调蓄水库水力调配对长距离调水工程调度的影响研究
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摘要
长距离调水工程对经济、社会、生态环境的影响巨大，需要研究解决的问题众多。南水北调东线工程2013年通水，中线工程2014年汛后通水，开展深层次的水力调配和工程运行调度研究，对充分发挥工程效益非常必要。本文开展的具体研究工作包括如下几个方面。
（1）借鉴既有成功经验和方法，建立了调蓄水库三维水力调配模型和水质模型。通过南四湖实测资料，对模型水力、水质进行了验证，结果表明，模型精度能够满足模拟分析需要。
（2）对南水北调典型调蓄工程南四湖、北大港水库、王庆坨水库的水力调配问题进行了比较研究，结果表明有天然河道汇入的南四湖最为复杂。影响调蓄工程水量水质的主要因素是进出湖（库）水体水质特性及纳污能力、水力特性及流场分布、水体（包含水量和水质）更新周期等。通过改善调蓄工程的水力调配，可以解决好水量和水质问题。
（3）保证调蓄工程水量和水质，对南四湖可以通过深化东线治污、改善水力特性、加快水体更新速度等措施来解决；对北大港水库可运用主辅库联合调度的方式来解决；对王庆坨水库，只要加强对水库水质的观测，及时换水，可有效规避水质问题。
（4）建立河流生态环境状况评估指标体系和河流生态环境状况评估模型，可为开展河流生态修复工程提供技术支持，也可为评价南水北调工程渠道（河道）、湖泊（水库）以及相应的生态修复提供借鉴。
Long-distance Water Diversion Projects bring wide influences on nationaleconomic and social developments and ecological environments. There are manyproblems to study and solve. The East Route of the South-to-North Water TransferProject will supply water in2013. The Middle Route of the South-to-North WaterTransfer Project will supply water in2014after flood season. It is necessary to studyon the hydraulic control and engineering operation for full project benefits. The mainstudy results in this thesis are as follows：
Based on the succeeded practices and methods, this thesis establishesthree-dimensional hydraulic control model and water quality model. The modelprecision of hydraulic control and water quality is confirmed by the the Nansihu Lakemeasured data.
By the comparative studies on the typical regulating reservoir of theSouth-to-North Water Transfer Project, which is the Nansihu Lake, the Beidagangreservoir and the Wangqingtuo reservoir, we can see that the Nansihu Lake is the mostdifficult, because the Nansihu Lake is conflux by the natural river course. The maininfluence factors of the lake’s water quantity and water quality are into lake or out oflake water bodies quality characteristics, assimilative capacity, hydrauliccharacteristic(s), flow field distribution, refresh cycle time and etc. We can resolvewater quantity and water quality problems through make the hydraulic control of theregulating reservoir better.
To guaranteed water quantity and water quality, for the Nansihu Lake, we canadopt many measures such as controlling pollution along the east route deeper anddeeper to make water clearly, improving hydraulic control, increasing the rapid ofwater exchange. For the Beidagang reservoir, we can adopt the mode of combineddispatching with the main reservoir and the subordinated reservoir. For theWangqingtuo reservoir, we can refrain from water quality by increasing theobservation times and exchanging the water in time.
An index system for river health assessment and a model of evaluating riverecology are established. The system and the model can provide technologies foraquatic ecology restore and can offer reference for evaluating the cannels or rivers andthe lakes or reservoirs of the South-to-North Water Transfer Project.
（1）借鉴既有成功经验和方法，建立了调蓄水库三维水力调配模型和水质模型。通过南四湖实测资料，对模型水力、水质进行了验证，结果表明，模型精度能够满足模拟分析需要。
（2）对南水北调典型调蓄工程南四湖、北大港水库、王庆坨水库的水力调配问题进行了比较研究，结果表明有天然河道汇入的南四湖最为复杂。影响调蓄工程水量水质的主要因素是进出湖（库）水体水质特性及纳污能力、水力特性及流场分布、水体（包含水量和水质）更新周期等。通过改善调蓄工程的水力调配，可以解决好水量和水质问题。
（3）保证调蓄工程水量和水质，对南四湖可以通过深化东线治污、改善水力特性、加快水体更新速度等措施来解决；对北大港水库可运用主辅库联合调度的方式来解决；对王庆坨水库，只要加强对水库水质的观测，及时换水，可有效规避水质问题。
（4）建立河流生态环境状况评估指标体系和河流生态环境状况评估模型，可为开展河流生态修复工程提供技术支持，也可为评价南水北调工程渠道（河道）、湖泊（水库）以及相应的生态修复提供借鉴。
Long-distance Water Diversion Projects bring wide influences on nationaleconomic and social developments and ecological environments. There are manyproblems to study and solve. The East Route of the South-to-North Water TransferProject will supply water in2013. The Middle Route of the South-to-North WaterTransfer Project will supply water in2014after flood season. It is necessary to studyon the hydraulic control and engineering operation for full project benefits. The mainstudy results in this thesis are as follows：
Based on the succeeded practices and methods, this thesis establishesthree-dimensional hydraulic control model and water quality model. The modelprecision of hydraulic control and water quality is confirmed by the the Nansihu Lakemeasured data.
By the comparative studies on the typical regulating reservoir of theSouth-to-North Water Transfer Project, which is the Nansihu Lake, the Beidagangreservoir and the Wangqingtuo reservoir, we can see that the Nansihu Lake is the mostdifficult, because the Nansihu Lake is conflux by the natural river course. The maininfluence factors of the lake’s water quantity and water quality are into lake or out oflake water bodies quality characteristics, assimilative capacity, hydrauliccharacteristic(s), flow field distribution, refresh cycle time and etc. We can resolvewater quantity and water quality problems through make the hydraulic control of theregulating reservoir better.
To guaranteed water quantity and water quality, for the Nansihu Lake, we canadopt many measures such as controlling pollution along the east route deeper anddeeper to make water clearly, improving hydraulic control, increasing the rapid ofwater exchange. For the Beidagang reservoir, we can adopt the mode of combineddispatching with the main reservoir and the subordinated reservoir. For theWangqingtuo reservoir, we can refrain from water quality by increasing theobservation times and exchanging the water in time.
An index system for river health assessment and a model of evaluating riverecology are established. The system and the model can provide technologies foraquatic ecology restore and can offer reference for evaluating the cannels or rivers andthe lakes or reservoirs of the South-to-North Water Transfer Project.
引文
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