南水北调与水利科技（中英文）
2015年第13卷第5期文章目次
2015, 13(5):817-822.
摘要:
以水文循环基本原理为基础, 从流域径流水汽来源影响因素角度明确了中长期径流预报基本概念及分类, 即 以气象( 中期) 、气候( 长期) 和天文因素( 超长期) 为预报因子, 针对流域出口断面( 或典型断面) 的旬、月、季( 汛期) 或 年径流, 以及流域旱涝趋势进行预报。通过比较不同时间尺度下的水汽系统物理运动机理, 论证了/ 短期气候预测0 作为中长期径流预报理论基础的合理性, 并将流域径流来源影响因素及其表现概括为三大规律: 天文因素表现出的 周期性是主要规律, 反映了水文气候过程的基本状态; 大气环流表现出的随机性对水文气候基本状态存在干扰, 导 致了波动; 流域特征性规律反映了各种因素综合作用结果, 具有流域的特殊性。最终, 将流域中长期径流预报分为 正常年份的径流过程预报和异常灾变年份的大旱大涝预测, 其中前者的预报因子为水文气象与气候要素, 后者为天 文因素; 在服务对象上, 前者为水利工程常规运行调度服务, 后者为防洪抗旱部门防灾减灾提供灾情预测; 在结果发 布上, 前者提供定量的径流过程预报, 后者提供丰、平、枯等3 级( 或5 级) 定性预测, 并给出相似年份; 在预报方法 上, 前者采用数理统计方法或物理成因相关分析法, 后者采用周期性、随机性和流域特殊性识别等综合预报方法。
以水文循环基本原理为基础, 从流域径流水汽来源影响因素角度明确了中长期径流预报基本概念及分类, 即 以气象( 中期) 、气候( 长期) 和天文因素( 超长期) 为预报因子, 针对流域出口断面( 或典型断面) 的旬、月、季( 汛期) 或 年径流, 以及流域旱涝趋势进行预报。通过比较不同时间尺度下的水汽系统物理运动机理, 论证了/ 短期气候预测0 作为中长期径流预报理论基础的合理性, 并将流域径流来源影响因素及其表现概括为三大规律: 天文因素表现出的 周期性是主要规律, 反映了水文气候过程的基本状态; 大气环流表现出的随机性对水文气候基本状态存在干扰, 导 致了波动; 流域特征性规律反映了各种因素综合作用结果, 具有流域的特殊性。最终, 将流域中长期径流预报分为 正常年份的径流过程预报和异常灾变年份的大旱大涝预测, 其中前者的预报因子为水文气象与气候要素, 后者为天 文因素; 在服务对象上, 前者为水利工程常规运行调度服务, 后者为防洪抗旱部门防灾减灾提供灾情预测; 在结果发 布上, 前者提供定量的径流过程预报, 后者提供丰、平、枯等3 级( 或5 级) 定性预测, 并给出相似年份; 在预报方法 上, 前者采用数理统计方法或物理成因相关分析法, 后者采用周期性、随机性和流域特殊性识别等综合预报方法。
2015, 13(5):823-826.
摘要:
基流是河川径流中相对稳定的径流组成部分, 基流分割在水资源、水环境和水安全的管理研究中都有着重要 的应用。为了探究沿长江干流的基流变化特征, 使用递归数字滤波法对长江干流7 个水文站进行基流分割研究。 结果表明, 各站基流指数在01 768~ 01 798 之间。对朱沱站- 大通站区间基流量贡献最大的区间是宜昌站- 螺山 站, 其次是朱沱站- 寸滩站, 最小的是万县站- 宜昌站。2000 年前后, 长江干流基流量出现明显的衰减变化。基流 量衰减最大的是宜昌站( 衰减率为81 82%) , 其次为万县站( 衰减率为81 79%) 。
基流是河川径流中相对稳定的径流组成部分, 基流分割在水资源、水环境和水安全的管理研究中都有着重要 的应用。为了探究沿长江干流的基流变化特征, 使用递归数字滤波法对长江干流7 个水文站进行基流分割研究。 结果表明, 各站基流指数在01 768~ 01 798 之间。对朱沱站- 大通站区间基流量贡献最大的区间是宜昌站- 螺山 站, 其次是朱沱站- 寸滩站, 最小的是万县站- 宜昌站。2000 年前后, 长江干流基流量出现明显的衰减变化。基流 量衰减最大的是宜昌站( 衰减率为81 82%) , 其次为万县站( 衰减率为81 79%) 。
2015, 13(5):827-831.
摘要:
为解决城市水资源供需矛盾, 提高城市水资源的可持续承载能力和实现社会经济的可持续发展, 利用系统动 力学方法, 建立了佳木斯市水资源承载力动态仿真模型, 并结合区域资源利用和社会经济发展特点, 设计了现状延 续、治污开源、限采节流和综合协调4 种提高水资源承载能力方案。方案仿真结果显示: 现状延续、治污开源和限采 节流三种方案在仿真年限内( 2012 年- 2030 年) 未实现水资源供需平衡, 水资源短缺问题仍将束缚佳木斯市工农业 生产和社会经济发展; 综合协调方案不仅在2015 年保证了水资源供需动态平衡, 而且实现了社会经济的快速发展, 是提高佳木斯市水资源承载能力的最佳方案。
为解决城市水资源供需矛盾, 提高城市水资源的可持续承载能力和实现社会经济的可持续发展, 利用系统动 力学方法, 建立了佳木斯市水资源承载力动态仿真模型, 并结合区域资源利用和社会经济发展特点, 设计了现状延 续、治污开源、限采节流和综合协调4 种提高水资源承载能力方案。方案仿真结果显示: 现状延续、治污开源和限采 节流三种方案在仿真年限内( 2012 年- 2030 年) 未实现水资源供需平衡, 水资源短缺问题仍将束缚佳木斯市工农业 生产和社会经济发展; 综合协调方案不仅在2015 年保证了水资源供需动态平衡, 而且实现了社会经济的快速发展, 是提高佳木斯市水资源承载能力的最佳方案。
2015, 13(5):832-836.
摘要:
随着社会经济发展及人口的增加, 第二松花江丰满以上流域相继修建了大量水利工程( 水库、闸坝、堤防、蓄滞 洪区等) , 大大改变了水流的自然状态, 对洪水洪量及过程产生了显著影响。根据水利工程统计资料分析水利工程 对洪水的影响规律, 将其应用于历史洪水模拟中去, 洪水模拟合格率由57%提高到86%。采用T OPM ODEL 模型 建立水利工程运行影响下的洪水重现方法, 并将丰满五道沟以上流域历史典型暴雨洪水在当前水利工程条件下重 现, 对比分析了历史暴雨洪水发生到现在的过程与当年实测过程的变化。研究结果对当前流域防洪有一定借鉴 意义。
随着社会经济发展及人口的增加, 第二松花江丰满以上流域相继修建了大量水利工程( 水库、闸坝、堤防、蓄滞 洪区等) , 大大改变了水流的自然状态, 对洪水洪量及过程产生了显著影响。根据水利工程统计资料分析水利工程 对洪水的影响规律, 将其应用于历史洪水模拟中去, 洪水模拟合格率由57%提高到86%。采用T OPM ODEL 模型 建立水利工程运行影响下的洪水重现方法, 并将丰满五道沟以上流域历史典型暴雨洪水在当前水利工程条件下重 现, 对比分析了历史暴雨洪水发生到现在的过程与当年实测过程的变化。研究结果对当前流域防洪有一定借鉴 意义。
2015, 13(5):837-841.
摘要:
基于宁夏银川气象站的气象数据( 1951 年- 2013 年) , 运用滑动平均、Mann2Kendall 方法研究银川市的气候 变化趋势; 采用滑动平均和Spearman 相关系数, 分析了近20 a 各气候要素变化和城市发展的关系。结果表明: 总 体上1990 年前的气候要素变化比较平缓, 但是之后各气候要素变化趋势比较明显, 风速明显降低, 平均、最高和最 低气温显著上升, 而相对湿度和日照时数呈显著下降趋势。综合分析了城市发展与气温、相对湿度以及日照时数变 化的关系, 发现城市工业总产值增加和建筑面积增加与温度升高有明显的正相关关系, 而与相对湿度和日照时数表 现为负相关关系。
基于宁夏银川气象站的气象数据( 1951 年- 2013 年) , 运用滑动平均、Mann2Kendall 方法研究银川市的气候 变化趋势; 采用滑动平均和Spearman 相关系数, 分析了近20 a 各气候要素变化和城市发展的关系。结果表明: 总 体上1990 年前的气候要素变化比较平缓, 但是之后各气候要素变化趋势比较明显, 风速明显降低, 平均、最高和最 低气温显著上升, 而相对湿度和日照时数呈显著下降趋势。综合分析了城市发展与气温、相对湿度以及日照时数变 化的关系, 发现城市工业总产值增加和建筑面积增加与温度升高有明显的正相关关系, 而与相对湿度和日照时数表 现为负相关关系。
2015, 13(5):842-846.
摘要:
基于莆田市各站点降水量资料, 采用Mann2Kendall 秩次相关法、Mann2Kendall 突变检验法以及Mo rlet 小波 分析法等, 从空间分布、变化趋势、突变性以及周期性等方面系统剖析了57 年来莆田市及各分区降水的时空演变规 律。结果表明: ( 1) 莆田市年降水量空间上呈现出由东南沿海向西北山区逐渐递增的分布规律, 57 年来绝大部分地 区年降水呈不显著增加趋势; ( 2) 降水年内分配不均, 而年际变化相对稳定, 莆田市及各区年降水大致经历了多雨2 少雨交替的5 个阶段, 且年降水量在1996 年- 1998 年和2003 年- 2004 年间表现出突变性; ( 3) 莆田市及各区年降 水均具有3 a、8 a、12 a、28 a 的主周期, 除忠门站的第一主周期为22 a 外, 其余第一主周期均为28 a。
基于莆田市各站点降水量资料, 采用Mann2Kendall 秩次相关法、Mann2Kendall 突变检验法以及Mo rlet 小波 分析法等, 从空间分布、变化趋势、突变性以及周期性等方面系统剖析了57 年来莆田市及各分区降水的时空演变规 律。结果表明: ( 1) 莆田市年降水量空间上呈现出由东南沿海向西北山区逐渐递增的分布规律, 57 年来绝大部分地 区年降水呈不显著增加趋势; ( 2) 降水年内分配不均, 而年际变化相对稳定, 莆田市及各区年降水大致经历了多雨2 少雨交替的5 个阶段, 且年降水量在1996 年- 1998 年和2003 年- 2004 年间表现出突变性; ( 3) 莆田市及各区年降 水均具有3 a、8 a、12 a、28 a 的主周期, 除忠门站的第一主周期为22 a 外, 其余第一主周期均为28 a。
2015, 13(5):847-852.
摘要:
基于1951 年- 2009 年淮河流域44 个气象站逐日降水资料, 运用小波分析、Mann2Kendall 突变检验法、克里 金插值等方法对研究区暴雨集中度(PCD) 、集中期(P CP ) 、暴雨量及降水总量进行时空变化特征分析。研究表明: 淮河流域近60 年来暴雨PCD 和PCP 增减幅度不明显, 但暴雨量和降水总量呈明显的增长趋势, 增长速度分别为 21 64 mm/ 10 a 和151 17 mm/ 10 a; 变化周期上, 暴雨集中度( PCD) 主要呈现出5 a 和10 a 左右的震荡, 暴雨集中期 ( PCP) 呈现出明显的5 a 和15 a 左右的周期震荡, 暴雨量和降水总量呈现出6~ 10 a 的变化周期; 暴雨集中度 ( PCD) 、集中期( PCP) 、降水总量和暴雨量都存在明显的突变年份; 暴雨集中度空间分布上具有明显的不均衡性, 基本从西向东, 从南向北集中度呈增大趋势, 年降水量较多的区域, 降水集中度相对偏高, 同样地年暴雨量较大的区 域降水暴雨集中度相对偏高; 暴雨集中期主要集中在7 月中下旬, 并且总体上在年内呈现从西北向东南暴雨集中期 逐步推后; 暴雨量与暴雨频次的相关系数达01 96, 即两者具有类似的时空变化特征。
基于1951 年- 2009 年淮河流域44 个气象站逐日降水资料, 运用小波分析、Mann2Kendall 突变检验法、克里 金插值等方法对研究区暴雨集中度(PCD) 、集中期(P CP ) 、暴雨量及降水总量进行时空变化特征分析。研究表明: 淮河流域近60 年来暴雨PCD 和PCP 增减幅度不明显, 但暴雨量和降水总量呈明显的增长趋势, 增长速度分别为 21 64 mm/ 10 a 和151 17 mm/ 10 a; 变化周期上, 暴雨集中度( PCD) 主要呈现出5 a 和10 a 左右的震荡, 暴雨集中期 ( PCP) 呈现出明显的5 a 和15 a 左右的周期震荡, 暴雨量和降水总量呈现出6~ 10 a 的变化周期; 暴雨集中度 ( PCD) 、集中期( PCP) 、降水总量和暴雨量都存在明显的突变年份; 暴雨集中度空间分布上具有明显的不均衡性, 基本从西向东, 从南向北集中度呈增大趋势, 年降水量较多的区域, 降水集中度相对偏高, 同样地年暴雨量较大的区 域降水暴雨集中度相对偏高; 暴雨集中期主要集中在7 月中下旬, 并且总体上在年内呈现从西北向东南暴雨集中期 逐步推后; 暴雨量与暴雨频次的相关系数达01 96, 即两者具有类似的时空变化特征。
2015, 13(5):853-857.
摘要:
选取鄂北岗地及其附近8 个气象站点1960 年- 2013 年逐日的气象观测数据, 采用FAO 推荐的Penman2 M ontecito 模型计算该地区参考作物蒸散量和干湿指数, 在此基础上利用Mann2Kendall 突变检验、M or let 小波分析 等方法分析了干湿指数的变化趋势和总体特征。结果显示: 1960 年- 2013 年鄂北岗地干湿指数呈波动上升趋势, 其变化速率为01 038/ ( 10a) , 干湿状况有所改善; 夏季干湿指数最大, 春秋次之, 冬季干湿指数最小; 1980 年- 1981 年期间, 干湿指数发生了一次由低到高的突变; 干湿指数变化过程主要存在3~ 6 a、8~ 15 a 和17~ 25 a 等3 类尺度 的周期变化规律, 而13 a 左右的周期变化是干湿变化的主周期; 干湿指数与相对湿度和降水量成正相关, 与气温、 风速、日照时间成负相关, 而降水量是导致干湿指数变化的主导因素。
选取鄂北岗地及其附近8 个气象站点1960 年- 2013 年逐日的气象观测数据, 采用FAO 推荐的Penman2 M ontecito 模型计算该地区参考作物蒸散量和干湿指数, 在此基础上利用Mann2Kendall 突变检验、M or let 小波分析 等方法分析了干湿指数的变化趋势和总体特征。结果显示: 1960 年- 2013 年鄂北岗地干湿指数呈波动上升趋势, 其变化速率为01 038/ ( 10a) , 干湿状况有所改善; 夏季干湿指数最大, 春秋次之, 冬季干湿指数最小; 1980 年- 1981 年期间, 干湿指数发生了一次由低到高的突变; 干湿指数变化过程主要存在3~ 6 a、8~ 15 a 和17~ 25 a 等3 类尺度 的周期变化规律, 而13 a 左右的周期变化是干湿变化的主周期; 干湿指数与相对湿度和降水量成正相关, 与气温、 风速、日照时间成负相关, 而降水量是导致干湿指数变化的主导因素。
2015, 13(5):858-861.
摘要:
基于MIKE 11 模型的水动力模块、对流扩散模块建立南水北调中线输水干渠水质模型, 充分考虑了干渠两侧 地下水内排段的影响, 以京石段为干渠水质模拟示范段, 针对内排段水质对干渠水质的风险特征, 选取氨氮作为典 型污染组分, 结合实际工程设计, 计算在最不利工况下的内排量, 并依此设定情景模拟内排段水质对干渠水质的影 响。模拟结果表明, 在假定的内排段污染风险达到极大的情况下( 水质处于劣? 类) , 排入干渠的地下水对干渠水质 基本不构成影响。
基于MIKE 11 模型的水动力模块、对流扩散模块建立南水北调中线输水干渠水质模型, 充分考虑了干渠两侧 地下水内排段的影响, 以京石段为干渠水质模拟示范段, 针对内排段水质对干渠水质的风险特征, 选取氨氮作为典 型污染组分, 结合实际工程设计, 计算在最不利工况下的内排量, 并依此设定情景模拟内排段水质对干渠水质的影 响。模拟结果表明, 在假定的内排段污染风险达到极大的情况下( 水质处于劣? 类) , 排入干渠的地下水对干渠水质 基本不构成影响。
2015, 13(5):862-866.
摘要:
为了探究工程措施水平阶和鱼鳞坑对工程堆积体陡坡坡面减流减沙和产沙过程的影响, 采用径流冲刷试验, 在流量为40 L/ min, 坡度24b、28b、32b范围内对工程堆积体陡坡坡面产流产沙过程进行模拟研究, 结果表明: 水平阶 和鱼鳞坑在产流前期具有滞缓坡面径流、增加土壤水分入渗的作用; 在产流之后两种措施对坡面径流的拦蓄能力微 弱, 甚至起到放大的作用; 其中鱼鳞坑使坡面径流强度随放水时间的延续出现两次峰值, 其坡面土壤剥蚀率变化过 程也出现两次峰值, 即产流后第6 min 和24 min; 水平阶使径流强度随放水时间的变化呈现阶梯式变化, 变化的时 间点不同坡度不尽相同; 产流后期, 水平阶和鱼鳞坑出现水毁现象, 土壤入渗率出现负值, 表明产流前期的土壤水补 给径流, 导致坡面侵蚀加剧; 鱼鳞坑和水平阶使累积产沙量和累积径流量的幂函数相关性降低。对于陡坡坡面排水 渠的设计不仅要考虑最大径流量还要考虑坡面措施的放大作用, 对于陡坡坡面径流调控体系而言, 工程措施防护效 益的时效性值得考虑。
为了探究工程措施水平阶和鱼鳞坑对工程堆积体陡坡坡面减流减沙和产沙过程的影响, 采用径流冲刷试验, 在流量为40 L/ min, 坡度24b、28b、32b范围内对工程堆积体陡坡坡面产流产沙过程进行模拟研究, 结果表明: 水平阶 和鱼鳞坑在产流前期具有滞缓坡面径流、增加土壤水分入渗的作用; 在产流之后两种措施对坡面径流的拦蓄能力微 弱, 甚至起到放大的作用; 其中鱼鳞坑使坡面径流强度随放水时间的延续出现两次峰值, 其坡面土壤剥蚀率变化过 程也出现两次峰值, 即产流后第6 min 和24 min; 水平阶使径流强度随放水时间的变化呈现阶梯式变化, 变化的时 间点不同坡度不尽相同; 产流后期, 水平阶和鱼鳞坑出现水毁现象, 土壤入渗率出现负值, 表明产流前期的土壤水补 给径流, 导致坡面侵蚀加剧; 鱼鳞坑和水平阶使累积产沙量和累积径流量的幂函数相关性降低。对于陡坡坡面排水 渠的设计不仅要考虑最大径流量还要考虑坡面措施的放大作用, 对于陡坡坡面径流调控体系而言, 工程措施防护效 益的时效性值得考虑。
2015, 13(5):867-870.
摘要:
以重庆市38 处水库型饮用水源地为研究对象, 分析了其水质现状, 以及农田施肥、水土流失、畜禽养殖、底泥 污染等面源污染和生活污水、生活垃圾等点源污染对水源地的影响。在严格实行污染源控制基础上, 针对不同水质 现状类型水库, 提出了修复改善型与维持优化型等两种生态环境恢复策略, 建议采取人工湿地、植被缓冲带、水土保 持和水库清淤等生态修复措施, 保护水库型饮用水源地。
以重庆市38 处水库型饮用水源地为研究对象, 分析了其水质现状, 以及农田施肥、水土流失、畜禽养殖、底泥 污染等面源污染和生活污水、生活垃圾等点源污染对水源地的影响。在严格实行污染源控制基础上, 针对不同水质 现状类型水库, 提出了修复改善型与维持优化型等两种生态环境恢复策略, 建议采取人工湿地、植被缓冲带、水土保 持和水库清淤等生态修复措施, 保护水库型饮用水源地。
2015, 13(5):871-876.
摘要:
梯级水电开发的流域叠加累积性环境效应逐渐凸显, 客观评价流域梯级水电开发的累积影响并分析其形成机 制, 对丰富累积影响评价理论具有重要的研究意义, 也是流域开发的生态环境累积叠加效应研究的重要基础。本文 基于流域重大水利工程建设的累积影响特性、途径以及评价方法等的基础理论梳理和实践特性概纳, 重点分析累积 影响评价的关键技术和热点问题, 提出了我国流域重大水利工程累积影响研究的理论框架及其在实践中亟待解决 的问题, 并给出对应的完善策略。
梯级水电开发的流域叠加累积性环境效应逐渐凸显, 客观评价流域梯级水电开发的累积影响并分析其形成机 制, 对丰富累积影响评价理论具有重要的研究意义, 也是流域开发的生态环境累积叠加效应研究的重要基础。本文 基于流域重大水利工程建设的累积影响特性、途径以及评价方法等的基础理论梳理和实践特性概纳, 重点分析累积 影响评价的关键技术和热点问题, 提出了我国流域重大水利工程累积影响研究的理论框架及其在实践中亟待解决 的问题, 并给出对应的完善策略。
2015, 13(5):877-882.
摘要:
基于2005 年的水文和气象数据及2005 年2 月、6 月、8 月、11 月四个不同时期的遥感影像解译数据。在三门 峡库区湿地分类的基础上, 估算了2005 年年内湿地生态需水量变化情况, 并分析了不同类型湿地的生态需水量年 内变化规律, 结果表明, 2005 年三门峡库区湿地最小生态需水量约为831 64 亿m3 , 适宜生态需水量约为1441 07 亿 m3 , 理想生态需水量约为3041 50 亿m3 。其中多泥沙河流库区湿地生态需水最重要的是输沙需水量, 输沙需水量主 要集中在汛期的6 月- 10 月, 8 月输沙需水最多, 约为251 27 亿m3 。通过计算湿地生态需水量能为库区湿地生态 配水及湿地生态恢复提供基础数据。
基于2005 年的水文和气象数据及2005 年2 月、6 月、8 月、11 月四个不同时期的遥感影像解译数据。在三门 峡库区湿地分类的基础上, 估算了2005 年年内湿地生态需水量变化情况, 并分析了不同类型湿地的生态需水量年 内变化规律, 结果表明, 2005 年三门峡库区湿地最小生态需水量约为831 64 亿m3 , 适宜生态需水量约为1441 07 亿 m3 , 理想生态需水量约为3041 50 亿m3 。其中多泥沙河流库区湿地生态需水最重要的是输沙需水量, 输沙需水量主 要集中在汛期的6 月- 10 月, 8 月输沙需水最多, 约为251 27 亿m3 。通过计算湿地生态需水量能为库区湿地生态 配水及湿地生态恢复提供基础数据。
2015, 13(5):883-887.
摘要:
根据实测高光谱数据和同步水质检测数据, 通过识别反演水体浊度的高光谱敏感波段, 分别建立了原始光谱 反射率模型、归一化光谱反射率模型、波段比值模型和一阶微分模型, 并进行了验证。结果表明, 4 种模型的决定系 数R2 均在01 75 以上, 其中825 nm 处归一化光谱反射率模型和波段比值模型估测浊度精度较高, 均方根误差 RMSE 分别为281 79 NTU 和241 23 NTU。研究结果可以为南四湖水体浊度大面积遥感监测的业务化管理提供技 术支持。
根据实测高光谱数据和同步水质检测数据, 通过识别反演水体浊度的高光谱敏感波段, 分别建立了原始光谱 反射率模型、归一化光谱反射率模型、波段比值模型和一阶微分模型, 并进行了验证。结果表明, 4 种模型的决定系 数R2 均在01 75 以上, 其中825 nm 处归一化光谱反射率模型和波段比值模型估测浊度精度较高, 均方根误差 RMSE 分别为281 79 NTU 和241 23 NTU。研究结果可以为南四湖水体浊度大面积遥感监测的业务化管理提供技 术支持。
2015, 13(5):888-894.
摘要:
地下水是新疆天山北坡平原区生活用水、工业用水及灌溉用水的主要水源。依据2011 年77 个地下水样的 pH 值、总溶解固体( TDS) 、总硬度、氨氮、NO2 - 、NO3 - 、高锰酸盐指数、F- 、Cl- 、SO4 2- 检测结果, 采用单项指标评 价法进行地下水质量评价, 统计了各地各评价指标在不同水质级别所占的比例; 采用化学组分浓度对比法对同一监 测井2003 年和2011 年的18 组水样进行地下水污染评价, 分析了水质变化趋势和地下水污染原因。结果表明: 2011 年潜水和承压水中? 类和? 类水质所占比例之和分别为40. 0% 和47. 6%; 潜水水质类别基本呈现变好的趋 势, 而承压水水质类别呈现变差趋势。
地下水是新疆天山北坡平原区生活用水、工业用水及灌溉用水的主要水源。依据2011 年77 个地下水样的 pH 值、总溶解固体( TDS) 、总硬度、氨氮、NO2 - 、NO3 - 、高锰酸盐指数、F- 、Cl- 、SO4 2- 检测结果, 采用单项指标评 价法进行地下水质量评价, 统计了各地各评价指标在不同水质级别所占的比例; 采用化学组分浓度对比法对同一监 测井2003 年和2011 年的18 组水样进行地下水污染评价, 分析了水质变化趋势和地下水污染原因。结果表明: 2011 年潜水和承压水中? 类和? 类水质所占比例之和分别为40. 0% 和47. 6%; 潜水水质类别基本呈现变好的趋 势, 而承压水水质类别呈现变差趋势。
2015, 13(5):895-900.
摘要:
通过灌草群丛划分、土壤采样以及室内测定、数理统计等方法, 分析了黄河三角洲原生湿地灌草群落土壤的养 分、盐分分布特征及相互关系, 发现原生灌草群落土壤可溶性盐的垂直分布变异性较大, 其中, 碱蓬群丛与柽柳群丛 土壤可溶性盐分布具有较强的表聚性, 而土壤有机质含量表现为芦苇群丛> 柽柳群丛> 碱蓬群丛, 且灌草群落中土 壤C/ N 值都大于5, 表明其有机质腐殖化程度较高。另一方面, 土壤全氮与有机质存在明显的线性正相关; 而土壤 全盐与有机质、全氮之间存在明显的倒数关系, 表明全盐对二者的制约作用, 其中15~ 20 g/ kg 的土壤盐分范围对 应的是土壤全氮、有机质由迅速减少向缓慢减少的变化趋势。研究结果可以为盐碱土改良提供重要参考。
通过灌草群丛划分、土壤采样以及室内测定、数理统计等方法, 分析了黄河三角洲原生湿地灌草群落土壤的养 分、盐分分布特征及相互关系, 发现原生灌草群落土壤可溶性盐的垂直分布变异性较大, 其中, 碱蓬群丛与柽柳群丛 土壤可溶性盐分布具有较强的表聚性, 而土壤有机质含量表现为芦苇群丛> 柽柳群丛> 碱蓬群丛, 且灌草群落中土 壤C/ N 值都大于5, 表明其有机质腐殖化程度较高。另一方面, 土壤全氮与有机质存在明显的线性正相关; 而土壤 全盐与有机质、全氮之间存在明显的倒数关系, 表明全盐对二者的制约作用, 其中15~ 20 g/ kg 的土壤盐分范围对 应的是土壤全氮、有机质由迅速减少向缓慢减少的变化趋势。研究结果可以为盐碱土改良提供重要参考。
2015, 13(5):901-904.
摘要:
充泥管袋筑堤的施工速度主要受制于管袋充填后的排水固结效率, 后者与所充填土料的级配有关, 土颗粒粒 径越小排水固结效率越低。我国东南沿海地区广泛分布的小粒径充进管袋后淤堵严重, 传统的管袋充填施工工艺 已经不再适用。通过室内试验对比, 发现细颗粒含量较高的土料充填后会在管袋表层形成软弱泥层, 难以固结; 而 在管袋表层开设排泥口后可以有效排除管袋表层的细颗粒泥浆, 提高了排水的效率。通过吊袋沉淀试验发现, 不同 级配的土料沉淀后粒径较大的土颗粒大部分于吊袋底部, 粒径较小的细颗位于吊袋表层; 管袋表层开设排水口不会 造成粗颗粒土料的损失。
充泥管袋筑堤的施工速度主要受制于管袋充填后的排水固结效率, 后者与所充填土料的级配有关, 土颗粒粒 径越小排水固结效率越低。我国东南沿海地区广泛分布的小粒径充进管袋后淤堵严重, 传统的管袋充填施工工艺 已经不再适用。通过室内试验对比, 发现细颗粒含量较高的土料充填后会在管袋表层形成软弱泥层, 难以固结; 而 在管袋表层开设排泥口后可以有效排除管袋表层的细颗粒泥浆, 提高了排水的效率。通过吊袋沉淀试验发现, 不同 级配的土料沉淀后粒径较大的土颗粒大部分于吊袋底部, 粒径较小的细颗位于吊袋表层; 管袋表层开设排水口不会 造成粗颗粒土料的损失。
2015, 13(5):905-909.
摘要:
对于有着地震威胁的景观闸, 应该进行抗震分析, 有限单元法作为目前工程领域中的一种重要数值模拟方法, 已逐渐作为抗震分析的重要手段。以上海某景观闸工程为例, 采用反应谱法模拟地震响应, 附加质量法模拟地震动 水压力, 通过大型有限元软件ABAQUS 进行有限元数值计算, 分析该水闸闸室段的应力与位移, 验证设计方案的 有效性。
对于有着地震威胁的景观闸, 应该进行抗震分析, 有限单元法作为目前工程领域中的一种重要数值模拟方法, 已逐渐作为抗震分析的重要手段。以上海某景观闸工程为例, 采用反应谱法模拟地震响应, 附加质量法模拟地震动 水压力, 通过大型有限元软件ABAQUS 进行有限元数值计算, 分析该水闸闸室段的应力与位移, 验证设计方案的 有效性。
2015, 13(5):910-914.
摘要:
旋流环形堰竖井泄洪洞是一种新型的环境友好的内消能工, 跟传统环形堰竖井泄洪洞相比, 泄洪洞的流态和 消能防蚀机理明显不同。作为一种新型布置形式, 其复杂的水流特性并不是十分清楚。依托于广东清远抽水蓄能 电站下水库泄洪洞工程, 基于RNG k2E双方程湍流数学模型, 并结合VOF( Volume Of Fluid) 方法, 对下库旋流环形 堰竖井泄洪洞进水口、竖井旋流泄洪洞、出口的复杂水流进行了三维数值模拟, 并对部分水力参数的特性进行了解 析计算, 获得了流态、压力、流速、空化数等水力要素的变化规律。模拟结果表明, 数值计算结果与物理模型试验成 果吻合较好。并通过数值模拟验证了该新型内消能工的泄流能力和高消能效率。
旋流环形堰竖井泄洪洞是一种新型的环境友好的内消能工, 跟传统环形堰竖井泄洪洞相比, 泄洪洞的流态和 消能防蚀机理明显不同。作为一种新型布置形式, 其复杂的水流特性并不是十分清楚。依托于广东清远抽水蓄能 电站下水库泄洪洞工程, 基于RNG k2E双方程湍流数学模型, 并结合VOF( Volume Of Fluid) 方法, 对下库旋流环形 堰竖井泄洪洞进水口、竖井旋流泄洪洞、出口的复杂水流进行了三维数值模拟, 并对部分水力参数的特性进行了解 析计算, 获得了流态、压力、流速、空化数等水力要素的变化规律。模拟结果表明, 数值计算结果与物理模型试验成 果吻合较好。并通过数值模拟验证了该新型内消能工的泄流能力和高消能效率。
2015, 13(5):915-917.
摘要:
为了探索水和石膏耦合对黄土湿陷性的作用规律, 以黄土的含水量和石膏含量为因素, 设计混合均匀试验方 案, 进行了黄土湿陷性的水石膏耦合效应研究, 应用最小二乘拟合, 建立了湿陷系数与石膏含量、含水量的非线性回 归数学模型。结果表明, 石膏含量对黄土的湿陷性有显著影响, 黄土湿陷系数与石膏含量、含水量均呈递减的指数 关系, 水和石膏耦合有利于降低黄土的湿陷性。
为了探索水和石膏耦合对黄土湿陷性的作用规律, 以黄土的含水量和石膏含量为因素, 设计混合均匀试验方 案, 进行了黄土湿陷性的水石膏耦合效应研究, 应用最小二乘拟合, 建立了湿陷系数与石膏含量、含水量的非线性回 归数学模型。结果表明, 石膏含量对黄土的湿陷性有显著影响, 黄土湿陷系数与石膏含量、含水量均呈递减的指数 关系, 水和石膏耦合有利于降低黄土的湿陷性。
2015, 13(5):918-921.
摘要:
针对水平轴风力机桨叶片, 在结冰条件下进行了三维有限元模态仿真, 并对桨叶片结冰后是否能引起桨叶片 结构共振进行分析, 对桨叶片固有频率进行了对比。根据研究内容, 首先确定桨叶片的几何参数, 并通过Pro / E 软 件绘制叶片的三维实体图。主要通过Fluent 软件对三维桨叶片进行结冰模拟, 之后采用ANSYS 结构分析软件对 结冰后的桨叶片进行仿真, 提出分块法Blo ck Lanczos 对叶片进行重力预应力模态分析, 应用多体动力学的方法, 材 质采用玻璃钢, 确定叶片的各阶模态振型、频率、最大变形量, 得出了叶片的前10 阶模态数值与分析结果, 并对结果 进行了分析比较。结果显示结冰后叶片的主要振动形式为摆振和挥舞, 有较强的抗扭转能力, 设计中应加强叶片的 弯曲刚度, 这为风力机叶片的设计和优化提供了参考。
针对水平轴风力机桨叶片, 在结冰条件下进行了三维有限元模态仿真, 并对桨叶片结冰后是否能引起桨叶片 结构共振进行分析, 对桨叶片固有频率进行了对比。根据研究内容, 首先确定桨叶片的几何参数, 并通过Pro / E 软 件绘制叶片的三维实体图。主要通过Fluent 软件对三维桨叶片进行结冰模拟, 之后采用ANSYS 结构分析软件对 结冰后的桨叶片进行仿真, 提出分块法Blo ck Lanczos 对叶片进行重力预应力模态分析, 应用多体动力学的方法, 材 质采用玻璃钢, 确定叶片的各阶模态振型、频率、最大变形量, 得出了叶片的前10 阶模态数值与分析结果, 并对结果 进行了分析比较。结果显示结冰后叶片的主要振动形式为摆振和挥舞, 有较强的抗扭转能力, 设计中应加强叶片的 弯曲刚度, 这为风力机叶片的设计和优化提供了参考。
2015, 13(5):922-925.
摘要:
我国南水北调中线工程沿线的部分膨胀土渠道处在季节性冻土地区。为了探究冻融循环对膨胀土抗剪强度 和体积变化的影响规律, 对经历冻融循环的膨胀土和非膨胀性黏土试样进行尺寸测量和直剪试验。试验结果表明: 在冻融循环初始阶段, 土体抗剪强度的降低较为明显, 随后由于含水率的降低, 土体的强度逐渐增强; 在冻融循环的 过程中, 非膨胀性黏土的体积变化表现为/ 冻胀融沉0 , 而膨胀土的体积变化表现为/ 冻缩融胀0 。干密度的改变不影 响膨胀土的抗剪强度和体积变化的规律形态, 干密度大的膨胀土最终体缩量较小。采取防蒸发措施的膨胀土在冻 融循环前3 次抗剪强度逐渐减小, 随后趋于稳定, 其最终体积几乎不受干缩的影响。
我国南水北调中线工程沿线的部分膨胀土渠道处在季节性冻土地区。为了探究冻融循环对膨胀土抗剪强度 和体积变化的影响规律, 对经历冻融循环的膨胀土和非膨胀性黏土试样进行尺寸测量和直剪试验。试验结果表明: 在冻融循环初始阶段, 土体抗剪强度的降低较为明显, 随后由于含水率的降低, 土体的强度逐渐增强; 在冻融循环的 过程中, 非膨胀性黏土的体积变化表现为/ 冻胀融沉0 , 而膨胀土的体积变化表现为/ 冻缩融胀0 。干密度的改变不影 响膨胀土的抗剪强度和体积变化的规律形态, 干密度大的膨胀土最终体缩量较小。采取防蒸发措施的膨胀土在冻 融循环前3 次抗剪强度逐渐减小, 随后趋于稳定, 其最终体积几乎不受干缩的影响。
2015, 13(5):926-930.
摘要:
基于水库坝体浸润特征是水库安全性检测的重要指标, 常规观测手段受限于测点少, 费用高, 易受损坏等缺 点, 难以发挥出应有的效益。根据室内测定电阻率与土体含水率之间的相关关系, 提出利用并行电法技术连续多频 次测试坝体浸润特征的新思路。在坝体内部水位升降引起电阻率响应特征的数值模拟基础上, 结合室内物理模型 试验的结果表明, 并行电法技术可以达到连续监测坝体水位升降动态变化全过程的目的。在实际工程应用中采用 同一测点浸润前后电阻率的变化率和不同测线位置垂向上电阻率比值参数分析技术, 可直观有效地标定出坝体水 位的位置。现场监测试验结果证明了并行电法时移技术监测坝体内部浸润动态特征中的可行性, 为坝体安全评估 和治理提供了有力的技术支持。
基于水库坝体浸润特征是水库安全性检测的重要指标, 常规观测手段受限于测点少, 费用高, 易受损坏等缺 点, 难以发挥出应有的效益。根据室内测定电阻率与土体含水率之间的相关关系, 提出利用并行电法技术连续多频 次测试坝体浸润特征的新思路。在坝体内部水位升降引起电阻率响应特征的数值模拟基础上, 结合室内物理模型 试验的结果表明, 并行电法技术可以达到连续监测坝体水位升降动态变化全过程的目的。在实际工程应用中采用 同一测点浸润前后电阻率的变化率和不同测线位置垂向上电阻率比值参数分析技术, 可直观有效地标定出坝体水 位的位置。现场监测试验结果证明了并行电法时移技术监测坝体内部浸润动态特征中的可行性, 为坝体安全评估 和治理提供了有力的技术支持。
2015, 13(5):931-934.
摘要:
为了模拟输水管道的水力过渡过程, 建立了一种新型的有压管水力计算模型。采用有限体积法对一维有压管 道水锤方程在空间和时间上进行积分, 同时应用时间中心差分的Cr ank2Nico lson 隐式格式对偏微分项进行处理, 得 到具有二阶精度且无条件稳定的水锤方程离散格式, 并运用带有解析解的算例验证方法的准确性。通过模拟北京 市南水北调惠南庄泵站开、关过程, 可以提前预测出现的压力波动, 及早采取应对措施, 降低有害水锤出现的概率, 减少压力波动带来的不利影响, 使瞬变状态安全过渡到正常运行状态。结果表明此方法具有良好的工程应用性。
为了模拟输水管道的水力过渡过程, 建立了一种新型的有压管水力计算模型。采用有限体积法对一维有压管 道水锤方程在空间和时间上进行积分, 同时应用时间中心差分的Cr ank2Nico lson 隐式格式对偏微分项进行处理, 得 到具有二阶精度且无条件稳定的水锤方程离散格式, 并运用带有解析解的算例验证方法的准确性。通过模拟北京 市南水北调惠南庄泵站开、关过程, 可以提前预测出现的压力波动, 及早采取应对措施, 降低有害水锤出现的概率, 减少压力波动带来的不利影响, 使瞬变状态安全过渡到正常运行状态。结果表明此方法具有良好的工程应用性。
2015, 13(5):935-940.
摘要:
2008 年汶川/ 5 # 120地震后, 汶川震区内大量新、老泥石流沟的泥石流活动频度增加, 致使泥石流堰塞湖的形 成几率也随之增大。通常泥石流所形成的堰塞体稳定性较差, 从形成至溃决通常在几小时内发生, 人工工程干预的 可能性小。因此, 做好堰塞湖溃决洪水影响区域评估和溃决洪水应急预案, 成为必要且有效的减灾手段之一。但泥 石流堰塞湖的溃决洪水既不同于一般意义的洪水, 也不同于人工大坝的溃决, 是过去应急预案研究中较少涉及的灾 种。选择汶川磨子沟作为研究对象, 在泥石流堰塞湖溃决危险性评估基础上提出溃决洪水应急预案的编制原则和 方法: 首先确定泥石流堰塞湖可能溃决的最大洪峰流量、淹没高度、泛滥范围和持续时间; 其后, 实地调查居民点, 圈 定洪水淹没范围和危险区人口数, 并根据地形条件制定可能的撤退路线; 最后, 结合政府部门的行政安排, 制定险情 通报程序、险情发生安全保障措施和预案启动、结束的时间节点。试图为其余泥石流堰塞湖溃决洪水危害应急预案 制定提供借鉴, 提升应对突发泥石流堰塞湖溃决事件的效率。
2008 年汶川/ 5 # 120地震后, 汶川震区内大量新、老泥石流沟的泥石流活动频度增加, 致使泥石流堰塞湖的形 成几率也随之增大。通常泥石流所形成的堰塞体稳定性较差, 从形成至溃决通常在几小时内发生, 人工工程干预的 可能性小。因此, 做好堰塞湖溃决洪水影响区域评估和溃决洪水应急预案, 成为必要且有效的减灾手段之一。但泥 石流堰塞湖的溃决洪水既不同于一般意义的洪水, 也不同于人工大坝的溃决, 是过去应急预案研究中较少涉及的灾 种。选择汶川磨子沟作为研究对象, 在泥石流堰塞湖溃决危险性评估基础上提出溃决洪水应急预案的编制原则和 方法: 首先确定泥石流堰塞湖可能溃决的最大洪峰流量、淹没高度、泛滥范围和持续时间; 其后, 实地调查居民点, 圈 定洪水淹没范围和危险区人口数, 并根据地形条件制定可能的撤退路线; 最后, 结合政府部门的行政安排, 制定险情 通报程序、险情发生安全保障措施和预案启动、结束的时间节点。试图为其余泥石流堰塞湖溃决洪水危害应急预案 制定提供借鉴, 提升应对突发泥石流堰塞湖溃决事件的效率。
2015, 13(5):941-945.
摘要:
隧道穿越大型断裂地段, 断层的富水性对隧道工程建设的安全性有较大影响。应用物探方法对大型断裂富水 性进行勘探, 将有效预防施工过程中出现突水等安全事故。以山西的古城井田隧道建设前期勘探为例, 采用可控震 源浅层地震勘探技术对断层的结构进行了分析、解释, 准确掌握了隧道穿越地堑区域的地质构造、岩性; 利用频率域 电磁测深法调查了工作区内断层的充水、导水情况及二叠系砂岩水、奥陶系灰岩水的赋存情况、岩溶裂隙程度等; 最 后综合两种物探方法, 分析得出断层的充水来源和导水性质。
隧道穿越大型断裂地段, 断层的富水性对隧道工程建设的安全性有较大影响。应用物探方法对大型断裂富水 性进行勘探, 将有效预防施工过程中出现突水等安全事故。以山西的古城井田隧道建设前期勘探为例, 采用可控震 源浅层地震勘探技术对断层的结构进行了分析、解释, 准确掌握了隧道穿越地堑区域的地质构造、岩性; 利用频率域 电磁测深法调查了工作区内断层的充水、导水情况及二叠系砂岩水、奥陶系灰岩水的赋存情况、岩溶裂隙程度等; 最 后综合两种物探方法, 分析得出断层的充水来源和导水性质。
2015, 13(5):946-952.
摘要:
针对黄陵印台山老滑坡不稳定现状, 通过野外调查采样及一系列室内试验方式获取土样基本物理性质及抗剪 强度指标, 在分析非饱和土渗流过程及作用机理基础上, 探讨了印台山裂缝对黄土边坡稳定性影响, 同时借助geo2 studio2007 软件模拟了上述过程。研究结果表明: 降雨强度及降雨持时与边坡稳定性存在明显相关性, 降雨强度越 大, 边坡稳定性越低; 降雨持时越长, 边坡稳定性也越低。印台山边坡裂缝的存在是影响边坡稳定的积极因素, 裂缝 产生的优先流一方面通过对土体内部孔隙水压力的改变来影响边坡应力平衡, 另一方面通过与岩土层分界面的相 互作用, 促成岩土层分界面发展为优势滑动面, 进而影响边坡整体稳定性。在滑坡防治方面, 建议在坡体前缘段设 置抗滑桩, 以增大坡体抗滑阻力, 并对边坡裂缝进行有机物填充处理, 避免优先流的产生。
针对黄陵印台山老滑坡不稳定现状, 通过野外调查采样及一系列室内试验方式获取土样基本物理性质及抗剪 强度指标, 在分析非饱和土渗流过程及作用机理基础上, 探讨了印台山裂缝对黄土边坡稳定性影响, 同时借助geo2 studio2007 软件模拟了上述过程。研究结果表明: 降雨强度及降雨持时与边坡稳定性存在明显相关性, 降雨强度越 大, 边坡稳定性越低; 降雨持时越长, 边坡稳定性也越低。印台山边坡裂缝的存在是影响边坡稳定的积极因素, 裂缝 产生的优先流一方面通过对土体内部孔隙水压力的改变来影响边坡应力平衡, 另一方面通过与岩土层分界面的相 互作用, 促成岩土层分界面发展为优势滑动面, 进而影响边坡整体稳定性。在滑坡防治方面, 建议在坡体前缘段设 置抗滑桩, 以增大坡体抗滑阻力, 并对边坡裂缝进行有机物填充处理, 避免优先流的产生。
2015, 13(5):953-958.
摘要:
研究处于天然状态地区的地下水水化学特征对地下水污染调查分析具有重要意义。利用新疆汉水泉地区39 组地下水水样, 依据研究区水文地质条件, 运用舒卡列夫分类法和SPSS、MAPGI S 与Sur fer 等软件进行综合分析, 揭示地下水水化学组分在水平和垂直方向的演化规律。结果表明: 研究区共存在4 种水化学类型, 分别为 SO42 Na# Ca、SO4 # Cl2Na# Ca、Cl# SO42Na# Ca 和Cl2 Na; 潜水TDS 与K+ + Na+ 、Ca2+ 和Cl- 呈显著相关性, 承压 水TDS 与K+ + Na+ 和Cl- 呈显著相关性, 主要离子浓度的空间分布特征与TDS 近于一致; 汉水泉地区地下水化 学类型、TDS 与主要离子浓度存在明显的分带规律, 水化学特征的形成主要受溶滤作用、阳离子交换吸附作用、浓 缩作用与混合作用影响。
研究处于天然状态地区的地下水水化学特征对地下水污染调查分析具有重要意义。利用新疆汉水泉地区39 组地下水水样, 依据研究区水文地质条件, 运用舒卡列夫分类法和SPSS、MAPGI S 与Sur fer 等软件进行综合分析, 揭示地下水水化学组分在水平和垂直方向的演化规律。结果表明: 研究区共存在4 种水化学类型, 分别为 SO42 Na# Ca、SO4 # Cl2Na# Ca、Cl# SO42Na# Ca 和Cl2 Na; 潜水TDS 与K+ + Na+ 、Ca2+ 和Cl- 呈显著相关性, 承压 水TDS 与K+ + Na+ 和Cl- 呈显著相关性, 主要离子浓度的空间分布特征与TDS 近于一致; 汉水泉地区地下水化 学类型、TDS 与主要离子浓度存在明显的分带规律, 水化学特征的形成主要受溶滤作用、阳离子交换吸附作用、浓 缩作用与混合作用影响。
2015, 13(5):959-962.
摘要:
在原始数据具有随机误差的情况下, 利用第一类越流补给含水层条件下的汉土什公式进行正逆问题计算时, 公式本身对误差具有传递作用。采用数学方法推导出了用于描述汉土什公式性态的条件数, 建立了正逆问题计算 结果误差与原始数据误差间的近似关系。据此, 得出了计算过程中不同的u 和r / B 值对原始数据所具有的随机误 差的传递作用, 绘制了相应的描述传递作用强弱的条件数的变化曲线, 从而确定了正逆计算问题属于/ 病态0 时的u 和r / B 取值范围
在原始数据具有随机误差的情况下, 利用第一类越流补给含水层条件下的汉土什公式进行正逆问题计算时, 公式本身对误差具有传递作用。采用数学方法推导出了用于描述汉土什公式性态的条件数, 建立了正逆问题计算 结果误差与原始数据误差间的近似关系。据此, 得出了计算过程中不同的u 和r / B 值对原始数据所具有的随机误 差的传递作用, 绘制了相应的描述传递作用强弱的条件数的变化曲线, 从而确定了正逆计算问题属于/ 病态0 时的u 和r / B 取值范围
2015, 13(5):963-967.
摘要:
通过对良乡地热田中地热地质条件、地热水化学资料及DD、D18O、3H 、14C同位素的研究, 阐述了良乡地热田地 热水的起源、地热水的变质与演化、同位素水文特征。研究表明: 良乡地热田中地热水化学类型以HCO3 # SO42 Ca# Na# Mg 型为主, 同时地热水中含有氟、偏硅酸等多种有医疗价值的特殊组分; 通过对地热水离子浓度分析, 良 乡地热田中地热水具有入渗溶滤水特征, 为初期变质水。从水2岩平衡状态上看, 地热田中地热水为未成熟水; 依据 主要离子浓度和同位素分析, 良乡地热田中地热水为地热热源水和来自北京迭断陷西南方向现代循环水补给的混 合型; 依据放射性同位素3H与14 C确定了良乡地热田中地热水年龄为38 960? 630 a; 依据氢氧稳定同位素计算了地 热水补给高程为620~ 730 m, 推断补给区来源于北京市西南房山区相对高程较小的中2低山区。
通过对良乡地热田中地热地质条件、地热水化学资料及DD、D18O、3H 、14C同位素的研究, 阐述了良乡地热田地 热水的起源、地热水的变质与演化、同位素水文特征。研究表明: 良乡地热田中地热水化学类型以HCO3 # SO42 Ca# Na# Mg 型为主, 同时地热水中含有氟、偏硅酸等多种有医疗价值的特殊组分; 通过对地热水离子浓度分析, 良 乡地热田中地热水具有入渗溶滤水特征, 为初期变质水。从水2岩平衡状态上看, 地热田中地热水为未成熟水; 依据 主要离子浓度和同位素分析, 良乡地热田中地热水为地热热源水和来自北京迭断陷西南方向现代循环水补给的混 合型; 依据放射性同位素3H与14 C确定了良乡地热田中地热水年龄为38 960? 630 a; 依据氢氧稳定同位素计算了地 热水补给高程为620~ 730 m, 推断补给区来源于北京市西南房山区相对高程较小的中2低山区。
2015, 13(5):968-972.
摘要:
白泥巴沟位于安宁河断裂中段, 受断块差异升降运动影响, 泥石流活动发育。根据/ 面积- 高程分析法0 定量 计算, 白泥巴沟地貌发育处于壮年期, 利于泥石流的形成, 泥石流潜在危险性等级达中型。泥石流的物源由崩塌堆 积物、滑坡堆积物、沟道堆积物和坡面侵蚀物四部分组成, 松散固体物源总量为211 39 万m3 , 可能参与泥石流活动 的物源动储量为41 88 万m3 。通过实地调查分析, 该流域环境动态的不稳定性, 是造成泥石流易发的主要因素, 暴 发中小型黏性泥石流的机率达85%以上。建议采用/ 以拦为主、多级拦挡0 的措施进行泥石流工程防治。
白泥巴沟位于安宁河断裂中段, 受断块差异升降运动影响, 泥石流活动发育。根据/ 面积- 高程分析法0 定量 计算, 白泥巴沟地貌发育处于壮年期, 利于泥石流的形成, 泥石流潜在危险性等级达中型。泥石流的物源由崩塌堆 积物、滑坡堆积物、沟道堆积物和坡面侵蚀物四部分组成, 松散固体物源总量为211 39 万m3 , 可能参与泥石流活动 的物源动储量为41 88 万m3 。通过实地调查分析, 该流域环境动态的不稳定性, 是造成泥石流易发的主要因素, 暴 发中小型黏性泥石流的机率达85%以上。建议采用/ 以拦为主、多级拦挡0 的措施进行泥石流工程防治。
2015, 13(5):973-979.
摘要:
以供水水库为研究对象, 考虑了水库的供水、发电目标及两目标的权衡, 构建了供水计算、发电计算和多目标 计算等三个模型, 并分别通过二次规划、混合整数线性规划、非线性规划对三个模型进行优化求解。研究涉及高维 性、非线性、多目标在内的水库优化调度问题求解难点。以某两水库调度问题为例, 应用优化软件LINGO 高质高 效求解, 为以供水与发电作为主要目标的水库调度问题求解分析提供了示范。
以供水水库为研究对象, 考虑了水库的供水、发电目标及两目标的权衡, 构建了供水计算、发电计算和多目标 计算等三个模型, 并分别通过二次规划、混合整数线性规划、非线性规划对三个模型进行优化求解。研究涉及高维 性、非线性、多目标在内的水库优化调度问题求解难点。以某两水库调度问题为例, 应用优化软件LINGO 高质高 效求解, 为以供水与发电作为主要目标的水库调度问题求解分析提供了示范。
2015, 13(5):980-984.
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。
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。
2015, 13(5):985-989.
摘要:
为更加科学合理地开展泵站优化运行综合评价, 采用主成分分析法对评价指标进行优选。在构建衡量泵站优 化运行特征指标集的基础上, 借助遗传投影寻踪模型( GA2 PP) 将高维数据投影到低维子空间上, 寻求最佳投影方 向, 对最佳投影方向与评价指标的线性投影进行计算得到投影指标值, 作为判断泵站优化运行优劣程度的依据并对 其进行统一评价, 进一步提升泵站经济运行能力以及泵站系统联合优化调度综合水平。以淮安四站为例, 开展单机 组日优化运行评价, 结果表明: GA2PP 模型能在很大程度上避免传统评判中人为赋权的干扰, 得到的最优运行方案 不仅运行成本低且更符合泵站日常运行需求, 评价结果更为准确客观。
为更加科学合理地开展泵站优化运行综合评价, 采用主成分分析法对评价指标进行优选。在构建衡量泵站优 化运行特征指标集的基础上, 借助遗传投影寻踪模型( GA2 PP) 将高维数据投影到低维子空间上, 寻求最佳投影方 向, 对最佳投影方向与评价指标的线性投影进行计算得到投影指标值, 作为判断泵站优化运行优劣程度的依据并对 其进行统一评价, 进一步提升泵站经济运行能力以及泵站系统联合优化调度综合水平。以淮安四站为例, 开展单机 组日优化运行评价, 结果表明: GA2PP 模型能在很大程度上避免传统评判中人为赋权的干扰, 得到的最优运行方案 不仅运行成本低且更符合泵站日常运行需求, 评价结果更为准确客观。
2015, 13(5):990-994.
摘要:
在工程建设中通常会面对多方案的选择, 平衡各方面的利益取得最佳方案是工程建设的重要工作。模糊优选 方法是一种具有严密数学逻辑和哲学思维的方法, 能够用来对工程建设中的多方案进行优选。结合雅砻江流域内 的调水工程, 考虑调水的生态环境影响, 选择多指标表征生态环境, 设置多种调水方案, 利用模糊优选方法对雅砻江 调水方案进行优化选择。结果表明: 在调水规模一致和调水过程不同的前提下, 调水过程的变化对降低调水不利的 影响很大; 在调水过程一致和调水规模不同的前提下, 调水规模的降低对生态环境的保护起积极作用; 在现有的基 础上考虑生态环境的影响, 应该适当降低调水规模并尽可能在汛期调水。
在工程建设中通常会面对多方案的选择, 平衡各方面的利益取得最佳方案是工程建设的重要工作。模糊优选 方法是一种具有严密数学逻辑和哲学思维的方法, 能够用来对工程建设中的多方案进行优选。结合雅砻江流域内 的调水工程, 考虑调水的生态环境影响, 选择多指标表征生态环境, 设置多种调水方案, 利用模糊优选方法对雅砻江 调水方案进行优化选择。结果表明: 在调水规模一致和调水过程不同的前提下, 调水过程的变化对降低调水不利的 影响很大; 在调水过程一致和调水规模不同的前提下, 调水规模的降低对生态环境的保护起积极作用; 在现有的基 础上考虑生态环境的影响, 应该适当降低调水规模并尽可能在汛期调水。
2015, 13(5):995-999.
摘要:
跨界流域生态补偿标准的核算是当前生态补偿研究的热点, 在不考虑污染物通量情况下, 生态补偿标准和生 态补偿额可作同一概念。以流域污染物治理总成本和流域内各地区污染物治理成本为媒介, 研究太湖流域各地区 污染物消减量和地区之间生态补偿额的关系。研究认为, 某一地区实际消减量和理论上最优消减量的差值决定了 生态补偿的方向和金额, 且两种消减量之间的差值和生态补偿额大小成正相关。
跨界流域生态补偿标准的核算是当前生态补偿研究的热点, 在不考虑污染物通量情况下, 生态补偿标准和生 态补偿额可作同一概念。以流域污染物治理总成本和流域内各地区污染物治理成本为媒介, 研究太湖流域各地区 污染物消减量和地区之间生态补偿额的关系。研究认为, 某一地区实际消减量和理论上最优消减量的差值决定了 生态补偿的方向和金额, 且两种消减量之间的差值和生态补偿额大小成正相关。
2015, 13(5):1000-1002.
摘要:
东江与水库联网工程旨在解决东莞中部及沿海片主要依靠无调蓄功能的东江取水, 遇到枯水年份缺水严重的 问题, 以全面提高该片区供水保证率和应对东江突发水事件的能力。本文就该工程实施过程中的水源保护规划、供 水格局调整和全面进行水价改革等方面提出几点思考和建议, 以保证联网工程良性循环, 早日发挥其经济、社会和 生态综合效益。
东江与水库联网工程旨在解决东莞中部及沿海片主要依靠无调蓄功能的东江取水, 遇到枯水年份缺水严重的 问题, 以全面提高该片区供水保证率和应对东江突发水事件的能力。本文就该工程实施过程中的水源保护规划、供 水格局调整和全面进行水价改革等方面提出几点思考和建议, 以保证联网工程良性循环, 早日发挥其经济、社会和 生态综合效益。
2015, 13(5):1003-1007.
摘要:
运用基于欧式贴近度的模糊物元理论, 从效益水平、水资源量、生态环境三方面构建了乌鲁木齐市水资源脆弱 性评价指标体系和等级标准, 并利用模糊物元评价模型定量评价了乌鲁木齐市长系列水资源脆弱性的动态变化情 况。通过与灰关联分析法、模糊综合评价结果的比较, 证明模糊物元模型适用于乌鲁木齐市水资源脆弱性评价。评 价结果显示, 从2005 年- 2011 年乌鲁木齐市水资源脆弱性等级有增长趋势, 到规划年2015 年和2020 年水资源脆 弱性等级将达到? 级状态, 未来乌鲁木齐市水资源脆弱性增强不容忽视。
运用基于欧式贴近度的模糊物元理论, 从效益水平、水资源量、生态环境三方面构建了乌鲁木齐市水资源脆弱 性评价指标体系和等级标准, 并利用模糊物元评价模型定量评价了乌鲁木齐市长系列水资源脆弱性的动态变化情 况。通过与灰关联分析法、模糊综合评价结果的比较, 证明模糊物元模型适用于乌鲁木齐市水资源脆弱性评价。评 价结果显示, 从2005 年- 2011 年乌鲁木齐市水资源脆弱性等级有增长趋势, 到规划年2015 年和2020 年水资源脆 弱性等级将达到? 级状态, 未来乌鲁木齐市水资源脆弱性增强不容忽视。
2015, 13(5):1008-1010.
摘要:
为了培养大学生创新能力和克服单个明渠流实验装置测试内容单一、占地大、成本高等缺陷, 在研究传统水力 学实验装置和流体运动基本原理的基础上, 自主研制开发了一套旋转式明渠流综合实验平台。该实验平台采用旋 转方式创造性地将多种明渠水流实验集为一身, 能够满足学生在同一实验平台上进行多种常规明渠流实验的需求, 从而满足高校综合性、设计性、创新创业训练计划等现代教学的要求。实践表明, 该实验平台具有设计巧妙、功能齐 全、改造方便等优点, 对水利类专业构建创新型人才培养模式有重要意义。
为了培养大学生创新能力和克服单个明渠流实验装置测试内容单一、占地大、成本高等缺陷, 在研究传统水力 学实验装置和流体运动基本原理的基础上, 自主研制开发了一套旋转式明渠流综合实验平台。该实验平台采用旋 转方式创造性地将多种明渠水流实验集为一身, 能够满足学生在同一实验平台上进行多种常规明渠流实验的需求, 从而满足高校综合性、设计性、创新创业训练计划等现代教学的要求。实践表明, 该实验平台具有设计巧妙、功能齐 全、改造方便等优点, 对水利类专业构建创新型人才培养模式有重要意义。
40 堤防工程安全综合评价方法
2015, 13(5):1011-1015.
摘要:
堤防工程安全评价是水利工程安全评价的重要内容之一, 针对目前水利行业缺乏相关技术标准的现状, 为了 提高堤防工程安全评价工作的可操作性, 探讨了堤防工程安全评价的评价原则、评价内容、评价方法和评价结论等 问题, 提出了基于工程质量评价、运行管理评价及工程安全复核基础上的堤防工程安全综合评价方法, 并给出了相 应的综合评价分类原则, 可供堤防工程安全评价工作参考。
堤防工程安全评价是水利工程安全评价的重要内容之一, 针对目前水利行业缺乏相关技术标准的现状, 为了 提高堤防工程安全评价工作的可操作性, 探讨了堤防工程安全评价的评价原则、评价内容、评价方法和评价结论等 问题, 提出了基于工程质量评价、运行管理评价及工程安全复核基础上的堤防工程安全综合评价方法, 并给出了相 应的综合评价分类原则, 可供堤防工程安全评价工作参考。
2015, 13(5):1016-1020.
摘要:
针对大口径有压玻璃钢管当量粗糙度取值问题, 采用计算分析方法, 判别不同工况下大口径玻璃钢管道管内 水流流态, 验证了当量粗糙度对其水力计算的重要性; 在此基础上, 以新疆小洼槽倒虹吸管道为例, 利用齐恩公式、 哈兰德公式, 计算不同当量粗糙度取值情况下各工况的水头损失值, 将计算结果与实测数据作比较分析和误差分 析, 结果表明, 大口径有压玻璃钢管在一般工况下管内水流流态基本处于紊流过渡区, 大口径有压玻璃钢管道当量 粗糙度取值范围宜为0. 005~ 0. 01 mm。
针对大口径有压玻璃钢管当量粗糙度取值问题, 采用计算分析方法, 判别不同工况下大口径玻璃钢管道管内 水流流态, 验证了当量粗糙度对其水力计算的重要性; 在此基础上, 以新疆小洼槽倒虹吸管道为例, 利用齐恩公式、 哈兰德公式, 计算不同当量粗糙度取值情况下各工况的水头损失值, 将计算结果与实测数据作比较分析和误差分 析, 结果表明, 大口径有压玻璃钢管在一般工况下管内水流流态基本处于紊流过渡区, 大口径有压玻璃钢管道当量 粗糙度取值范围宜为0. 005~ 0. 01 mm。
2015, 13(5):1021-1024.
摘要:
探索介绍一种浅槽粘贴钢板条加固薄壁闸墩的设计方法。通过裂缝检测及工程力学验算发现近尾洲水电厂 泄洪闸薄壁闸墩存在安全隐患, 为此提出了浅槽粘贴钢板条加固处理方案, 并采用有限元仿真对加固方案进行优化 设计。由于5混凝土结构加固设计规范6GB 50367- 2013 未收录过类似方法, 因而其设计与施工经验可为类似的加 固工程提供新的思路, 为水工建筑工程加固处理提供参考。
探索介绍一种浅槽粘贴钢板条加固薄壁闸墩的设计方法。通过裂缝检测及工程力学验算发现近尾洲水电厂 泄洪闸薄壁闸墩存在安全隐患, 为此提出了浅槽粘贴钢板条加固处理方案, 并采用有限元仿真对加固方案进行优化 设计。由于5混凝土结构加固设计规范6GB 50367- 2013 未收录过类似方法, 因而其设计与施工经验可为类似的加 固工程提供新的思路, 为水工建筑工程加固处理提供参考。
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