寒区长距离引调水工程安全保障技术创新与实践

寒区长距离引调水工程是国家水网的重要组成 部分，因其特殊的气候条件及显著的“线性”特征 ，其安全保障工作具有鲜明特点，工程防灾减灾需 求迫切。本书从寒区引调水工程建设及运管存在的 不利因素出发，介绍已有的相关研究成果，在此基 础上，基于灾害链理论给出了输水明渠的灾害特征 及健康评价方法；介绍了基于“水－热－力－盐” 耦合的输水明渠致灾过程数值模拟技术及土工离心 模拟技术；给出了寒区渠道表面防渗技术及应用方 法；以及针对渠道纵横排水体系的高效排水优化技 术。

第一章 绪论 1.1 引言 1.2 寒区引调水工程建设与运管存在的不利因素 1.3 已有研究成果及有益效果 1.4 长距离引调水工程运行管理存在的问题 第二章 寒区引调水工程灾害链理论及风险评价方法 2.1 灾害链理论内涵及研究现状 2.2 寒区渠道灾害链类型及特征 2.2.1 寒区渠道渗漏灾害链致灾过程及特征 2.2.2 寒区渠道冻融灾害链致灾过程及特征 2.2.3 寒区渠道总体灾害链 2.3 寒区渠道运行风险分级评价模型 2.3.1 基于灾害链的寒区渠道运行风险评价思想 2.3.2 寒区渠道运行风险评价体系的建立 2.3.3 寒区渠道运行健康度诊断的模糊云评价方法 第三章 寒区引调水工程灾害过程数值模拟技术 3.1 基于流固耦合的渠道渗漏过程数值模拟技术 3.1.1 渠道土体变形本构模型 3.1.2 考虑超孔压消散影响的渠道渗漏-变形耦合模型 3.1.3 考虑基质吸力的粉土渠道渗漏软化变形模型 3.2 水热力耦合渠道冬季抗冻胀数值模拟技术 3.2.1 温度-水分链式耦合模型 3.2.2 考虑冻融劣化本构的渠基土冻融链式灾变模型 3.2.3 冻土-衬砌结构接触面冻融劣化链式灾变模型 3.2.4 考虑渠道表面太阳辐射的换热模型 3.3 基于水-热-力耦合的寒区渠道数值模拟算例 3.3.1 基于灾害链模型的寒区渠道灾害预测有限元分析 3.3.2 考虑接触损伤效应的衬砌渠道冻胀过程数值模拟 第四章 渠道表面喷涂防渗技术 4.1 国内外研究现状 4.2 表面防渗技术应用场景及分析 4.3 高分子聚合物水泥防水涂料的应用效果分析 4.3.1 丙烯酸聚合物材料的基本性质 4.3.2 成分与反应机理 4.3.3 聚合物水泥防水涂料的防水机理 4.3.4 产品应用效果分析 4.4 高分子防渗材料的优化集成 4.4.1 不同配比下的材料特性测试 4.4.2 材料性能优化 4.4.3 材料优化性能对比分析 4.4.4 碳粉替代水泥粉料的碳减排意义 4.5 高分子表面防渗材料应用 4.5.1 高分子防渗材料的应用措施 4.5.2 高分子防渗材料的具体应用 第五章 寒区渠道排水体系高效运行技术 5.1 渠道排水技术应用现状 5.2 寒区渠道渗漏水速排技术优化方法 5.2.1 渠道稳定运行期抽排井水位-流量关系公式 5.2.2 基于水量动态平衡的竖向抽排水井间距优化 5.3 排水体系自清洁技术 5.3.1 渠道纵排体系自清洁技术方案 5.3.2 圆管缩尺模型试验 5.3.3 渠道足尺模型试验 5.4 排水体系对渠堤稳定性的有益效果数值仿真验证 5.4.1 运行期渠基排水对渠坡渗流场影响分析 5.4.2 渠道水位降落期渠基排水效果分析 5.4.3 不同管径横向渠坡排水效果分析 5.4.4 水位降落期排水对渠道稳定性的影响