南水北调中线总干渠藻密度变化及其驱动因子分析

1

作者 张鋆 肖新宗 +3 位作者 王超 张屹哲 习刚正 贾海燕 《人民长江》 北大核心 2025年第2期17-23,57,共8页

南水北调中线总干渠是一个相对封闭的人工生态系统,藻类增殖是工程运行管理关注的重点。基于2022年总干渠8个典型断面的水质和浮游藻类的监测数据,使用相关性分析和结构方程模型,探究渠道藻密度时空变化特征及其驱动因子。结果表明:中... 南水北调中线总干渠是一个相对封闭的人工生态系统,藻类增殖是工程运行管理关注的重点。基于2022年总干渠8个典型断面的水质和浮游藻类的监测数据,使用相关性分析和结构方程模型,探究渠道藻密度时空变化特征及其驱动因子。结果表明:中线总干渠藻密度沿程呈上升趋势,夏季藻密度最高,达1600万个/L;渠道藻密度与NH 3-N(p<0.001)、流量(p<0.001)和高锰酸盐指数(p<0.001)等显著相关;各环境驱动因子对藻密度的影响程度依次为理化因子(0.540)>营养盐因子(0.345)>水文因子(0.227),空间因子和水文因子对藻密度产生间接影响。研究揭示了中线总干渠藻密度的时空变化规律和主要影响因子,可为中线工程供水管理提供参考。 展开更多

关键词 藻密度 藻类增殖 驱动因子 相关性分析 结构方程模型 南水北调中线总干渠

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南水北调中线总干渠污染物降解及自净能力研究 被引量：3

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作者 肖新宗 郭芳 +2 位作者 贾庆林 刘信勇 王超 《人民长江》 北大核心 2024年第5期49-56,共8页

自净过程是影响河湖水体水质变化的重要因素,污染物降解系数是决定水体自净能力的关键参数。定量分析长距离输水过程中渠道本身的自净作用,对于认识总干渠水质变化过程,区分其他外源因素对水质变化的影响都有着重要意义。以高锰酸盐指... 自净过程是影响河湖水体水质变化的重要因素,污染物降解系数是决定水体自净能力的关键参数。定量分析长距离输水过程中渠道本身的自净作用,对于认识总干渠水质变化过程,区分其他外源因素对水质变化的影响都有着重要意义。以高锰酸盐指数和氨氮为研究对象,采用室内实验模拟的方法测定了南水北调中线输水总干渠典型断面的污染物降解系数,并将模拟的自净衰减过程与水质实际变化过程进行对比。结果显示:①总干渠污染物降解系数k相对天然河流处于较低水平,陶岔断面k_(COD_(Mn))为0.055 d^(-1),k_(NH_(3)-N)为0.003 d^(-1),郑湾断面k_(COD_(Mn))为0.049 d^(-1),k_(NH_(3)-N)为0.003 d^(-1),大安舍断面k_(COD_(Mn))为0.032 d^(-1),k_(NH_(3)-N)为0.009 d^(-1);考虑到高锰酸盐指数实际组分复杂,渠道降解系数较模拟结果可能更低。②模拟的自净衰减过程受温度、流速的影响较大,不同条件下总干渠高锰酸盐指数将从1.8 mg/L下降至0.228~1.042 mg/L,氨氮浓度将从0.034 mg/L下降至0.026~0.030 mg/L。由于存在藻源性、大气沉降和坡面径流等外源输入增量,总干渠沿程实测高锰酸盐指数介于1.8~2.4 mg/L之间(2019年),基本维持稳定;氨氮浓度介于0.029~0.096 mg/L之间(2019年),有升高趋势。理想条件下,自净作用最大能够消减高锰酸盐指数增量的81.81%,消减氨氮增量的30.37%。研究成果可为深入认识南水北调中线总干渠输水过程中水质沿程变化提供参考。 展开更多

关键词 污染物降解 自净过程 高锰酸盐指数 氨氮 降解系数 模拟实验 南水北调中线总干渠

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南水北调中线总干渠冰期运行调度措施研究 被引量：10

3

作者 周梦 练继建 +1 位作者 程曦 赵新 《人民长江》 北大核心 2016年第21期106-109,共4页

南水北调中线输水工程面临着复杂的结冰和融冰过程。在分析汇总国内类似已建调水工程冰期输水经验的基础上,结合南水北调中线工程近年运行经验和冰期输水水力特性,提出了中线工程冰期输水调度方式和管理措施,包括合理确定冰期输水流量,... 南水北调中线输水工程面临着复杂的结冰和融冰过程。在分析汇总国内类似已建调水工程冰期输水经验的基础上,结合南水北调中线工程近年运行经验和冰期输水水力特性,提出了中线工程冰期输水调度方式和管理措施,包括合理确定冰期输水流量,制定冰期应急预案,建立冰情预报预警控制系统等。相关经验可供类似输水工程运行调度借鉴。 展开更多

关键词 有压流 冰期输水 运行调度 南水北调中线总干渠

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南水北调中线总干渠左岸区域洪水的数值模拟研究 被引量：4

4

作者 刘培斌 耿六成 何书会 《水文》 CSCD 北大核心 2000年第5期6-10,共5页

研究开发了将坡面产汇流与沟、河洪水演进有机结合的水文水力学模型.模型中采用区域洪水分析、水域全区自动跟踪识别和复杂开边界过流处理等技术.模型应用于南水北调中线总干渠工程左岸牛尾河串流区洪水的仿真计算,较好地模拟了洪水期... 研究开发了将坡面产汇流与沟、河洪水演进有机结合的水文水力学模型.模型中采用区域洪水分析、水域全区自动跟踪识别和复杂开边界过流处理等技术.模型应用于南水北调中线总干渠工程左岸牛尾河串流区洪水的仿真计算,较好地模拟了洪水期计算区域内的降雨、坡面产汇流及河沟的洪水演进、串流状况,为总干渠工程规划设计和沿线区域防洪规划提供了重要参考依据. 展开更多

关键词 区域洪水 数值模拟 南水北调中线总干渠

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南水北调中线总干渠水质管理问题与思考 被引量：18

5

作者 尹炜 王超 辛小康 《人民长江》 北大核心 2020年第3期17-24,共8页

南水北调中线工程作为我国重大战略性水资源配置工程,水质保护要求极高。工程规划设计阶段,重点考虑了沿途降水降尘、桥面污染径流、雨洪风险、事故倾覆等因素对渠道水质的影响。按照环评报告和环评复核报告的要求,中线工程建立了系统... 南水北调中线工程作为我国重大战略性水资源配置工程,水质保护要求极高。工程规划设计阶段,重点考虑了沿途降水降尘、桥面污染径流、雨洪风险、事故倾覆等因素对渠道水质的影响。按照环评报告和环评复核报告的要求,中线工程建立了系统的水质保障体系,有力保证了通水后水质稳定在Ⅰ~Ⅱ类。监测结果显示:总干渠通水后出现了部分水质指标沿程升高的问题,通水初期还出现了藻类过度增殖的现象。为此,进行了分析研究,结果表明:总干渠沿线的大气干湿沉降、桥面径流、雨洪漫溢、地下水内排等因素都可能会造成污染输入;南北温差和季节温差、pH值沿程梯度等因素驱动的水化学过程变化可能是水质变化的重要影响因素;渠道生态系统的物质循环与水流过程、生境演变和生物群落演变等各种因素交织耦合,可能是驱动氮、磷生源要素相关的水质指标时空变化规律的重要机制。根据分析结果,鉴于对总干渠这一复杂的巨系统认识不足,因而目前对水质的变化很难做到预判,预测则更难。为了总干渠水质能够得到长效保障,建议应重点解决对系统的认知、模拟预测以及调控管理等3个方面的问题。 展开更多

关键词 水质管理 水环境污染 水化学 生态系统 南水北调中线工程总干渠

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大直径城铁隧道下穿南水北调中线总干渠影响分析 被引量：14

6

作者 孙伟良 李晓克 +2 位作者 程凯书 贾维康 刘海潮 《华北水利水电大学学报（自然科学版）》 2020年第5期46-52,共7页

大直径城铁隧道下穿南水北调中线总干渠引起的结构内力变化和变形,关乎隧道施工和南水北调中线总干渠运行的安全性。依托新郑机场至郑州南站城际铁路大直径隧道下穿南水北调中线总干渠工程,采用三维有限元仿真分析,按照总干渠正常输水... 大直径城铁隧道下穿南水北调中线总干渠引起的结构内力变化和变形,关乎隧道施工和南水北调中线总干渠运行的安全性。依托新郑机场至郑州南站城际铁路大直径隧道下穿南水北调中线总干渠工程,采用三维有限元仿真分析,按照总干渠正常输水和检修暂停输水的运行工况,研究了隧道衬砌的应力分布和变形的变化规律以及总干渠衬砌的沉降规律,并与衬砌混凝土抗压和抗裂控制值以及渠道沉降控制值进行了对比,为隧道下穿施工提供了技术依据。研究结果可为同类隧道工程下穿南水北调中线总干渠的安全评价提供理论分析依据。 展开更多

关键词 城铁隧道 南水北调中线总干渠 三维有限元分析 应力分布 沉降

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南水北调中线总干渠冰期输水的设计和管理 被引量：1

7

作者 王流泉 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 2002年第4期2-7,共6页

南水北调中线工程总干渠全长1 246 km,由南往北跨越北纬33°～40°,气侯由温和区走向寒冷区,河北省段处在寒冷区范围内,沿程各类建筑物基础和渠道衬砌均有冻结冻胀威胁,冬季明渠输水将出现流冰、冰塞,影响输水能力和工程安全.... 南水北调中线工程总干渠全长1 246 km,由南往北跨越北纬33°～40°,气侯由温和区走向寒冷区,河北省段处在寒冷区范围内,沿程各类建筑物基础和渠道衬砌均有冻结冻胀威胁,冬季明渠输水将出现流冰、冰塞,影响输水能力和工程安全.冬季输水的冰害问题几乎年年有遇,经常发生,严重冰害能够使建筑物堵塞,堤防决口,供水中断,其危害程度超过频率稀遇的高标准洪水,因此在工程设计中必须认真研究冰期输水对工程规模的影响和防治冰害措施. 展开更多

关键词 南水北调中线总干渠 冰期输水 引黄济青工程 输水流量 冰盖输水

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南水北调中线总干渠污物特性与数量分析

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作者 王启行 陈智海 +2 位作者 王琳琳 孔剑 韩争光 《人民长江》 北大核心 2020年第2期18-22,57,共6页

南水北调中线总干渠自通水以来,给沿线各地带来了很好的社会效益、经济效益和生态效益,沿线用水户对其依赖程度逐渐加深,因此,供水保证率非常重要。但是,渠道污物对水质和供水保证率都会产生不利影响,所以对污物特性和数量的研究很有必... 南水北调中线总干渠自通水以来,给沿线各地带来了很好的社会效益、经济效益和生态效益,沿线用水户对其依赖程度逐渐加深,因此,供水保证率非常重要。但是,渠道污物对水质和供水保证率都会产生不利影响,所以对污物特性和数量的研究很有必要。首先采用现场调研和数理统计的方法计算出了南水北调中线总干渠污物(树枝树叶、生活垃圾和藻类生物的量)随时间的变化曲线,并叠加得到了每个分水口最大日污物量为25 200 kg。然后,根据污物总量和南水北调中线总干渠的清污工况,提出了渠道拦污清污设备的清污指标为1 100 kg/h,并验证了该指标的适用性。研究结果可为南水北调中线总干渠拦污清污设备的选型提供理论依据。 展开更多

关键词 污物特性 定量分析 供水保证率 清污指标 南水北调中线总干渠

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局地暴雨对南水北调中线水位流量的影响 被引量：1

9

作者 张紫依 刘爽 +2 位作者 崔巍 陈文学 穆祥鹏 《水电能源科学》 北大核心 2020年第5期11-14,共4页

为准确分析短历时强暴雨对渠道水位流量的影响,以南水北调中线北拒马河节制闸区域为例,建立考虑降雨过程的一维非恒定流仿真模型,设定不同的雨区覆盖范围,模拟了降雨频率P=1%、降雨历时120min典型设计暴雨下渠道的响应过程。仿真表明,... 为准确分析短历时强暴雨对渠道水位流量的影响,以南水北调中线北拒马河节制闸区域为例,建立考虑降雨过程的一维非恒定流仿真模型,设定不同的雨区覆盖范围,模拟了降雨频率P=1%、降雨历时120min典型设计暴雨下渠道的响应过程。仿真表明,暴雨使雨区上游流量减小,距离雨区越近,减幅越大;使雨区内渠道的流量增大,且距离雨区中心越近,增幅越大。暴雨过程中,无论雨区范围大小,最大水位升幅均出现在北拒马河节制闸闸前,幅度与暴雨强度相关,降雨频率P=1%、降雨历时120min暴雨条件下为0.09m。暴雨结束后,随雨区覆盖范围的差异,北拒马河节制闸的闸前水位分别呈现下降、不变或上升趋势。当雨区范围达76km时,水位开始上升;当雨区范围达180km时,水位历时48h升至预警水位。 展开更多

关键词 水力学 南水北调中线总干渠 北拒马河节制闸 暴雨 非恒定流仿真

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《南水北调与水利科技》2006年总目次

10

《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 2006年第6期65-68,共4页

关键词 南水北调 跨流域引水 南水北调中线干线工程 南水北调中线总干渠 水利科技 目次

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大型输水明渠水工建筑物对水质变化的影响分析

11

作者 习刚正 肖新宗 +2 位作者 张屹哲 贾海燕 王超 《人民长江》 北大核心 2025年第3期55-62,共8页

水工建筑物作为明渠输水的重要基础设施,改变渠道水动力条件和污染物迁移过程,可能对渠道水质造成影响。以南水北调中线总干渠为研究对象,通过对倒虹吸/渡槽、退水闸等典型水工建筑物的调查采样,分析水工建筑物对渠道水质变化的影响。... 水工建筑物作为明渠输水的重要基础设施,改变渠道水动力条件和污染物迁移过程,可能对渠道水质造成影响。以南水北调中线总干渠为研究对象,通过对倒虹吸/渡槽、退水闸等典型水工建筑物的调查采样,分析水工建筑物对渠道水质变化的影响。结果显示:①时间尺度上,调查区水温、溶解氧(DO)、pH、高锰酸盐指数(COD_(Mn))、溶解态高锰酸盐指数(DCOD_(Mn))、颗粒态高锰酸盐指数(PCOD_(Mn))、总氮(TN)、溶解态总氮(DTN)、总磷(TP)、溶解态总磷(DTP)和颗粒态总磷(PTP)等指标季节差异显著(p<0.05),颗粒态总氮(PTN)季节差异不显著(p>0.05);空间尺度上,调查渠段水温、pH、DO、COD_(Mn)和DCOD_(Mn)等指标沿程出现显著上升或下降趋势(p<0.05)。②夏季倒虹吸/渡槽等水工建筑物出口端PCOD_(Mn)显著高于入口端(p<0.05),春、秋季均无显著性差异(p>0.05);春季退水闸处pH显著高于输水渠道(p<0.05),夏季和秋季均无显著性差异(p>0.05)。研究成果可为科学认识大型输水明渠水质变化规律、优化水质管理提供依据。 展开更多

关键词 水质 水工建筑物 输水明渠 南水北调中线总干渠

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渠道衬砌排水减压系统计算方法研究 被引量：6

12

作者 李占松 王玲玲 +1 位作者 赵廷华 张文峰 《人民黄河》 CAS 北大核心 2010年第5期83-84,87,共3页

衬砌渠道运用排水系统进行减压时,纵向集水暗管、横向连通管及逆止式排水阀构成排水管网,管网各管段具有变流量的特点,可用有限单元法进行排水减压计算。当渠基为弱渗透性的重粉质壤土时,排水粗沙层可简化为一维渗流场,粗沙层的厚度起... 衬砌渠道运用排水系统进行减压时,纵向集水暗管、横向连通管及逆止式排水阀构成排水管网,管网各管段具有变流量的特点,可用有限单元法进行排水减压计算。当渠基为弱渗透性的重粉质壤土时,排水粗沙层可简化为一维渗流场,粗沙层的厚度起控制作用。渠堤渠基渗流场可按二维渗流场处理,二维渗流场计算与排水管网计算通过纵向集水暗管剖面进行耦合,经对渠内无水稳定渗流及渠内正常水位非稳定渗流两种控制工况进行计算后,即可进行渠道衬砌排水减压系统的设计。 展开更多

关键词 渠道衬砌 排水减压系统 耦合计算 南水北调中线总干渠

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有旁侧入流的交叉工程河段洪水数值模拟 被引量：2

13

作者 张晓雷 孙东坡 +1 位作者 李燕 陈永豪 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2011年第6期72-74,77,共4页

南水北调中线总干渠在河南省安阳市穿越洪河,其交叉建筑物形式为倒虹吸,且交叉工程上游有急流从五六渠下泄旁侧入汇。文中讨论了旁侧入汇的五六渠消力池段水跃区水流间断性问题,提出了一种在明渠流动中简化的水跃区数值模拟方式。通过... 南水北调中线总干渠在河南省安阳市穿越洪河,其交叉建筑物形式为倒虹吸,且交叉工程上游有急流从五六渠下泄旁侧入汇。文中讨论了旁侧入汇的五六渠消力池段水跃区水流间断性问题,提出了一种在明渠流动中简化的水跃区数值模拟方式。通过建立平面二维数学模型,对洪河交叉工程河段进行了平面数值模拟,对交叉工程河段洪水特性进行了专题研究。模拟结果表明这种简化处理方法实用可靠,能够反映水跃区水深共轭关系与能量损失关系,较好解决了五六渠急流入汇的水流模拟问题。 展开更多

关键词 二维数学模型 河流模拟 间断性 交叉工程 旁侧入流 南水北调中线总干渠

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大型明渠调水工程输水建筑物水头损失测算 被引量：3

14

作者 卢明龙 崔巍 +2 位作者 陈文学 穆祥鹏 熊麒麟 《水电能源科学》 北大核心 2023年第10期108-110,76,共4页

近年来南水北调中线总干渠部分输水建筑物出现水位偏高和流态异常现象,存在输水能力下降风险,亟需评估水头损失状况,但存在建筑物内部无监测站点、工程运行尚未达到设计规模、监测数据缺乏校验等问题。采集了总干渠2022年大流量输水期... 近年来南水北调中线总干渠部分输水建筑物出现水位偏高和流态异常现象,存在输水能力下降风险,亟需评估水头损失状况,但存在建筑物内部无监测站点、工程运行尚未达到设计规模、监测数据缺乏校验等问题。采集了总干渠2022年大流量输水期间的水位、流量监测数据,开展第三方水力学原型观测,复核与校正了监测数据。提出一种使用综合水头损失系数的水头损失推算方法,对总干渠158座输水建筑物中具备分析条件的143座,推算了加大流量下的水头损失。结果表明,总干渠输水建筑物分配水头总体有剩余,分布存在明显差异。全线总计剩余水头3.05 m,其中穿黄以南段、穿黄至漳河段和漳河以北段各自剩余0.48、1.06、1.51 m,分别占分配水头的4%、13%、12%。全线有40座输水建筑物的水头损失超过分配值,其中倒虹吸31座、渡槽4座、暗渠4座、隧洞1座。 展开更多

关键词 水力学 南水北调中线总干渠 输水建筑物 水头损失 原型观测

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基于三维激光扫描技术的穿黄隧洞形变检测研究 被引量：4

15

作者 张辛 向巍 +1 位作者 丁涛 宋韬 《人民长江》 北大核心 2020年第9期129-134,共6页

穿黄隧洞是南水北调中线总干渠穿越黄河的关键性工程,结构创新、工艺复杂,对其进行形变检测具有重要意义。在现有的隧洞形变检测方法中,三维激光扫描技术具有高精度、高效率的特点。针对三维激光扫描的点云数据,首先基于R树进行海量点... 穿黄隧洞是南水北调中线总干渠穿越黄河的关键性工程,结构创新、工艺复杂,对其进行形变检测具有重要意义。在现有的隧洞形变检测方法中,三维激光扫描技术具有高精度、高效率的特点。针对三维激光扫描的点云数据,首先基于R树进行海量点云预处理,并完成高精度封闭曲面的中心线提取;然后基于几何拟合方法进行断面形变检测,实现封闭曲面数据的自动对比。将该检测方法成功应用于南水北调中线穿黄隧洞的形变检测,实现了隧洞断面自动对比及隧洞整体变形分析,在穿黄隧洞的纵深、横摆及高程3个方向上都得出了精确的形变检测结果,能够为工程的安全性论证提供有效的参考数据。 展开更多

关键词 形变检测 三维激光扫描 封闭曲面 穿黄隧洞 南水北调中线总干渠

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小净距浅埋输水隧洞下穿铁路枢纽施工关键技术 被引量：3

16

作者 王伯龙 《人民长江》 北大核心 2018年第12期66-71,共6页

随着我国基础建设的日益完善及发展,各构筑物间交叉穿越不可避免。对于下穿既有铁路枢纽的施工,由于其客货运输繁重,且变形控制要求严格,施工风险大大增加。结合南水北调中线总干渠下穿石太铁路枢纽工程实例,针对工程地质条件复杂,下穿... 随着我国基础建设的日益完善及发展,各构筑物间交叉穿越不可避免。对于下穿既有铁路枢纽的施工,由于其客货运输繁重,且变形控制要求严格,施工风险大大增加。结合南水北调中线总干渠下穿石太铁路枢纽工程实例,针对工程地质条件复杂,下穿隧道埋深浅、跨度大、孔数多、净距小,且铁路运输繁忙,变形控制要求严格,施工风险高等特点,提出了综合采用φ500 mm超前夯管帷幕预支护、双层复合式衬砌、CRD工法、动态监控量测及线路加固等针对性措施。工程实践表明,地表沉降、轨道及隧道变形均得到了有效控制,保证了隧道施工安全及既有铁路正常运营安全,对同类工程有很好的参考价值。 展开更多

关键词 下穿工程 夯管 小净距隧道 南水北调中线总干渠

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输水渠道衬砌板水下快速修复技术方案研究 被引量：2

17

作者 张克 段寅 +1 位作者 刘曦 时之光 《人民长江》 北大核心 2021年第S01期358-361,共4页

南水北调中线总干渠渠坡衬砌板破损部位需在有水条件下进行修复,同时修复施工还需保障输水水质以及修复部位平整。结合现场实际施工需要,设计了轨道提升设备、钻孔切割设备、拆除起吊设备等水下快速修复成套设备,并制定了相关施工方案,... 南水北调中线总干渠渠坡衬砌板破损部位需在有水条件下进行修复,同时修复施工还需保障输水水质以及修复部位平整。结合现场实际施工需要,设计了轨道提升设备、钻孔切割设备、拆除起吊设备等水下快速修复成套设备,并制定了相关施工方案,实现了渠道衬砌板水下快速修复施工。实践表明:该技术方案有利于缩短工期,降低潜水员工作难度与工作量,减少二次污染,保障了施工期间输水水质安全;且修复部位外观平整度高,糙率无明显变化,不改变渠道过水能力。 展开更多

关键词 渠道衬砌板 水下快速修复 南水北调中线总干渠

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致读者

18

《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 2007年第B06期I0005-I0005,共1页

南水北调工程是迄今为止世界上最宏伟的基础设施,它是一项功在当代、惠及子孙的伟大事业。南水北调中线工程担负着向北京、天津、河北、河南等4省(市)供水重任,对缓解这一地区水资源严重短缺状况,促进经济社会和环境的协调、可持续发展... 南水北调工程是迄今为止世界上最宏伟的基础设施,它是一项功在当代、惠及子孙的伟大事业。南水北调中线工程担负着向北京、天津、河北、河南等4省(市)供水重任,对缓解这一地区水资源严重短缺状况,促进经济社会和环境的协调、可持续发展,改善人民群众生活条件具有十分重要的意义。 展开更多

关键词 京石段 南水北调工程 南水北调中线总干渠 应急供水 河北段 南水北调中线 读者

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