南水北调与水利科技(中英文)
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    2022,20(1):1-8, DOI:
    [摘要] (274) [HTML] (0) [PDF 1.21 M] (328)
    摘要:
    在对水科学、人水关系学分析的基础上,从水科学的10个分支中的人水关系研究出发,论述人水关系学研究是水科学的核心与纽带这一论断。同时,针对跨流域调水工程论证、大江大河干流水利枢纽建设、洪涝与干旱灾害防治、跨界河流分水4个焦点问题,基于人水关系学视角,探讨这4个问题存在的误区及解决途径,为类似复杂问题的解决提供一种新思路。
    2022,20(1):9-20, DOI:
    [摘要] (170) [HTML] (0) [PDF 1.25 M] (376)
    摘要:
    在水资源多维承载要素解析的基础上,从“量-质-域-流”4个维度构建水资源承载力评价指标体系;引入“单指标量化-多指标综合-多准则集成”(SMI-P)综合评价方法,采用层次分析法和熵权法的主客组合赋权法确定评价指标权重,建立基于SMI-P法的水资源承载力评估模型。将建立的评价指标体系与评估模型应用于太原市水资源承载力评价,结果表明:2009—2018年太原市各维度水资源承载力指数均呈上升趋势,水资源综合承载力处于超载状态;未来太原市水生态环境保护工作应主要集中在污水治理、湿地修复、水土流失治理等方面,即主要提高太原市水质和水域维度承载力。
    2022,20(1):21-29, DOI:
    [摘要] (117) [HTML] (0) [PDF 1.29 M] (280)
    摘要:
    为研究不同低影响开发(low impact development,LID)组合[JP2]对雨水源头控制和污染负荷削减效果,以淮南市某一工业园区为研究对象,基于暴雨洪水管理模型(storm water management model,SWMM)构建5种LID组合方案。在不同重现期下,对5种方案进行水量水质模拟,分析不同方案对径流量、洪峰流量及污染物质量浓度的削减效果,并利用生命周期成本分析和效益货币化分析对5种方案进行比选,选出最合适研究区的LID组合方案。结果表明:绿色屋顶、雨水罐、雨水花园和透水铺装组合方案对径流量和污染物的削减效果最好,绿色屋顶、雨水罐、植被浅沟和透水铺装组合方案对洪峰流量的削减效果最好。成本效益分析显示,雨水罐、雨水花园和透水[JP]铺装组合方案的投资回报比最高;不同的LID方案对水质水量均有一定的削减效果,但随着重现期的增大,削减效果均有不同程度的降低。
    2022,20(1):30-39, DOI:
    摘要:
    针对包气带增厚条件下降水入渗变化问题,在华北山前平原滹沱河冲洪积扇典型包气带增厚区实施地质钻孔,通过采样钻杆前端特制的内置环刀取样器,采用无循环液压入法获取原状土样,测试深厚包气剖面土体结构参数、含水量和氯离子质量浓度;利用氯离子示踪方法研究厚达45 m包气带的水分运移规律,重建深厚包气带地区降水补给历史,评价降水补给强度。结果表明:45 m包气带剖面记录的降水补给年龄为72.12 a,平均入渗补给强度为0.096 m/a,降水入渗补给量占多年平均降水量的18.1%。深厚包气带地区水分运移非常缓慢,水分在多次降水叠加驱动下不断形成新的脉冲逐步向深部运移,降水补给到地下水需要一个长期的过程。研究成果对深厚包气带地区土壤水分运移研究和降水入渗补给评价都具有重要借鉴意义。
    2022,20(1):40-53, DOI:
    [摘要] (130) [HTML] (0) [PDF 2.07 M] (278)
    摘要:
    以长江流域为研究区,基于流域内水库、水电站、水闸和橡胶坝等4类拦河建筑物建设情况,采用阻隔系数法、最长连续河段占比法和区域整体法3种评价方法,探究近60年长江流域河流纵向连通性的演变特征。结果表明:基于阻隔系数法和最长连续河段占比法,2018年长江流域45条主要河流中评价等级为差、劣的河流数量皆为30条;在时间维度上,近60年长江流域主要河流的纵向连通性呈逐渐恶化的趋势,其中2000—2018年纵向连通性恶化最为显著;在空间分布上,评价等级为劣的主要河流集中分布在岷沱江、嘉陵江和洞庭湖水系水资源二级区;基于区域整体法,2000—2018年是长江流域二级区河流纵向连通性整体恶化的时期,2018年长江流域12个水资源二级区中有5个二级区的河流纵向连通性评价等级为优、良,其余7个二级区评价等级为中、差和劣。研究结果可为长江流域河流生态系统的保护修复提供参考。
    2022,20(1):54-61, DOI:
    摘要:
    为解决单个测点的定量数值安全监控指标难以实现渠堤工程整体安全监控问题,需要建立基于多源信息的渠堤工程安全定性评判准则。在将效应量测值异常现象归纳为数值大小异常、变化过程异常、变化趋势异常和变化规律异常等基本表现形式的基础上,汲取长距离引调水工程安全运行的工程经验和专家知识,基于不同测点测值异常表现上的关联性和空间分布上的关联性、不同监测效应量之间相互作用和相互影响的关联性、不同特性渠堤工程破坏机理在工程中的外在表现等因素,构建融合多测点、多效应量和巡视检查的渠堤工程运行安全多指标评判准则。定性安全评判准则与定量数值监控指标相互配合,可更好地保障引调水工程的安全运行。
    2022,20(1):62-69, DOI:
    [摘要] (125) [HTML] (0) [PDF 1.19 M] (229)
    摘要:
    基于滦河流域水系统健康状态演变态势,提出将南水北调工程与引滦工程统筹考虑,优化滦河水量分配方案,协同保障南水北调受水区和滦河流域水资源安全的基本构想,并具体提出以天津市水资源安全作为前提条件,以水量、水资源调蓄能力、水价3个方面作为关键支撑,分3步调整引滦水量分配方案的实施步骤设想。将滦河流域纳入南水北调后续工程规划,不需要新增工程措施,就可以将南水北调工程效益向北延伸到滦河流域,最大程度缓解滦河流域严重水问题,实现南水北调东、中线后续工程效益最大化.
    2022,20(1):70-78, DOI:
    [摘要] (110) [HTML] (0) [PDF 1.21 M] (267)
    摘要:
    考虑地理气候和降水特点等,调研分析我国中、东部地区和西部地区共26个海绵城市建设试点/示范城市的雨水资源利用水平,分区测算城市雨水利用能够替代城市自来水的比例;基于城市建设统计年鉴中南水北调工程东、中、西线受水区60个城市2018年供水量数据,估算高、中、低利用水平下南水北调工程受水区城市雨水利用的潜力分别为6.19亿、4.71亿和3.27亿m3。考虑降水的不确定性,测算了平水年(P=50%)、枯水年(P=75%)、特枯年(P=95%)受水区城市的雨水资源利用量。以北京、天津、石家庄、济南、太原等城市为典型,计算得到南水北调工程受水区典型城市雨水利用的平均保证率约为45.9%,远低于城市供水保证率的要求。
    2022,20(1):79-86, DOI:
    [摘要] (100) [HTML] (0) [PDF 1.28 M] (224)
    摘要:
    南水北调中线总干渠无在线调蓄水库,对藻类生态调度过程中出现的问题开展生态调度实现策略和实施方式研究。主要实现策略包括:划定自身的调蓄区,隔离生态调度对下游的影响;采用高效的渠池运行方式,减少生态调度时蓄量的反复调整;综合考虑安全、快速、平稳等需求,设定生态调度实施进程和方式。具体实施方式包括:将总干渠划分为流速调控区、调蓄区和正常运行区,分别实施等体积、控制蓄量和闸前常水位方式运行;将生态调度过程划分为充水阶段和泄水阶段,基于流速调控目标值、持续时长和水位降幅约束条件,确定各阶段时长和各分区的闸门群调控方案等。基于2018年3月输水工况,采用明渠一维非恒定流模型,仿真总干渠上游15个渠池的藻类生态调度过程。结果表明,生态调度可在3.5 d内完成,各渠池的平均流速由0.8 m/s增至0.93 m/s,持续时间超过2 h。在整个生态调度过程中,水位变化平稳,水位变幅符合安全阈值要求,下游渠道的正常运行未受生态调度明显影响。
    2022,20(1):87-92, DOI:
    摘要:
    结合南水北调受水区典型城市东营市经济社会发展格局以及水资源配置布局,提出统一配置、综合定价,定向供给、[JP+1]独立核算,水权转换、市场竞价的增量水权利用的模式;进一步重点针对水权转换模式,初步构建包括利益相关方界定、信息管理、交易定价、交易协调、合约管理等内容的增量水权利用机制,设计水权交易平台,就平台性质界定、水权来源、利益相关方责任、准入要求、转让期限等内容进行探讨。结合水权交易模式设计,实现政府行政调控和市场经济调节相结合,优化水资源配置、推进区域水资源节约集约利用,缓解东营市黄河以南南水北调东线水利用不足、[JP]黄河以北产业发展用水短缺约束局面。
    2022,20(1):93-101, DOI:
    摘要:
    为合理地分析和评价南水北调中线工程的运行效果,优化工程水资源配置和精准调度,以河南典型受水区为例,基于人水和谐理论,将水资源作为影响经济社会发展的关键因素,构建水资源与经济社会和谐发展评价模型,并对关键时间节点的和谐度进行对比研究。结果显示:河南典型受水区的和谐度从时间维度大致可分为3个阶段:第一阶段在南水北调中线工程建设前(1999—2003年),整体和谐度值在0.5以下,数值较低但呈上升趋势;第二阶段为工程开工后(2003—2008年),部分地区和谐度值达到0.6,但整体和谐度值没有明显上升,有些地方甚至出现下降;第三阶段是工程通水后(2014—2018年),整体和谐度开始上升,最高值达到0.7。从空间维度看,离水源区较近的南阳、许昌两地的和谐度稳步增加,而郑州、平顶山市的和谐度则先增后减。建议省级层面统筹河南省南水北调可用水量,建立水权交易机制,加强高耗水行业管理,提高水资源利用效率。
    2022,20(1):102-109, DOI:
    摘要:
    遵循以防为主的防灾减灾救灾理念,提出一种集情景预估、预测预报、分级预警、应急预案和防洪预演为一体的城市暴雨洪涝灾害“五预”应对机制。包括:基于气候模式的城市暴雨洪涝灾害情景预估;耦合气象水文的城市暴雨洪涝灾害预测预报;多源信息融合的城市暴雨洪涝灾害分级预警;基于综合集成的城市暴雨洪涝灾害应急预案;基于数字孪生的城市暴雨洪涝灾害防洪预演。其中的关键技术包括:城市洪涝模拟、地球系统模式、滚动气候预测、数值天气预报、三维电子沙盘、综合集成平台和数字孪生城市。构建变化环境下城市暴雨洪涝灾害“五预”应对机制,可为城市防洪减灾决策提供有效支撑。
    2022,20(1):110-121, DOI:
    摘要:
    针对郑州市高新区城市排水特点,应用暴雨洪水管理模型(stom water management model,SWMM)模型建立城市排水模型,其中下渗模型采用径流曲线数(soil conservation service curve number,SCS-CN)法体现城市下垫面对城市内涝的影响。利用该模型对不同重现期实测降雨条件下的超载管段和积水节点进行模拟分析:根据超载时长将超载管段划分为安全超载管段、[JP+2]积水超载管段和内涝超载管段;根据积水时长将积水节点划分为积水点、内涝点和洪涝点;同时根据不同重现期降雨条件下的管网流量与管网最大充满度,将超载管段分为4种情况。研究结果表明:模型能较好地模拟郑州市高新区城市暴雨内涝情况,但高新区雨水管网系统不能很好地应对郑州市排水规范中的设计重现期暴雨;郑州市高新区排水管网超载管段和积水节点产生原因各有不同,但二者具有紧密的正相关关系,超载管段两端的节点更易产生溢流,由此形成4个明显的易涝区。
    2022,20(1):122-130, DOI:
    摘要:
    为正确认识坡地氮素流失过程,同时为降水产流非线性驱动下流域污染负荷模型的构建提供理论依据,研发自动化程度高、接近天然降雨的人工模拟降雨产流产污试验装置,试验研究不同降雨强度和前期土壤含水率条件对产流及近地表土壤中硝态氮溶出过程的影响,利用演绎推理法探讨近地表土壤中硝态氮溶出系数与降雨产流及土壤含水率的关系。结果表明:降雨强度越大,前期土壤含水率越高,产流量、累积产流量越大;产流量以幂函数形式随时间不断增加趋于稳定,同时,降雨初期地表产流中硝态氮负荷及累计负荷量也越大;后期随着产流量的增加而呈幂函数形式衰减,最终又随着产流量的稳定而趋于稳定;近地表土壤中硝态氮的溶出系数受控于降雨产流,同时与土壤湿度存在指数函数关系。探讨的降雨产流-溶出系数-土壤含水率的数值关系对模拟高时间分辨率降雨产流非线性驱动下坡地硝态氮产污过程具有一定的参考价值。
    2022,20(1):131-140, DOI:
    摘要:
    为分析地表径流速度对城市内涝的影响,采用一维地下排水管网与二维城区地形的动态耦合模型,选取大连市某排水区块作为研究区域,设置4种地表径流速度10种设计降雨场景,模拟分析在不同重现期设计降雨及不同地表径流速度下研究区的内涝积水特性。结果表明:随着地表径流速度降低,管道排水压力变小,管道排水达标率最高可提升48.05%,且降雨重现期越短,地表径流流速对管道排水压力的削减效果越明显;地表径流流速对检查井溢流量影响显著,随着地表径流速度降低,检查井溢流量峰值最高可减小2 750 m3,峰现时间最长可滞后56 min,同时随着降雨重现期增长,地表径流流速对检查井溢流量的削减效果减弱;研究区低、高风险区淹没面积随地表径流速度降低,最高可分别减小1.64万、8.37万m2,但中风险区淹没面积变化反复。
    2022,20(1):141-151, DOI:
    摘要:
    为揭示山区不同植被覆盖流域对不同设计暴雨雨型的响应规律,更合理地分析山区暴雨洪水,以四川省大邑、关口、汉王场流域为研究区域,应用时空变源混合产流模型,对在不同重现期设计暴雨雨型条件下的降水在不同植被覆盖的流域上形成的水文过程进行分析。研究结果表明:时空变源混合产流模型在四川省3个流域均具有较好的适用性;四川省大邑、关口、汉王场流域林草植被覆盖率为汉王场>关口>大邑流域,径流系数、平均径流系数、洪峰模数、平均洪峰模数均为大邑>关口>汉王场流域;在不同重现期条件下,径流系数随着暴雨雨型雨峰位置后移而逐渐减小,洪峰模数则不断增大;在不同设计暴雨雨型条件下,随着重现期的不断增大径流系数先增大后逐渐减小而后趋于稳定状态,而洪峰模数则是不断增大。
    2022,20(1):152-159, DOI:
    摘要:
    选取陕西省延安市宝塔山地区作为主要研究对象,结合实测数据,利用非饱和土力学有限元计算方法对宝塔山西部边坡进行数值模拟,初步得出宝塔山西部滑体可以诱发坡体滑坡的降雨入渗阈值为24 h累计雨量100 mm。本研究为开展饱和-非饱和黄土边坡在降雨入渗影响下的稳定性分析提供一定的参考。
    2022,20(1):160-170, DOI:
    摘要:
    为分析和预测常州市暴雨内涝风险,构建常州市主城区水文 水动力 河网 管网耦合的精细化数学模型,以2017年现场原型观测数据对数学模型进行率定和验证,并将2015年洪水模拟情况与实际淹没范围、淹没水深进行对比。验证结果表明:计算水位和实测水位最大绝对误差均小于7 cm,计算水位曲线形状与实测水位序列匹配较好;城区70%的暴雨积水点与实际相符,模型能较好地模拟洪水演进及淹没情况。采用常州市主城区精细化数学模型模拟分析50 a、100 a、200 a一遇最大24 h设计暴雨工况时的洪水淹没情况和管道运行负荷状况,统计各水深等级下的淹没面积并绘制洪水风险图,为常州市城市防洪管理、城市发展规划等提供决策依据和技术支持
    2022,20(1):171-179, DOI:
    摘要:
    以淮河流域王家坝、鲁台子、吴家渡和小柳巷4个水文站年最大洪峰流量序列为研究对象,采用Kendall秩次检验法、Spearman秩次检验法和线性趋势回归检验法、Mann Kendall检验法、有序聚类、滑动秩和检验法以及小波分析等方法,分析淮河干流典型站点多年洪水系列趋势、突变、周期变化特征。结果表明:该区域的年最大洪峰流量有较大变化,上游的偏差系数总体比下游大,即上游序列离散程度较大,其中,王家坝、鲁台子站点呈现不显著下降趋势,吴家渡、小柳巷站点呈现不显著上升趋势;王家坝站点突变点为1985、1993和2010年,鲁台子站点突变点为1957、2002和2014年,吴家渡站点突变点为1995年,小柳巷站点突变点为1995年;王家坝站主要有3~8 a、[JP]8~14 a、14~22 a和22~32 a这4种尺度的周期,鲁台子站主要有5~13 a和15~32 a两种尺度的周期,吴家渡站主要有5~18a和20~32 a两种尺度的周期,小柳巷站主要有4~7 a、10~15 a和17~25 a这3种尺度的周期。研究结果可为淮河流域防洪规划提供重要依据。
    2022,20(1):180-190, DOI:
    摘要:
    为探究泵站进水流速大小与泵站进水池水流流态、漩涡的产生与发展变化规律,结合泵站实际运行情况,建立引渠、前池、进水池和进水管的泵站物理模型和湍流数学模型,采用VOF模型和非定常的SST k-ω湍流模型对9种不同流速的泵站进水水流特性进行数值模拟,分析不同进水流速的泵站进水池水流流场分布、漩涡涡量的变化及分布规律。研究结果表明:当进水流速为0.322 2~0.564 2 m/s时,泵站表面漩涡的强度随进水流速的增大而增强:当进水流速为0.322 2~0.401 6 m/s时,进水池出现Ⅲ、Ⅳ型漩涡;当进水流速为0.483 5 m/s时,进水池出现Ⅴ型漩涡;当进水流速为0.520 8~0.564 2 m/s时,进水池出现Ⅵ型漩涡。将数值计算结果与模型试验结果进行对比,两者基本吻合。研究结果可为泵站工程设计提供参考。
    2022,20(1):191-200, DOI:
    摘要:
    从人口城镇化、经济城镇化、社会城镇化、空间城镇化4个维度构建城镇化水平评价指标体系,从生态压力、生态治理、生态环境3个维度构建生态安全评价指标体系,依次计算黄河流域九省区城镇化水平指数(urbanization development level index,UDI)和生态安全指数(ecological security index,ESI),并采用灰色关联分析模型和解耦模型对2008—2018年黄河流域九省区城镇化水平与生态安全交互作用机制进行分析研究。结果表明:黄河流域九省区城镇化水平与生态安全整体呈上升趋势,UDI由0.24升至0.58,ESI由0.30升至0.41,但增幅逐渐减缓;城镇化水平与生态安全系统间关联度均高于0.6,处于中等关联与极强关联之间,具有较强的相互作用,人口城镇化对生态安全胁迫作用最大,关联度值高达0.741,生态治理对城镇化发展的约束作用最强,关联度值为0.726;黄河流域九省区城镇化水平与生态安全之间存在着较强的解耦作用,未来生态安全对城镇化发展的约束作用逐渐变强。
    2022,20(1):201-208, DOI:
    [摘要] (103) [HTML] (0) [PDF 1.25 M] (183)
    摘要:
    基于1960—2014年黄河下游游荡型河道整治工程修建情况和实测流量及断面地形资料,分析各时期工程密度和在同流量条件下断面形态(河宽、水深、河相系数)的变化情况,结果表明:黄河下游游荡型河道整治工程的修建有效改善了河道断面形态,在河道整治工程密度较小时不能有效控制河势,整治工程对河道断面形态影响较小;随着河道整治工程密度的增大,在同流量条件下河宽减小,水深增大,河相系数减小,河道断面形态向窄深方向发展,可见河道整治工程在达到一定密度时对河道断面形态有明显的改善作用,在一定程度上限制河段的游荡特性,起到了稳定主流、控制河势的作用。
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      2017,15(2):1-8, DOI:
      摘要:
      南水北调中线工程具有输水线路长、涉及区域广、参与工程多、调水规模大、输水工况多变等特点,给工程的调度、控制和运行管理带来极大困难。工程上技术的难题在于其背后的科学机理性问题并没有完全揭示和解决,包括变化条件下多水源联合多维均衡调控机制、水量水质多过程耦合机理、多物质突发水污染应急调度模式、多闸门联合运用下的明渠水力学响应机理与控制等。为建立一套完备的技术体系来支撑其调度运行,围绕“预报-调度-模拟-控制-评价”这五个关键环节对现有研究进行分类总结;然后,在综述以往研究不足的基础上,对亟需攻关的关键技术进行了详细阐释,涵盖了水源区与受水区预报调度、总干渠冰水污染多相模拟、总干渠水量水质联合调度、中线全线自动化控制技术、调度评价技术与平台建设等多个方面;最后,文章讨论了实现中线智能调控和应急调度亟待解决的科学问题,并进行了研究总结。
      2015,13(5):980-984, DOI:
      摘要:
      以TOE 理论框架( T echnolog y2Org anization2Enviro nment) 为基础, 结合智慧水务建设的具体情况, 构建了影 响智慧水务建设的TOE 框架, 并分别分析技术维度、组织维度和环境维度下各因素对智慧水务的建设和发展的影 响, 其中技术维度因素包括技术的优越性、复杂性、兼容性、可察性; 组织维度因素包括建设的必要性、需求的迫切 性、建设的可行性; 环境维度因素包括支撑保障体系、标准规范体系、信息安全保障。在此基础上利用层次分析法 ( AHP) 对各影响因素的优先级进行研究, 结果显示: 组织维度因素和技术维度因素对智慧水务建设影响最大的两 个模块, 分别占指标体系49%和31%的权重; 各因素中, 智慧水务建设的必要性所占权重最大( 25%) , 其次是技术 优越性( 16%) 、需求的迫切性( 12%) 和建设的可行性( 12%) 。本研究为智慧水务建设影响因素的定量分析提供了 有效的新途径, 评价结果可为水务部门决策和水务业务发展提供重要参考。
      2016,14(2):55-61, DOI:
      摘要:
      利用西安市1951年-2008年的降水和气温资料,采用线性拟合、滑动t检验,有序聚类,曼肯德尔法对西安市近60年的降水量、气温等气象水文要素进行变化趋势及突变分析。首先,采用线性拟合与距平百分率研究了西安市降水量和气温的变化趋势,分析了降水日数和降水量变化特征,最后,采用有序聚类、滑动t检验和曼肯德尔对降水量和气温的突变性进行分析。趋势分析结果表明:西安市年降水量总体呈下降趋势,汛期降水占全年降水的58%,降水量的年内分布很不均匀;年平均气温、极端最低气温呈上升趋势。突变分析结果显示:西安市降水量的突变点出现1958、1975和1980年;年平均气温的突变点发生在1993年-1995年之间。
      2013(5):121-123, DOI:
      摘要:
      “内河联网计划(NRLP)”是印度为解决水资源问题而建立的一项大型水利工程计划。本文现阐述了印度内河联网计划的目标规划及进展,介绍了该计划的管理体制与印度水政策。由于该计划规模庞大,涉及南亚半岛诸多河流的水资源调配和开发利用,因此其实施过程中将面临资金压力、国际跨界河流开发以及生态环境等方面问题。
      2014,12(2):107-110, DOI:
      摘要:
      在污染场地调查中,快速、准确地确定污染物的分布特征是调查工作的重点。作为新兴的污染场地调查技术,直接推进钻探技术可以用来进行包气带和含水层土壤样品采集、地层渗透系数探测,以及直接测定地层中污染物组成,具有快速、准确、不引起交叉污染的优点。该文对直接推进钻探当前研究进展进行介绍,并对技术改进方向进行叙述。
      2014,12(2):20-24, DOI:
      摘要:
      采用敏感性分析方法对复杂模型和系统的输入和输出进行定性和定量的分析,有利于模型结构的诊断、模型参数的识别和模型的应用。本文以桓仁水库流域为例,使用Sobol方法,以确定性系数、总水量误差系数、低水误差系数和高水误差系数作为敏感性分析模型的目标函数,分别对模型单参数和多参数的敏感性进行了评价。结果表明不同目标函数下参数的敏感性不同;Sobol能定量地给出参数的总敏感度和参数间相互作用的敏感度,适合于分析水文模型的参数敏感性。
      2013(4):124-127, DOI:
      摘要:
      通过对给水管网实测计量小区(DMA)的夜间流量数据进行解析, 可以及时获得近似的真实漏损数值。利用大频率、高精度的夜间实测流量数据进行分析,发现夜间不同时段DMA流量近似满足正态分布,其最小值近似接近真实漏损。根据某案例凌晨2:00-4:00夜间最小流量数据,采用置信水平95.5%、置信区间 进行了分析。结果表明,利用 表征剔除异常值后的DMA最小流量,可以消除实测数据的误差和干扰影响,来得出小区的真实漏损水量。这种方法可减少对用户夜间用水估计产生的误差,也可便利地通过流量设备进行现场计量,从而快速评估DMA的夜间漏失水平
      2013(6):144-147, DOI:
      摘要:
      环境库兹涅兹曲线(EKC)假说对于探讨环境保护与经济发展之间的关系,寻求经济与环境协调发展,具有指导意义。在分析EKC假说基本概念的基础上,阐述了EKC影响因素、理论发展及实证研究等各方面的研究进展,探讨了该假说存在的问题。最后提出,发展中国家应借助国际贸易的大环境,积极学习发达国家的清洁型技术、政策改革、公众教育和法律体系,力图降低环境拐点,压扁EKC曲线,建立经济、环境的双赢关系。
      2014,12(1):82-87, DOI:
      摘要:
      相对于传统的确定性水文预报,水文集合预报包含了水文预报各个环节的不确定性信息,因此在理论上更加科学,在生产实践中也提高了对暴雨、洪水、干旱等事件的认知和预报能力,为水资源管理和防洪抗旱提供了更精确的实用信息。水文集合预报当前研究的热点是前处理与后处理,以及如何给出业务化的预报。在回顾水文集合预报发展历程的基础上,总结了水文集合预报处理的方法及其应用研究,重点分析了水文集合预报系统中前处理、后处理两大模块,提出了水文集合预报发展面临的问题与挑战。
      2013(4):128-133, DOI:
      摘要:
      干旱指数作为干旱程度的量化指标,在干旱监测、预测和水资源管理中起着重要作用,同时也是水文水资源研究领域的有效工具。近十几年来,对干旱指数的开发和改进取得了重要进展,包括将影响干旱的耗水指标--蒸散引入了指数计算、提高了模型模拟参数的精度、与水文过程模型算法相结合等方面。在干旱指数应用方面的研究,主要包括区域干旱反演与预测、作物产量预测、森林火险检测、古气候重建等。干旱指数的开发及应用为区域干旱监测和水资源管理提供了有效手段,但还需要把定量化和综合评估作为主要发展方向,提高模型监测的精确度和可靠性,从而为快速监测干旱提供新的选择和技术途径。
      2015,13(6):1025-1030, DOI:
      摘要:
      近几年中尺度数值大气模式WRF 迅速发展, 其应用越来越广。为阐释WRF 模式的机理, 揭示其发展方向, 为相关领域的研究人员提供参考, 介绍了WRF 模式系统构成, 探讨和总结了物理参数化方案、数据同化方法、以及 合理的空间尺度对WRF 模式在水文气象领域的模拟预报效果的影响。相关研究表明: ( 1) 针对不同区域、不同时 段的研究应选取不同的物理参数化方案组合; ( 2) 目前WRF 模式常用的数据同化方法是三维变分数据同化, 混合 数据同化方法是改进WRF 模式模拟预报效果的发展方向; ( 3) 并非水平分辨率越高, 模拟效果越好, 应依据实际情 况选用合理的空间尺度; ( 4)WRF 模式的模拟效果好、预报精度高, 未来有着更加广阔的应用前景。
      2013(5):78-81, DOI:
      摘要:
      静力触探法是工程中广泛使用的一种原位测试方法。通过归纳分析国内外相关资料,概述了静力触探仪器设备发展历程,系统归纳了静力触探在锥头贯入阻力理论研究、模型试验、数值模拟、成果应用等方面的研究进展,总结了不同行业、不同地区利用静力触探成果估算土体参数的经验公式;提出由静力触探成果推求土体参数时,应充分考虑区域性土的工程特性;指出在超孔隙水压力理论分析、柱形孔空间问题解析解和以大变形分析理论为基础的数值模拟等方面需要进一步完善
      2014,12(1):1-6, DOI:
      摘要:
      以海河流域30个气象基准站1956年-2010年气温和降水日值资料为基础,选取12个表征极端气候变化指标,分析了海河该流域极端气温与降水的变化趋势。结果表明:海河流域极端高温的强度、频度和持续时间均有较强的增加趋势,;极端低温的强度、频度显著降低,反映出流域整体增温的气候变化背景。;海河流域短历时极端降水强度有增大趋势,年极端降水的发生频次降低,连续湿日表现出一定的减少趋势,而连续干日在近几十年来有一定的增加趋势,区域呈现弱干化趋势。从年代际变化特征看,20世纪90年代以来,年极端高温事件和短历时强降水事件发生趋于频繁,而长持续性降水事件的降水量减少。海河流域整体的暖干趋势以及降水集中的趋势,将对农业生产、水资源开发利用造成不利影响;,同时,短历时极端强降水事件的增加可能加剧局地的山洪灾害和城市内涝的风险。
      2013(1):1-6, DOI:
      摘要:
      洪峰流量是水利工程规划设计、工程建设和运营管理的重要依据,对水利工程的投资规模和安全运行有着重要的意义。西藏地区主要水文测站实测洪峰流量(Instantaneous Peak Flow,简称:IPF)资料稀缺,而按水位计算整编的日径流资料(Mean Daily Flow,简称:MDF)相对较多。本文通过构建实测资料时段的洪峰流量与对应日平均流量间的函数关系,基于长序列的日径流资料估算洪峰流量,延长洪峰流量序列,为设计洪水提供数据支撑。研究结果表明:(1):西藏地区主要水文测站IPF~MDF函数关系稳定,利用这种函数关系由实测MDF推求的IPF误差均在10%以内,且延长后的IPF序列频率分析计算结果更加合理。(2)对于实测MDF序列缺乏的测站,通过气象资料驱动HIMS系统水文模块(Hydro Informatic Modeling Systerm)拓展MDF序列,在此基础上推求IPF序列。基于HIMS 系统水文模块对西藏三条典型河流(年楚河、拉萨河和尼洋河)的日径流序列进行了模拟,结果表明:模型对日径流整体过程与高流量值的模拟效果均良好。进而利用模型延长的MDF序列以及构建的IPF~MDF函数关系拓展了西藏三条典型河流2000~2010年间的IPF序列。
      2014,12(1):7-11, DOI:
      摘要:
      以渭河上游灞河流域为研究区域,构建了SWAT分布式水文模型并进行水文过程模拟,得到土壤含水量模拟数据,据此计算获取土壤相对湿度。将计算结果作为农业干旱评价指标,对该流域的旱情等级进行评价。结果显示,2001年和2002年灞河流域春旱严重,2003年伏旱明显,这与流域记载的实际旱情描述大致吻合。研究表明,SWAT模型对于土壤墒情资料缺乏地区的农业干旱评价工作,具有一定的适用性。
      2013(5):26-28, DOI:
      摘要:
      大型湿地和大气之间不断地进行着能量和物质交换,即湿地自由水面和茂密植被通过蒸发蒸腾使水汽进入大气,部分水分以降雨的形式返回地表,从而改善当地的湿度和降水量[1-2]。以衡水湖及周边24个雨量站1974~2010年年—2010年的降水资料为基础,分别计算了湖区、10 km半径影响区、10~20 km环形影响区、20~30 km环形影响区的平均降水量,据此对衡水湖湿地的降水影响规律进行了分析,并基于降水形成机理探寻其变化的主要原因。研究结果表明,衡水湖湿地由近及远降水量呈明显递减趋势,反映了衡水湖湿地对周边区域气候具有调节作用。
      2015,13(6):1065-1068, DOI:
      摘要:
      利用海河流域 1960年- 2010年 25 个典型气象站点的逐月降雨量资料, 采用线性回归法、 累计距平法分析海 河流域年际降雨特征, 应用皮尔逊 III 型曲线法综合分析降雨量的概率分布, 运用空间插值法分析海河流域降雨的 空间变化特征。结果表明: 海河流域近 51 年来降雨量呈现微弱下降趋势, 且近年来下降趋势稳定。海河流域丰水 年较少, 枯水年较多, 且有加剧的趋势, 年内降雨极不均匀, 季节变化明显, 降雨量空间上由南向北逐渐递减。
      2014,12(1):154-157, DOI:
      摘要:
      某拟建输水隧洞在III类围岩中采用开敞式TBM开挖,喷混凝土作为初期支护,钢筋混凝土管片作为衬砌,承担110 m水头的内水压力和200 m水头的外水压力,水荷载较大。在考虑管片之间及外包结构的接触关系、管片配筋和混凝土联合受力的条件下,采用有限元法模拟分析了管片衬砌在水荷载下的应力和变形特性,认为外水压力是管片衬砌设计的控制性荷载,从而提出了可供结构设计计算参考的管片模型简化处理方式。研究认为,在本文的围岩、支护、水荷载条件下,将钢筋混凝土管片作为隧洞衬砌是可行的。
      2015,13(3):457-462, DOI:
      摘要:
      由于流域人类活动和气候干旱化的影响, 白洋淀水体污染与富营养化日趋严重。通过对白洋淀湖水化学成分 的分析, 并运用与湖泊富营养化关系最为密切的 Chla、 TN、 TP、 COD Mn 和 SD 作为评价参数, 采用综合营养指数法确 定湖水营养类型。湖水水质监测数据分析表明, 白洋淀为重碳酸类钠组ò 型水的偏碱性湖泊, 综合营养指数法确定 湖水为中2富营养级湖泊水体。主成分分析法结果显示, 湖泊污染的主要因子是 T P。借助硅藻及其组合分析了湖 泊富营养化状况, 发现白洋淀硅藻属种以耐营养种梅尼小环藻 Cyclotella meneghiniana( 20. 43%) 和 Cyclostepha2 nos tholif ormis(25. 40%)为组合特征, 表明湖泊水体已处于富营养化状态, 水环境状况堪忧。
      2015,13(2):391-394, DOI:
      摘要:
      通过分析国外重大跨流域调水工程的管理与运营过程中涉及的技术、环境、法律以及经济等多学科的问题, 从 立法、水权、水价、水资源统一管理、工程建设的投资管理以及跨流域调水的运营管理模式等/ 软环境0 方面, 总结了 国外跨流域调水工程运营管理的成功经验, 为我国跨流域调水工程的实施提供参考。

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    • 主办单位:河北省水利科学研究院

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