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[摘 要]在南水北调中线干线工程施工中，冰期输水调度工作既是关系到工程的整体建设效果，同时也关系到工程的进度。鉴于中线干线工程冰期输水调度工作的重要性，认真做好中线干线工程冰期输水调度，对满足南水北调工程建设需要具有重要的促进作用。因此，结合南水北调中线干线工程建设实际，认真研究中线干线工程冰期输水调度，对满足南水北调工程需要，提高南水北调工程质量具有重要作用。基于这一现实需求，我们应认真南水北调先干线工程特点，制定具体的中线干线工程冰期输水调度计划，保证南水北调工程建设取得积极效果。
[关键词]南水北调工程； 中线干线工程； 冰期输水调度
中图分类号：TV523 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）47-0180-01
1 前言
南水北调中线干线工程在冬季施工过程中，考虑到中线干线的特殊流域特点和气候特点，形成冰凌和冰坝的可能性较大，如果不做好冰期输水调度，不但影响工程的正常进展，同时也会对中线干线河流流域造成较大危害。基于这一现实需要，南水北调中线干线工程在冰期需要重点做好输水调度工作，以此满足南水北调中线干线工程冰期施工需要。为此，我们应重点分析南水北调中线干线工程的气温和流凌特点，并正确分析形成稳定初始冰盖的水力学条件以及做好开河流凌的水力控制，保证南水北调中线干线工程的冰期输水调度工作取得积极进展。
2 南水北调中线干线工程的氣温和流凌特点
根据南水北调中线黄河以北地区气象站50年内气温和气候特点，可以确定冷冬年、平冬年、暖冬年的日平均气温变化呈现从低到高的渐变过程。经过分析可知，在黄河以北地区的冬季平均气温都在0摄氏度以下，超过0摄氏度的时间较短，可以形成稳定的冰覆盖下输水，但是在1月份，冰盖会破裂形成流凌或者冰塞。由此可见，南水北调中线干线工程的气温和流凌特点主要表现在以下几个方面：
2.1 南水北调中线干线河流的冬季气温相对稳定
经过对南水北调中线干线河流的冬季气温数据进行分析后可知，该地区的冬季主要可以分为冷冻、平冬和暖冬三种类型，在这三种类型中，河流的冬季气温均在0摄氏度以下，整体气温状况相对稳定。
2.2 南水北调中线干线河流的流凌出现比较频繁
南水北调中线干线河流在1月份左右是流凌出现比较频繁的时间段，之所以在这一时间段会出现流凌，是因为1月份河流的气温出现了小幅变化，部分冰盖会融化，直接导致了流凌的出现，给水利工程带来了不利的影响。
2.3 南水北调中线干线河流的冰下输水形势比较严峻
南水北调中线干线河流在气温变化频繁的条件下，冰下输水开始变得频繁，冰下输水最直接的后果就是会产生数量较多的流凌。因此，对于南水北调中线干线河流而言，冰下输水形势的严峻性需要得到正确理解。
3 南水北调中线干线工程的冰期输水调度应正确分析形成稳定初始冰盖的水力学条件
从南水北调中线总干渠与上述河渠比较分析认为，总干渠为人工输水渠道，受北方冬季寒冷气候的影响，同样可能会出现诸如岸冰、冰花、流冰、冰盖、冰塞、冰坝等各类冰情。由于总干渠南北跨度大，沿线各类建筑物众多，因此其冰情会更加复杂，如果不加以控制，产生冰害可能性会更大。
在南水北调中线干线地区中，主要以黄河以北地区为主，该地区冬日平均气温持续在0摄氏度以下，则水面下会形成大面积流凌，可以通过控制渠道水力学条件，如流凌和水深形成稳定冰盖。在何冰研究中最为常用的是通过判断冰盖前缘的佛氏数F来判断冰块的运动情况。当冰盖前缘的佛氏数F，小于临界佛氏数F时，冰块不发生翻转和下潜。考虑到南水北调工程需要跨越冬季，冬季施工中难度最大之处在于如何处理好冰期输水。因此，我们应正确分析形成稳定初始冰盖的水力学条件。
3.1 初始冰盖主要是在0摄氏度以下形成的
通过对初始冰盖的形成过程分析后可知，初始冰盖都是在0设施度以下形成的，在冰盖形成初期，冰盖的厚度较小，承载力也小，冰盖下面存在水流，输水量和冰凌是不可忽视的。
3.2 初始冰盖形成以后下面输水量较大
初始冰盖形成以后，由于河流干线水量较多，冰盖只能在河流表面形成，冰盖下面的输水量通常较大，其中水中还含有大量流凌，对水利工程造成一定的危害，必须得到有效处理。
3.2 初始冰盖的强度，决定了水下流凌的运动速度
如果初始冰盖的强度较大，则水下流凌的运动速度较低，反之，水下流凌的运动速度较快。从这一点来看，初始冰盖的强度，对水下流凌的运动速度产生了较大的决定性作用。
4 南水北调中线干线工程冰期输水调度应做好开河流凌的水力控制
南水北调中线暖冬年、平冬年、冷冬年个别位置冰盖最大厚度分别为0.25m、0.45m、0.66m。当春季日平均气温持续几天，或者十几天，南水北调中线渠段冰盖就会逐渐热衰减至一定厚度后，在一定水力条件影响下，冰盖可能在短时间由南向北迅速迸裂后形成大面积流凌，容易形成冰塞甚至冰坝事故的发生。相对其它人工渠道而言，总干渠也有其不同之处，主要表现在：（1）调水设计输水流量大，流速大（设计流速一般在0.8m/s以上）；（2）设计水深大（设计水深一般为4～8m）；（3）总干渠渠首自丹江口水库引水，水温相对较高；（4）渠道采取了不同的防护措施，渠道断面型式为规则混凝土衬砌渠道。
基于南水北调工程需要以及河流安全性考虑，在冰期输水调度中应做好开河流凌的水力控制，重点应做好以下几个方面工作：
4.1 对冰盖厚度进行及时观测和检查
由于冰盖厚度对冰下流凌的产生有着重要影响，因此对冰盖厚度进行既是观测和检查，既是满足流凌处理需要的重要措施，同时也是提高流凌控制效果的重要手段。为此，及时观测和检查和冰盖厚度十分必要。
4.2 对流凌的数量和运动速度进行及时监测
考虑到开河流凌对水利工程的危害和影响，只有对流凌的数量和运动速度进行及时监测，才能达到有效控制流凌并消除流凌危害的目的。从这一点来看，我们应根据实际需要，对流凌的数量和运动速度进行重点监测。
4.3 对大块的流凌进行必要的爆破等干预措施
在开河流凌中，大块的流凌不但会拥堵河道，同时还会给水利工程带来不利影响。因此，对于大块的流凌，需要进行必要的爆破或者破冰作业，消除大块流凌的危害。
5 结论
通过本文的分析可知，在南水北调中线干线工程中，冰期输水调度是一项重要工作，只有做好冰期输水调度，才能保证南水北调工程安全有效进行，为此，我们应重点分析南水北调中线干线工程的气温和流凌特点，并正确分析形成稳定初始冰盖的水力学条件以及做好开河流凌的水力控制，保证南水北调中线干线工程的冰期输水调度工作取得积极进展。
参考文献
[1] 郭新蕾；杨开林；付辉；王涛；；南水北调中线工程冬季输水冰情的数值模拟[J]；水利学报；2013年11期.
[2] 付辉；杨开林；郭永鑫；王涛；郭新蕾；；南水北调典型倒虹吸防冰塞安全运行试验[J]；水科学进展；2013年05期.
[3] 杨宏欣；；长距离渠道冬季输水冰情分析及预防措施探讨[J]；陕西水利；2014年03期.
[4] 郭维维；长距离输水工程的冰期冰盖模拟[D]；天津大学；2012年.
[5] 赵安晋，杨洁；黄河以北冰期输水初步研究[J]；海河水利；2013年06期.
[6] 练继建；罗昉昕；赵新；；渠道冰凌下潜的数值模拟研究[J]；水利学报；2013年06期.
[关键词]南水北调工程； 中线干线工程； 冰期输水调度
中图分类号：TV523 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）47-0180-01
1 前言
南水北调中线干线工程在冬季施工过程中，考虑到中线干线的特殊流域特点和气候特点，形成冰凌和冰坝的可能性较大，如果不做好冰期输水调度，不但影响工程的正常进展，同时也会对中线干线河流流域造成较大危害。基于这一现实需要，南水北调中线干线工程在冰期需要重点做好输水调度工作，以此满足南水北调中线干线工程冰期施工需要。为此，我们应重点分析南水北调中线干线工程的气温和流凌特点，并正确分析形成稳定初始冰盖的水力学条件以及做好开河流凌的水力控制，保证南水北调中线干线工程的冰期输水调度工作取得积极进展。
2 南水北调中线干线工程的氣温和流凌特点
根据南水北调中线黄河以北地区气象站50年内气温和气候特点，可以确定冷冬年、平冬年、暖冬年的日平均气温变化呈现从低到高的渐变过程。经过分析可知，在黄河以北地区的冬季平均气温都在0摄氏度以下，超过0摄氏度的时间较短，可以形成稳定的冰覆盖下输水，但是在1月份，冰盖会破裂形成流凌或者冰塞。由此可见，南水北调中线干线工程的气温和流凌特点主要表现在以下几个方面：
2.1 南水北调中线干线河流的冬季气温相对稳定
经过对南水北调中线干线河流的冬季气温数据进行分析后可知，该地区的冬季主要可以分为冷冻、平冬和暖冬三种类型，在这三种类型中，河流的冬季气温均在0摄氏度以下，整体气温状况相对稳定。
2.2 南水北调中线干线河流的流凌出现比较频繁
南水北调中线干线河流在1月份左右是流凌出现比较频繁的时间段，之所以在这一时间段会出现流凌，是因为1月份河流的气温出现了小幅变化，部分冰盖会融化，直接导致了流凌的出现，给水利工程带来了不利的影响。
2.3 南水北调中线干线河流的冰下输水形势比较严峻
南水北调中线干线河流在气温变化频繁的条件下，冰下输水开始变得频繁，冰下输水最直接的后果就是会产生数量较多的流凌。因此，对于南水北调中线干线河流而言，冰下输水形势的严峻性需要得到正确理解。
3 南水北调中线干线工程的冰期输水调度应正确分析形成稳定初始冰盖的水力学条件
从南水北调中线总干渠与上述河渠比较分析认为，总干渠为人工输水渠道，受北方冬季寒冷气候的影响，同样可能会出现诸如岸冰、冰花、流冰、冰盖、冰塞、冰坝等各类冰情。由于总干渠南北跨度大，沿线各类建筑物众多，因此其冰情会更加复杂，如果不加以控制，产生冰害可能性会更大。
在南水北调中线干线地区中，主要以黄河以北地区为主，该地区冬日平均气温持续在0摄氏度以下，则水面下会形成大面积流凌，可以通过控制渠道水力学条件，如流凌和水深形成稳定冰盖。在何冰研究中最为常用的是通过判断冰盖前缘的佛氏数F来判断冰块的运动情况。当冰盖前缘的佛氏数F，小于临界佛氏数F时，冰块不发生翻转和下潜。考虑到南水北调工程需要跨越冬季，冬季施工中难度最大之处在于如何处理好冰期输水。因此，我们应正确分析形成稳定初始冰盖的水力学条件。
3.1 初始冰盖主要是在0摄氏度以下形成的
通过对初始冰盖的形成过程分析后可知，初始冰盖都是在0设施度以下形成的，在冰盖形成初期，冰盖的厚度较小，承载力也小，冰盖下面存在水流，输水量和冰凌是不可忽视的。
3.2 初始冰盖形成以后下面输水量较大
初始冰盖形成以后，由于河流干线水量较多，冰盖只能在河流表面形成，冰盖下面的输水量通常较大，其中水中还含有大量流凌，对水利工程造成一定的危害，必须得到有效处理。
3.2 初始冰盖的强度，决定了水下流凌的运动速度
如果初始冰盖的强度较大，则水下流凌的运动速度较低，反之，水下流凌的运动速度较快。从这一点来看，初始冰盖的强度，对水下流凌的运动速度产生了较大的决定性作用。
4 南水北调中线干线工程冰期输水调度应做好开河流凌的水力控制
南水北调中线暖冬年、平冬年、冷冬年个别位置冰盖最大厚度分别为0.25m、0.45m、0.66m。当春季日平均气温持续几天，或者十几天，南水北调中线渠段冰盖就会逐渐热衰减至一定厚度后，在一定水力条件影响下，冰盖可能在短时间由南向北迅速迸裂后形成大面积流凌，容易形成冰塞甚至冰坝事故的发生。相对其它人工渠道而言，总干渠也有其不同之处，主要表现在：（1）调水设计输水流量大，流速大（设计流速一般在0.8m/s以上）；（2）设计水深大（设计水深一般为4～8m）；（3）总干渠渠首自丹江口水库引水，水温相对较高；（4）渠道采取了不同的防护措施，渠道断面型式为规则混凝土衬砌渠道。
基于南水北调工程需要以及河流安全性考虑，在冰期输水调度中应做好开河流凌的水力控制，重点应做好以下几个方面工作：
4.1 对冰盖厚度进行及时观测和检查
由于冰盖厚度对冰下流凌的产生有着重要影响，因此对冰盖厚度进行既是观测和检查，既是满足流凌处理需要的重要措施，同时也是提高流凌控制效果的重要手段。为此，及时观测和检查和冰盖厚度十分必要。
4.2 对流凌的数量和运动速度进行及时监测
考虑到开河流凌对水利工程的危害和影响，只有对流凌的数量和运动速度进行及时监测，才能达到有效控制流凌并消除流凌危害的目的。从这一点来看，我们应根据实际需要，对流凌的数量和运动速度进行重点监测。
4.3 对大块的流凌进行必要的爆破等干预措施
在开河流凌中，大块的流凌不但会拥堵河道，同时还会给水利工程带来不利影响。因此，对于大块的流凌，需要进行必要的爆破或者破冰作业，消除大块流凌的危害。
5 结论
通过本文的分析可知，在南水北调中线干线工程中，冰期输水调度是一项重要工作，只有做好冰期输水调度，才能保证南水北调工程安全有效进行，为此，我们应重点分析南水北调中线干线工程的气温和流凌特点，并正确分析形成稳定初始冰盖的水力学条件以及做好开河流凌的水力控制，保证南水北调中线干线工程的冰期输水调度工作取得积极进展。
参考文献
[1] 郭新蕾；杨开林；付辉；王涛；；南水北调中线工程冬季输水冰情的数值模拟[J]；水利学报；2013年11期.
[2] 付辉；杨开林；郭永鑫；王涛；郭新蕾；；南水北调典型倒虹吸防冰塞安全运行试验[J]；水科学进展；2013年05期.
[3] 杨宏欣；；长距离渠道冬季输水冰情分析及预防措施探讨[J]；陕西水利；2014年03期.
[4] 郭维维；长距离输水工程的冰期冰盖模拟[D]；天津大学；2012年.
[5] 赵安晋，杨洁；黄河以北冰期输水初步研究[J]；海河水利；2013年06期.
[6] 练继建；罗昉昕；赵新；；渠道冰凌下潜的数值模拟研究[J]；水利学报；2013年06期.