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技術優勢

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以景泰川電力提灌工程為代表的以高揚程、大流量、多級泵站為主的灌溉及供水工程勘察設計技術
上世紀六七十年代開始,為解決甘肅中部地區黃河兩岸的土地灌溉,解決因干旱缺水所造成的群眾的生存問題、溫飽問題及貧困問題,甘肅省上馬建設了一大批揚黃灌溉工程,甘肅院先后完成了景泰川、三角城、靖會、興堡子川、西岔、鹽環定揚黃工程甘肅專用部分等電力提灌工程設計,其中以景泰川電力提灌工程為代表。景泰川電力提灌工程位于甘肅省中部,工程由景電一期工程、景電二期工程及景電二期延伸向甘肅民勤調水工程三部分組成,是高揚程、大流量、多梯級大型電力提水灌溉工程,最大提水高度為713米,共有泵站43座,裝機容量25.97萬千瓦。黃河是著名的多泥沙河流,工程建設存在不少技術難點,甘肅院在解決技術問題的同時在高揚程灌區節能降耗措施、多梯級泵站揚程分配、多梯級泵站級間匹配、水泵氣蝕磨損、泵站失電時設備安全防護、緩坡長管道設計方案、多泥沙河流泵站前池防淤積、臨近沙漠渠道段防沙措施等方面取得了一系列技術創新,形成了甘肅院在高揚程電力提灌工程中的技術優勢和技術特色。景電工程經過近50年的建設和運行,已成為國內建設高揚程工程的典范,成為綜合評價而冠名的“中華之最”。
本世紀以來,為解決以甘肅省中東部地區為代表的干旱地區城鄉用水困難、實現脫貧攻堅目標和鞏固脫貧攻堅成果,甘肅省先后投資建設了一大批以泵站提水為主城鄉供水工程,甘肅院先后完成了靖遠雙永供水工程、引洮一期會寧北部供水工程、臨夏引黃濟臨工程、積石山引水工程、引洮二期配套城鄉供水工程、甘肅中部生態移民扶貧開發供水工程等工程的設計,解決了以泵站群和復雜管網為主的供水工程中設計和調度運行方面的諸多技術難題,進一步增強了我公司在高揚程提水工程中的技術優勢。
以引大入秦、引洮工程為代表的復雜地質條件下的大型跨流域調水工程勘察設計技術
建院以來,甘肅院先后完成了引大入秦、引洮供水一二期、引硫濟金、引博濟合、白龍江引水工程規劃等眾多的跨流域自流調水(供水)工程,其中引大入秦和引洮工程是為解決甘肅省中部干旱地區城鄉生活及工業用水、農村人畜飲水、灌溉和生態環境用水問題而興建的大型跨流域調水工程,也是甘肅院在跨流域調水工程設計業績中的代表之作。
引大入秦工程是改革開放以來我省第一個引進世界銀行貸款、國際招標、國外隊伍參與建設的項目,工程中采用了大量的新技術、新工藝、新材料,其成果榮獲國家科技進步二等獎,在許多方面創造了當時中國乃至世界水利建設的先進水平,包括大膽采用了隧洞群引水方案,為跨流域引調水工程開拓了新思路;首次引進世界先進的全斷面巖石隧道掘進機進行隧洞施工,充分顯示了高新技術的強大優越性,對國內隧洞工程界形成巨大沖擊和強烈震撼,成為我國長大隧洞隧道掘進機施工技術的先導;引大盤道嶺隧洞軟~極軟巖地層施工工法已成為國家級普遍運用工法;先明峽、水磨溝兩座長大倒虹吸,莊浪河渡槽等大型跨河建筑物,其規模均處于國內前列,其設計采用的新技術及新工藝均為當時國內領先水平。引大入秦工程是全國首批愛國主義教育基地之一,被譽為“西北都江堰”和“人工地下長河”。
引洮供水工程是建國以來到目前為止甘肅省最大的水利工程,被譽為甘肅中部人民群眾的“圓夢工程”和“民心工程”,其調水規模、供水范圍、供水人口及投資規模均為省內之最,工程完全建成以后供水人口可達到520多萬人,占全省總人口的五分之一。引洮供水一期工程為大型跨流域調水工程,屬長距離線性輸水工程,渠管線主要分布于甘肅中部隴西黃土高原區,工程具有沿線地形地質條件復雜、分布面積廣、線路長、建筑物類型數量眾多、施工難度高、輸水控制難度大等特點。工程建設過程中,先后遇到總干渠3#隧洞進口灰巖洞段涌水、7#隧洞含水疏松沙洞段涌水涌沙多次導致TBM卡機、15#隧洞飽水黃土隧洞涌泥及塌方冒頂等地質災害等困難,其中含水疏松沙洞段涌水涌沙地質災害堪稱世界性難題。設計在總結1958年引洮工程中途停廢教訓的基礎上,同時開展了一系列有針對性的科學技術研究工作,最終全部破解了困繞工程建設的難題,也取得了一系列的技術創新和突破,主要包括:總干渠、干渠采用以隧洞為主的全封閉自流輸水方案;特長隧洞采用全斷面隧道掘進機(TBM)進行施工,其中7#隧洞所采用的單護盾TBM為國內首次應用,在施工中創造了成洞最高月進尺 1870m、最高日進尺81m的高效紀錄;首次采用凍結法技術用于TBM解困處理,解決了隧洞穿越粉細含水疏松砂巖地層這個“世界性難題”;創新發展了軟巖、黃土及飽水黃土隧洞設計與施工技術;采用小樁徑擠密樁處理大斷面暗渠濕陷性黃土渠基;軟巖及黃土隧洞施工中大量采用非爆破機械開挖技術(掘進機及銑挖機),施工工效有效提高;采用多種技術措施確保工程水質安全;采用合理的水土保持措施有效降低了工程對環境的影響等。引洮工程取得的技術及研究成果先后獲甘肅省科技進步一等獎1項、二等獎4項、三等獎及甘肅省水利科技進步獎多項。引洮工程在技術方面取得的進步使甘肅院在跨流域調水工程方面的設計水平處于全國領先水平。
以疏勒河流域綜合開發為代表的多水庫聯合調度、密渠網、流量變幅大、建筑物種類數量多的大型灌溉及移民綜合開發工程勘察設計技術
甘肅省河西走廊(疏勒河)農業灌溉曁移民安置綜合開發建設項目位于河西走廊西段,疏勒河干流中下游及石油和下游地區,是國務院批準的利用世界銀行貸款興建的重點以水利灌排、墾荒造田、農、林、牧開發、移民安置、環境保護、水土保持、工業供水為主,兼顧小水電建設的國家重點大型綜合開發項目。疏勒河項目區由昌馬、雙塔、花海三大灌區組成,設計灌溉總面積106.22萬畝;灌區內建設大中型水庫3座,昌馬水庫為龍頭工程,總庫容1.94億立方米,雙塔水庫總庫容2.4億立方米,花海灌區赤金峽水庫總庫容0.41億立方米。疏勒河綜合開發項目的建成,已初步形成以蓄、引、調、排為主的骨干工程體系。目前,按照充分利用地表水,合理開采地下水,蓄、引、提(井)向結合的工程措施及可持續發展原則,實行昌馬、雙塔、赤金峽三座水庫聯合運行,地表水、地下水統一調度,灌區水資源利用達到65.7%,形成較為完善的灌溉系統,工程已成為甘肅省百萬畝以上大型自流灌區的代表工程之一。作為項目的主體設計單位,甘肅院在多水庫聯合調度、密渠網、流量變幅大、建筑物種類數量多的大型灌溉及移民綜合開發工程的輸水渠道勘察設計、輸水渠道新材料新技術的應用、排水工程技術應用、工程信息化和多水庫聯合調度運用、世行項目管理等多方面,積累了寶貴的技術經驗。
以民勤調水工程為代表的長距離、大跨度穿越沙漠地區工程的勘察設計技術
景電二期延伸向民勤調水工程位于河西走廊東端,東起黃河,西到民勤縣紅崖山水庫,南臨武威盆地,北靠騰格里沙漠。工程線路經景泰、古浪、涼州、民勤四縣區,全程260km,是一項利用已建成的景電二期工程的灌溉間隙和空閑容量向民勤調水,以緩解民勤水資源日趨減少、土地沙化、生態環境惡化的應急工程,也是我國水利建設史上首次跨流域長距離穿越沙漠的調水工程。民勤調水工程中86%的輸水線路穿越騰格里沙漠,設計在輸水線路優化選擇、沙漠渠道地基工程特性研究、建筑物選型設計與施工方法、沙漠地區施工管理道路設計與施工等方面取得了創新和突破,總結了經驗,形成了甘肅院自有的長距離、大跨度穿越沙漠地區工程的勘察設計技術。
以九甸峽、西流水等工程為代表的復雜地形地質條件下高面板堆石壩勘察設計技術
黑河西流水(龍首二級)、大通河納子峽、洮河九甸峽水庫工程是甘肅院完成的復雜地形地質條件下高面板堆石壩(堆砂礫石壩)的代表工程。西流水水庫位于黑河干流上游,擋水大壩采用混凝土面板堆石壩,最大壩高146.5米,因壩址處河道呈“Ω”形,壩體體型特異,結構與順直河段的面板壩有較大差異,主河槽跨河段與兩岸趾板結合形成高趾墻,最大墻高39.83米。該項目獲甘肅省2008年度優秀工程勘察設計一等獎;納子峽水庫位于大通河上游,擋水大壩采用混凝土面板砂礫石壩,最大壩高121.5米,總庫容為7.33億立方米,大壩修建在河床覆蓋層上,覆蓋層最大厚度21m,采用防滲墻防滲,壩體采用砂礫石填筑;九甸峽水庫位于卓尼、臨潭兩縣交界的洮河干流上,擋水大壩采用混凝土面板堆石壩,最大壩高133米,總庫容9.43億立方米,該擋水大壩是目前世界上在深厚覆蓋層上修建的最高混凝土面板堆石壩。壩址區分布有河床深槽,河床覆蓋層最大厚度56m,河谷寬度30~40m,為典型的窄深式河床。經過分析論證,確定對壩軸線以上河床段,挖除河床頂部20m厚度的松散覆蓋層,壩軸線下游開挖頂部10m厚度,采用將河床平趾板直接建于覆蓋層上及單防滲墻柔性連接設計方案,有效解決了深厚覆蓋層面板堆石壩設計難題。該工程取得的技術成果及研究成果先后獲國家科技進步二等獎以及全國水利水電優秀設計獎金質獎、甘肅省優秀工程勘察和設計一等獎、大禹科學技術進步二等獎、甘肅省科學技術進步二等獎、水力發電科學技術獎特等獎等獎項,2013年還獲得第三屆國際大壩協會里程碑工程獎。該工程的建成為國內外同類面板壩的設計和施工積累了豐富的經驗,有力推動了高面板壩技術的進步和發展。
以中小型電站為代表的梯級電站勘察設計技術
甘肅院水電站設計工作始于上世紀70年代,1976年設計完成的第一座水電站白龍江鎖兒頭水電站建成,在此之后,一大批由甘肅院設計完成的梯級水電站先后在黃河、洮河、白龍江、大通河、河西內陸河上建成,主要包括以西流水、海甸峽、鐵城溝為代表的混合式水電站;以三甲、柴家峽、蓮麓、峽城、清水為代表的河床式電站;以劉家浪、青石山、多松多、金沙峽、江源、小孤山為代表的引水式水電站。40多年來,甘肅院設計建成的中小型水電站共84座,總裝機容量208萬千瓦,年平均總發電量85.8億度。中小型水電站作為清潔能源工程,為促進甘肅經濟社會發展提供了強有力的支撐。
以疏勒河、黑河、石羊河為代表的復雜水情條件下流域水資源綜合利用及生態治理規劃設計技術
建院以來,我院先后編制完成了疏勒河、黑河、石羊河、討賴河、大夏河、洮河、湟水大通河、渭河等主要河流的流域綜合規劃,對全省水資源開發利用和水利水電建設起到了積極而重要的作用。
疏勒河流域是河西地區水土資源開發利用潛力最大的地區之一,但由于沒有系統的灌溉工程,農林牧業發展十分緩慢。甘肅省曾多次組織相關單位開展本地區的綜合規劃工作,但直至1984年我院編制完成《甘肅省疏勒河流域規劃》,才明確了水資源的利用模式、綜合開發的思路、工程建設總體布局等重大問題;《黑河干流(含梨園河)水利規劃報告》和《甘肅省討賴河流域水利規劃報告》涉及青海、甘肅、內蒙古三省區,在規劃設計中,充分尊重歷史,考慮各方訴求,兼顧三省利益,合理確定規劃原則,準確把握水量分配,規劃報告得到各方的高度認可,破解了多年的分水矛盾,也促進了流域經濟的協調發展;后期開展的《石羊河流域初步水利規劃概要》《石羊河流域重點治理規劃》《洮河流域開發治理初步規劃報告》《湟水大通河流域開發治理初步規劃報告》和《甘肅省水資源利用規劃報告》《甘肅省渭河流域開發治理初步規劃報告》《隴南地區兩江一水流域重點水利工程規劃》等流域綜合規劃,為甘肅省水資源的綜合利用提供了扎實的技術保障,也促進了甘肅水利工程建設的有序開展。
2007年,我院主持完成的《石羊河流域重點治理規劃》得到國務院的批準,這標志著石羊河流域綜合治理項目正式開始。石羊河流域的生態環境狀況,不僅是一個地區的問題,也是關系國家發展和民族生存的長遠大計,國家領導高度關注。我院在規劃編制過程中,立足地區實際,引進先進理念,創新規劃思路,對規劃報告進行了多次修改完善,確定了以生態改善與社會經濟統籌發展的治理思路,通過全面加強水資源管理,實施高效節水、結構調整、防沙固沙等綜合措施,有效遏制了流域生態環境持續惡化,被譽為“重建人水共生的石羊河模式”。
我院在流域綜合治理項目中的成功實踐,為缺水流域的綜合治理開創了全新的治理理念和模式,對于推動西北生態安全屏障建設具有重大而深遠的意義。
以甘肅敦煌、武威太陽能光伏發電及河西四市風力發電為代表的新能源設計技術
隨著國家清潔能源建設和新能源產業的蓬勃發展,甘肅豐富的風、光資源得到大力開發,成為全省經濟發展新的增長點。甘肅院于2009年開始涉足新能源發電業務,2012年成立新能源設計所,憑借獨特的區位優勢和資源稟賦優勢,努力提高技術水平,堅持技術創新和進步,形成了自身獨具特色的技術優勢,主要包括以通渭風電基地、天祝松山灘基地為代表的高海拔、山地大規模風電基地規劃技術;以民勤紅沙崗百萬千瓦級風電基地項目為代表的大規模陸上風電場群設計技術;以阿克塞當金山、青海尕海項目為代表的高原戈壁灘風電場設計技術;以靖遠五合-賈寨柯、會寧丁家溝項目為代表的大厚度、強濕陷性黃土高原山地風電場設計技術;以天祝松山灘、云南呈貢項目為代表的高地震設防烈度、極端災害性天氣多發的高海拔山地風電場設計技術;以敦煌瓜州、武威民勤項目為代表的地面集中并網光伏發電站設計技術;以山西新榮、西藏曲水項目為代表的山地集中并網光伏發電站設計技術;以光伏村級電站、戶用式電站為代表的分布式光伏電站設計技術。
目前,我公司新能源業務范圍遍及甘肅、青海、新疆、寧夏、云南、山西、內蒙古、西藏等地,咨詢、設計項目累計裝機容量超過1000萬千瓦,多項工程榮獲國家或甘肅省咨詢、設計獎。
以洮河、渭河為代表的河流綜合治理規劃設計技術
河流綜合治理項目是我公司近年來重點發展的新業務,該類項目涉及生態工程學、水文學、環境學、景觀生態學等諸多專業領域,是一項河流綜合治理的系統工程。我公司作為甲級水利水電設計單位,建院60年來,在河道治理、流域治理等方面積累了得天獨厚的技術優勢和資源優勢。經過近些年的發展和探索,我公司已在河流綜合治理方面形成了系統和全面的技術路線、設計思路、設計理念。目前完成的項目主要有:岷縣洮河城區段河道(含支流迭藏河)水生態環境治理工程,治理長度16.7km,工程投資6.02億元;渭河(隴西城區段)河道綜合治理工程,治理長度10.43km,為隴西縣城區河段,工程投資8.3億元;重點流域水環境綜合治理項目東鄉縣沿洮河經濟帶生態廊道工程,治理長度37.5km;臨夏老鴨關掌子溝的水環境治理項目,治理長度18km,投資4000萬。
以引洮供水工程為代表的水利信息化設計技術
近年來,我公司積極推進以水利信息化建設為核心的智慧水利業務發展,依托云計算、物聯網、大數據、移動互聯網、人工智能等新一代信息技術,全面提升水利工程設計的信息化、數字化、可視化,取得了顯著的社會、經濟效益。設計的引洮供水工程運行管理信息化系統,集信息采集、傳輸、處理、存儲、管理、服務、應用、決策支持和遠程監控等流程為一體,實現了水資源的實時監測、實時調度和實時管理,在國內調水工程中處于領先水平;景電灌區開發的集保護、測量、控制于一體的泵站計算機綜合自動化及優化調度系統,實現了對提灌設備及灌溉系統的優化管理,全面提高了水資源利用效益和灌區管理水平;疏勒河灌區針對內陸河流域水資源開發利用和環境保護的特點,利用信息化技術,開發了包括水庫聯合調度、地下水三維仿真、洪水預報調度、灌區閘門監控、水量數據采集、辦公管理信息等內容的綜合信息化系統,實現了灌區水資源一體化集成管理,全面提升了流域水資源現代化管理水平。
以黃河干流防洪、西寧城市防洪為代表的河道防洪治理設計技術
我公司在黃河干流等大江大河及中小河流治理中,堅持因勢利導、綠色環保、人水和諧的設計理念。在河道防洪治理設計中,充分融入生態治理的設計理念,尊重水流自然規律,避免河道渠化和岸坡硬化,維護河道天然狀態。
黃河甘肅段防洪工程因地制宜采用不同的設計方案,蘭州市城區以采用安全可靠的砼重力式防洪墻為主,并充分考慮城區黃河兩岸風情線的美化、綠化、景觀需要,盡可能采用復式斷面,在常遇洪水位以上布置人行步道和坡面綠地;甘南草原黃河游蕩性強、土質疏松、岸坡穩定性差,護岸全部采用生態格賓防護,上部覆土植草,在防止塌岸和水土流失的基礎上,消除工程建設痕跡,較好的使防洪工程與自然環境融為一體;劉家峽水庫肩負下游防洪重任,年內水位變幅劇烈,庫區局部地段塌岸及岸坡再造嚴重,護岸采用鉸鏈成排的砼鏈板防護,在防止水流沖刷、波浪淘蝕的前提下,能較好的適應局部變形;其余鄉村段護岸基本采用生態格賓和可鏈接式植草板等防護,在防止沖刷塌岸和適應局部變形的同時,不改變河流與岸坡的水體補排關系,且與周邊環境協調,較好的使防洪工程與自然環境融為一體,維護了母親河的生命健康和安瀾。
在西寧市城市防洪治理工程中將國際先進的理念引入小流域治理之中,堅持以城市防洪安全為中心,工程措施與植物措施相結合,注重生態自然修復,始終貫穿人水和諧、山水相依的生態保護理念,為西部高原城市水系連通,水環境建設探索了一條科學治理之路,取得了良好的效果。

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