江水成本回收与地下水库的正常运行。

 

张增勤介绍,该研究的主要创新点为:提出了地下水库靶区确定方法,划定了引江水地下水库靶区;确定了三个南水北调中线工程地下水库调节分区;设计并开展了滹沱河野外大型动水条件下的河道入渗试验,提出了解决入渗场淤堵问题的技术方法;建立了滹沱河地下水库水流模拟模型,模拟不同入渗条件下滹沱河地下水库时空变化特征,得出了滹沱河地下水库外泄水量比例阈值,验证了水动力边界具有稳定性。

 

据悉,该研究成果直接推动了滹沱河地下水库列入《石家庄市南水北调受水区供水配置优化方案》,为地下水库纳入南水北调配套工程建设奠定了基础,并对类似条件的地下水库建设具有重要研究意义,经济、社会和生态环境效益显著。

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