商丘轻钢房屋工程造价中国是世界上水旱灾害最为频繁的国家之一,历代治国安邦无不将治水兴利置于国家战略的核心位置。新中国成立以来,我国在水利水电工程建设领域取得了举世瞩目的成就——大坝林立、调水成网、抽水蓄能电站星罗棋布,中国已成为世界上拥有水坝数量最多的国家,堪称名副其实的水利水电大国。这一辉煌成就的背后,是数代水利水电科技工作者与建设者的智慧凝结,更是中国工程技术自主创新能力持续跃升的生动写照。
中国水利水电研究院教授级高级工程师贾金生在《Engineering》2016年第3期中撰文,系统总结了中国水利水电工程的发展历程与技术成就,并与国际先进水平进行了深入比较。文章围绕高坝建设安全保障、江河治理与非均匀不平衡输沙理论、跨流域调水工程、巨型水电机组、抽水蓄能电站、地下洞室及生态保护等关键技术领域,全面阐述了中国水利水电工程技术的重大进展。本文将据此展开系统论述,以期为读者呈现中国水利水电工程技术全貌。
▲中国水利水电工程发展历程与国际比较
中国大规模修建水利水电工程的战略目标,核心在于确保防洪安全、供水安全,并持续提升非化石能源在能源结构中的占比。自1949年以来,中国已建成数量庞大的大坝、跨流域调水工程和抽水蓄能电站。目前,中国每年的水灾损失已成功控制在国民经济总量的百分之二以内,防洪减灾成效显著,为经济社会稳定发展提供了坚实的水安全保障。番禺工程造价哪家不错
大坝是衡量水利水电发展水平最重要的标志性指标。尽管历史文献未能明确记载世界上第一座大坝的诞生时间,但学术界公认中国、印度、伊朗、埃及是最早建设大坝的国家。据史料记载,公元一千年以前,全球坝高超过三十米的大坝仅有三座,其中最高的当属中国浮山堰土坝,坝高达到四十八米。至一九〇〇年以前,全球坝高超过三十米的大坝累计也只有三十一座,最高的为法国古弗尔当费尔砌石重力拱坝,坝高六十米。由此可见,在二十世纪之前,全球高坝建设进展极为缓慢。
一九〇〇年之后,世界各国掀起了水利水电建设热潮。与国际发展进程相比较,中国水利水电建设可划分为四个具有鲜明时代特征的阶段。
第一阶段为一九〇〇年至一九四九年。这一时期,中国高于三十米以上的大坝仅有二十一座,总库容约二百八十亿立方米,水电总装机容量为五十四万千瓦。彼时的中国,水灾是心腹大患,基本呈现“大雨大灾、小雨小灾、无雨旱灾”的被动局面,工程技术水平极为落后,水利基础设施几乎处于空白状态。
第二阶段从一九四九年新中国成立至一九七八年改革开放开启。这一时期,中国一跃成为国际上修建水库大坝最活跃的国家。三十米以上的大坝数量从二十一座猛增至三千六百五十一座,总库容增加到约二千九百八十九亿立方米,水电总装机容量跃升至一千八百六十七万千瓦。此阶段大坝建设的主要目标是防洪和灌溉。然而,尽管取得了巨大成就,受制于技术基础薄弱、投资规模有限等因素,中国水利水电整体水平与发达国家相比仍存在较大差距。北海净化工程造价
第三阶段从改革开放开始至二〇〇〇年。以二滩等特大型大坝建成投产为标志,中国水利水电建设实现了质的飞跃,从奋力追赶世界先进水平,逐步迈向许多领域达到国际先进甚至领先水平的高地。这一阶段建成的工程,经受了一九九八年长江流域特大洪水、二〇〇八年汶川特大地震等极端自然灾害的严峻考验,充分验证了工程设计与施工质量的可靠性。这些工程的突出特点是设计标准高、施工速度快、工程安全性好,普遍达到了预期建设目标,为后续跨越式发展奠定了坚实基础。
第四阶段为二十一世纪以来。以三峡工程全面投入运行、南水北调工程通水为标志,中国水利水电建设进入了自主创新、引领发展的全新历史阶段。相继竣工的小湾、龙滩、水布垭、锦屏一级等重大工程,建设技术不断刷新世界纪录,频频问鼎国际工程之最。在这一阶段,中国更加关注巨型工程与超高坝的安全保障,高度重视生态环境保护和可持续发展,在众多技术领域居于国际引领地位。同时,中国企业全面参与国际水利水电建设市场,占据了全球一半以上的市场份额,展现出强大的国际竞争力。
截至二〇一四年,中国已建成各类水库九万八千余座,总库容达到八千一百六十六亿立方米,约占全国河川年径流总量的百分之二十九;农田有效灌溉面积达六千九百万公顷,占全球灌溉面积的四分之一强;已建和在建坝高超过三十米的大坝共计六千五百三十九座,占全球总量的百分之四十三;已建水电总装机容量超过三亿千瓦,占全球总量的百分之二十七;已建抽水蓄能电站总装机容量达二千二百一十一万千瓦,占全球总量的百分之十二;输水干渠总长度超过一万三千八百公里,各类水工隧洞总长超过一万公里。上述数据充分表明,中国已经成为世界上水库大坝数量最多、农田灌溉面积最大、水电总装机容量最大、调水工程里程最长的国家,多项核心指标稳居世界首位。工程造价人员盖章要求
更为重要的是,中国在建设世界上最大规模水利水电工程体系的同时,也同步实施了最严格的水资源管理制度,明确要求以水定城、以水定产,强化水资源承载能力的刚性约束。然而,由于人口基数庞大、水资源时空分布严重不均,与发达国家相比,中国在人均水资源占有量和工程配套完善度方面仍有较大提升空间,继续推进水利水电工程建设仍是保障国家水安全的重要战略选择。
基于对全球约一百个国家数据的系统比较分析,可以清晰地观察到水资源开发度与人类发展指数之间存在着显著的正相关关系。人类发展指数是衡量一个国家综合国力和国民福祉水平的重要综合指标,涵盖预期寿命、教育水平和人均国民收入三大维度。二〇一四年,中国人类发展指数为零点七二七,水电开发度为百分之五十二,人均库容约六百立方米,这些指标基本符合较发达发展中国家的典型特征,说明中国的水库与水电建设水平与国民经济社会发展的总体进程是协调一致的,水利水电基础设施建设与国家现代化步伐同步推进。
▲高坝建设安全保障技术——中国方案引领世界
中国在高坝建设领域已形成涵盖土石坝、重力坝、拱坝、胶结颗粒料坝等多种坝型的完整技术体系。在高坝建设中,中国工程界始终将安全保障置于首位,发展出一系列具有自主知识产权的创新理念与先进技术,为世界高坝建设提供了重要参考。怀化消防工程造价
【1】高混凝土坝真实性态仿真、抗高压水劈裂与材料配制技术
混凝土坝是目前世界高坝建设的主导坝型之一。在坝高超过二百米的高坝中,混凝土坝占比超过百分之六十,在中国这一比例达到百分之五十六。随着全球水资源开发向更深层次推进,未来还将修建一系列更高标准的混凝土坝,因此保障高坝全生命周期的安全性具有极为重大的战略意义。
二十世纪是高混凝土坝快速发展的世纪,既取得了辉煌的建设成就,也留下了惨痛的事故教训。胡佛大坝、英古力大坝、大迪克逊大坝、伊泰普大坝等经典工程,以其卓越的建设成就引领了高混凝土坝的技术进步。然而,奥地利科恩布莱恩拱坝、美国德沃夏克大坝、前苏联萨扬舒申斯克大坝等工程都曾发生严重的开裂和渗漏问题,修补加固耗费巨资;法国马尔帕塞拱坝因坝肩失稳发生溃决,造成了重大生命财产损失。中国部分高混凝土坝工程也曾出现严重裂缝和高压水劈裂等危及结构安全的问题。
大量工程事故深刻表明,传统计算方法与建设技术已难以满足现代高混凝土坝安全建设的需求。其内在缺陷主要体现在三个方面:第一,传统计算方法得出的应力场、变形场和稳定安全系数与实际监测数据差异显著,大坝性态预测误差过大,难以为工程决策提供可靠依据;第二,高坝材料在追求高强度与高抗裂性能之间存在着尖锐矛盾,采用传统配合比设计方法难以实现二者的协调统一;第三,高混凝土坝在高水头作用下,高压水劈裂风险突出,一旦发生劈裂破坏,后果极为严重,可能威胁大坝整体安全。免费查询工程造价信息
为破解上述难题,实现大坝“性态可预测、安全可控制”的目标,中国科研团队基于对国内外已建十五座典型拱坝应力状态和开裂范围的大数据分析,提出了适用于三百米级特高坝的有限元等效应力方法与应力控制标准,建立了变形体时程动态稳定分析新方法。通过引入改进的动接触力模型,成功模拟了坝基岩体各滑裂面在静力与地震耦合作用下张开、黏着、滑移的非线性力学行为,提出了以局部变形累积达到临界状态、控制性位移出现拐点作为新的定量评价准则,构建了大坝整体稳定与大坝极限抗震能力评价的全新体系。
传统方法对大坝性态的预测误差普遍偏大,位移预测值与实际观测结果的偏差通常超过百分之三十,坝踵应力状态的预测结果有时甚至与实测值符号相反,无法准确评估大坝的真实安全状态。针对这一关键问题,中国学者提出了高混凝土坝后期温升模型,创立了多缝大坝高效迭代计算模型与排水孔幕模拟的夹层代孔列模型,首次实现了从混凝土浇筑、接缝灌浆、初期蓄水运行到长期服役过程中的老化、劣化全过程的精细化模拟,显著提高了大坝性态的预测精度。以小湾、锦屏一级、大岗山等特高拱坝为例,采用新方法预测初期蓄水至正常蓄水位时三个月内的最大变形值,与实测值的误差分别为百分之零点九、百分之零点一和百分之二点二,而传统方法的计算误差则分别高达百分之三十六点六、百分之七十六点一和百分之三十六点四。这一跨越式进步充分验证了新方法的可靠性与工程适用性。工程造价咨询价格多少
在抗高压水劈裂研究方面,中国科研团队发明了全级配混凝土高压水劈裂模拟试验方法与配套试验装置,通过系统试验论证得出:按照无拉应力准则和有压应力准则设计的二百米以上特高重力坝,均存在高压水劈裂风险。据此提出了抗高压水劈裂的设计方法与控制准则。同时,团队发明了高混凝土坝面柔性防渗结构与坝前自反滤防渗结构,并研制了仿真试验装置,验证了在三百米水头作用下,即使坝踵混凝土裂缝张开宽度不超过八毫米,该结构仍能有效阻止高压水劈裂的扩展。相比传统的增设护坦方案,这种新型柔性防渗与自反滤结构在可靠性和经济性方面均具有明显优势。
在坝工材料领域,美国胡佛大坝采用的低热硅酸盐水泥,每立方米混凝土成本比三峡工程高出百分之三十以上,不具备推广仿制的条件。为保障“千年大计”的三峡工程及二百米以上高混凝土坝的经济安全建设,中国学者发现了多元胶凝粉体的紧密堆积与复合胶凝效应,提出了配制高坝混凝土的全新方法,成功解决了传统方法中高强度与高抗裂性能难以兼顾的技术瓶颈。这一创新成果开启了高坝工程大规模使用一级粉煤灰、石灰石粉作为掺合料的先例。应用于三峡三期工程的四百万立方米混凝土,抗裂系数提升幅度达百分之十三点一至百分之五十点零。当超细粉在胶凝粉体中的掺量达到百分之二十至百分之四十时,可减少浆体用水量百分之十二,进而大幅度降低混凝土的单位用水量与胶凝材料总用量,在提升性能的同时实现了资源节约。广东工程造价分公司