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河北"大型地下水庫調蓄關鍵技術及其在引江水配置中應用"研究獲肯定

2015-04-23新聞來源:河北

  4月21日訊 自2006年開始,河北省水利廳、河北省南水北調工程建設委員會辦公室組織河北省水文水資源勘測局和河北水文工程地質勘察院開展"大型地下水庫調蓄關鍵技術及其在引江水配置中應用"科研工作。曆經課題組刻苦攻關,形成了以關鍵技術參數為核心支撐的大型地下水庫調蓄關鍵技術體係,並成功應用於南水北調中線工程引江水配置,該研究成果獲得王浩院士、林學鈺院士等業內人士的高度評價。

  2012年1月17日,河北省水利廳主持召開該研究成果鑒定會。鑒定委員會認為:該研究成果整體達到國際先進水平,其中在動水條件下大型地下調蓄關鍵應用技術方麵達到國際領先水平。

開展大型地下水庫調蓄關鍵技術及其在引江水配置中應用研究的必要性

  "與地表水庫調蓄方式相比,地下水庫有調控能力強、投資少、運行風險相對較小、供水保證率較高的特點,"河北省水文水資源勘測局總工程師劉克岩介紹,地下水庫占地麵積少,人為影響因素少,有利於工程的快速建設和安全運行,具有地表水庫調蓄不具備的優勢。

  劉克岩認為,地下水庫位於地下,地表沒有明顯的標識,其管理模式和運行機製有別於地表水 庫,探索符合當地特點、有效實現地下水庫良性循環的管理模式是地下水庫研究的難點之一。

  據悉,近20年河北省平原區由於連年超采地下水,騰空了巨大的地下水庫容,客觀上具備了建設地下水庫的基礎。能否在河北平原建立地下水庫,需要進行詳細地外業調查試驗和科學研究,特別是解決困擾大型地下水庫調蓄的地下水庫選址、入滲能力、入滲場淤積、地下水庫水量外泄等一係列關鍵技術問題。

  河北水文工程地質勘察院高級工程師、副院長張增勤介紹,南水北調中線工程為河北省多年平均調水30.39億立方米,這在一定程度上將緩解河北水資源供需緊張的狀況。為解決來水、用水過程不一致的矛盾,提高供水保證率,需要對調進的水源進行水量調蓄、合理配置和科學管理,使引江水能夠"調得進、賣得出、用得合理"。

  "因此開展大型地下水庫調蓄關鍵技術及其在引江水配置中應用研究,十分必要。"張增勤說。

 解決大型地下水庫調蓄關鍵技術

  在開展"大型地下水庫調蓄關鍵技術及其在引江水配置中應用"科研工作中,河北省水文水資源勘測局和河北水文工程地質勘察院成立了由單位領導和主要技術人員組成的聯合課題組。

  "工作中我們收集了近十年來不同部門相關科研成果及大量的實驗成果,應用係統工程、水循環等理論係統性解決了大型地下水庫調蓄關鍵技術及其在引江水配置中應用,並於2007年5月完成階段性報告。"劉克岩介紹,該項技術確定了水庫選址、庫容計算、入滲能力計算、邊界穩定性、分區調節、地下水庫調蓄量、水資源配置、入滲場規模、管理模式等問題,提出了動水條件下大規模河道入滲方式解決入滲場中出現的淤堵問題。

  為進一步深化研究成果,確保地下水庫運行安全,獲取和率定接近南水北調中線工程實際運行情況下的入滲能力等地下水庫關鍵參數,定量分析水量外泄,驗證動水條件下入滲方式解決入滲場淤積問題,課題組在2009年進行了滹沱河大型入滲試驗工作。

  "這個試驗是迄今為止國內規模最大的入滲試驗,試驗場麵積1.72平方公裏,試驗水量1820萬立方米,投資1100萬元,通過對入滲試驗場測量勘查、入滲試驗過程中水位、水質和流量監測、抽水試驗及野外試驗等手段取得了大量的寶貴試驗數據,達到了試驗之初設定的任務,為地下水庫建設提供了依據和支撐。"張增勤說。

  劉克岩介紹,整個項目報告在2011年12月完成。該研究成果表明,大型地下水庫調蓄關鍵技術先進、可靠,切實可行,應用於引江水配置,在配套工程規劃中可不建或少建平原地表水庫,減少工程規模,節省工程投資,緩解資金壓力,同時實現了本地地表水、地下水與引江水的配置,有效提高了供水保證率。

研究成果創新點多

  "大型地下水庫調蓄關鍵技術及其在引江水配置中應用研究,解決了六大關鍵科學問題。"劉克岩告訴記者,這其中包括如何進行地下水庫選址、如何科學評估入滲場入滲能力、如何解決入滲場淤積問題、如何定量評估引江水的蒸發浸潤損失量和邊界穩定性、如何利用地下水庫進行分區調蓄,提高引江水的保證率,實現水資源的優化配置和如何管理地下水庫,實現引江水成本回收與地下水庫的正常運行。

  張增勤介紹,該研究的主要創新點為:提出了地下水庫靶區確定方法,劃定了引江水地下水庫靶區;確定了三個南水北調中線工程地下水庫調節分區;設計並開展了滹沱河野外大型動水條件下的河道入滲試驗,提出了解決入滲場淤堵問題的技術方法;建立了滹沱河地下水庫水流模擬模型,模擬不同入滲條件下滹沱河地下水庫時空變化特征,得出了滹沱河地下水庫外泄水量比例閾值,驗證了水動力邊界具有穩定性。

  據悉,該研究成果直接推動了滹沱河地下水庫列入《石家莊市南水北調受水區供水配置優化方 案》,為地下水庫納入南水北調配套工程建設奠定了基礎,並對類似條件的地下水庫建設具有重要研究意義,經濟、社會和生態環境效益顯著。(記者 高長安 通訊員 李明良 馮創業)