大型调水工程（精选9篇）
大型调水工程 篇1
0 引言
南水北调东线工程 (以下简称东线工程) 是利用江苏省江水北调工程扩大规模, 向北延伸。江苏省内调水线路总长为852 km, 其中长江至洪泽湖长445 km, 洪泽湖至骆马湖长270 km, 骆马湖至下级湖长137 km。沿线输水河道现状大多具有防洪、排涝、航运、供水等综合功能。省内调水工程以京杭运河线为主, 已建成9个梯级。南水北调东线一期工程新建泵站14座, 与江水北调已有的14座泵站和18条输水河道, 形成运河线、运西线的调水工程, 共同实现调水目标。
南水北调东线一期工程是长距离调水工程, 为保证跨流域输水工程安全、可靠、经济运行, 充分发挥调水工程的作用, 合理利用水资源, 降低运行成本, 适应工程准市场化运营的要求, 急需建设一套集信息采集及水资源配置、监控、调度、管理于一体的全线调度运行管理系统[1]。工程运行管理系统作为调度运行管理系统的重要组成部分, 核心是项目管理, 为帮助调水机构实现工程运行管理维护及防洪信息管理, 东线工程运行管理系统应包括工程运行维护和防洪信息2个管理系统。通过信息化综合管理, 以提高工程管理效率, 提高工程的管理水平, 降低运行成本, 实现“无人值班, 少人值守”的现代化管理目标。
1 工程运行维护管理功能
1.1 业务流程
南水北调东线工程运行维护管理系统的运行需要有工程调度信息、自动监测信息、考评办法等数据作为数据支持, 同时, 通过系统的运行和处理, 系统采集、加工、生成了工程巡查维护, 工程维护, 突发事件响应和运行管理考评等4种数据。东线工程运行维护管理系统业务流程如图1所示。
1.2 数据流程
东线一期工程江苏段维护管理系统总数据流程如图2所示。
1.3 功能需求
东线工程运行维护管理系统需要满足在日常工程运行维护管理工作中的主要需求, 着重实现5大功能需求:工程巡查维护、工程维修养护、突发事件响应、工程管理考核和工程信息管理 [2]。
1.3.1 工程巡查维护
东线工程运行维护管理工作中, 需要常规性的对泵闸站、河道及湖泊堤防、各类建筑物、附属设施等内容进行巡视检查。设计的东线工程运行维护管理系统能够实现这些巡查的管理功能。
根据各种建筑物和设施的特点和巡视检查工作的具体实施要求, 主要有泵闸站、河道及湖泊堤防、分水口门等的巡查维护及定期和专项检查等管理功能。具体实现以下工作:编制巡视工作计划, 按照工作计划进行巡查工作;对巡查工作进行记录;管理和维护巡查工作信息;发生突发事件时, 检查人员能够利用随身工具, 采用拍照、摄像等方式对突发事件进行详细记录和上报, 如果能现地处理, 则进行现地处理并记录处理情况[3]。
1.3.2 工程维修养护
能够对非常规的工程维护进行组织和管理。按照工程维护流程细分为以下7种功能:
1) 维护方案标准化模型管理功能。能够对运行维护方案标准化模型不断进行维护和完善, 并进行相应修正后的模型应用测试, 使维护方案标准化工作更加客观公正、真实有效。
2) 工程维护方案及预算编制功能。现场管理单位能结合不同种类工程可能发生的工程维护情况, 编制工程维护计划及预算, 并为维护工作提供依据。
3) 工程维护实施过程信息记录功能。能够对工程维护实施过程中的信息进行记录和管理。
4) 重大工程维护辅助决策功能。可以为管理单位制定的重大工程维护决策做辅助支持, 能够辅助生成可以执行的重大工程维护方案。
5) 工程维护方案实施计划编制功能。管理单位能够结合不同种类工程可能发生的工程维护情况, 编制工程维护方案计划。
6) 工程维护项目验收功能。管理单位对现地管理单位的工程维护情况进行验收。
7) 文档及资料归档功能。各级管理单位能够按照文档及资料归档要求, 对工程维修养护业务中产生的各种数据进行整理、分析和归档, 对归档内容进行打印。同时, 现地管理单位能够对工程维修养护业务中产生的实体资料进行管理[4]。
1.3.3 突发事件响应
能够对常规巡查时发现的不能立刻解决的突发事件进行处理和管理。按照突发事件的响应过程细分为以下5种功能:
1) 事件响应预案编制及管理功能。管理单位能够结合不同种类工程可能发生的突发事件情况, 编制突发事件响应实施计划并管理执行。
2) 突发事件响应方案制定功能。管理单位能够结合不同种类工程可能发生的重大事件情况, 制定重大事件响应方案;现地管理单位能够结合不同种类工程可能发生的突发事件情况, 制定突发事件响应实施方案[5]。
3) 方案实施计划及组织功能。管理单位能够根据突发事件响应方案, 具体组织和进行突发事件的处理。
4) 事件及方案实施信息采集功能。管理单位能够记录突发事件处理情况, 并将数据提交到本系统。
5) 文档及资料归档功能。各级管理单位能够对突发事件响应业务中产生的各种数据进行整理、分析和归档, 对工程巡查维护业务中产生的实体资料进行管理。
1.3.4 工程管理考核
能够对工程管理维护情况的考评进行组织和管理。按照工作流程细分为以下4种功能:
1) 工程管理考核模型管理功能。能够对运行管理考核模型不断进行维护和完善, 并进行相应修正后的模型应用测试, 使考评工作更加客观公正、真实有效。
2) 考核计划及组织管理功能。现场管理单位、分公司、总公司能够制定自己的考核计划, 并对所属管辖单位进行考核。
3) 工程现地检查情况记录功能。能够为上级检查提供各种基础资料, 上级检查后, 能生成检查情况说明信息。
4) 工程管理考核分级考评功能。现场管理单位、分公司、总公司能够对所属管辖单位进行运行管理考核, 结合各个管理处日常巡查维护、考核检查情况等信息, 应用考核模型对管辖单位及工作人员进行考核打分, 根据考核打分汇总排序得到考核结果, 对考核结果进行记录, 并在各自管理范围内进行考核结果的表彰和批评。
1.3.5 工程维护信息
能够对工程信息进行查询和管理。按照工作流程细分为以下6种功能:
1) 工程基础信息综合查询功能。能够对南水北调沿线各类工程和附属设施等信息进行多种方式的查询、分析、统计。在查询、统计时, 以文本和电子地图漫游 (Web GIS支持) 2种形式进行, 最快捷全面、直观地了解工程的各类基础信息。
2) 工程安全实时监测信息查询功能。能够以文本和电子地图漫游的方式对工程安全实时监测的信息进行查询、统计和分析。
3) 工程运行维护信息查询功能。能够以文本和电子地图漫游的方式对工程运行维护的信息进行查询、统计和分析。
4) 工程环境信息管理功能。能够对东线工程的环境信息进行管理, 包括工程环境信息的维护、查询、统计分析, 以及工程环境信息及各类分析结果的电子地图。
5) 工程附属设施信息管理功能。能够对东线工程的附属设施信息进行管理, 包括工程附属设施信息的维护、查询、统计分析, 以及工程附属设施分布的电子地图。
6) 工程运行维护管理报表功能。能够自定义工程运行维护管理的各种报表, 并支持报表的导入、导出、打印功能。
2 工程防洪信息管理功能
2.1 业务流程
对干渠与交叉河流的水文、工情险情、气象信息, 以及干渠交叉建筑物水位信息进行监视, 若数据在非正常范围内, 明显存在洪水威胁, 则进行预警, 进入应急响应;如果不能确认存在洪水威胁, 则进行分析研究, 判断是否存在洪水威胁, 如果确认存在, 则进行预警, 进入应急响应;否则继续进行信息监视。
进入应急响应后, 警报若解除, 则继续进行信息监视;否则专家根据相应信息进行会商, 研究制订处理方案。
对处理方案反复比较, 最后执行处理方案, 如工程出现损毁, 则组织人力物力进行工程抢护。工程防洪信息管理系统业务流程如图3所示。
2.2 功能需求
1) 信息接收处理功能。按信息接收处理方式的不同, 分为外部和内部数据接收处理功能。
外部数据接收处理按本系统的标准对接收的数据进行格式转换等处理, 存入数据库中, 外部数据包括河流相关洪水预报、水文、气象信息;内部数据包括交叉河流建筑物断面水位数据、相关工程、河湖工情险情信息。
2) 信息服务及监视功能。信息服务及监视有信息服务、监视预警、洪水预警等功能。主要提供河流建筑物断面水位、河流水文气象, 以及与工程相关的主要工程、堤防、河道湖泊等多种信息的查询和统计功能, 实现对河流建筑物断面水位、水文气象数据、洪水预报数据、工情数据进行监视, 遇超警戒的数据预警, 为各级系统操作人员提供全面的信息服务[6]。
3) 洪水预警功能。能对河流洪水参数进行越复限报警, 工情险情进行记录。管理系统对洪水参数及相关计算数据进行监控, 这些参数量值可预先设定限制范围, 当它们越限及复限时进行相应的处理, 包括越限报警, 以及越复限时的自动显示、记录和打印;对于重要参数及数据还可进行越限后至复限的数据存储及召唤显示;启动相关量分析功能, 实现洪水预警提示;对于一些重要参数有趋势报警功能。
4) 防洪应急响应功能。在河流洪水预警后, 启动防洪应急响应, 将预警的结果传送给水调应急响应系统处理, 保证工程调水的安全;同时专家根据监视的有关信息, 进行防洪会商, 对抢护方案进行对比分析, 反复讨论、修订, 提出处理及抢护方案。在抢护方案确定后, 进入防洪组织管理子系统进行处理。
5) 防洪组织管理功能。能实现防洪组织信息的管理, 可进行信息的存储, 抢护物资、队伍及分布情况的查看;对抢护中需要的主要物资可进行查询统计, 了解主要存放地点、调度情况等。
可根据防洪所需的物资清单, 优先考虑距离近、道路良好、物资数量充足的仓库, 给出使用仓库到使用地点的最佳路线;查找抢险队伍及人员的信息, 优先考虑距离近、道路良好、装备精良的抢险队伍, 并给出抢险队伍驻地到抢护地点的最佳路线。
3 结语
南水北调东线工程运行维护管理系统是整个南水北调东线工程业务应用系统的重要组成部分。从南水北调工程的整体视角出发, 以国家电子政务技术总体框架为基础, 经过传输层对所有南水北调东线工程的数据上传, 最终通过业务应用层实现南水北调东线工程的水量调度、综合会商、工程管理和综合办公等功能。为加强南水北调工程的精细化管理, 实现江苏境内水资源优化配置和工程优化运行, 智能化分析处理、科学化决策支持提供了技术支撑, 进一步提高了南水北调东线工程的现代化管理水平。
摘要：大型调水工程运行管理系统作为调度运行管理系统的重要组成部分, 承担帮助调水机构实现工程运行管理维护及工程防洪信息管理的职能, 在统一的应用支撑层上进行资源共享, 最终通过业务应用层实现工程运行管理系统功能。以南水北调东线工程为例, 对工程运行维护和防洪信息管理系统的应用设计方案进行研究, 详细分析业务流程、数据流程和功能需求, 根据功能需求给出相应措施, 以提高工程管理水平和总体效益。
关键词：南水北调,大型调水工程,工程运行管理系统,应用设计
参考文献
[1]中国水利现代化研究课题组.国家现代化与水利现代化[J].中国水利, 2004 (4) :1-5.
[2]顾浩.中国水利现代化研究[M].北京:中国水利水电出版社, 2004:26-29.
[3]宋厚清.大型泵站调度运行管理系统设计研究[J].山东水利, 2010 (4) :20-22.
[4]吴建华.水利工程综合自动化系统的理论与实践[M].北京:中国水利水电出版社, 2006:15-28.
[5]刘蜀岷.关于水利工程项目管理的探讨[J].东北水利水电, 2010 (5) :57-58.
[6]陆惠民, 苏振民, 王延树, 等.工程项目管理[M].南京:东南大学出版社, 2002.
大型调水工程 篇2
9月6日——9月7日，在公司领导的精心安排下，我有幸到XXX调水工程考察学习，机会非常难得，虽然时间有些仓促，但我仍然学到了很多工作方面的经验，下面对于这次交流中得到的一些心得和收获向公司领导作以汇报。
通过这次为期两天的工作交流，我对公司、对公司的两个调水工程、对公司同事有有了更进一步的了解，为今后公司开展各项工作打下了良好的基础。下面就针对XXX调水工程和XXX调水工程两个工程说一下我个人的感受：
XXX调水工程其工程主要内容包括：水库输水工程、XXX提水泵站工程、提水泵站至净水厂输水管线工程、净水厂工程。XXX调水工程工程进度进行较快，各项工作落实不错。
调水工程是目前青岛市境内最长的调水骨干工程，跨越莱西、即墨、城阳和崂山四区市。其工程主要内容包括：取水口、调水管线、加压泵站以及调度中心工程，其中调水主线长77.65公里，加压泵站两座；调水支线长8.1公里，加压泵站一座；调度中心一处。相对于XXX调水工程，我们调水工程工程进度的确是慢了一些，作为工程的参建人员，我们在工作上还有很多地方需要改正。但是，工程跨越区市多、调水主线长、地理条件复杂等多个外界可抗拒因素，也是造成我们调水工程进度没有达到预期进度的一个很大的原因。
目前，我们调水工程项目部这边面临着很大的压力，我们应该如何在保证工程质量的情况下加快工程进度成了我们下一步工作的重
点。通过分析前段时间我们XXX调水工程项目部的工作，我个人总结出以下六个建议：
1.管件供应不及时是我们前段时间工程进度缓慢的主要原因，应该与生产厂家做好沟通，要保证管件及时供应，这是保证工程进度最根本的因素；
2.监理单位应该加大对工程的监督力度，要保证已经施工好工程的工程质量，避免反复施工；
3.严格要求施工单位规范施工，保证工程质量和工程进度的顺利进行。此外，施工单位要与生产厂家保持沟通，确保施工所需管材、管件的及时供应；
4.针对三个泵站以及调度中心的土地手续问题，要从整体着手，非常时机要采用非常手段，最大限度、最快速度的办理土地手续；
5.作为调水工程项目部的工作人员，每个人要对自己提出要求，对工程全力以赴，遇到问题，要在服从安排的条件下，寻找解决办法；不断学习，充实自己，以认真的态度对待自己的工作；工作之中没有小事，对于要办的事情，一定要在第一时间落实；
6.工程建设中遇到一些问题，可以与XXX调水工程项目部沟通交流，借鉴一下XXX项目部的工作经验，再结合我们调水工程项目部实际情况，找到一个更好解决问题的办法。
以上就是我在交流后的一些体会和想法，通过这一次的交流，我发现了自身工作方法中还有很多需要改进的地方，我会总结前期经
大型调水工程 篇3
南水北调工程是国内首次大范围采用渠道衬砌机施工的大型渠道工程。南水北调工程渠道衬砌开工至今已经历数年。南水北调办公室、中线干线建设管理局分别印发了相关的评定标准、导则、指南等。目前渠道衬砌施工广泛参照的是2010年初中线干线建设管理局印发的《南水北调中线干线工程渠道混凝土衬砌施工操作指南 (试行) 》。2013年1月~3月河南直管建管局委托华北水利水电学院编制了《南水北调中线干线工程河南直管 (代建) 项目渠道衬砌保质增效关键问题研究》。二位作者有幸参与编写的全过程并为重要参与者。本文主要简要介绍人工衬砌方法及质量控制要点, 希望能给南水北调在建工程提供可操作性的经验。
1 施工方法
1.1 渠坡人工衬砌混凝土
1) 模板支立
模板采用方钢、钢筋、钢管焊接而成。模板的固定主要采用沙袋压实固定。坡脚、坡肩模板的角度应与坡脚、坡肩的角度一致。齿槽部位的模板采用与齿槽形状匹配的木板, 用沙袋堆放固定。
2) 溜槽架设
混凝土一般采用溜槽入仓, 采用传输带运输更便于控制混凝土拌合物坍落度质量。溜槽采用铁皮加工而成, 溜槽的上开口尺寸宜为底宽的1.5倍。开口尺寸不宜过小, 避免混凝土在溜槽内的流动受到较大影响。坡肩位置的溜槽宜采用钢管架支高, 尽量减小混凝土的落差, 防止骨料分离。
3) 铺料振捣
混凝土主要采用铁锹铺料, 振动梁振捣。振动梁由方钢、钢板与平板振捣器焊接组成, 长度一般大于仓位宽度40~50cm。混凝土经溜槽自行滑落至浇筑作业面, 可采用人工辅助入仓。布料时先布齿槽, 齿槽一般分两层布料振捣。齿槽布料振捣完成后, 从下向上一次布料, 溜槽随布料逐节拆卸。
布料完成后, 将振捣梁抬放至坡脚位置, 连接好牵引钢丝绳, 开动振捣梁的同时启动卷扬机, 边行走遍振捣, 每次行进前, 宜留振10s左右。
4) 收面压光
抹面施工顺序:刮杠粗找平→抹面机抹面→人工收面。抹面机抹面、人工收面过程中, 随时采用2m刮杠 (靠尺) 检查平整度。
布料振捣完成后宜先采用刮杠初步找平;而后采用抹面机抹面2~3遍, 抹面机可采用手扶式抹光机或者自行加工的抹光机;最后人工收面压光, 次数宜控制在2遍以下。
1.2 渠底人工衬砌混凝土
渠底人工衬砌一般采用跳仓浇筑。模板支立、溜槽搭设与渠坡类似。
混凝土布料振捣顺序:首先混凝土经溜槽输送至渠底, 使用手推车运至仓面, 人工摊铺整平;然后专职振捣人员振捣;最后使用刮杠找平、钢抹子收面压光。渠底混凝土振捣一般采用振动梁或振动棒。
2 质量控制要点
1) 模板支立过程中, 应加强对复合土工膜的保护。复合土工膜一般采用土工布遮盖保护, 可避免混凝土污染复合土工膜, 亦可防止其他物体刺破或划破复合土工膜。
2) 溜槽架设时, 应轻拿轻放, 拆卸时, 不可猛扯, 防止划破复合土工膜。
3) 振捣梁和抹光机均依靠同一动力源行走。混凝土振捣完成后, 抹光机方能开始施工。混凝土的供应应连续, 混凝土铺料的速度应尽量快, 否则可能导致已振捣的混凝土错过最佳的抹光时机。振捣梁的行走速度应通过工艺试验确定。
4) 铺料完成后应采用4m刮杠初步找平, 不但利于振动梁的行走, 而且可以有效的控制平整度。
5) 铺料的厚度一般为设计厚度的1.1~1.2倍之间, 表面应进行整平, 以免发生漏振。对于出现漏振的部位, 应采用平板振动器辅助振捣。
6) 人工衬砌单仓的平整度一般较好, 但是仓与仓结合的部位容易出现错台。施工中, 应严格控制结合部位的平整度。
7) 跳仓浇筑时, 切缝不易及时跟进。为了避免出现裂缝, 宜采用小型切割机首先切割诱导缝。
8) 渠底人工衬砌施工时, 可在仓位支护的过程中, 将填充施工缝的闭孔泡沫板简单固定在模板上, 混凝土浇筑完成后只拆除模板即可。此方法的好处是可以缩短拆模时间, 消除拆模过 (下转第191页) (上接第183页) 早对混凝土的破坏, 减缓模板使用压力, 便于后续仓位准备工作的开展, 同时提高了模板清理打磨的工作效率。
(9) 渠底人工衬砌时, 应铺设手推车通道 (采用简易布料机时无此项要求) , 不可直接碾压、碰触复合土工膜。S
参考文献
[1]国务院南水北调工程建设委员会办公室.NSBD8-2010渠道混凝土衬砌机械化施工质量评定验收标准[S].
[2]国务院南水北调工程建设委员会办公室.NSBD7-2007南水北调中线一期工程渠道工程施工质量评定验收标准 (试行) [S].
[3]国务院南水北调工程建设委员会办公室.NSBD5-2006渠道混凝土衬砌机械化施工技术规程[S].
[4]南水北调中线干线工程建设管理局.南水北调中线干线工程渠道混凝土衬砌施工操作指南 (试行) [S].
跨流域调水工程水资源价值探析 篇4
（浙江省水利水电勘测设计院浙江杭州310002）
【摘要】：跨流域调水工程的受水区应该为使用调水区的水资源而支付资源水价，本文提出了跨流域调水工程水资源价值计算的三种实用方法，并以某跨流域调水工程为例，阐述了替代工程法、支付意愿法、效益分摊系数法等计算水资源价值的原理及过程，可以为类似工程资源水价的确定提供参考。
【关键词】：跨流域调水工程水资源价值替代工程法支付意愿法效益分摊系数法280
1问题的提出
我国水资源总量虽然丰富，但与人口和经济社会发展不相协调，兴建跨流域调水工程是解决水资源分布不均、供需不平衡问题的一项重要举措。就浙江省来说，沿海经济发达地区水资源短缺问题已经成为经济社会发展的制约因素。根据《浙江省水资源保护与开发利用总体规划》【1】，浙江省“十一五”期间将通过修建近20项水利工程以确保水资源供给安全，其中涉及到6项跨流域调水工程。跨流域调水工程需要协调处理技术、经济、管理等多方面的问题，其中受水区对调水区的经济补偿往往成为制约跨流域调水工程实施的关键因素。
水资源是一种人类社会生存和发展必不可少的重要资源，和其他自然资源一样，具有经济价值。水价应包括三个部分，即资源水价、工程水价和环境水价。目前，人们普遍认可工程水价和环境水价，而对资源水价――未投入一般人类劳动的天然水资源价值存在较大的争议。目前关于天然水资源价值的理论仍处于探索阶段，几乎没有可操作的实用计算方法。但是，在缺水地区进行水价研究时必须对天然水资源价值进行理论定位和合理定价【2】。合理确定水资源价值，不仅能够体现水资源的真正价值，更能为跨流域调水工程资源水价的确定奠定基础，对于促进跨流域调水工程的良性运行和可持续发展具有十分重要的意义。本文以某跨流域调水工程为例，采用多种方法对调水区水资源价值进行了分析计算，可以为类似工程水资源价值测算提供参考。
2跨流域调水工程基本情况
浙江省某沿海城市（A区）水资源十分紧缺，域内已无良好的建库场址，规划至2020水平年，即使实施了小型水库、中水回用、海水淡化等挖潜工程，生活及重要工业需水的缺口仍然较大。为，14－－认缅J，A7k诲酒韩喃丰宣的寿k溶恼rQ眨、守协｛罔7kT壬早ljJ钢浊A瞬的1k洛湄位垂矛盾。作者简介：郑雄伟（1965“），男（汉族），浙江省临海市人，教授级高工，主要从事水利规划工作。j．．1：王疋．靼日座大（II）型水库，兼有供水、防洪、灌溉、发电等综合功能，渠首水库总库容20087万m3，供水调节库容9555万m3，渠首水库至A区调节水库的输水隧洞全长26．894km，设计引水流量4m3／s，多年平均调水量9033万m3。
3水资源价值计算
对水资源经济价值研究的理论主要有：劳动价值论、效用价值论、地租论等等。水资源价值的高低取决于服务对象或载体，服务对象的性质差异将决定水资源经济价值的差别，采用的计算方法也不尽相同。就目前的研究而言，有关资源价值定量化的方法主要有支付意愿法、需求定价法、边际机会成本法、模糊数学法、影子价格法、收益现值法、效益分摊系数法等【3】－【6】。本文将分别采用替代工程法、支付意愿法和效益分摊系数法进行水资源价值核算。
3．1替代工程法
替代工程法就是针对受水区的实际情况，如果不建跨流域调水工程，采取其它替代工程后不得不增加的费用，该费用正好可以体现调水区水资源的价值。
如果不建跨流域调水工程，解决A区的缺水问题可以采用河网水深度处理、海水淡化、中水回用等替代工程予以解决。
河网水深度处理在受水资源条件限制的浙北地区广泛采用。深度处理技术通常是指在常规处理工艺之后，采用适当的处理方法，将常规处理工艺不能有效去除的污染物或消毒副产物的前体物加以去除，提高和保证饮用水水质。应用较广泛的深度处理技术有：臭氧氧化、活性炭吸附和膜分离技术等。通过对嘉兴地区7座河网水深度处理水厂的分析认为，河网水深度处理的工程增加部分投281
资在450～650元／（t?d．1）之间，经营成本在o．30～o．40元／t之间。河网水深度处理不需要新建源水工程，投资成本低。但事实上，A区的河网水水质为Ⅳ“劣V类，完全不能满足国家水源水质标准，即使经多次深度处理，水的味觉和观感也不能满足居民的用水要求；再加上A区平原河网调节能力有限，因此，河网取水水质和取水保证率都不能满足居民用水要求。
海水淡化技术正在我国天津、河北、辽宁、山东等省的沿海地区大力推行。随着近年来海水淡化技术的不断进步以及国家对此项目实施的优惠政策（融资、电价、税收等）等，海水淡化工程部分投姿为4000～5000元／（t?d一1），吨水能耗在3．5～3．8kW．h之问，制水成本4．o～5．0元／t。目前，天津大港电厂海水淡化成本5元／m3，玉环华能电厂海水淡化成本5元／m3。但是，从水质看，地表天然径流较海水淡化提供的淡水更为当地居民接受；从能源消耗看，海水淡化工程需要消耗大量的能源，需配套建设电力保障设施，投资要增加。因此，海水淡化一般作为边远小岛、特殊产业的用水需求。
中水回用技术正在我国北方很多水资源紧缺城市大力推行。据了解，中水回用工程部分投资为i000～1500元／（t?d．1），经营成本约为o．4“o．5元／t。但是，从水质上看，经过深度处理的中水只能用于生活杂用、农业灌溉、部分工业和景观娱乐等，对于居民直接饮用、接触或间接饮用的行业仍不能被接受。此外，要实现中水回用的广泛推广，需对现有供水管网进行全面改造，投资亦要增加。因此，中水回用也只能局限于部分特殊行业。
现将跨流域调水工程＋常规水处理工艺方式与上述替代工程方案进行比较，结果见表1。
跨流域调水工程和海水淡化单位工程投资相当，河网水和中水深度处理没有原水工程，取水成本低，工程部分投资较省。工程部分属一次性投资，涉及多方面的比较因素，不具备可比性。因此，主要对制水成本进行比较，新建跨流域调水工程后，由于原水水质好，处理工艺相对简单，制水成本仅o第一文库网．2元／t，较河网水和中水制水成本低o．1“0．3元／t，较海水淡化处理成本低3．8“4．8元／t，优势十分明显。
制水成本上的节省是由于调水区优质水资源带来的，因此，制水成本减少费用正好体现B区水资源的`价值。综合上述3类替代工程的制水成本和优缺点，推荐根据各方案制水成本域值下限按同等权重计算得到水资源价值，即：
（0．3－0．2）＋0．333＋（4．0－0．2）40．333＋（0．4―0．2）＋0．333＝1．36元／t
表2推荐工程方案与替代工程方案比较表
方案名称
水库水＋常规水处理工艺
河网水＋水深度处理工艺
海水＋海水淡化处理工艺
回用水＋水深度处理工艺工程投资（元／t／d）5270制水成本（元／t）0．2备注取水保证率和取水水质满足要求取水保证率和取水水质不满足要求淡化水使用范围受限，保证率能达到要求450“6500．3”0．44000“50004．0～5．01000“15000．4“0．5中水使用范闱受限
注：制水成本是指经营成本，不包括折旧、摊销和利息支出等。
3．2效益分摊系数法
我国资源属国家所有，资源所有权益（资源地租）是国家通过税收方式来反映，通过分析水资源对国家税收的贡献额度，从而可以间接地计算出水资源的价值。本次考虑从工业用水角度出发，采用效益分摊法计量水资源价值。该方法通过估算工业用水对税收的贡献额，计量出的水资源资产282
价值。这是反映工业用水的水资源资产价值，与生活用水水资源资产价值有一定出入，但差别不会太大。
效益分摊系数法计算水资源价值的公式如下：
T＝B／q＋cl车c2（1）
式中：T为水资源价值；B为受水区万元产值纳税额：q为受水区万元产值耗水量；c1为受水区供水工程的效益分摊系数；c2为供水工程中源水工程的效益分摊系数。
根据受水区水资源公报和统计年鉴等资料，现状水平年，受水区万元产值耗水量定额为15m3／万元，工业总产值1690．1元，纳税总额57．86亿元，计算得万元工业产值纳税额为342元／万元，因此，单方水对税额的贡献为22．8元／m3，工业总投资320亿元，供水工程投资25亿元，计算得供水工程分摊系数为8％，城镇供水建设包括水源建设和水厂、管网建设，污水处理等，其供水效益应按相应工程设施费用占总费用的比例进行分摊，源水工程暂按0．5的系数进行分摊，因此，源水工程对税额的贡献为o．91元／m3，该值反映了B区水资源的价值。
3．3支付意愿法
所谓支付意愿法就是以亚行和世行建议的方法估算消费者的水费支付意愿，它是采用问接计算的方法来获得水资源的经济使用价值。假设消费者的水费支付意愿为P，供水系统的边际成本为C，则水资源经济价值的间接估算值即为：
T＝P―C（2）
式中：T为水资源价值；P为消费者的水费支付意愿；c为供水系统的边际成本。
3．3．1P值计算
用户水费支出意愿的计算公式如下：
P＝A＋E／W（3）
式中：P为用水户的水费支出意愿，A为水费支出指数（等于水费与用户实际收入的比值），W为用户用水量，E为用户的年均收入或销售收入。
公式中的关键指数是水费支出指数。水费支出指数是水费与用户实际收人或总产值的比值，它综合反映了物质承受能力、心理影响和节约用水等因素。根据国际上比较认可的标准，水的消费占居民年可支配收入的比重约为3％～5％，国内一些研究机构的调研成果认为，国内城市居民生活用水水费支出占家庭平均收入的2％“3％L1：较合适，而工业水费支出指数可以较居民水费支出指数略高。
假设供水工程有生活和工业两个用水户，那么，综合支付意愿采用如下公式计算：
J＝（JS木WS＋JG＋WG）／（WS＋WG）（4）
式中：J是各类用水户的水费支出意愿；Js为生活用水户的水费支出意愿值，WS是水利工程向生活用水户的供水量；JG为工业用水户的水费支出意愿值；WG是水利工程向工业用水户的供水量。
根据受水区统计年鉴等有关资料，采用式（3）计算得到受水区生活和工业用水户水费支出意愿成果见表2。受水区生活和重要工业用水比例约为2：3，因此，采用式（4）计算得到综合水费支出意愿值为4．82元／m3。
表2受水区消费者的水费支付意愿计算成果
项目单位城市农村项目单位工业
居民年可支配收入兀190367368工业总产值亿元1690水费占年收入的比例％2．52．S用水量万m323723可承担的年水费用兀476184水费占总产值比例％2．5居民用水定额L／人．日21092可承担的年水费万元422500283
项目单位城市农村项目单位工业
居民年用水量m3／人?年76．733．6可承担的合理水价元／m317．8
可承担的合理水价元／m36．215．49可承担的原水水价元／m38．0
可承担的原水水价元／m32．792．47
3．3．2C值计算
理论上边际成本要求供水量的变动逐步地、连续地、小量地进行，而现实供水过程中，供水量的变动却是突然地、间断地、比较大量地进行的，因此，在这种情况下，就只能用相应项目的平均成本来代替边际成本。其一般式为
c。！K×羔＋u＋x‘f｜／ffrf1＋硝．f
f1＋硝一1（s）b’
式中：。K为供水工程系统相关项自的总投资（万元）；z为社会折现率（％）；n为供水工程使用寿命（年）；U为供水工程年运行费用（万元）；X为供水工程流动资金占用量（万元）；W为供水工程年供水量（万m3）。
A区供水工程系统分源水工程、水厂及输水管线工程等。该跨流域调水工程经投资分摊后由受水区承担的投资为12．6亿元，工程使用寿命50年，社会折现率取8％，年运行费和流动资金6505万元和350万元，计算得到受水区源水工程边际成本为1．87元／m3；水厂及输水管线工程边际成本省内外变幅不大，一般为1．0“1．2元／m3，这里取平均情况1．1元／m3。因此，供水系统工程边际成本合计为2．97元／m3。
3．3．2T值计算
根据已经计算得到的P、C值，由式（2）可以计算得到水资源价值为1．85元／m3。
4有关结论
（1）水资源的特殊性导致水资源价值的定量核算十分困难，采用本文提到的三种方法计算出来的水资源价值有所差别，其中支付意愿法计算成果最大、其次是替代工程法，效益分摊系数法计算成果最小。三种方法计算成果都与多种因素有关，计算成果略有变幅，但相比较而言，替代工程法计算的成果更为稳定。替代工程法和效益分摊系数法主要从受水区的情况衡量调水区的水资源价值，将区域经济效益、水资源紧缺程度于水资源价值的计算成果中体现，因此，推荐采用替代工程法和效益分摊系数法核算水资源价值。
（2）水资源价值计算成果是调水区与受水区就水资源转让利益补偿问题进行友好协商的基础，也是合理确定跨流域调水工程供水水价中资源水价的基础，对于促进跨流域调水工程的顺利实施和良性运行具有十分重要的意义。
【参考文献】
［1］浙江省水利厅，浙江省水利水电勘测设计院．浙江省水资源保护与开发利用总体规划［R］．杭州：浙江省水利水电勘测设计院．2005年．［2］李永根，王晓贞．天然水资源价值理论及其实用计算方法［J］．南京：水利经济．2003，21（3）：30―32．
［3］汪党献，王浩，尹明万．水资源水资源价值水资源影予价格［J］．南京：水科学进展，1999，10（2）：195―200．
［4］何刚．基于水资源资产价值的水价制定研究［D］．南京：河海大学，2006年．
［5］孙静，阮本清，张春玲．新安江流域上游地区水资源价值计算与分析［J］．北京：中国水利水电科学研究院学报，20075（2）：121―124．
大型调水工程 篇5
1996年, 制订了中国建材行业标准:《预应力混凝土钢筒管》JC625-1996。到上世纪末, 已为国内外供水工程提供了直径0.6-3.0m的PCCP管道600多km, 应用于80多个工程项目, 积累了丰富的技术经验。2000年前后, 国内相继建成多个PCCP生产厂, 生产能力达到了一定的水平和规模。特别是世纪之初总长43.5km、DN3000PCCP在山西省万家寨引黄工程成功应用, 使PCCP生产施工有了更加长足的进步。2005年制订了中华人民共和国国家标准:《预应力混凝土钢筒管》。标准制定后, 大力推动了PCCP在水利、电力、市政、化工、核电工程项目上使用, 特别是在大型调水项目中, 成为首选管道, 南水北调中线京石段应急供水工程、大伙房水库输水 (二期) 工程、胶东引黄调水工程、广州西江引水工程、LXB工程、吉林中部城市引松工程都采用了PCCP。在以上工程中, 山西省万家寨引黄工程、南水北调中线京石段应急供水工程、广州西江引水工程、LXB工程是四个里程碑式的调水工程。下面以这四个工程为例浅谈PCCP的应用与发展。
1 山西省万家寨引黄工程联接段PCCP输水工程[1]
1.1 工程概况
山西省万家寨引黄工程的汾河水库坝下洞至扫石3号减压阀室长43.5km的区间为联接段PCCP输水工程。
1.2 管道设计
联接段PCCP输水工程管道的地形条件复杂, 管道止推设计的特殊性, 设计标准完全采用美国标准, 加之线路的频繁变更, 使得设计工作难度极其巨大、工作量浩繁。在秦允斌2003发表的《大直径PCCP管道在大型引水工程中的应用》中进行了详细的描述, 此处不再赘述。
1.3 历史地位及技术创新
1.3.1 第一次大规模地把PCCP作为主要材料用于国家重点工程。
山西省万家寨引黄联接段PCCP输水工程以43.5km、DN3000PCCP拉开了PCCP在大型调水工程使用的大幕。
1.3.2 起到广泛的宣传作用, 推动了PCCP行业的发展。
上至国家部委、下至普通百姓, 特别是在工程界产生了很大的影响, 使更多的人了解了PCCP。笔者到安装工地去了解情况, 和一放羊的老汉攀谈起来, 本想了解一些放羊的乐趣, 结果老汉指着PCCP谈起了管道的结构和安装, 且描述的很准确。笔者大笑“你不用放羊了, 可以到我们公司当技术员了”。在工程的推动下人们由好奇到认知。工程结束后国内制定了中华人民共和国国家标准:《预应力混凝土钢筒管》。
1.3.3 使PCCP生产施工的管理进入规范化。
将建设监理制引入到PCCP的生产上来, 对PCCP管道的设计、生产供应全过程实施监理。合同的技术要求和规范成了以后各大型引水工程的范本。如水泥必须采用低碱水泥, 控制C3A和碱含量, 碱含量不大于0.6%, C3A (3Ca O·AL2O3) 含量不大于8%。预应力钢丝采用符合美国标准ASTMA648的钢丝外, 还必须有氢脆灵敏度要求;生产、养护用水除满足水工规范规定外, 还有PH、氯离子含量、硫酸根离子含量的要求;砂石骨料除满足国家规范规定之外, 还需要进行碱活性试验, 管件焊缝进行100%超声波探伤和10%X射线抽检。以上各技术指标该工程都起到了工程教父的作用。
1.3.4 研制成功了DN3000PCCP。
联接段PCCP输水工程按照美国ANSI/AWWAC301-1999、ANSI/AWWAC304-1999等标准以及相关的ASTM标准、M9、M11手册完成PCCP设计、生产和供应。工程实施过程中, 通过大量的科学试验, 研制成功了完全符合合同各项技术指标要求的3m口径PCCP。
1.3.5 研制成功了满足联合止推的铠装接头和铠装管道，设计了隧洞内安装 PCCP 的施工设备、工艺并得到成功应用。
这些技术属国内首创, 在国际PCCP应用史上具有领先地位。这些新技术的应用, 不仅节省了投资, 改善了PCCP制造工艺, 而且大大加快了施工进度。
1.3.6 研制成功了PCCP翻管机。
在该工程之前, 竖立的管道放平采用人工配合吊车翻管, 即不安全, 又容易损坏管道。根据合同的要求, 山东电力管道工程公司研发了液压重力式翻管机, 安全节能且管道保护层无损伤, 结束了人工配合吊车翻管的历史。
1.3.7 开发了国产的PCCP计算软件。
山东电力管道工程公司研发了PCCP计算软件, 并成功应用, 计算结果经设计咨询验证;完全满足标准要求, 同美国的UDP软件计算结果基本一致。在以后的各个工程中证明计算结果十分可靠。
1.3.8 第一次大规模地使用管配件
该工程使用管配件达13种570余件约4000余吨, 比在这之前所有PCCP工程配件的总和还要大, 制作、安装难度极大。也促进了管配件的批量生产, 埋弧自动焊开始取代手工焊接, 改进砂浆保护层涂抹工艺, 使配件的生产由完全依靠手工涂抹向机械化大批量生产来了一次跃进。
2 南水北调中线京石段应急供水工程
2.1 工程概况
南水北调中线京石段应急供水工程北京段全长80Km, 北京段PCCP管道工程自惠南庄泵站出口至大宁调压池, 全长56.359Km, 约占北京段工程线路总长度的70%。该段输水设计流量50m3/s, 加大流量60m3/s。输水干管采用2排内径4m的预应力钢筒混凝土管 (PCCP) , 管道内工作压力分为0.4、0.6、0.8MPa三级。PCCP单节长5.0m, 管芯厚0.26~0.38m, 重54~77t。
PCCP管道工程沿线穿越2座山洞 (西甘池隧洞、崇青隧洞) 分别长1800m和480m, 穿越4处铁路线、17处主要等级公路、27处河道防护工程。管道本身设有3处连通建筑物、4处分水建筑物、19处排空阀井、101处排气阀井和1处末端控制阀井。整个管道工程需要成品管 (PCCP) 21532节、钢配件4501.9m。土建工程量为土石方开挖量1689万m3, 土石方回填1244万m3, 混凝土浇筑30.91万m3, 管道安装2×56.359Km。PCCP管道工程由中线局委托北京市南水北调工程建设管理中心负责建设。
PCCP管道工程分为11个标, 其中PCCP及管道钢配件制造分为3个标, 分别由北京河山管业有限公司与成都金炜制管有限公司联合体、山东电力管道工程公司和新疆国统管道股份有限公司承担, 制造管线长度分别为2×25.5Km、2×15.5公里和2×15.359Km。监造单位为山西黄河水利工程咨询有限公司和山西北龙监理公司联合体。
土建工程分为6个标段, 另外还有西甘池隧洞、崇青隧洞2个施工标。3个制造标承担PCCP及管道配件的制造、运输, 6个土建标承担PCCP管道工程的安装与埋设, 2个隧洞标承担隧洞开挖与混凝土衬砌。
2.2 历史地位及技术突破
2.2.1 研制成功了DN4000PCCP, 为国内之最。
按照GB/T19685、ANSI/AWWAC301-1999、ANSI/AWWAC304-1999等标准以及相关的ASTM标准、M9、M11手册完成PCCP设计、生产和供应。工程实施过程中, 通过大量的科学试验, 研制成功了完全符合合同各项技术指标要求的DN4000口径PCCP。PCCP口径由万家寨工程DN3000提高到DN4000, 但是重量达到了DN3000PCCP的3倍, 给生产带来了全新的概念。由于工况高, 管壁厚, 重量大, 对设备要求高, 原来已经定型生产设备没有经过DN4000PCCP使用检验。
2.2.2 标志着我国PCCP行业接近了世界水平。
世界上最大的PCCP工程——利比亚“大人工河”输水工程, 是成功运用PCCP的一个范例。该工程使用直径4m、单节长7.5m的PCCP管88万根。规模之大为世界之最。南水北调京石段应急供水工程同样采用了DN4000PCCP, 在工压、覆土壁厚等方面超过了利比亚“大人工河”输水工程, 而且在京畿要地进行施工远比利比亚大沙漠困难的多。南水北调京石段应急供水工程DN4000PCCP的成功应用标志着我国PCCP行业接近了世界水平。当然和北美个别工程在管道工况方面还存在一定的差距。
2.2.3 推动了PCCP设备的技术改造。
经过10多年的发展, PCCP主要生产设备已经可以完全国产化, DN4000PCCP由于工况高, 管壁厚, 重量大, 对设备要求高, 原来已经定型生产设备没有经过DN4000PCCP使用检验。缠丝机、辊射机等主要设备安装完成后, 无法达到设计的生产能力, 重新进行了技术改造。达到了批量生产的要求。起重、运输机械也得到了很大提升, 驮管车开始在国内使用。
2.2.4 推动了PCCP制管技术的提高。
口径大, 接口密封系统对尺寸精度要求高, 按国标规定的椭圆度生产管道无法达到安装要求, 必须提高生产标准。DN4000PCCP管芯壁厚最大达到了380mm, 厚度是DN3000PCCP的2倍, 是DN2000PCCP的3倍。由于壁厚散热困难, 水化热不容易散出, 脱模温差大, 管芯外壁裂纹一度十分严重。通过提高混凝土强度、冬季加热水夏季加冰控制混凝土入模温度、改变蒸养工艺、降低脱模温度等一系列措施杜绝了管芯裂纹的产生。
2.2.5 推动了PCCP外防腐的标准化。
在万家寨工程也有约3.4km位于侵蚀性环境下, 外部需进行防腐处理。当时合同文件技术规范中建议采用《钢结构、管道涂装技术规程》 (TB/T9256-96) 中的复合环氧煤沥青涂层防腐结构, 分为强防腐和弱防腐两种情况。工程实施过程中由于PCCP外保护层较粗糙, 按照规范建议的防腐结构施工较为困难, 每道结构层之间难以粘合密实, 质量不易保证, 后来改为喷涂环氧煤沥青。南水北调工程中全部进行了超厚浆型环氧煤沥青防腐, 北京市水利规划设计院专门进行了防腐设计, 从防腐原材料、施工、检验、修补都做了明确的要求, 使PCCP外防腐进入了标准化。
2.2.6 最大规模地使用管配件
管配件结构设计严格依照AWWAM9、AWWAM11手册, 设计院又对三通补强、接口环做了专门的要求。该工程中包括的管配件种类有:排气三通、排水三通、短管、弯头 (垂直、水平) 、三梁叉管、以及弯头带排水 (排气) 。管件钢板采用了30mm厚Q235C板, 在所有工程中都是最高的。数控下料、埋弧自动焊焊接得到广泛应用。三个生产厂家共生产钢配件超过了15000吨。
3 广州市西江引水工程
3.1 工程概况
广州市西江引水工程从佛山市三水区西江思贤滘下陈村附近的西江取水, 建设长达71公里的两条直径3.6m输水管以及两座泵站, 输送至广州市西部白云区的江村水厂 (44万m3/d) 、石门水厂 (88万m3/d) 和西村水厂 (110万m3/d) , 并预留今后新建北部水厂 (108万m3/d) 。管线使用PCCP约53Km, 管道生产由山东电力管道工程公司和新疆国统管道股份有限公司供应。
3.2 历史地位及技术突破
3.2.1 南方使用的最大直径PCCP管。
广州西江引水工程中使用了直径DN3600PCCP管, 不仅在南方为最大直径, 在国内直径也是仅次于南水北调工程。该工程工期紧, 南方阴雨天较多, 对于露天生产的PCCP着实是一大挑战。
3.2.2 在软土地基上安装PCCP
管线所在地是典型的南方地区砂土层或者溶洞层, 地下含水量丰富, 所以基础处理难度较大。最终采用了管道基坑均进行了打桩、止水、水泥灌浆等多种加固处理, 以防止由于地基不均匀沉降发生管道下沉爆裂, 保证管道安全与施工质量。
3.2.3 大口径混合管材试压。
西江引水工程采用PCCP管和钢管两种管材混合安装, 在管线分段试压之前, 需先对每隔5m一个的PCCP管接口先进行4次压力检测, 对每道钢管焊缝进行超声波及X光检测。此次PCCP管与钢筒两种管材分段试验的成功为日后国内同类施工具有重要指导意义。
3.2.4 PCCP内外防腐
为了适应腐蚀地质, 外保护层采用环氧煤沥青防腐, 提高了管材的使用寿命。内壁也采用了环氧引水舱涂料进行了防腐, 减少了管道内壁糙率, 提高了通水能力, 同时减少水生物在管道内壁附着。PCCP管道内防腐以前仅限于输送腐蚀性污水、海水, 使用无毒的环氧饮水舱漆对长距离PCCP输水管道进行内防腐在国内属首次。
4 LXB工程
4.1 工程概况
LXB供水工程输水线路总长598.4km, 设计年引水量16亿m3。总投资约249亿元, 其中预应力钢筒混凝土管 (PCCP) 采购约80亿元。隧洞长290.2km, PCCP管线长度为308.1km, 采用2~4根管道并排输水的形式, 管道公称直径有DN3200、DN3400、DN3600和DN3800四种, 管道总长度930km。LXB供水工程穿山越岭跨流域调水, 具有工程规模大、施工难度大、技术要求高等特点。管道生产由山东电力管道、北京韩建、山东龙泉、新疆国统等7家管道公司生产。该工程PCCP项目已经全部完成, 因其它项目滞后, 尚未通水。因该工程为国家保密工程, 工程名称及具体细节不详述。
4.2 历史地位及技术突破
4.2.1 国内最大规模的使用PCCP的工程。
LXB供水工程仅主干线就使用了近千公里的PCCP。而且口径都是超过DN3000的大口径管道, 投资额也是遥遥领先。这赖于国内PCCP技术的成熟和国内PCCP厂家的空前壮大。
4.2.2 生产能力空前
为了同一个工程, 7家管厂建了16条加强型生产线, 日产大口径管道3公里, 不仅占了国内的半壁江山, 这在世界上也是绝无仅有的。
4.2.3 促进了PCCP生产技术的融合与提高。
4家国内知名管厂, 3家水电工程局同台竞技, 再加上监理、设计等技术人员的参与, 专家云集, 互相学习, 共同提高。翻管倒运车、吊杆式吊具等技术的应用推广大大提高了生产效率, 提高了产品质量。
4.2.4 管材的技术安全性进一步提高
在管道设计上要求采用ANSI/AWWAC304和CECS140两种方法同时设计, 同时满足, 确保了设计的安全性。为了保证不均匀沉降管道转角的安全, 承插口比国标增长了8mm, 这项改进引起了国内专家的大讨论, 开始认识到管道口径越大, 承插口长度、胶圈不能一成不变。在以后的吉林中部城市引松工程中 (该工程刚开始, 在本文中不讨论) , DN4000PCCP把插口型钢的尺寸由原来的205mm增加到240mm, 胶圈及插口槽尺寸也相应增加。
4结语
PCCP管材以其运行安全可靠、施工方便、造价经济获得广泛的应用, 特别是在大型调水工程中成为首选管材, 而且必将在国内今后的水利工程中大放异彩。
摘要：PCCP在中国已经有28年的历史, 以其运行安全可靠、施工方便、造价经济获得广泛的应用, 特别是在大型调水工程中成为首选管材, 本文作者以参与的万家寨引黄、南水北调、西江引水、LXB工程这四个有代表性的工程, 介绍了PCCP成就了调水工程, 调水工程推动了PCCP在国内的发展和技术进步。
关键词：PCCP技术,调水工程,应用发展
参考文献
大型调水工程 篇6
大型调水工程为了降低运行成本，提高资本的收益率，在调水时需要选择最佳的调水线路，优化各级泵站运行，准确计量取水量，减少管理人员，必须建设一套调度运行管理系统来帮助调水机构实现各种调度方案比选、水量计量、水费计收等繁杂的工作，以适应现代企业管理的运行机制，支持各级管理机构水调度过程的管理工作。在调度运行管理系统中需要设置数据中心，以实现所有数据的统一存储、管理维护，提供统一的数据交换平台，实现数据交换，为各类业务应用提供统一的数据访问平台和开发运行环境[1]。本文以南水北调东线工程为例设计了调度运行系统中的数据中心。
南水北调东线工程是我国南水北调总体布局中的重要组成部分，利用江苏省江水北调工程扩大规模，向北延伸。江苏省内调水线路总长852 km，其中长江至洪泽湖445 km，洪泽湖至骆马湖270 km，骆马湖至下级湖137 km。沿线输水河道大多具有防洪、排涝、航运、供水等综合功能。江苏省内调水工程以京杭运河线为主，已建成9个梯级。一期工程新建泵站14座，与江水北调已有的14座泵站和18条输水河道，形成运河线、运西线的调水工程，共同实现调水目标。
1 数据库建设需求
南水北调江苏段采用的是省中心、分中心、管理所3级管理机制，大部分管理所是已建的，数据存储可以在其数据采集、工程监控和视频监视等系统内解决，所以仅需考虑省中心和分中心的数据库建设。
省中心所需数据包括：江苏省范围内各泵闸站、口门、水质点、湖泊、水库等信息点的水情，水质，工程运行的实时及历史信息;有关工程的工程特性;用户用水量、水费;江苏省的调水方案、水价和调水计划;各调度分中心调水合同的副本;政策法规;江苏省的空间地理信息。
各分中心所需数据包括：本分中心管辖范围内各泵闸站、口门、水质点、湖泊、水库等信息点的水情，水质，工程运行的实时信息;有关工程的工程特性;本分中心有关的用户用水量、水费、调水合同;本分中心有关的调水计划;本地区调水运行信息;本地区的空间地理信息等。
调度运行管理系统所需的数据主要包括以下几类：实时水情、水质、工程运行、视频监视、工程属性、用水、水价、电子政务、空间地理等信息，以及调度方案、调水合同、调水计划、政策法规和应急预案。
2 数据中心设计任务
根据南水北调东线的需求，数据中心主要负责数据的集中存储、管理、访问，并为调水业务应用系统提供所需的开发与运行环境。数据中心存储的数据来源于数据采集、工程监控、视频监视和业务应用等系统，数据的入库操作由上述相应的系统完成。业务应用系统的开发必须遵循数据中心应用支撑平台提出的统一架构，所需的软硬件环境均有数据中心提供。
数据中心设计的主要任务包括：1)数据库。根据业务管理的需求，依据数据库设计规范，设计调度运行管理系统的数据库表结构，建设省数据中心和4个数据分中心的数据库。2)数据存储系统。依据网络划分和数据规模设计总中心和分中心2级数据存储体系，实现数据的统一存储。3)数据备份方案。针对数据安全需求，设计本地和异地备份方案。4)数据访问服务平台。包括数据库维护、数据目录服务、数据交换、数据访问服务等系统。5)应用支撑平台。包括统一的开发、运行环境的构建;各系统共用的应用组件的开发;各系统共用的商业软件产品的购买与集成;共性的跨系统间的数据、流程交互应用组件的搭建;平台系统管理与运维体系的建设。设计要求数据中心具有完整性、实时性、一致性、可靠性、安全性。
3 数据中心总体架构
数据中心由运行环境层、数据资源层、数据访问服务平台和应用支撑平台4个层次组成[2]，总体架构如图1所示。
1)运行环境层。提供数据中心运行所需的软硬件环境。
2)数据资源层。对数据资源及其描述信息进行统一存储。
3)数据访问服务平台。对数据资源进行统一管理和提供统一的数据访问平台。
4)应用支撑平台。处于系统软件与应用系统之间，是对所有应用系统开发、部署、管理中所涉及的共性技术问题进行提炼而形成的应用支撑平台，是一套支撑环境和开发体系，包括基础支撑层、应用交互层、公共服务层、应用组件层。
4 数据中心功能
省中心主要功能包括以下几点：1)存储所有需要共享的数据资源，并对这些数据资源进行统一的管理维护;2)提供唯一的对外接口，负责与外界的数据交换;3)负责把各数据分中心所需的数据资源实时地交换给相应的数据分中心;4)提供数据目录服务。
分中心主要功能包括：1)存储分中心所需的数据资源;2)与省中心进行数据交换;3)对分中心自己使用的数据资源进行管理维护。整个数据架构如图2所示。
4.1 数据存储分布
为保证数据的完整性和一致性，省中心存放所有需要共享的数据，即除了具体某个分中心自己需要使用的数据以外的所有数据;各分中心存放管辖范围内所需使用的数据资源，以及自己需要使用的非共享数据。
4.2 数据交换
与外部的数据交换通过总数据中心统一进行，并分发给相关数据分中心，这不仅能保证数据的一致性，而且能最大限度地保证数据资源的安全。部分自建工程采集的数据可以先汇集到数据分中心，然后通过交换系统交换到总数据中心。
4.3 数据维护
原则上共享数据由省中心统一维护，非共享数据由各使用单位自己维护;部分自建工程采集并通过数据分中心到达省中心的数据，由相应分中心负责维护;由各分中心上报的数据(如统计数据)由上报分中心负责维护。
4.4 数据访问
所有业务数据由省中心统一对外发布。业务应用系统访问数据资源必须通过数据中心的数据访问中间件实现，不允许直接访问数据库。
5 数据库设计
数据库设计立足于信息资源开发并建立稳定的信息结构，满足调度系统工程的应用需求，联合运用基本和扩展的EE-R建模技术。数据库设计结果统一采用数据建模工具ERWIN进行建模，设计过程按照数据库总体设计、信息需求分析、概念数据模型设计、逻辑数据模型设计、物理数据模型设计、建库实施等阶段进行。
5.1 数据分类
根据信息分类的原则和方法，可以把数据分成基础和专业信息(也可称为业务专用信息)2大类。基础信息是调水业务的基本资料，可以比较广泛地为各种业务应用提供服务，专业信息通常是为某个或某类特定业务应用专用的信息。
基础和专业信息又可根据信息依附的具体对象、实体和信息本身的属性作进一步的划分。基础信息可以被划分为水利工程、水利空间、水文、社会经济信息等数据，以及法规政策标准和行政管理基本信息;专业数据库划分为调水、水质、实时水雨情、实时工情等数据库[3]。
5.2 数据库概念设计
根据数据分类，在逻辑上把整个数据库划分成实时水雨情、水质、工程运行、视频监视、水调、应急预案、工程属性、电子政务、社会经济等数据库，以及政策法规库和空间地理信息库，共11个。
5.3 数据库逻辑设计
逻辑数据模型的设计目的是为数据建模。即将数据库的概念模式转换为关系数据模式，结果是关系模式定义和数据语义约束等集合。逻辑数据模型设计任务主要包括逻辑模式设计、规范化，视图模式、信息代码设计等。
5.4 数据库安全设计
1)主机安全防护。综合运用主机安全加固、核心防护和基于主机的入侵检测等3种技术手段，使服务器的安全等级达到最高。操作、数据库管理等系统要求采用不低于C2的安全级别。
2)备份与恢复。采用服务器备份、数据备份、灾难恢复等措施，建立数据库的备份与恢复机制。
3)数据库用户安全。在用户组、用户、角色、操作权限4个层次上设置权限机制，保证对数据库的安全操作。
4)安全评估。采用安全评估扫描工具，包括基于主机和数据库的2种扫描器。在主机系统的安全性检测、安全漏洞发现，以及数据库管理系统有关的授权与认证探测等方面，落实安全评估扫描的具体工具和措施。
5)安全审计。采取安全审计措施，并通过多层次的审计手段，形成一个功能较完备的安全审计系统。例如，记录用户使用数据库系统进行所有活动的过程，不仅能够识别谁访问了系统，还能指出系统正被怎样地使用，为确定问题和攻击源提供依据;完善系统事件记录，便于迅速识别问题。
6 数据存储系统
调度运行系统中的计算机网络系统建设根据需求不同，按照业务类别对网络进行物理划分。工程监控对安全性和可靠性要求较高，不能与其他业务共用1个物理网络;管理调度业务涉及水文、地理信息等有保密要求的数据，必须与Internet物理隔离。因此设计了3个物理网络，1个网络独立承载工程监控业务，1个网络承载视频监视和管理调度业务，1个网络负责外网的访问接入。
工程监控网，用于承载泵(闸)站管理所、分公司、省公司等各级管理机构之间的监控信息，同时与其他业务网络之间物理隔离，保证了全线泵闸启闭控制数据的传输和调水业务的安全运行;管理调度网中传送的数据主要包含视频监视信号、水量调度、闸站安全监测、内部办公信息、视频会议等数据，并通过VPN进行虚拟通道划分，保证了业务系统使用的控制权限;在省公司统一设置互联网出口，以满足互联网访问的需求。
工程监控和管理调度部署在2个网络上，所以，数据存储系统也相应地分成2套。1套用以存储工程监控的数据，另外1套用于存储业务应用系统和视频监控数据。每套存储系统由省数据中心、数据灾备中心和4个数据分中心的数据库服务器组成，服务器之间利用数据交换系统进行数据交换。
由于调度指令生成在管理调度网上，需要下发至工程监控网，同时工程监控网的实时数据要上传至管理调度网以支持调度指令的生成，并且工程监控要实现和视频监视系统之间的联动，因此2套数据存储系统之间通过网闸方式在总中心统一进行数据交换。
为高效可靠地存储这些数据，应当建设以存储区域网络(SAN)架构为基础的数据存储、交换和服务系统。SAN架构是当代大型数据中心普遍采用的先进技术，利用光纤和光交换机等数据交换设备，具有很高的服务效率、可靠性和可扩展性。
7 数据访问服务平台
数据访问服务平台负责对数据进行统一管理和维护，并为应用提供数据访问接口，主要包括数据库维护管理、数据交换和访问服务3部分内容，具体由数据库维护、数据目录服务、数据交换系统和数据访问中间件组成。
7.1 数据库维护系统
数据维护系统主要包括数据字典、编辑维护，以及通用数据查询等子系统。这些数据库维护系统为数据库维护提供数据的录入查询、编辑修改、校对审核服务功能，也属于数据汇集平台的组成部分。
7.2 数据目录服务系统
数据目录服务系统包括元数据注册和管理、资源目录管理和查询及其他辅助等模块。
7.3 数据交换系统
数据交换系统用于单位和部门之间异构数据的交换共享，主要功能包括数据抽取、集成、规约、装载。
7.4 数据访问中间件
数据库访问中间件位于数据库管理系统与应用程序之间，使应用程序可以透明地访问数据库，数据库访问中间件的使用是解决异构平台、环境、数据库的统一访问和存取的最佳方案，提供1组数据库访问API(应用程序编程接口)及数据库引擎选择、访问请求解析、数据库操作生成、转换并返回操作结果等功能，支持防汛指挥系统各项应用程序通过数据库访问中间件定义良好的API访问数据库服务器。
8 应用支撑平台
构建应用支撑平台，为快速建设业务应用系统提供坚实的基础与开放的框架，为运行管理系统未来的发展与变化提供良好的适应性与扩展性，为南水北调东线工程信息化的整体规划和建设提供一个统一、高效、稳定、安全、可扩展、可重用的基础性平台。
平台的功能有：1)基础支撑。提供开发/运行环境，包括J2EE应用服务器、门户服务器、ESB中间件、消息中间件等通用的商业软件。2)应用交互。提供数据交换服务，工作流引擎、门户集成、内容管理、业务模型接口组织、业务应用中间件组织。3)公共服务。提供GIS服务、报表工具、移动办公平台。4)应用组件。实现统一的用户管理、身份认证管理、综合检索[4]。
应用支撑平台由8个子系统构成，服务于上层的业务应用系统，连接下层的数据访问服务平台，是调度与运行管理系统的中枢神经。具体包括：统一用户管理、身份认证、综合检索、业务应用中间件组织、流程管理、内容管理、GIS服务和移动办公等子系统。
9 结语
根据南水北调东线工程的项目特点，分析了大型调水工程的数据库建设需求，对数据中心的功能提出定位，给出了具有一定代表性的数据中心总体框架设计，特点在于为保证安全和数据通信设计不同网络的数据交互，融合数据源来自于不同类型的新建或已有工程，设计了调度系统的数据库，并提出数据访问和应用支撑平台的功能要求，可以给大型调水调度工程的数据中心设计提供一定的借鉴作用，但这只是调度运行管理系统的一部分，还需要结合大型调水调度工程的实际情况进行更深入和细致的分析，进一步完善和优化框架内的分类设计。
摘要：大型调水调度运行管理系统中需要设置数据中心,实现所有数据的统一存储、管理维护,提供统一的数据交换平台,为各类业务应用提供统一的数据访问平台和开发运行环境。以南水北调东线工程为例,针对项目特点梳理数据需求,明确设计内容和要求,设计数据中心的总体架构,并对构架的重要组成部分:数据分布、数据库、数据存储系统、数据访问服务平台、应用支撑平台等进行系统划分和说明,为其他大型调水调度运行管理系统数据中心的框架设计提供参考。
关键词：南水北调,大型调水,调度运行管理,数据中心,框架设计
参考文献
[1]周邺飞,徐石明.智能变电站数据中心初探[J].电力系统自动化,2011(18):57-61.
[2]罗军舟,金嘉晖,宋爱波,等.云计算:体系架构与关键技术[J].通信学报,2011(7):3-21.
[3]吴信才.数据中心集成开发技术:新一代GIS架构技术与开发模式[J].地球科学,2009(3):540-546.
调水工程可调水量分析 篇7
引大济湟工程位于青海省的东北部, 调出区为大通河流域, 调入区为湟水干流地区。调水总干渠工程由引水枢纽、引水隧洞两部分组成。引水枢纽位于大通河尕大滩水文站附近, 隧洞出口位于湟水干流的二级支流宝库河上游 (黑泉水库上游) 。
1 技术路线
(1) 首先拟定调入区、调出区水资源供需分析范围和分区。
(2) 分别进行调入区、调出区水资源供需分析。调入区应在节水、治污并合理利用当地水源的基础上, 分析需调水量;调出区应在考虑生态与环境保护的基础上, 分析水源点的可调水量。
(3) 根据调入区、调出区水资源供需分析结果, 进行调水配置方案组合, 对需调入水量和可能调出水量进行拟合, 提出可能的调水组合方案及调水量。
2 调入区供需分析
调入区水资源供需分析范围为湟水干流流域, 依据河流水系、行政区域和供水系统进行分区。考虑地形、地貌、水资源开发利用条件, 保持流域支沟的完整并适当照顾行政区划的完整性, 已建、规划水利工程的控制作用等, 将调入区划分为湟水干流、北岸、南岸3个2级区, 29个3级区。
调入区水资源供需分析包括调入区用水需求分析、调入区可供水量预测、需调水量分析。
调入区用水需求分析的重点是经济社会发展指标及合理性分析、需水定额及合理性分析、需水量及合理性分析。经济社会发展指标主要从总人口及城镇人口、国内生产总值增长率、产业结构、人均GDP、工业增加值、农业灌溉面积等指标进行合理性分析。需水定额合理性分析主要考虑各行业的节水水平, 农业灌溉水利用系数, 工业用水重复利用率, 城镇自来水管网漏失率, 用水定额在本行业、本流域、类似地区所处的位置等。需水量合理性分析主要考虑需水增长率, 需水结构、用水水平等。
调入区可供水量预测应在现状实际供水量的基础上, 考虑当地水资源挖潜, 结合现有工程供水能力可能的增减变化和规划拟新建、配套、扩建工程项目可能增供的水量进行预测, 同时应考虑非常规水的可供水量。对地表水、地下水联系密切的调入区, 应综合考虑地表水、地下水可供水量。湟水干流及支流河谷平原呈葫芦状分布, 在河谷宽阔地区, 砂卵石层厚度较大, 一般在10～50 m, 富水性极强。河流流过峡谷段, 进入宽阔河谷潜水富集带, 河水补给潜水;随着河流不断补给地下水, 潜水埋深越来越小;到达某一断面, 地下水溢出成泉或补给地表水。河谷地下水与地表水互相转化, 实为一体, 开采地下水必然引起河水的减少。
进行各水平年湟水干流流域当地水源的水资源供需分析, 提出各分区不同行业的缺水量及过程, 综合分析确定需调水量。
3 调出区供需分析
调出区水资源供需分析范围为大通河流域, 按照取水断面上、下游进行分区。上游应考虑现有供水工程的位置、水文站等因素进行分区, 下游应考虑调水可能影响的对象进行分区。按照地形地貌特点可将大通河流域分为3段, 即河源—尕大滩水文站为上游, 其中河源—武松塔拉为克克赛盆地, 武松塔拉—尕大滩为峡谷区;尕大滩—天堂寺水文站为中游, 其上段为门源盆地, 下段为峡谷区;天堂寺—大通河口为下游, 其上段为连成盆地, 下段为享堂峡谷。
调出区需水量预测, 应充分考虑调出区社会、经济长远发展和维护生态与环境对水资源的需求。大通河流域需水量包括生态需水与国民经济需水量。生态需水主要包括水环境容量需水和生态基流, 各时期生态基流按Tennant法计算, 河道内生态环境需水量取上述两项需水量的外包线。国民经济需水 (包括河道外生态需水) 由经济社会发展指标和需水定额确定, 经济社会发展指标预测应在国民经济发展规划的基础上进行, 在缺乏上述规划资料时, 可以根据现状和近期经济社会发展趋势进行预测;需水定额应在现状用水定额的基础上, 分析各行业未来用水水平确定。
进行调出区长系列水资源供需平衡分析, 提出水源点的可调水量及过程。必要时可分析有补偿措施条件下的可调水量, 应考虑调水影响及相关的补偿方式。考虑大通河流域内国民经济需水、河道内生态需水, 选择尕大滩断面, 分析可调水量。
4 调水量及调水影响分析
结合可能调水工程方案, 进行调入区当地水资源的优化配置, 提出不同供水目标的受水区范围、供水对象、需调水量及过程。对各方案需调入水量和可能调出水量进行拟合, 提出可能的调水组合方案及调水量。
在大通河不建调节水库的情况下, 即“一库 (黑泉水库) 一洞 (调水总干渠隧洞) ”条件下进行长系列调节计算, 确定设计保证率下的总干渠工程规模考虑流域内国民经济需水、河道内生态需水、外调水, 选择尕大滩、天堂寺、享堂3个断面, 分析调水对大通河的影响。
(1) 2015年水平:多年平均、90%保证率条件下, 尕大滩、天堂寺、享堂3个断面各月下泄的流量远大于该断面的生态环境需水量, 说明引大济湟工程调水不会对大通河的生态环境产生影响。
(2) 2030年水平:多年平均、90%保证率条件下, 引大调水对尕大滩断面没有影响;天堂寺断面多年平均情况下4月份下泄水量, 特枯年4月、6月份下泄的水量, 不能完全满足该断面的生态环境需水量, 但特枯年枯水月也没有断流现象发生;享堂断面多年平均情况下4月份下泄水量, 特枯年3月、4月和6月份下泄的水量, 不能完全满足该断面的生态环境需水量, 但也没有发生断流现象。
5 结语
水资源供需分析是确定调水工程规模的基础工作, 除搜集以往有关水资源规划和科研成果外, 应重视对有关地区经济社会、资源利用、环境保护等方面的新情况调查, 重视国家重大发展战略用水需求。综合考虑调入区需求和对调出区的影响确定调水量。
摘要：以引大济湟调水工程为例, 介绍调水工程供需分析重点工作内容和主要技术方法, 研究调入区、调出区供需平衡分析, 初步确定可调水量。
大型调水工程 篇8
1 郁江调水工程引水隧洞工程概况
郁江调水工程引水隧洞工程中的隧洞的长度为十千米, 而剩下的五千米为进出口的箱涵段。该引水隧洞设计要达到的引水流量是每秒二十立方米, 该引水隧洞完全按照明流隧洞进行设计, 该引水隧洞的洞体的横断面是一座城门的形状, 在饮水隧洞内的净空尺寸是三乘以四点四米, 也就是宽和高, 在纵向底坡上的比例是一比一。该引水隧洞的出口部分在最开始计划设计在地质条件不错的山脊上, 但是, 由于在施工上以及在征地上都存在着较大的困难, 因此最终没有选择山脊作为出口。之后, 经研究决定, 要将洞线转移到山脊的右下侧, 山脊的右下侧位于粉砂岩以及花岗岩交接的地层, 两种岩层的分界线离引水隧洞的洞口位置均为九十五米, 在分界线位置比较适当, 具有非常好的成洞条件, 整个隧洞几乎完全至于呈砂状的花岗岩层内。还有一些较差的成洞因素, 该引水隧洞的地下水位高于隧洞的顶高程。
另一方面, 郁江调水工程引水隧洞工程的出口洞部分采用了土洞设计的形式, 并且, 值得一提的是, 郁江调水工程引水隧洞工程在较浅的地段采用了明挖箱涵设计。然而, 即使这样, 在2007年的5月份也出现了些许的问题, 在进行出口的箱涵段进行开挖时, 发现洞口段的地下水比预计的要丰富得多, 对于施工的影响极大, 在其周边的边坡失去了原有的稳定性, 产生了不利的影响, 但在岩层的作用下, 这种影响相对来说比较小。
2 郁江调水工程引水隧洞工程相关设计分析
对于郁江工程的引水隧洞工程中闸门的相关设计主要涉及以下几点, 首先是门叶结构设计, 此闸门采用的是平面滑动的钢闸门。闸门叶采用的是焊接结构, 结构上非常的牢固, 在闸门中间有一根隔板, 用于阻隔水流, 隔板也作为竖直次梁一并支撑于主梁, 水平方向的次梁是连续梁, 它是利用预留在纵隔板上的孔支撑在纵隔板上的, 闸门的梁隔是进行的等高设置, 保证了此闸门不仅能够顺利的关门。
其次还要注意, 合理的进行支撑行走机构的选择, 支撑行走机构主要分为滑动式的行走支承和滚动式的行走支撑, 大多选择滚动式的行走支撑, 这种行走支撑相对来说受到的摩擦阻力较小, 有一个缺点是, 由于该种结构为滚动式的行走支撑, 在结构上显得过于复杂, 并且因此造成的是维护费用等也非常的大。但工程当中往往会选择选择滚动行走支撑, 因为这种支撑风险小, 稳定性强。
另一方面, 要说止水装置的设计, 需要对不锈钢止水座板进行机加工, 保证止水效果, 并且要对底止水采用条形底止水, 这样更可以保障水流的流态良好。并且, 还可以保证了水资源的合理利用。
固定的卷扬式的启闭机承载能力很大, 运行过程中平稳并且维修安装方便, 所以使用的最为广泛, 特别是用在靠自重或其他方式闭门的闸口。但是这样的闸门是通过利用水柱进行闭门过程, 所以布置的空间有限。
3 在隧洞内测量方面的相关方案
进行隧洞内的测量控制和对具体的施工过程进行指导测量时隧洞内整个测量工作的重点, 占有总任务量很大的比重。在这项项目中, 施工支洞的增加会使测量的贯通距离大大缩短, 这样一来, 精度上就会有较大的误差。由于施工的支洞是大斜坡形式的隧洞, 通过的车辆设备等是通过卷扬机牵引的, 这点也很大程度上影响了测量的精度。因为隧洞的坡度大, 所以测量人员不方便行走, 加大了测量的难度。在大坡度的隧洞上进行测量, 会对测量需要使用的仪器设备的使用和观测过程产生不利影响。竖角太大, 测量精度会有很大的误差。因为坡度大, 所以在掘进的过程中要每班跟进, 加大了工作量和工作难度。因为支洞的贯通距离小, 产生的导线短边对整体的导线网产生影响, 减低测量精度。在进行隧洞内基本导线观测设计之前, 一定要最先确定好隧洞内基本导线的测角中和测距中的误差。当洞内控制测量允许误差确定后, 测角与测距中的误差也能通过公式计算出来。当隧洞内基本导线的测角和测距误差确定之后, 就可以进行隧洞内基本导线的观测纲要的控制。
当对隧洞内的基本导线的角度进行观测时, 如果方向数是二, 需要采用左右角的观测方法, 如果方向数大于二, 则这时候需要采用方向观测法。当对隧洞内的基本导线进行距离观测时, 对于这些基本导线, 要进行对向观测, 另外要进行气象元素的测量, 同时还有一些列的改正。施工中要认真对待进洞联系测量, 所谓进洞联系测量, 是将地面控制网的坐标和方向向洞内传递的最基本也是最主要的步骤。在这项测量上, 要选择好合适的进洞定向点, 一旦出现两个对称的洞口点时, 进洞定向点要选择两个, 并且分别独立进洞。
洞内基本导线的计算包括两种, 一种是基本导线的检核计算, 另一种是隧洞内导线网的平差计算, 两种计算均是向前延伸逐次进行, 每延伸一个环节都要进行计算一次, 平差计算上主要采用间接平差方法, 按照导线网的平差模型完成平差, 以此保证基本导线的精度以及可靠度。
4 结语
郁江调水工程以向钦州沿海工业园区远期供水为主, 兼顾改善钦州市区供水和沿岸农村人畜饮水、农田灌溉用水及环境用水, 该项目工程完成建设后, 与金窝水库加高扩容工程、大风江调水工程、原水输水工程联合运用, 向钦州沿海工业区日调水能力可达120万吨, 日供水能力为72万吨。本文对郁江调水工程的引水隧洞工程做了全面的解析, 另外针对在调水工程中的闸门设计问题上做了大篇幅的探究。通过讨论分析得出一系列的技术指导意义, 有利于今后郁江调水工程的引水隧洞工程更加的完善, 相信在不久的将来, 郁江调水工程的引水隧洞工程会有一个更大的飞跃。
参考文献
[1]刘俊宏.浅析郁江调水引水隧洞工程安全度汛措施[J].广西水利水电, 2010.
[2]刘国瑞.郁江调水工程引水隧洞进水塔事故闸门设计[J].水利水电工程设计, 2010.
跨流域调水工程供水水价实例研究 篇9
我国水资源总量虽然丰富, 但与人口和经济社会发展不相协调, 兴建跨流域调水工程是解决水资源分布不均、供需不平衡问题的一项重要举措。就浙江省来说, 沿海经济发达地区水资源短缺问题已经成为经济社会发展的制约因素。根据《浙江省水资源保护与开发利用总体规划》, 浙江省“十一五”期间将通过修建近20项水利工程以确保水资源供给安全, 其中涉及到6项跨流域调水工程。跨流域调水工程需要协调处理技术、经济、管理等多方面的问题, 其中工程投资分摊、受水区对调水区的经济补偿等往往成为制约跨流域调水工程实施的关键因素。水价是合理配置水资源、提高水资源使用效率的重要手段, 合理的水价能确保调水工程的良性运行和可持续发展。但是, 影响水价制定的因素较多, 常规的水价测算方法已不能适应跨流域调水工程水价制定的需要, 必须结合跨流域调水工程的特点, 深入研究供水价格形成机制, 提出跨流域调水工程供水价格制定原则和计算方法, 为类似工程水价制定提供参考。
2 供水水价组成
合理的水价必须反映出水的全部机会成本, 应该包括资源水价、工程水价和环境水价3个部分。资源水价是水资源的“稀缺性”, 是水权在经济上的表现形式;工程水价是指供水经营者通过拦、蓄、引、提等水利工程设施销售给用户的天然水价格, 由供水生产成本、费用、利润和税金构成;环境水价是排污处理费用。随着用水量的增加和水资源稀缺程度的提高, 资源水价要不断提高, 以充分反映其稀缺程度;随着开发难度逐步提高, 开发成本逐步上升, 工程水价要提高;由于环境自净能力下降以及治污费用的增加, 环境水价也要提高。这些都是合理制定水价的客观依据
水价制定要遵循以下原则: (1) 体现水资源“稀缺性”的原则。除了国家征收的水资源费外, 针对跨流域调水工程, 受水区应向调水区支付一定的水资源价值补偿费。
(2) 成本回收及合理收益原则。利用贷款等建设的水利供水工程, 供水价格应使工程投资者在经营期内具备补偿成本、费用和偿还贷款的能力, 并按照国家有关政策获得合理的利润。
(3) 体现水资源环境价值的原则。用户排污影响了水环境, 为减少这一影响而产生的污水处理费用应在水价中体现。
(4) 不能超出用户承受能力的原则。以考虑工程建设成本而制定的水价还需要被用户所接受, 供水水价不能超过用户的承受能力。
3 资源水价分析
水资源是一种人类社会生存和发展必不可少的重要资源, 和其他自然资源一样, 具有经济价值。合理确定水资源价值, 不仅能够体现水资源的真正价值, 更能为跨流域调水工程资源水价的确定奠定基础, 这对于促进跨流域调水工程的良性运行和可持续发展具有十分重要的意义。
水资源价值计算的理论依据主要有:劳动价值论、效用价值论、地租论等。就目前的研究而言, 有关资源水价定量分析的方法主要有支付意愿法、需求定价法、边际机会成本法、模糊数学法、影子价格法、收益现值法、效益分摊系数法等。
(1) 效益分摊系数法。我国资源属国家所有, 资源所有权益 (资源地租) 是国家通过税收方式来反映, 通过分析水资源对国家税收的贡献额度, 从而可以间接地计算出水资源的价值。从工业用水的角度出发, 通过估算工业用水对税收的贡献额, 计量出水资源资产价值。这是反映工业用水的水资源资产价值, 与生活用水水资源资产价值有一定出入, 但差别不会太大。
效益分摊系数法计算水资源价值的公式如下:
式中:T为水资源价值;B为受水区万元产值纳税额;q为受水区万元产值耗水量;c1为受水区供水工程的效益分摊系数;c2为供水工程中源水工程的效益分摊系数。
(2) 支付意愿法。该方法以亚行和世行建议的方法估算消费者的水费支付意愿, 它是采用间接计算的方法来获得水资源的经济使用价值。假设消费者的水费支付意愿为P, 供水系统的边际成本为C, 则水资源经济价值的间接估算值即为:
式中:T为水资源价值;P为消费者的水费支付意愿;C为供水系统的边际成本。
(3) 影子工程法。影子工程法又称替代工程法。影子工程法是指如果不实施跨流域调水工程, 通过其他工程 (如河网水深度处理、海水淡化、中水回用等) 来代替跨流域调水工程实现其服务功能, 用替代工程与跨流域调水工程的可比费用差额来估计水资源价值的一种方法。替代工程与跨流域调水工程的可比费用必须能正好体现调水区水资源的价值。影子工程法数学表达式为:
式中:T为水资源价值;Xi为第i类替代工程的可比费用;X0为跨流域调水工程的可比费用;n为替代工程个数。
考虑到水资源价值的体现有赖于水资源开发利用工程去体现, 水资源价值的大小与其服务的对象有关, 因此, 在具体确定资源水价时要充分考虑上述因素。
4 工程水价测算
4.1 投资分摊
投资分摊是进行跨流域调水工程水价测算的基础。
跨流域调水工程的渠首一般有3种形式:一种是渠首有库, 水库服务于多种目标;另一种是渠首无库的自流引水形式;第3种是渠首无库的提水方式。对于第1种有库取水方式, 往往涉及到工程的投资分摊, 投资分摊遵循的基本原则如下:
(1) 公平性原则。按照《水利建设项目经济评价规范 (SL72-94) 》关于“综合利用水利项目建设费用分摊暂行规定”精神, 各功能和各受益对象分摊的费用应公平合理。
(2) 专用工程投资各自承担的原则。调水区所属的专用工程 (如防洪、发电等) 投资应由调水区自行承担;受水区所属的专用设施 (输水隧洞及管道等) 投资应由受水区内的各用水户共同分担。
(3) 主要功能分摊比例高于次要功能的原则。水库各功能的主次关系较为明显, 其主要功能可获得的效益占工程总效益的比例较大, 因此, 主要功能承担大部分费用, 次要功能只承担其可分离费用或其专用工程费用。
(4) 受水区分摊比例高于调水区的原则。跨流域调水工程的建设以牺牲调水区利益为代价, 利用了调水区宝贵的水资源为受水区服务, 因此, 受水区应承担大部分费用, 调水区只承担其可分离费用或其专用工程费用。
(5) 受水区承担的供水投资 (包括供水功能分摊的源水工程投资和输水工程投资) 在受益县市区之间分摊, 按照分配给各地区供水量的比例计算
以上述原则为基础, 投资分摊方法应有可操作性, 并力求简单、合理、正确。
4.2 水价测算
根据《水利工程供水价格管理办法》, 利用贷款、债券建设的水利供水工程, 供水价格应使供水经营者在经营期内具备补偿成本、费用和偿还贷款、债券本息的能力, 并获得合理的利润。因此, 跨流域调水工程工程水价测算公式如下:
式中:P为跨流域调水工程对受水区的供水水价;KC为受水区应分摊的供水总成本;KS为每年应纳税总额;KR为供水企业的合理利润;W为跨流域调水工程对受水区的多年平均供水量。
5 实例研究
5.1 工程简介
浙江省某沿海城市 (A区) 水资源十分紧缺, 域内已无良好的建库场址, 规划至2020水平年, 即使实施了小型水库、中水回用、海水淡化等挖潜工程, 生活及重要工业需水的缺口仍然较大。为此, 必须从水资源较为丰富的外流域 (B区) 实施调水工程, 以解决A区的水资源供需矛盾。
该跨流域调水工程由渠首工程、输水堰及输水隧洞 (埋管) 、配套电站等组成, 渠首工程是一座大 (二) 型水库, 兼有供水、防洪、灌溉、发电等综合功能, 渠首水库总库容10 087万m3, 供水调节库容9 555万m3, 渠首水库至A区调节水库的输水隧洞全长16.894 km, 设计引水流量4 m3/s, 多年平均调水量9 033万m3。渠首水库除向外流域调水外, 还承担本流域的防洪任务和水库下游4个乡镇的灌溉供水任务, 多年平均灌溉和生活供水量分别为1 575万m3和875万m3。
5.2 资源水价的确定
(1) 效益分摊系数法。根据有关资料显示, 受水区万元产值耗水量为15 m3/万元, 万元工业产值纳税额为342元/万元, 因此, 单方水对税额的贡献为22.8元/m3, 工业总投资320亿元, 供水工程投资25亿元, 计算得供水工程分摊系数为8%, 城镇供水建设包括水源建设和水厂、管网建设, 污水处理等, 其供水效益应按相应工程设施费用占总费用的比例进行分摊, 源水工程暂按0.5的系数进行分摊, 因此, 源水工程对税额的贡献为0.91元/m3, 该值反映了源水工程水资源的价值。
(2) 支付意愿法。根据受水区居民人均收入和工业企业总产值, 按照2.5%的水费支出意愿可以计算得到受水区综合的水价支出意愿值为4.82元/m3, 根据受水区水资源开发利用工程 (源水工程、水厂和输水工程) 的边际成本2.97元/m3, 可以得出水资源价值为1.85元/m3。
(3) 影子工程法。如果不建跨流域调水工程, 解决受水区的缺水问题可以采用河网水深度处理、海水淡化、中水回用等替代工程予以解决。替代工程投资和制水成本见表1。工程部分属一次性投资, 涉及多方面的比较因素, 不具备可比性, 主要对制水成本进行比较。新建跨流域调水工程后, 由于原水水质好, 处理工艺相对简单, 制水成本仅0.2元/t, 较河网水和中水制水成本低元较海水淡化处理成本低元t, 优势十分明显。制水成本上的节省是由于调水区优质水资源带来的, 因此, 制水成本减少费用正好体现B区水资源的价值。综合上述3类替代工程的制水成本和优缺点, 推荐根据各方案制水成本域值下限按同等权重计算得到水资源价值, 即:
注:制水成本是指经营成本, 不包括折旧、推销和利息支出等。
3种方法计算的水资源价值平均值为1.37元/m3, 调水区水资源价值需要受水区实施水资源开发利用工程来体现, 且供水工程属公益性事业, 因此, 考虑到用户承受能力, 受水区向调水区支付的资源水价应在水资源价值计算值的基础上进行一定的折算。
5.3 工程水价测算
跨流域调水工程投资分摊步骤如下:首先对不同功能进行投资分摊;其次进行调水区和受水区之间的投资分摊;最后进行受水区内各受益县市区之间的投资分摊。遵循5.1中的原则, 投资分摊成果见表2。考虑到跨流域调水工程供水水价分析的需要, 受水区内各受益县市区之间的投资分摊成果暂不在本文中体现, 另作考虑。
万元
水价测算时考虑了资本金比例为30%和40%2种情况, 供水量增长快、中、慢3种情况, 财务内部收益率7%和8%2种情况。按照上述组合, 共计12个方案。各方案工程水价测算的有关评价指标汇总于表3。
由表3可知, 若按投资内部收益率7%要求, 测算水价为1.81～2.12元/m3;若按投资内部收益率8%要求, 测算水价为2.07～2.48元/m3。因此, 综合考虑各种因素后, 建议该跨流域调水工程源水水价为2.1元/m3。
6 结语
(1) 合理的供水水价是确保跨流域调水工程良性运行和可持续发展的重要手段本文结合跨流域调水工程的特点提出跨流域调水工程供水水价组成、测算原则及方法, 为类似工程水价制定提供参考。
(2) 采用效益分摊系数法、支付意愿法和影子工程法计算了水资源价值, 成果虽然有所差别, 但都将区域经济效益、水资源紧缺程度体现在水资源价值的计算成果中。调水区平均水资源价值为1.37元/m3, 它是调水区与受水区就水资源转让利益补偿进行政治协商的基础, 是合理确定跨流域调水工程供水水价中资源水价的基础。
(3) 水价测算充分考虑了资源稀缺性、工程运行成本费用、投资者的合理利润, 这是维持调水工程正常运行的基本前提。但是, 考虑到用水户承受能力以及供水工程的公益性, 具体制定水价时需在政府有关部门的指导下进行。
(4) 水资源的特殊性导致水资源价值和资源水价的计算十分困难, 但这又是关系到跨流域调水工程实施的重要因素, 因此, 下阶段必须深入研究水资源价值和资源水价的定量核算方法。
参考文献
[1]浙江省水利厅, 浙江省水利水电勘测设计院.浙江省水资源保护与开发利用总体规划[R].2005.
[2]姜国辉.基于博弈论的跨流域调水工程水价及项目管理研究[D].西安:西安理工大学, 2008-03.
[3]孙静, 阮本清, 张春玲.新安江流域上游地区水资源价值计算与分析[J].中国水利水电科学研究院学报, 2007, 5 (2) :121-124.
[4]刘春生.南水北调工程水价的合理确定[J].水科学进展, 2004, 15 (6) :808-812.
[5]李云成, 李五勤.跨流域调水工程水价方案设计实例分析[J].北京水利, 2002, (6) :16-17.
[6]沈佩君, 郭元裕, 张志明.跨流域调水工程供水水价研究[J].水利经济, 1999, (3) :38-42.
[7]雷宏军, 李道西, 赵红飞, 等.新密市农村饮水安全工程水价测算[J].中国农村水利水电, 2009, (8) :31-33.