（1）课题来源与背景； "严寒地区露天输水管道保温及敷设技术研究"来源于黑龙江省水利厅科研开发项目，合同编号为201316。在冬季露天输水管道最重要的是管道的保温，结合我省气候条件和输水管线敷设地质情况，解决严寒地区露天输水管道敷设技术难题；解决严寒地区冬季输水管道保温技术问题；解决严寒地区冬期露天输水运行期间无技术参数可循的问题。上述问题的解决，不仅为严寒地区露天输水保温管道的敷设和保温提供科学可靠的技术支撑，还将对严寒地区露天输水安全提供保障。研究成果将填补严寒地区保温输水管道露天敷设技术和保温技术、冬期运行的空白，技术达到国际先进、国内领先水平，为严寒地区露天长距离保温管道敷设和正常运行提供科学可靠的技术支撑。 （2）研究目的与意义 严寒地区露天输水保温管道敷设技术和冬期输水技术关键问题的解决，为我省未来"北水南调"工程在复杂地质条件下采用露天输水管道敷设技术以及哈尔滨市解决江北岸城市供饮用水管线的敷设提供科学可靠技术支撑，对我省经济和城市发展及水资源有效利用具有重要的意义，也为我国"三北"地区类似水利工程建设及城镇饮用水供水工程提供技术储备。 （3）主要论点与论据 1）对输水管道的保温材料聚氨酯进行不同温度下的导热系数的测定，主要温度范围为-50℃至50℃，并对该温度范围内的聚氨酯的吸水率与含水率进行测定，通过与其他现用的保温材料相关性能的比较，对含水率与导热系数的定量分析，得出含水率与导热系数的关系。 2）采用相关的标准测定不同温度下聚乙烯的各种力学性能，主要包括抗拉性能、压缩性能、剪切强度以及耐老化性能。 3）在输送热水以及输送冷水两种情况下的保温层厚度计算进行保温计算，同时对现有的计算公式进行改进，得到适用于黑龙江等寒冷地区的露天输水保温管道的保温层厚度计算。 4）严寒条件下管道的漏水可通过传感器采集管道的电阻变化进行测试，对于露天敷设的管道，拟采用混凝土进行支护，局部漏水后，会导致混凝土电阻的变化，因此，预埋混凝土电阻传感器进行局部管道漏水的监测是可行的。 5）介绍了朗格思特哈尔滨环保节能产品制造有限公司的卫星监测技术的应用状况，并根据保温管道的技术特点，针对黑龙江省的地域特点，拟定管道露天敷设的技术方案，包括冻土区管道工程敷设方式结构设计；冻土区管道工程地基基础的热稳定计算；冻土区管道架空支架结构设计。 （4）创见与创新 1）对露天输水管道保温材料（聚氨酯）与管道外护材料（HDPE）选取科学，配置合理，保温与防护性能良好，提出了保温层设计计算方法和防冻结保温层设计方法，采用ANSYS软件模拟了夏冬两季条件下，低温输水管道的应力、变形和温度分布情况，能够满足严寒地区对露天输水管道的技术要求。 2）确定管道敷设的设计准则，提出冻土地区管道工程敷设方式结构设计、地基及基础的热稳定计算、管道架空支架结构设计，能够指导严寒地区露天输水管道的设计与施工应用。 3）研制多功能混凝土性能变化的电阻率传感器，提出严寒地区露天输水管道漏水监测方法与支护混凝土施工技术，对于管道的施工、监控、维修具有支撑作用。 研究成果填补了严寒地区露天输水管道技术空白，达到了国内领先水平。编制严寒地区露天输水管道保温技术标准1部，编制严寒地区保温输水管道露天敷设技术标准1部，形成具有自主知识产权的专利技术4项，发表文章5篇，其中SCI2篇，国内核心3篇。 （5）社会经济效益，存在的问题 严寒地区露天输水保温管道敷设技术和冬期输水技术关键问题的解决，为我省未来"北水南调"工程在复杂地质条件下采用露天输水管道敷设技术以及哈尔滨市解决江北岸城市供饮用水管线的敷设提供科学可靠技术支撑，对我省经济和城市发展及水资源有效利用具有重要的意义，也为我国"三北"地区类似水利工程建设及城镇饮用水供水工程提供技术储备。2015年哈尔滨工业大学与黑龙江省水利科学研究院系统研究了露天输水管道的保温设计方法和管道敷设技术，2016年编制了两部相关规范，并在朗格斯特公司的协助下对管道材料的各项性能进行了系统的分析、测试和实际管道的评价工作，2017年相关成果陆续发表在国内外期刊，收到了业内的广泛关注。 （6）历年获奖情况； 无

黑龙江省水利科学研究院

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