工程规划与总体设计

本书为“南水北调中线一期工程技术丛书”之一。本书由长期从事南水北调中线工程规划设计的工程技术人员编写，系统介绍工程规划过程、线路布置、输水形式论证、水力设计、工程布置、总体设计、施工设计等关键技术，共两篇。第一篇工程规划，主要内容包括南水北调与中线工程、中线工程规划、汉江中下游工程规划、中线工程运行调度、中线工程效益。第二篇中线一期工程总体设计，主要内容包括水源工程、总干渠工程、汉江中下游治理工程、总体设计关键技术问题。

目录
序
前言
南水北调中线一期工程简介
第一篇工程规划
第1章南水北调与中线工程3
1.1南水北调总体布局3
1.1.1南水北调构想3
1.1.2南水北调规划布局4
1.2南水北调工程总体规划概况6
1.2.1东线工程6
1.2.2中线工程8
1.2.3西线工程11
1.3中线工程建设的必要性12
1.3.1华北平原严重缺水12
1.3.2中线工程是华北平原可持续发展的支撑工程15
1.4中线工程规划重大技术问题15
1.4.1受水区需调水量15
1.4.2水源工程与可调水量16
1.4.3中线工程分期建设方案16
1.4.4中线水资源配置与供水调度17
1.4.5输水工程方案17
1.4.6对汉江中下游的影响18
第2章中线工程规划19
2.1中线工程规划范围19
2.1.1丹江口水库19
2.1.2汉江中下游20
2.1.3中线工程受水区20
2.2中线工程受水区需调水量21
2.2.1受水区经济社会概况21
2.2.2受水区水资源概况21
2.2.3受水区水资源供需分析23
2.2.4受水区城市需调水量26
2.3中线工程水源方案及可调水量28
2.3.1水源方案比选28
2.3.2汉江流域水资源34
2.3.3汉江中下游地区需水过程35
2.3.4丹江口水库调度与可调水量41
2.4中线水资源配置方案46
2.4.1中线工程供水特点46
2.4.2水资源配置模型47
2.4.3水资源配置成果48
2.4.4丹江口大坝加高50
2.4.5多水源联合调度与调蓄运用51
2.5中线工程输水线路53
2.5.1选线原则54
2.5.2主要线路比选54
2.5.3选定线路57
2.6中线工程调水规模58
2.6.1调水量58
2.6.2总干渠分段流量58
2.6.3总干渠输水损失60
2.7中线工程建设方案62
2.7.1建设规模初选62
2.7.2建设规模比选62
2.7.3近期实施方案64
第3章汉江中下游工程规划66
3.1调水对汉江中下游的影响及对策66
3.1.1调水对汉江干流水情与河势的影响66
3.1.2调水对汉江中下游河道外用水的影响分析67
3.1.3调水对汉江中下游河道内用水的影响分析68
3.1.4调水对汉江中下游影响的对策69
3.2汉江中下游水资源调控总体布局70
3.2.1汉江中下游地区供用水分析70
3.2.2汉江中下游水资源调控研究73
3.2.3水资源调控措施总体布局74
3.3汉江中下游治理工程规划75
3.3.1兴隆水利枢纽规划75
3.3.2引江济汉工程规划76
3.3.3部分闸站改（扩）建规划76
3.3.4局部航道整治规划76
第4章中线工程运行调度77
4.1中线工程水资源调度77
4.1.1水量调度原则77
4.1.2水量调度计划的编制77
4.1.3水量调度计划的执行78
4.1.4水量应急调度78
4.2丹江口水库运行调度79
4.2.1基本资料79
4.2.2丹江口水库运行调度原则79
4.3总干渠运行调度81
4.3.1总干渠水流控制81
4.3.2总干渠供水调度82
第5章中线工程效益84
5.1工程预期效益84
5.1.1支撑可持续发展战略84
5.1.2保障经济社会发展84
5.1.3改善生态环境85
5.2工程实际收益86
5.2.1调水量逐年提升，达效明显加速86
5.2.2受水区居民生活用水质量大幅提高87
5.2.3有效保障受水区供水安全87
5.2.4有效遏制受水区地下水超采89
5.2.5受水区生态环境明显改善89
5.2.6汉江中下游治理成效显著89
5.2.7丹江口水库生态环境得到保障91
5.2.8汉江中下游防洪安全显著提升92
5.3小结92
第二篇中线一期工程总体设计
第6章水源工程97
6.1丹江口大坝加高工程97
6.1.1工程建设过程97
6.1.2坝轴线及主要建筑物形式98
6.1.3枢纽工程布置99
6.1.4主要建筑物102
6.2陶岔渠首改建103
6.2.1闸址、闸线选择104
6.2.2陶岔渠首枢纽工程设计105
第7章总干渠工程108
7.1总体设计目的与作用108
7.1.1总体设计目的108
7.1.2总体设计的作用108
7.1.3总干渠总体布置的作用109
7.1.4机电系统总体设计的作用110
7.1.5施工总体设计的作用110
7.2总干渠线路布置111
7.2.1线路布置原则111
7.2.2分段线路布置111
7.3总干渠水力设计116
7.3.1输水形式116
7.3.2总干渠分段流量117
7.3.3水面线设计119
7.4建筑物分类及布置121
7.4.1河渠交叉建筑物121
7.4.2左岸排水建筑物121
7.4.3渠渠交叉建筑物122
7.4.4路渠交叉建筑物122
7.4.5控制工程123
7.4.6隧洞工程124
7.4.7惠南庄泵站124
7.4.8各类交叉建筑物统计124
7.5输水明渠设计要点125
7.5.1渠道布置125
7.5.2渠道断面水力要素确定127
7.5.3渠道衬砌与防渗设计129
7.5.4渠道防冻胀设计130
7.5.5渠道排水设计132
7.5.6运行维护道路设计134
7.5.7渠坡防护设计135
7.5.8渠外保护带设计136
7.6机电系统总体设计137
7.6.1供电系统137
7.6.2通信系统140
7.6.3自动化控制系统142
7.7施工总体设计146
7.7.1总干渠施工进度计划146
7.7.2施工交通与总布置146
7.7.3施工导流147
7.7.4工程施工147
第8章汉江中下游治理工程149
8.1兴隆水利枢纽149
8.1.1工程选址149
8.1.2枢纽布置150
8.1.3主要建筑物151
8.2引江济汉工程152
8.2.1工程调水规模152
8.2.2引水线路153
8.3部分闸站改（扩）建154
8.3.1改（扩）建项目的基本情况154
8.3.2各闸站改（扩）建方案155
8.3.3各闸站改（扩）建工程规模156
8.3.4工程布置与主要建筑物156
8.4局部航道整治157
8.4.1建设规模和标准157
8.4.2工程措施157
8.4.3整治方案和工程布置158
8.4.4整治建筑物158
第9章总体设计关键技术问题159
9.1设计技术标准的制定159
9.2局部线路比选与管涵设计161
9.2.1局部线路比选161
9.2.2北京段管涵设计172
9.2.3天津干线设计182
9.3总干渠水头优化配置192
9.3.1总干渠水头分配早期研究概况192
9.3.2穿黄工程水头论证194
9.3.3规划修订水头分配初拟方案调整197
9.3.4总干渠全线水头分配方案198
9.4穿越黄河建筑物形式研究202
9.4.1穿黄隧洞方案研究202
9.4.2穿黄渡槽方案研究206
9.4.3方案评述及推荐方案209
9.5渠道运行控制方式研究210
9.5.1渠道运行方式概述210
9.5.2渠道运行方式选择212
9.5.3闸门调度基本规则213
9.5.4运行调度分类及操作流程213
参考文献215