水资源与水工程学报

水文水资源

  • 山西省中西河流域降水径流演变特征及响应关系

    王国庆;金君良;林锦;王建云;刘艳丽;

    正确理解变化环境下气候水文演变趋势对流域水资源评价具有重要意义。以山西省中部中西河流域为研究对象,采用Mann-Kendall方法和有序聚类方法,诊断了1958-2015年降水径流演变规律及径流变化阶段性特征,分析了不同阶段降水径流响应关系。结果表明:近60年来,年降水量和径流量总体呈现减少趋势,平均线性减少率为-1.05mm/a和-1.62mm/a;以1970和1979年为临界点,径流系列呈现3个阶段的变化特征;不同阶段内降水与径流具有较好的相关性,但由于非降水因素的影响,不同阶段降水径流响应关系存在差异;未来应加强进行径流变化归因定量分析研究。

    2017年03期 v.28;No.133 1-4页 [查看摘要][在线阅读][下载 131K]
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  • 毛乌素沙漠南部植被指数的变化规律研究

    刘登峰;王心睿;黄强;孟宪萌;林木;

    为了认识毛乌素沙漠南部植被的变化,基于MODIS的NDVI遥感数据分析了2000-2013年毛乌素沙漠南部植被的变化特征,NDVI年平均值呈上升趋势,年增长率为2.69×10~(-3)/a。各年均值的空间最大值变化幅度不大,基本表现为上升趋势。结合转移矩阵的方法,将NDVI值分为不同级别并建立植被指数转移矩阵,计算分析了NDVI值逐年的级别转移情况。由各年NDVI值较上年的变化及各年植被覆盖级别较上年的变化分析显示,总体NDVI都表现为较上一年变好的趋势,2013年相对2000年的72.37%的像元的植被级别变好。将2013年相对2000年转移矩阵中NDVI值在各等级所占个数进行统计显示,NDVI值由矩阵的下三角向上三角转移,上三角阵中NDVI像元的个数远大于下三角阵,说明NDVI值表现出由低等级向高等级转化的趋势,植被情况逐步转好。整体上,2000-2013年毛乌素沙漠南部整体植被情况在持续转好。

    2017年03期 v.28;No.133 5-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 162K]
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  • 核壳结构纳米铁活化过硫酸盐降解HBCDs的研究

    张慧鸣;范均朝;陈雯铃;孙红文;

    本文旨在建立一种新型的高效去除持久性溴代阻燃剂-六溴环十二烷(HBCDs)的方法。为此,制备了具有核壳结构的纳米零价铁(Fe@Fe_2O_3),用其活化过硫酸盐(S_2O_8~(2-))对HBCDs进行降解去除,并研究了体系p H值、物质的量比、HBCDs初始浓度对降解效率的影响。结果表明:Fe@Fe_2O_3活化S_2O_8~(2-)可产生大量强氧化性自由基,在酸性条件下的降解效率要高于中性和碱性;Fe@Fe_2O_3活化S_2O_8~(2-)的效果要好于Fe2+,当物质的量比为3∶1时,对HBCDs的降解效果最佳,可达70%。可见,改性制备的Fe@Fe_2O_3活化S_2O_8~(2-)可以成为一种较为有效的降解HBCDs技术。

    2017年03期 v.28;No.133 10-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 190K]
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  • 饶河流域未来水资源量变化预测分析

    刘威;张行南;方园皓;

    利用景德镇气象站1961-2001年的实测降水、气温数据以及NCEP再分析数据,建立饶河流域降水、气温的SDSM统计降尺度模型;根据IPCC AR4排放情景特别报告中的A2和B2情景,对HADCM3输出数据进行降尺度处理,预测饶河流域未来时段(2010-2099年)的降水、气温变化情况;与新安江模型进行耦合,得到未来时段饶河流域的水资源量。结果表明:饶河流域未来水资源量持续减少,且A2情景比B2情景的降幅更大,至2080s时期(2070-2099年)昌江支流最大降幅可达31.01%。

    2017年03期 v.28;No.133 15-19+26页 [查看摘要][在线阅读][下载 144K]
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  • 近55年贵州省潜在蒸散量变化特征及影响因子分析

    张波;谷晓平;古书鸿;胡家敏;

    为了解贵州省潜在蒸散的变化特征及影响影子,根据1961-2015年贵州省80个气象观测站的常规观测资料,采用Penman-Monteith公式、回归分析、Mann-Kendall检验分析和GIS空间分析等方法,计算并分析了贵州省潜在蒸散量及其变化特征和影响因子。结果表明:近55年来贵州省ET_0呈下降趋势,空间上总体呈现出南高北低,西高东低,由西南向东北递减的变化趋势;除平均风速外,平均温度、最高温度和相对湿度与ET_0均极显著相关性。

    2017年03期 v.28;No.133 20-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 454K]
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  • 基于SCE-UA算法新安江模型在沣河流域的应用

    邓元倩;李致家;刘甲奇;张汉辰;童冰星;

    为了探索人工试错法和基于SCE-UA算法的自动优选法这两种方法在混合产流地区的拟合效果,选取新安江模型对半湿润半干旱地区陕西沣河流域进行参数优化。探讨基于SCE-UA算法的新安江模型在沣河流域的适用性,重点分析了参数的变化情况,发现两种方法模拟的次洪参数SM、CS变化较大。研究结果表明:基于SCEUA算法的新安江模型在沣河流域适用性较好,相对人工试错法参数取值更加合理,提高了优化速度与模拟精度,具有简便、高效的特点。

    2017年03期 v.28;No.133 27-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 119K]
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  • 海河平原区高氟地下水分布与评估

    张浩;王立明;徐鹤;孔凡青;

    海河平原区是我国政治文化中心和工农业生产基地,也是高氟地下水的重灾区。调查研究该地区高氟地下水的分布规律、影响因素、健康风险对于区域社会经济发展和水生态文明建设具有重要意义。根据2014-2015年海河平原区269眼浅层地下水监测井的氟化物检测数据,研究区地下水中氟化物浓度最高为2.26mg/L。高氟水主要分布在研究区中部,原生地质条件和人类活动是影响高氟水形成的主要因素。采用非致癌物质健康风险评估模型对高氟水地区的健康风险进行了量化评估,该地区氟化物健康风险平均为0.45×10~(-8)。避免高氟水危害应实施水源优选、水质监测、合理开发地下水等多个方面的措施。

    2017年03期 v.28;No.133 32-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 203K]
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  • 泾河平凉市区段径流量变化特征及其影响因素分析

    赵晨宇;王应祥;温珍珠;胡广录;陈宏祥;

    基于平凉水文站(1974-2015年)径流量、温度、降水量和崆峒水库水文站(1977-2015年)径流量资料,应用多种统计分析方法,对泾河平凉市区段径流量年内分配的不均匀性和径流量的年际变化进行了分析,同时对影响径流量变化的因素进行了讨论。结果表明:泾河平凉市区段径流量年内变化呈现不均匀分配,但不均匀性有减小的趋势;泾河平凉市区段径流量年际变化较大,枯水年明显多于丰水年,径流量总体呈现出减小的趋势;影响泾河平凉市区段径流量变化的因素主要为上游崆峒水库站年径流量,人为活动对泾河平凉市区段径流量的影响主要在1993年以后:1994-2009年起到减小的作用,2010-2015年起到增大的作用。

    2017年03期 v.28;No.133 36-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 141K]
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  • 塔里木河中游人工与天然绿洲相互转化过程与适宜比例探讨

    陈超群;吴煜;王健;赵新风;赵乐;

    利用1990、2000、2010年3期Landsat TM/ETM遥感影像,基于RS/GIS技术,分别提取土地利用/覆被类型信息,分析1990-2010年,塔里木河中游人工绿洲和天然绿洲的变化规律及其比例,探讨该区人工绿洲和天然绿洲的适宜配比。结果表明:1990-2010年,塔里木河中游人工绿洲不断扩张,天然绿洲面积不断缩小,1990-2010年人工绿洲面积增加了2 296.69 km~2,天然绿洲面积减少了2 221.5 km~2,扩张速度为114.83 km~2/a,减小速度为111.08 km~2/a;1990-2010年间,塔里木河中游表现为人工绿洲替代天然绿洲的趋势:草地、林地等向耕地转化,草地、林地等向人工建筑用地转化;植被长势衰退:高覆盖草地向中、低覆盖草地转化,中覆盖草地向低覆盖草地转化,灌木林地逐渐退化为草地,低覆盖草地向沙漠转化;塔里木河中游人工与天然绿洲面积比例在近20年呈增加的趋势,在1990、2000、2010年,人工与天然绿洲面积比值分别是1∶39.7,1∶17.4,1∶9.8,平均每增加1份人工绿洲面积就要失去1.7份天然绿洲面积。

    2017年03期 v.28;No.133 42-47+54页 [查看摘要][在线阅读][下载 143K]
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  • 松花江流域冷水鱼潜在分布预测模型研究

    于增知;于宏兵;郑力燕;

    人类过度捕捞和水利工程建设等行为导致水环境污染问题日益严重,对松花江流域冷水鱼资源造成严重破坏。通过2013~2015年间松花江流域冷水鱼野外调查数据,对冷水鱼的资源现状和生存环境特征进行了分析。采用统计学分析方法分析冷水鱼与环境因子的关系,并用逻辑回归分析构建冷水鱼潜在分布模型。结果表明:经度、纬度、海拔、气温对冷水鱼的分布有显著影响;冷水鱼主要分布在各级河流的源头区和上游区域、支流水域、溪流和山区河流中;用所构建模型对松花江流域冷水鱼的潜在分布河段做出预测,预测河段与文献记载相符,说明此模型可以有效预测物种分布。

    2017年03期 v.28;No.133 48-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 377K]
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  • WO3/TiO2光催化剂的制备及光催化产氢性能研究

    宋佳玲;浦婷婷;薛亚楠;王晨晖;方学友;崔立峰;

    针对催化剂TiO_2禁带宽度较宽、光响应范围较窄的问题,对TiO_2进行改性,采用溶胶凝胶法制备了不同复合比例的WO_3/TiO_2催化剂以提高TiO_2的光催化活性。应用SEM,BET,XRD,UV-Vis,FT-IR等方法对催化剂进行表征,分析了不同复合比对WO_3/TiO_2样品形貌、晶型、比表面积和产氢速率的影响。当入射波长为300~600 nm,2%WO_3/TiO_2的吸光度大于TiO_2的吸光度,吸收带边红移。通过300 W氙灯照射进行光解水制氢的测试,评价了不同WO_3/TiO_2样品的光催化分解水产氢活性。结果表明:复合比为2%时,WO_3/TiO_2的光解水产氢活性最佳,最高可达14 445.3μmol/(h·g),其产氢速率是TiO_2的10倍,同时探讨分析了光催化反应机理。这将在太阳能光解水产氢领域有着广泛的应用前景。

    2017年03期 v.28;No.133 55-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 264K]
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  • 北京北运河流域平原区地下水水质空间分布特征

    徐庆勇;陈忠荣;杨巧凤;赵微;

    选取17项指标,采用国标推荐的地下水水质综合质量评价方法,评价了北京北运河流域平原区地下水水质;在map GIS中利用其空间分析功能,采用克里格插值方法,绘制了地下水水质空间分布图,并分析了其空间分布特征、成因及主要影响指标。结果表明:北京北运河流域平原区地下水水质呈现自西北向东南水质逐渐变差的特征。水质空间分布特征的形成是自然条件与人为因素耦合作用的结果。水质较差和极差区的主要影响指标有总硬度、溶解性总固体、硝酸盐氮、氨氮、亚硝酸盐氮、铁和锰。

    2017年03期 v.28;No.133 61-65+71页 [查看摘要][在线阅读][下载 412K]
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  • 近500年黄淮海地区洪旱事件时空变化特征

    闵心怡;王小博;杨传国;程雨春;庞冉;陈堃;

    依据近500年洪旱等级数据,采用滑动平均、累积距平、频率统计、小波分析和Mann-Kendall突变检验和空间分析方法,评估了研究区近500年洪旱灾害时空变化特征。结果表明:黄淮海地区洪旱灾害具有明显的年际和年代际变化,近年来趋向干旱发展。各子区域的年际变化存在一定的差异,突变时段差别较大。洪旱灾害发生周期的空间分布差异性显著,19世纪后半叶以来洪旱灾害频繁。研究结果对于防灾减灾、灾害预测、工程建设以及相关研究等有重要的价值。

    2017年03期 v.28;No.133 66-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 480K]
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  • 江苏滨海平原微承压水层位水土体含盐特征及其相关性分析

    苟富刚;龚绪龙;李进;刘源;

    通过采集测试土样和水样,分析了研究区地下水水化学特征和土体含盐特征。研究表明:江苏滨海平原地区微承压水为海相沉积水,以盐水为主,水化学类型主要为Cl-Na。微承压水盐分主要来自海水。成井层位土体含盐量较高,以弱盐渍土为主,盐渍土类型为氯盐渍土。土中盐分主要来自海水浸渍,且地下水中的Na+与地层中的交换性钙离子、镁离子产生了阳离子交换。土中易溶盐主要指标和地下水主要指标对应呈线性正相关,建立了矿化度和成井层位土体易溶盐各指标的线性回归模型,并采用HYRD1号井进行了验证,效果良好,说明了土体盐度分析在地下水咸化中的指示作用。

    2017年03期 v.28;No.133 72-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 162K]
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  • 干旱半干旱区煤炭资源开采对水资源及植被生态影响综述

    王强民;赵明;

    煤炭资源开采对水资源的赋存和循环产生相当程度的破坏,进而影响到对水资源依赖性较强的表生植被生态,尤其在干旱半干旱地区。着重阐述了煤炭资源开采对地表水、地下水、土壤水以及植被生态的影响,介绍了旱区地下水和植被生态的关系,重点分析了旱区植被生态耗水的最新研究进展,并对后期相关研究的开展提出了可行性建议。本研究有助于认识旱区煤炭资源开采对水资源的影响及其引发的生态效应,为今后采煤工艺改善、地下水资源开发和生态环境保护提供科学依据。

    2017年03期 v.28;No.133 77-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 106K]
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  • 人类活动影响下的陕西省水资源脆弱性评价

    刘珍;文彦君;韩梅;朱婵婵;刘少华;

    随着人口的增长,水资源供需矛盾成为制约陕西省社会经济可持续发展的重要因素之一,人类活动对陕西省水资源脆弱现状的影响越来越大。通过收集陕西省水资源、人口以及社会经济相关数据,采用函数评价方法,对陕西省10个省辖市及杨凌示范区进行水资源脆弱性评价并简要分析影响因素。结果表明:陕西省水资源脆弱性的空间差异较大,关中地区面临更严重的水资源供需问题;渭南、咸阳、杨凌3市(区)属于极脆弱区,商洛水资源脆弱性属于弱脆弱区;陕西省水资源开发利用率水资源脆弱性与水资源开发利用率存在较好的正相关关系。缩小水资源空间差异,提高水资源开发利用率对于陕西省水资源管理工作势在必行。

    2017年03期 v.28;No.133 82-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 138K]
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  • 不同改进灰色模型在广西年用水量预测中的应用研究

    杜懿;麻荣永;

    以广西全区2005-2014年的年用水量资料作为建模数据,采用灰色GM(1,1)模型进行预测研究。为了提高预测精度,分别对传统灰色GM(1,1)模型进行了不同方式的改进,通过比较发现4种灰色模型的预测结果均较理想,平均精度达到了99.5%。其中传统灰色GM(1,1)模型为99.0%、函数变换改进的灰色模型为99.4%、残差修正后的灰色模型为99.7%、经弱化算子处理后的灰色模型为99.9%,同时也充分验证了灰色模型在广西年用水量预测中的可靠性。

    2017年03期 v.28;No.133 87-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 103K]
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  • AGPSO-MEPP模型在云南省水安全动态评价中的应用

    祝秀信;

    从生命安全、经济安全、社会安全和生态安全4个方面选取20个指标构建区域水安全动态评价指标体系和分级标准。利用自治粒子群优化(AGPSO)算法寻优最大熵投影寻踪(MEPP)技术最佳投影方向,提出AGPSOMEPP水安全评价模型,并分别构建加速粒子群优化(APSO)算法、惯性权重线性递减粒子群优化(LDWPSO)算法和基本粒子群优化(PSO)算法-MEPP模型作对比模型对云南省2006-2015年及2020年水安全进行评价。结果表明:AGPSO寻优MEPP目标函数获得的最优值、最差值、平均值和标准差均优于APSO、LDWPSO和PSO算法,具有较好的全局极值寻优能力;AGPSO-MEPP模型对云南省2006-2013年水安全评价为"不安全",2014-2015年评价为"基本安全",2020年评价为"安全"。2006-2015年的10年间云南省水安全随时间呈提升趋势,且提升趋势显著;AGPSO-MEPP模型对云南省水安全评价结果与APSO-MEPP模型相同,但在排序上存在差异;与LDWPSO-MEPP、PSO-MEPP模型在评价结果及排序上均存在差异。其中,与PSO-MEPP模型的评价及排序结果差异最为显著,表明算法的极值寻优能力决定着评价精度的高低。

    2017年03期 v.28;No.133 91-97+104页 [查看摘要][在线阅读][下载 145K]
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  • 渭河源区水文气象要素演变趋势及阶段性分析

    姜丽红;贾杰;

    研究渭河源区水文气象要素变化特征,并进一步分析各个要素之间的相互关系,为渭河源区水资源的合理开发利用提供科学依据与技术支撑。采用坎德尔秩次相关、斯波曼秩次相关、线性趋势回归检验法对渭河源区水文气象要素变化趋势进行检验,利用M-K检验法找出各要素的突变年份,运用多元线性回归分析法分析不同阶段降雨、蒸发量对径流量的影响程度。结果表明:近30年来渭河源区年降水量与四季降水量均呈不显著减少趋势,年蒸发量与春、夏季蒸发量呈显著增加趋势,年径流量与夏季径流量呈显著减少趋势,冬季径流量呈不显著增加趋势。年降水量和年径流量均在1993年发生显著性突变,年蒸发量在1990年发生显著性突变。分析得出:1981-1993年年径流量变化主要受降水量变化影响,1994-2010年径流量变化主要受蒸发量变化影响。

    2017年03期 v.28;No.133 98-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 169K]
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水利水电工程

  • 螺旋侧板截面形状对Spar平台涡激运动的影响研究

    张楠;李春;丁勤卫;郝文星;王东华;

    处于深水中的Spar平台两侧不断产生周期性漩涡脱落,极易诱发涡激运动,缩短平台疲劳寿命。为探究不同截面形状螺旋侧板对漂浮式风力机Spar平台涡激运动的影响,采用大涡模拟(LES)方法,对亚临界雷诺数流动状态下附加不同截面形状螺旋侧板的平台进行研究,并与光滑平台进行对比,分析其水动力系数及尾涡发放特点。研究表明:螺旋侧板在有效抑制平台升力系数的同时,还会增加阻力系数,圆形截面侧板对平台升力系数的降幅最大,阻力系数增幅最小;螺旋侧板的存在使漩涡脱落频率整体减小,从单一主频发放变为主频和次频发放;圆形截面侧板的漩涡脱落点距离平台最远,发放最为迟缓;在研究范围内,发现圆形截面侧板抑涡效果最佳。

    2017年03期 v.28;No.133 105-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 311K]
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  • 基于改进多目标粒子群算法的南水北调东线江苏段工程联合优化调度研究

    闻昕;王志;方国华;郭玉雪;周磊;

    针对南水北调东线江苏段工程优化调度问题,构建协调系统缺水量和抽江水量两目标的联合优化调度模型,研发基于改进多目标粒子群算法的模型求解方法,建立组合赋权-TOPISIS方法进行多属性决策方法,形成基于"两线-三湖-四水源-六区间"的水资源调配空间格局,提出以大型泵站工程为核心的骨干枢纽联合调度方案。在50%、75%和95%来水条件下,经优化调度后受水区缺水量与常规调度相比分别降低了10.2×10~8m~3、16.4×10~8m~3、7.1×10~8m~3,系统抽江水量分别减少了17.4×10~8m~3、14.8×10~8m~3和12.2×10~8m~3。该方案可有效提高供水保障水平,充分发挥三大湖泊的调蓄能力,降低系统运行成本,具有显著的社会、经济等综合效益。

    2017年03期 v.28;No.133 110-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 200K]
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  • 基于物联网的水库供水模拟与实时预警系统研究

    王坤;杨姗姗;徐征和;孔珂;丛鑫;徐晶;王江婷;

    水库供水预警对水资源的综合利用以及可持续发展具有重要的理论意义和实用价值。锦绣川水库作为济南市南部山区重要的饮用水源地,其供水预警系统建立显得尤为重要。以锦绣川水库为研究对象,利用先进的物联网技术,建立了监测和服务平台。并选用MIKE11 HD河道模拟软件对不同工况下的供、用水过程进行仿真模拟。通过分析河道水位流量变化规律,结合水库实际情况和物联网平台功能,建立了有效的供水预警系统,为水库水资源合理利用及优化调度提供支撑。

    2017年03期 v.28;No.133 117-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 244K]
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  • 多元线性回归与BP神经网络模型在次洪量预测中的对比研究

    冯鑫伟;黄领梅;沈冰;

    针对半干旱地区次洪量预测问题,选取岔巴沟流域曹坪水文站1980-2010年中15场洪水资料,根据实测次暴雨、洪量资料,考虑淤地坝控制面积、次暴雨量、暴雨中心位置、前期影响雨量等因子,利用SPSS及MATLAB软件,建立用以预测次洪量的多元线性回归模型和BP神经网络模型。模型预测结果比较表明:多元线性回归模型和BP神经网络模型都能较好地应用于次洪量的预测,进一步得出BP神经网络模型的预测效果优于多元线性回归模型。研究结果可为淤地坝的安全度汛提供决策依据。

    2017年03期 v.28;No.133 123-126+133页 [查看摘要][在线阅读][下载 164K]
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  • 基于MIKE FLOOD的暴雨积涝模型在川沙地区的应用

    黄琳煜;李迷;聂秋月;包为民;石朋;

    前期以上海市浦东新区惠南镇为研究区域,以MIKE FLOOD为平台,耦合MIKE URBAN与MIKE 21,搭建暴雨积涝模型。将其应用于浦东川沙地区,以提高应对内涝灾害的能力。选取"2015-06-17"降雨灾情验证模型,并取得较好结果。应用模型评估研究区域现状雨水管网排水能力,大部分管道不满足1年一遇降雨的设计要求。分析主要易涝点及积水原因,模拟不同降雨重现期和不同水位边界工况下的积涝,以及评估对应的内涝风险,从而为防汛部门提供排涝减灾对策依据。

    2017年03期 v.28;No.133 127-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 359K]
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  • 基于文献计量的我国城市内涝研究进展

    韩浩;姜仁贵;解建仓;于翔;汪雅梅;

    以CNKI中国期刊全文数据库中2000-2015年的城市内涝研究相关文献为基础,采用文献计量软件SATI对已发表文献的年度频次、高频关键词以及期刊来源进行统计分析,借助Ucinet绘制高频关键词网络知识图谱,运用SPSS软件对20个高频关键词进行共词网络、聚类和多维尺度分析。结果发现,城市内涝主要研究热点包括城市内涝机理研究、城市内涝过程仿真与模拟、城市内涝应对管理,城市防洪排涝体系建设仍是重要的研究内容,海绵城市建设和低影响开发的研究将会是新的研究热点与发展趋势。

    2017年03期 v.28;No.133 134-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 146K]
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  • 基于泄洪移民区域分汊河道泄流相互影响的模型试验研究

    王毓莹;

    基于政府的组织行为、政府的协调行为和政府的监督行为与行洪移民区域后期扶持的具体工作的研究,治淮工程移民安置方案产生31.2亿元的投资。移民区域的大小与安全行洪区范围直接相关,分汊河道行洪的最佳分流比决定了行洪的安全与否。为了探讨复杂并联泄洪河道中不同的闸门控制对泄流的影响,论文结合淮河入江水道归江控制段模型试验,对复杂分汊并联河道的分流比及其流态对河道的稳定等进行了分析研究。通过对所采集的水位流量资料进行理论分析,按照不同的闸门开度组合,结合水面流态,系统分析入江水道中下段分汊并联河道在不同的流量下最优闸门开度组合及支汊分流比。单闸控制,主汊河道闸门开度一定时,分流比随着总泄流量增加而减小,两支汊河道分流比基本相同,且随总泄流量增加而增加。双闸控制,主汊河道和支汊河道闸门组合调节时,主汊分流比同单闸控制,支汊分流比变化量来自主汊,不影响其他支汊河道分流比。最优闸门开度为主汊单闸控制2/3开度,最优分流比为76%、12%、12%,在此分流比下行洪,将保持移民后期区域不扩大或缩小。

    2017年03期 v.28;No.133 139-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 283K]
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  • 汛限水位动态控制在石门水库主汛期调度中的应用研究

    黄灵芝;李守义;司政;

    在汛限水位静态控制的运行方式下常导致水库汛期不敢蓄水,汛后库水位却常常达不到正常蓄水位,极大地限制了水库兴利效益,造成水资源浪费。以石门水库为例,针对其静态汛限水位运行的现状,分析该运行方式下对水库兴利效益的影响,提出采用汛限水位动态控制的方法来提高水资源利用率。实际调度中,结合石门水库天气、水文等预报信息,采用预蓄预泄方法,分析汛限水位动态控制的上下限,给出了动态控制的调度策略,并以"20110728"洪水对比了两种调度方式。结果表明:当预报降雨或洪水偏小时,可抬高汛限水位最高至617.5 m,拦蓄洪尾,有效增加水库的蓄水量;当预报降雨或洪水偏大时,可降低汛限水位最低至610.0 m,腾空库容,迎接洪水。

    2017年03期 v.28;No.133 146-150+157页 [查看摘要][在线阅读][下载 124K]
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  • 徐州城市供水水源地降落漏斗演变及成因分析

    武鑫;黄敬军;缪世贤;姜素;崔龙玉;

    徐州市岩溶水强烈开采形成明显的水位降落漏斗,引发了岩溶地面塌陷、地裂缝、地下水污染等一系列环境地质问题。通过对水源地水位降落漏斗形成演化的分析,得出研究区水位漏斗演化的3个阶段:增采阶段-水位下降(20世纪80年代)、控采阶段-水位平稳(20世纪90年代)、压/禁采阶段-水位回升(2000年以来);地表水资源缺乏、城市生活及工业发展过度依赖岩溶水,城市化面积增大、有效入渗补给量减小,矿坑疏干排水、增大岩溶水排泄量等为水位降落漏斗形成演化的主要影响因素;通过对岩溶水开采量、年平均降水量、土地硬化面积与漏斗水位进行多元相关分析,得出岩溶水开采量为岩溶水水位持续下降及漏斗形成与演变的主导因素。提出岩溶水超采情况下的水资源保障对策:控采岩溶水,制定不同管理目标下的地下水水位控制红线;修建水库、植树造林,扩大岩溶水水源涵养区;利用采空区修建地下水库等,实现地表水、地下水、矿井水及城市雨水的优化分配。

    2017年03期 v.28;No.133 151-157页 [查看摘要][在线阅读][下载 266K]
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  • 水源热泵影响下地下水温度主控因素关联度分析

    陈文芳;杜尚海;陈蕾;袁梦丽;

    为研究地下水源热泵长期影响下,地下水温度主控因素的变化特征,选择安阳市第五人民医院为研究区,将地下水温度作为典型的灰色系统进行研究,采用灰色关联度的计算方法进行地下水温度、地下水位埋深、气温、降水量以及回水井水温之间的关联度分析,获取地下水温变化的主控因素。研究结果表明:在不受水源热泵影响时,地下水位埋深是地下水温度的主控因素。在水源热泵影响下,地下水温受气温、降水量、地下水位埋深和回水井水温的共同影响:在垂向上,回水井水温对监测井水温的影响程度随着深度的增大而逐渐降低,地下水温度的主控因素由回水井水温转变为地下水位埋深,在水平方向上,回水井水温对监测井水温的影响程度随着距离的增大而逐渐减小,地下水温度的主控因素由回水井水温转变为气温和地下水位埋深。

    2017年03期 v.28;No.133 158-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 188K]
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  • 基于支持向量机决策树的泵站稳态工况运行下状态识别

    洪建;李臣明;高红民;

    根据统计学理论提出一种基于决策树支持向量机的泵站状态识别方法,支持向量机是基于统计学理论发展而来的学习方法,在处理小样本,非线性,高维数的问题上较为出色。泵站系统数据往往维度较高,通过主成分分析将数据压缩降维,利用处理过后的数据对三级支持向量机进行训练结合决策树建立泵站运行状态判别模型,进行泵站稳态运行下的状态识别。实验表明:该方法优点是训练时间短,识别准确度高,具有较强鲁棒性。

    2017年03期 v.28;No.133 163-167页 [查看摘要][在线阅读][下载 181K]
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  • 混流式水轮机尾水管涡带及压力脉动数值模拟

    齐继贺;

    应用ANSYS等相关软件对混流式水轮机进行全流道非定常数值模拟,分析了在偏工况下低流量的3种随开度不断变化的工况,模拟由部分负荷区到高部分负荷区的尾水管涡带及压力脉动的变化情况。应用CFD数值模拟,观察到尾水管随导叶不同开度变化时,尾水管涡带由双螺旋涡带到单螺旋涡带至柱状涡带的变化过程,并分析了相应工况之间的压力脉动频率及脉动幅值的变化规律。这对尾水管压力脉动产生机理的深入研究有着十分重要的意义。

    2017年03期 v.28;No.133 168-172页 [查看摘要][在线阅读][下载 357K]
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水工结构工程

  • 单桩基础海上风力机遭遇船舶撞击的动力响应分析

    周红杰;李春;丁勤卫;郝文星;

    为研究单桩基础海上风力机遭遇船舶撞击的动力响应特性,建立基于国内某单桩柱式的3MW风力机与船舶碰撞模型,运用显式动力学理论并结合非线性有限元方法,通过LS-DYNA模拟5000t船舶以不同速度撞击风力机过的动力响应过程。结果表明:碰撞持续的时间和最大接触力随着速度的增加而增加;碰撞结束后,船舶回弹动能与初始动能之比随着速度的增加而减少,但结构变形能与初始动能之比随着速度的增加而增加;当船舶速度为2 m/s时,碰撞主要为塑性碰撞,撞深为0.675 m,塔顶风力机最大位移和加速度分别为2.3 m和29 m/s~2。

    2017年03期 v.28;No.133 173-178+185页 [查看摘要][在线阅读][下载 388K]
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  • 温度影响下基于曲率模态的梁式桥损伤识别

    周奎;申美玲;

    利用曲率模态范数作为损伤特征参数,对简支梁桥模型进行损伤识别数值模拟。考虑了温度对损伤识别的影响,并采用主成份分析法给予剔除,进而实现简支梁桥模型的轻微损伤识别。首先,介绍温度影响的机理,数值模拟方式和剔除方法;然后针对简支梁在不同温度条件下存在不同程度的轻微损伤,利用曲率模态范数进行了温度影响剔除后的损伤识别,并得出以下结论:温度影响可能对梁式桥的损伤识别产生不良影响,甚至会造成误判;经主成份分析法剔除温度影响后的曲率模态范数,可对梁式桥的轻微损伤做出存在与否的准确判断并定量分析。

    2017年03期 v.28;No.133 179-185页 [查看摘要][在线阅读][下载 165K]
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  • 玄武岩纤维和纳米二氧化硅加筋上海黏土的抗剪强度试验研究

    璩继立;胡晨凯;赵超男;

    为了了解玄武岩纤维和纳米二氧化硅加筋土的剪切强度特性,采用玄武岩纤维和纳米二氧化硅作为加筋材料以单掺或复掺形式掺入上海黏土,进行直剪试验,通过改变二者加筋率研究这二者对上海黏土的抗剪强度的影响。试验表明:玄武岩纤维可以有效提高上海黏土的抗剪强度,质量加筋率为0.5%时效果最佳;纳米二氧化硅也能提高上海黏土的抗剪强度,质量加筋率为1.0%时效果最好;同时加入玄武岩纤维和纳米二氧化硅能进一步提升土的抗剪强度,0.5%玄武岩纤维和1.0%纳米二氧化硅的组合效果最好;加入玄武岩纤维和纳米二氧化硅对土的黏聚力提升较大,内摩擦角提升较小。

    2017年03期 v.28;No.133 186-192页 [查看摘要][在线阅读][下载 199K]
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  • 引水工程大流量渡槽结构型式选择

    李建伟;洪振国;

    针对工程等级高、过水流量大、抗震设防要求高的引水工程,渡槽结构型式选择存在工程技术难题,根据引水工程渡槽槽墩较高、荷载大、结构断面大、沉降变形影响因素较为复杂特点,进行了渡槽支承型式、槽身截面形式、渡槽墩身的比选。结果表明:简支结构具有减少施工难度和不均匀沉降对槽体结构应力影响,简化结构受力条件,简支结构较为有利优点。空心重力墩具有节省材料,充分利用材料强度,刚度较大,墩身质量较轻,抗震能力和抗冲击强,高度较大优点,对类似工程设计具有参考意义。

    2017年03期 v.28;No.133 193-197页 [查看摘要][在线阅读][下载 269K]
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岩土工程

  • K-means聚类神经网络在边坡稳定性评价中的应用探究

    徐哲;胡焕校;邓超;

    边坡稳定性研究内容具有非线性,复杂性,影响因素繁杂等特点,为了寻求对于边坡稳定性更加准确的评价,提出基于K-means聚类及神经网络的边坡稳定性评价模型,并发现K-means神经网络运用在边坡稳定性分析中具有可行的预测性及良好的精确度。针对K-means聚类对数据内在结构高效分层归并能力及神经网络自学习能力的优缺点,选定45组实验数据,并选择其中容重、内摩擦角、黏聚力、坡角、坡高、孔隙水压力比6个影响因素,通过改进的K-means聚类方法进行分析并筛选出有效数据,再通过神经网络对输入的数据进行大量训练不断调整权值,输出稳定性评价安全系数。预测结果显示,此模型对边坡稳定性评价预测能力高于同类型分析方法。

    2017年03期 v.28;No.133 198-204页 [查看摘要][在线阅读][下载 131K]
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  • 基于极限学习机的隧洞岩体蠕变参数反分析方法

    张阳茁;杨杰;程琳;唐友山;

    以某水电站坝区左岸导流洞工程为依托,将极限学习机(ELM)应用于隧洞岩体蠕变参数反演计算中。通过正交实验设计,确定导流洞出口段的16组岩体力学参数,选取其中的14组用FLAC3D中的Cvisc模型进行数值分析,根据各组蠕变参数和与其对应的各测点计算位移,对ELM网络进行训练,输入岩体中关键点实际监测的位移变化过程线,反演出相应的岩体蠕变参数确定二者之间的非线性关系,其余两组用于检验训练结果。将该模型应用于某水电站左岸隧洞岩体蠕变参数反演分析中,计算结果与实测位移值拟合较好,说明该模型简单、实用,具有良好的反演精度,可满足工程设计要求。

    2017年03期 v.28;No.133 205-210页 [查看摘要][在线阅读][下载 229K]
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  • 单裂隙辐射流渗流试验研究

    罗吉鹏;柴军瑞;许增光;覃源;

    通过裂隙辐射流渗流试验装置对人工裂隙进行不同法向荷载下渗流试验,分析法向应力和渗流压力对渗流量的影响机理。各级法向荷载下裂隙面冲刷痕迹大体接近,被冲刷的区域集中在试件中心进水口处,进水口附近水流产生较大紊动。不同法向应力下渗流量与入渗水头近似呈线性关系,说明了试验过程中裂隙水的运动特性符合达西定律;相同入渗水压下的渗流量大致相同,上下试件之间的接触状态不随法向应力的加大发生变化,而是维持一个稳定的裂隙开度。入渗水压从0.1 MPa到0.2 MPa之间水头损失增加较快,0.2 MPa后增速变慢且趋近直线;水头损失百分比曲线呈现先增大后减小的规律,拟合曲线为三次多项式。

    2017年03期 v.28;No.133 211-215页 [查看摘要][在线阅读][下载 200K]
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  • 不同开挖方式对软土区深基坑连续墙变形的影响分析

    孟伟波;郑钰涛;陈有亮;

    以上海地区某地下变电站深基坑工程为背景,根据工程实测数据分析基坑开挖对支护结构变形的影响规律。结果表明:基坑开挖过程中,连续墙的位移呈抛物线形,且位移值随着开挖深度增加而增加,但最大水平位移的位置始终保持在开挖面附近;基坑支护结构的变形受到明显的坑角效应影响。采用有限元软件Plaxis分别对该工程顺作法和逆作法施工过程进行数值模拟,通过分析比较得出不同施工方案对基坑变形的影响规律。将数值模拟结果与实测数据对比,分析逆作法施工方案的可行性与优势。

    2017年03期 v.28;No.133 216-220页 [查看摘要][在线阅读][下载 162K]
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农业水土工程

  • 基于物联网的水肥一体化智能灌溉系统设计及效益分析

    师志刚;刘群昌;白美健;史源;张守都;

    基于灌溉现代化发展需求和节水省工的目的,以物联网技术为支撑,对水肥一体化智能灌溉系统进行设计及效益分析。该系统主要包括智慧平台(信息中心),田间灌溉控制系统,智能施肥系统,农田气象环境监测系统,远程土壤墒情测报系统,远程管道压力、流量监测系统,远程作物长势视频监测系统,能效监测系统等8个组成部分。效益敏感性分析结果表明,物联网水肥一体化智能灌溉系统的年效益在其经济内部收益率指标中最为敏感,故该系统与普通滴灌工程相比投资虽较大,但年效益的提高使其在应用年限中获得较高的经济内部收益率,从而极大提高灌溉系统的收益创造能力。应用效果显示,物联网水肥一体化智能灌溉系统省工节水效果显著,随着科技的不断进步与水利信息化的发展趋势,有着良好的应用前景。

    2017年03期 v.28;No.133 221-227页 [查看摘要][在线阅读][下载 247K]
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  • 基于农作物水足迹的济南市农业用水评价

    杨裕恒;曹升乐;付雅君;李晶莹;

    水足迹是评价一个地区水资源利用模式以及消费模式的新方法。基于水足迹理论,计算了1997-2013年济南市农作物用水量、进出口虚拟水量、水足迹值,分析了济南市农业水资源状况与农业水资源安全状况。结果表明:济南市水足迹组成中绿水、蓝水、灰水足迹均呈现逐年增加趋势;农产品水足迹中小麦、玉米、蔬菜3类作物对济南市农业具有支撑作用;农业水安全方面,济南市多年平均水资源匮乏度为536%,水资源压力指数高达789%,农业人均水足迹为717.9 m~3。总而言之,济南市农业水资源压力巨大,水资源匮乏严重,需要提高当地水资源的可调蓄性,优化种植结构与虚拟水进口种类,强化节水工作。

    2017年03期 v.28;No.133 228-233页 [查看摘要][在线阅读][下载 181K]
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  • 地区农业节水灌溉项目投资方案优选——基于格序理论与组合赋权的决策方法

    王丰凯;吴凤平;于倩雯;朱玮;

    为对地区农业节水灌溉项目投资做出科学决策,结合项目投资决策的不确定性、多目标性等特点,针对单一主观或者客观赋权方法的缺陷问题,提出一种基于格序理论与组合赋权的地区农业节水灌溉项目投资方案优选决策方法。首先,通过构建优化模型对决策指标的主、客观权重进行优化组合,求得组合权重值;然后,运用格序决策理论,构建农业节水灌溉项目投资方案优选模型,结合加权Kaufmann距离的概念,对备选方案进行优选排序;最后,结合算例验证该方法的可行性和有效性。

    2017年03期 v.28;No.133 234-238+243页 [查看摘要][在线阅读][下载 129K]
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  • 陕西卤泊滩改良盐渍农田实际蒸散发估算方法比较

    郭雪蕊;黄领梅;沈冰;

    蒸散发是能量循环与水循环的结合,准确测定与估算区域蒸散发对水资源规划与管理、农业节水研究、作物产量模拟等方面具有重要的现实意义。以陕西省富平县改良盐渍农田为研究对象,以涡度相关法的实测资料为基准,采用Hargreaves-Samani法(HS法)、修正的彭曼-蒙蒂斯法(P-M法)、Priestley-Taylor法(P-T法)估算盐渍农田实际蒸散量,比较并检验了在不同时间尺度,不同生育期,不同天气条件下这些估算方法的精度,以期为类似盐渍农田蒸散量估算提供借鉴。计算结果表明:在研究期内,P-M法估算效果最优,P-T法次之,HS法效果较差,且精度允许范围内,从计算方法的繁简与需求资料难易角度考虑,P-T法较P-M法更适合。

    2017年03期 v.28;No.133 239-243页 [查看摘要][在线阅读][下载 143K]
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  • 作物分布对灌溉水流推进阻力实验研究

    王浩岚;张升堂;李红;王雪瑞;曲军霖;

    现代化农业中,农作物在田面有规律的分布,会对灌溉水流的推进产生影响,作物在不同分布间距的情况下,水流阻力会有不同的变化。通过建立水力学模型,试验分析作物分布间距及灌溉水深变化对水流阻力的影响作用。结果表明:随着平均水深的不断增大,沿程阻力系数在整体上呈增大态势。不同坡度下均有沿程阻力系数随作物分布间距减小而增大的规律。且水深愈大不同植物分布间距沿程阻力系数的差异愈大。实验结果对合理布局作物分布,使灌溉水流在作物间有效可控地推进具有一定价值。

    2017年03期 v.28;No.133 244-248页 [查看摘要][在线阅读][下载 104K]
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