南水北调与水利科技(中英文)

2019年第17卷第1期文章目次

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  • 1  基于游程理论和 Copula 函数研究岷江流域干旱特征
    周念清 李天水 刘铁刚
    2019, 17(1):1-7.
    [摘要](714) [HTML](0) [PDF 6.54 M](886)
    摘要:
    为了合理评估区域干旱灾害风险, 以岷江流域 14 个气象站 1961- 2012 年逐月降水数据为研究对象, 以阈值 为变量设定 3 种游程截取水平识别干旱, 然后利用经拟合优选的 Co pula 函数构建干旱历时与干旱烈度的联合分 布, 并进行概率分析和重现期计算。结果表明: Gumbel Co pula 函数对整个流域的拟合效果最优; 利用 Gumbel Cop2 ula 函数分析二维条件概率 P( S [ 60 mm | D\3 月) , 3 种截取水平的发生概率从流域东南到西北递增; 联合重现期 结果显示流域东北部和南部一带的旱情比中西部严重, 而同现重现期结果则显示流域西部的旱情比东部严重; 联合 重现期比同现重现期的空间分布更稳定, 任意一种截取水平下的联合重现期都比较接近。研究结果可为游程理论 截取水平设定、Copula 函数优选以及多变量干旱分析提供依据。
    2  基于 Choudhury-Yang 公式的泾河流域 蒸散发归因分析
    赵 勇 何国华 李海红 王庆明 刘寒青
    2019, 17(1):8-14.
    [摘要](513) [HTML](0) [PDF 6.78 M](1019)
    摘要:
    1999 年以来黄土高原实施了大规模的植树造林工程, 但该工程是否加剧了区域水资源压力引发了社会的广 泛讨论。为科学解析黄土高原水循环演变过程, 基于 Cho udhur y2Yang 公式计算了黄土高原泾河流域 2000- 2014 年蒸散发变化, 并定量区分了气候因子和下垫面因子对流域蒸散发变化的贡献。研究结果表明: 退耕还林工程实施 以来, 泾河流域实际蒸散发呈下降趋势, 年均降幅为- 21 28 mm; 降水是该流域蒸散发变化的主导因子, 其平均贡献 率达到 761 8% , 远大于潜在蒸散发( 401 8% ) 和下垫面变化( - 171 5% ) 的影响。基于 Choudhury2Yang 公式的蒸散 发归因识别方法, 对定量区分气候和下垫面变化对流域蒸散发的影响具有重要的科学意义。
    3  GFS 集合降雨预报的校正后处理研究
    胡义明 梁忠民 蒋晓蕾 王 军 李彬权
    2019, 17(1):15-19.
    [摘要](413) [HTML](0) [PDF 4.39 M](851)
    摘要:
    耦合降水集合预报信息与水文模型是水文预报发展的一个重要方向。然而由于大气运行初始条件及模式的 不确定性数值降雨预报不可避免地存在误差。基于全球集合预报系统( GFS) 提供的 1~ 8 d 预见期的降雨集合预 报数据, 研究了基于扩展型 Log istic 算法和异方差扩展型Log istic 算法发展的5 个统计后处理模型对淮河流域息县 子流域 GFS 预报降雨的校正效果。结果表明, 5 个模型对 GFS 预报降雨均具有较好的校正效果, 但随着预见期的 增长, 各个模型的校正能力呈衰减趋势。总体而言, 相较于基于扩展型 Lo gist ic 算法的 3 个模型, 基于异方差扩展 型 Lo gist ic 算法的 2 个模型具有更优的校正能力。
    4  基于 ELECT RE III 的淮河流域水资源安全评价
    黄微尘 余朕天 李春晖 李 慧
    2019, 17(1):20-25.
    [摘要](340) [HTML](0) [PDF 5.26 M](909)
    摘要:
    为探讨淮河流域水资源安全问题, 建立了淮河流域水资源安全评价指标体系, 运用多准则决策方法)) ) ELECT RE III, 对淮河流域四省江苏、安徽、山东、河南 2006- 2012 年水资源安全性进行评价, 并利用净可信度得分 排序。结果显示: 水资源安全性( 1) 就不同省份而言, 江苏省相对最好, 其次为安徽省、河南省, 山东省相对最差; ( 2) 就不同年份而言, 2011 年最好, 最高达 71 62, 最低为- 01 82, 全部处于较危机等级, 而 2006 年相对较差, 最高达 - 21 03, 最低为- 181 37, 除江苏省外全部处于危机水平; ( 3) 就同一省份不同年份而言, 随着时间的变化, 四省份的 水资源安全性评价结果总体呈现出先上升再下降, 后又上升转而再下降的/ M0 型趋势。该评价方法与评价指标体 系适用性较强, 评价结果较为客观, 为淮河流域水资源安全评价提供了一个新视角和新方法。合理水资源安全评价 定量和趋势分析, 可为淮河流域水资源合理开发和可持续利用提供科学依据与决策支持。
    5  湿地水文连通研究综述
    陈月庆 武黎黎 章光新 吴燕锋 严登华
    2019, 17(1):26-38.
    [摘要](462) [HTML](0) [PDF 17.34 M](912)
    摘要:
    变化环境下湿地水文连通性显著下降, 导致湿地面积萎缩和生态水文功能退化乃至流域水环境恶化与水旱灾 害风险增大。在定义湿地水文连通性内涵和特征的基础上, 系统总结了湿地水文连通的研究历程, 可分为萌芽起步 阶段( 1980- 2009 年) 和研究探索阶段( 2010 年至今) ; 重点阐述了湿地水文连通的研究热点及进展, 主要包括湿地 水文连通性的定量评估方法、湿地水文连通功能、湿地水文连通在湿地保护修复和流域水管理中的应用; 最后, 针对 当前湿地水文连通研究存在的问题和薄弱环节, 结合新时期湿地保护修复和河湖水系连通等国家重大需求, 提出了 未来亟需加强研究的重点方向。
    6  基于关键绩效指标的西安市水循环健康评价
    唐继张 夏 伟 周维博 罗 浩 杨阿敏
    2019, 17(1):39-45.
    [摘要](413) [HTML](0) [PDF 8.01 M](871)
    摘要:
    城市水循环健康评价研究对于城市的规划定位、发展建设及城市资源管理具有实际指导意义。以西安市为 例, 基于城市水循环内涵, 结合水资源关键属性, 从水生态水平、水资源丰度、水资源质量及水资源利用四个维度出 发, 筛选出 16 个指标, 构建了基于关键绩效指标( KPI) 的城市水循环健康评价体系, 对西安市2010- 2015 年水循环 健康状况进行评价。结果表明: 西安市 2010- 2015 年水循环均处于亚健康状态, 健康评价得分为 31 05~ 31 46 分, 其中 2010- 2011 年健康得分呈现下降趋势, 在 2011 年健康得分最低, 为 31 05 分, 之后 2011- 2015 年健康得分逐 年上升, 上升趋势显著; 饮用水水源地水质达标率得分最高, 2010- 2015 年均处于非常健康状态, 而人均水资源量、 亩均水资源量得分最差, 2010- 2015 年均处于严重病态; 提高水资源开发利用的合理性、缓解水资源供需矛盾是改 善西安市水循环健康状态的关键。
    7  近 59 年广西气象要素时空变化特征分析
    莫崇勋 刘 朋 朱新荣 阮俞理 杨云川 孙桂凯
    2019, 17(1):46-53.
    [摘要](361) [HTML](0) [PDF 6.60 M](1016)
    摘要:
    基于广西 25 个气象台站 1958- 2016 年的气象资料, 采用 Daniel 趋势检验法、Lee2H eghinan 变异检验法、 M orlet 小波分析法、R/ S 分析法和克里金插值等方法, 对广西年日照时数、年平均风速、年降水量、年平均相对湿度 和年平均气温的时空变化进行了分析。结果表明: 近 59 年广西年日照时数、年平均风速和年平均相对湿度呈减小 趋势, 年降水量和年平均气温表现出微弱增加趋势; 各气象要素分别在 1979 年、1974 年、2011 年、2002 年和1997 年 发生变异; 各气象要素均表现出多时间尺度耦合的复杂特性, 第一主周期分别为 22 a、29 a、31 a、26 a 和 13 a; 各气 象要素的 Hurst 指数均大于 01 5, 说明未来变化趋势将继续与过去变化趋势保持一致; 在空间上, 广西年日照时数 由西北向东南递减, 年平均风速、年降水量、年平均相对湿度和年平均气温由北向南递增。
    8  河南省水资源承载力时空特征分析
    黄 垒 张礼中 朱吉祥 霍志彬
    2019, 17(1):54-60.
    [摘要](358) [HTML](0) [PDF 8.46 M](949)
    摘要:
    随着社会经济的发展, 河南省水资源问题正变得越来越严重。选择 13 项评价指标构建河南省水资源承载力 评价指标体系, 采用主成分分析法分别从时间和空间两个维度对河南省水资源承载力进行评价分析。结果表明: ( 1) 河南省水资源承载力随时间变化特征主要与其社会经济发展水平、水资源供需水平和人类生活活动的强度有 关, 全省水资源承载力水平在 2007- 2016 年间处于波动上升的状态; ( 2) 河南省水资源承载力的空间分布特征主要 与各市社会经济发展水平、农业发展状况和水资源自然禀赋条件有关, 其中郑州市的水资源承载力水平最高, 漯河 市、鹤壁市和济源市最低。研究可为河南省水资源的可持续利用及其合理管理政策的制定提供科学依据。
    9  基于 MikeFlood 的组合情景洪水风险分析
    姚斯洋 刘成林 魏博文 陈良捷 金 戎 程颖新
    2019, 17(1):61-69.
    [摘要](344) [HTML](0) [PDF 6.91 M](859)
    摘要:
    针对模拟河道洪水淹没时, 干、支流同频率暴雨组合情景不能合理反映洪水漫堤真实情景的缺陷, 考虑到洪水 汇流淹没过程中干、支流实际降水情况的差异, 构建基于干、支流不同频率组合方案下洪水淹没情景的 M ikeFlo od 耦合水动力模型。以典型丘陵地貌地区修水为研究对象, 模拟研究区域内干流以及主要支流分别发生 20 年、50 年、100 年不同频率暴雨时的 24 种组合情景, 选取其中几种情景与干、支流发生同一种频率暴雨的典型暴雨情景进 行对比。结果表明, 选取的组合情景与典型情景相比, 其淹没水深的分布、大小均有较大的变化, 可多样性地反映洪 水来临时洪水漫堤的情景, 为丘陵地区的洪水风险预报和紧急避洪转移工作提供决策依据和技术支撑。
    10  天津市原位生物化学法治理修复黑臭底泥的试验研究
    刘东方 王希越 王伟斌 张庆明 包 迪
    2019, 17(1):70-75.
    [摘要](367) [HTML](0) [PDF 7.51 M](928)
    摘要:
    研究采用室内模拟的方法, 探讨了黑臭底泥生物2化学法原位修复中自制生物2化学复合药剂( 以/ 反硝化细 菌2硝酸钙0 为主要原料) 投加量对底泥理化性质变化及上覆水水质变化的影响。综合考虑, 最终确定适合底泥致黑 臭污染物去除且节约成本的最佳处理剂投加量为2 000 mg / L( 以硝酸钙2N 计) 。以此投加量将底泥处理剂埋入试 验用底泥 30 d 后, 上覆水( 400 m l) T P 由 01 50 mg/ L 降至 01 36 mg/ L; CODCr、氨氮、硝态氮、亚硝态氮分别由 31 mg / L、01 10 mg / L、01 65 mg / L、01 07 mg/ L 增加至 325 mg / L、301 27 mg/ L、41 91 mg/ L、131 55 mg/ L, 底泥 AVS 由 11 31 Lmo l/ g 降至 01 35 Lmo l/ g; 底泥外观疏松膨胀、由黑变黄。判断此投加量下底泥处理剂对黑臭底泥治理情况 好, 可以此为依据进一步进行天津市某河道黑臭底泥原位修复中试研究, 以确定最优投加量。
    11  不同再生水占比景观水体水质演变机制实验研究
    汪啸宇 潘成忠 刘春雷 郭中方
    2019, 17(1):76-83.
    [摘要](351) [HTML](0) [PDF 7.49 M](804)
    摘要:
    以永定河( 北京段) 为研究对象, 开展不同再生水占比景观水体连续 24 d 的水质监测实验, 监测指标包括化学 需氧量、氨氮、溶解氧、pH、电导率及土壤微生物多样性等。结果分析表明: 相同实验条件下永定河上游山峡段河岸 带土壤微生物多样性明显好于下游沙质断流河岸带土壤, 而二者混合形成的沙土有利于丰富土壤微生物多样性; 高 再生水占比水体对于环境更加敏感, 更容易因为外部因素引起水质变化, 在高温下水质恶化速率更快; 根据实验所 监测的多项水质指标与生态效应综合分析, 静止景观水体再生水占比在超过 75% 以后水质持续恶化, 推荐永定河 实际景观河道再生水占比控制在 75% 以下。
    12  考虑水文情势变化的黄柏河流域纳污能力
    刘君龙 陈 进 周晓明 周召红 殷大聪 周明圆
    2019, 17(1):84-91.
    [摘要](371) [HTML](0) [PDF 5.57 M](760)
    摘要:
    水体的纳污能力是指在满足水功能区水环境质量达标的基础上, 水体最大允许的纳污量, 其精确核定对水资 源合理开发利用与有效保护具有重要的现实意义。水利工程、人类活动等使河流原有水文情势发生了不同程度的 改变, 水文情势变化影响下的纳污能力精确核定现已逐渐成为当前亟待研究和解决的问题。以长江流域的黄柏河 为例, 选取汇入支流、水库和调( 引) 水工程 3 个主要影响因素分析了对河道水文情势及其对纳污能力的影响, 根据 水文情势的差异性变化提出了相应的纳污参数确定方法, 并基于一维水质数学模型计算得出黄柏河流域水体的纳 污能力, 最后以典型区段黄柏河东支保护区为例与传统法的纳污能力结果进行了对比分析。结果表明考虑水文情 势变化的纳污能力研究中所提出的纳污参数确定方法在一定程度上有助于水域纳污能力的准确核定。研究结果可 以为区域有效保护水资源, 防治水污染, 改善水环境提供一定的技术参考。
    13  分布式水文模型对水质监测数据的补充及污染源分析
    王 佳 张新华 雷晓辉 王 浩 王立新 王 旭
    2019, 17(1):92-97.
    [摘要](388) [HTML](0) [PDF 6.59 M](764)
    摘要:
    水质现状监测对水环境影响评价、水环境治理具有重要作用。目前, 水质现状监测数据存在监测频率低、监测 难度大、影响因素复杂及信息化程度低等问题。为此, 采用了分布式水文模型对水质监测数据进行补足, 并追根溯 源分析污染物来源。以都匀市剑江河流域为例, 基于水文气象、下垫面数据及仅有的 2010- 2014 年的四个断面不 同步的水质数据, 建立 SWAT 分布式水文模型模拟总磷污染物。结果表明, 使用分布式水文模型不仅可以补足剑 江河流域四个监测断面同期的总磷数据, 还可以追根溯源得出该流域总磷污染主要来源于面源污染, 同时可以分析 出面源污染的空间分布情况以及不同污染类别的占比, 该流域中肥料流失为主要污染源, 尤其是丰水年的污染占比 高达近 66% 。
    14  环保型防扩散剂在绞吸过程中的防扩散性能研究
    何 平 唐雪晨 杨 磊 贾冬霜 吴 燕
    2019, 17(1):98-104.
    [摘要](354) [HTML](0) [PDF 7.68 M](605)
    摘要:
    针对疏浚工程中底泥扩散问题, 设计了一套绞吸试验装置, 通过 CFD 模型预测出底泥的扩散分布, 在绞吸过 程中投加环保型防扩散剂 CPAM、PSF 及复配 CPAM/ PSF, 通过对底泥的沉降速率、上覆水体浊度及 COD、粒径以 及 SEM 形貌变化等来探究防扩散剂在绞吸过程中的防扩散效果。结果表明: 在投加的防扩散剂中 CPAM 对底泥 的防扩散效果最佳, 当 CPAM 的投加量为 15 mg / L 时, 相对最终的底泥沉降率来说, 95% 泥样基本是在瞬间沉降, 且沉降 1 h 后上覆水体浊度达到最低值 101 23 NTU, COD 达到最低值 121 0 mg / L, 相对未添加防扩散剂的上覆水 体浊度、COD 下降率分别为 831 6% 、891 1% , 从其沉降泥样 SEM 图片中也可以看出其底泥颗粒粒径增大最为明显, 中值粒径达到 191 250 Lm, 相对未添加防扩散剂的底泥颗粒粒径增长率为 117%, 在底泥的防扩散上表现出良好效果。
    15  岷江上游流域土壤侵蚀风险评估
    刘金山 倪福全 邓 玉 李林桓 王志刚 周登科 聂 超 张 洋 马 捷
    2019, 17(1):105-112.
    [摘要](304) [HTML](0) [PDF 6.46 M](684)
    摘要:
    针对岷江上游流域侵蚀现状、特点, 在拟定评价指标的基础上, 运用 GIS 加权叠加分析法探究了岷江上游流域 侵蚀风险, 得出如下结论: ( 1) 陡坡占 611 20% , 年均降雨量差异较大, 土壤土质疏松绵软, 地震影响强度高; ( 2) 中度 以上侵蚀风险比例为 891 31 % , 土壤侵蚀形势严峻; ( 3) 中度侵蚀风险区主要分布在水网附近, 与土地利用类型以及 人类生产生活密切相关; 重度风险区主要分布在岷江上游流域的西部、西南部和南部周边地区, 与/ 5 # 120 汶川特大 地震密切相关; ( 4) 汶川、理县为重度风险侵蚀关键治理区, 黑水、茂县、松潘为中度侵蚀风险治理区。
    16  不同土壤对化肥厂废水中铵的吸附特征
    宁 卓 蔡萍萍 张翠云
    2019, 17(1):113-119.
    [摘要](317) [HTML](0) [PDF 10.11 M](676)
    摘要:
    含铵化肥厂废水污灌有可能引起地下水污染。包气带土壤的吸附作用是阻滞其铵进入含水层的重要过程。 选取某包气带不同深度 4 个典型土样, 利用室内批模拟实验, 以实验室配制硫酸铵溶液作对比, 研究土壤对化肥厂 废水中铵的吸附动力学及等温吸附特征。结果显示: 土壤颗粒极易吸附铵, 废水有机物等物质能延长吸附平衡时 间, 并影响土壤对铵的吸附能力) )) 在低浓度铵溶液中表现为增加作用, 在高浓度铵溶液中的表现为受土壤有机质 含量影响; 不同质地土壤对铵具有不同的吸附行为, 总体上黏性土的吸附能力大于砂土; 与 Freund lich 和 L ang2 muir 等温式相比, BET 等温式能够与实验吸附数据更好拟合, 验证了 BET 公式用于铵等温吸附特征研究的可行 性, 表明铵在土壤胶体颗粒中的吸附方式为多分子层吸附。
    17  氢氧稳定同位素对东平湖枯水期水环境的指示作用
    靖淑慧 刘加珍 陈永金 马荣贞 闫胜文 郭雯雯
    2019, 17(1):120-129.
    [摘要](352) [HTML](0) [PDF 7.37 M](695)
    摘要:
    为掌握东平湖枯水期水环境质量, 采集氢氧稳定同位素样品分析了氢氧同位素分布、氘盈余( d 值) 和富营养 化状况, 揭示了枯水期蒸发作用和人为因素对湖泊水质的影响, 结果表明: ( 1) 单因子评价法反映出东平湖枯水期富 营养化现象严重, 水体中 COD、TN 和 T P 含量平均值分别为 161 92 mg/ L、01 80 mg/ L 和 01 31 mg / L, 接近重富营养 化; ( 2) 枯水期DD 和D18O 呈现出从湖区的东南向西北逐渐增加的规律, 而氘盈余值则表现出与DD 和 D18O 比值相 反的空间分布。湖水的氘盈余在- 41 77 j ~ - 121 48 j 之间, d 值严重偏负, 说明水体的蒸发作用较强烈; ( 3) 枯 水期湖水的 D18O、DD 与 COD、pH 、EC、呈显著相关性, 反映出蒸发分馏对 COD 等含量的影响; 而水中 T N、T P 含量 与DD 和D18O 比值无显著相关性, 其含量的大小一定程度是受人为因素影响的。
    18  绿茶还原制备纳米铁对模拟地下 水中 Cr( Ⅵ ) 的去除效果
    邓 强 李 卉 韩占涛 王贵玲 马春晓
    2019, 17(1):130-137.
    [摘要](344) [HTML](0) [PDF 5.41 M](699)
    摘要:
    利用绿茶提取液还原制备的纳米铁( GT2 NIP) 对水中六价铬具有良好的去除效果的原理, 通过向含水层中注 入 GT2NIP 可望实现六价铬在地下水中的原位去除, 但尚未得到验证。为此, 首先利用绿茶提取液还原法制备纳米 铁, 然后考察了其对水中六价铬的还原效果, 再利用柱试验研究 GT2NIP 对模拟地下水中六价铬的去除效果。结果 表明: 利用绿茶提取液制备的纳米铁为圆球形, 大小均匀, 直径约为 10~ 20 nm, 且分散性较好, 其中 Fe2+ 含量为 551 6% , Fe3+ 含量为 441 4% 。GT2NIP 悬浮液在水中对 Cr( ? ) 具有良好的降解能力, 当 GT2NIP 浓度为 11 0 g/ L 时, 反应 1 h, 初始浓度为 100 mg/ L 的 Cr( ? ) 去除率达到 961 8% ; 在柱试验中, GT2NIP 可以顺利穿透砂柱, 平均出 流百分比为 681 6% 。浓度为 100 mg / L 的 Cr( ? ) 溶液流过该纳米铁砂柱后, 流出液中 Cr3+ 浓度约为 01 20 mg / L, Cr6+ 浓度为 01 10~ 01 25 mg/ L, 即六价铬去除率达到 99% 以上。
    19  河北山地落叶松林河岸缓冲带去污效果试验研究
    刘惠勤 陈敬宣 李 洁 李宏伟 王雄宾
    2019, 17(1):138-143.
    [摘要](325) [HTML](0) [PDF 5.73 M](741)
    摘要:
    选用 3 种浓度铵态氮和总磷溶液, 分别以 01 67 L/ s、11 82 L/s 两种流量对河北省围场县落叶松林河岸缓冲带 进行灌水试验, 分析河岸缓冲带对不同浓度、不同流量地表径流中铵态氮、总磷的削减效果。结果表明, 随缓冲距离 增加, 河岸缓冲带对地表径流铵态氮和总磷削减效果呈增强趋势。在相同缓冲距离处, 较小地表径流量下对铵态氮 和总磷削减率普遍大于较大流量下的削减率。随着缓冲距离增大, 较小径流量下铵态氮削减率和较大流量下铵态 氮削减率的差值表现出先增大后减小的趋势。经 20 m 的落叶松林河岸缓冲带后, 地表径流量对各污染条件下铵态 氮和总磷削减率的影响逐渐变小。在两种径流量下, 落叶松河岸缓冲带对铵态氮和总磷的削减率都呈现出重度污 染削减率> 中度污染削减率> 轻度污染削减率的规律。
    20  典型长距离调水工程冬季冰凌危害调查及分析
    黄国兵 杨金波 段文刚
    2019, 17(1):144-149.
    [摘要](524) [HTML](0) [PDF 6.59 M](643)
    摘要:
    以某长距离调水工程为研究对象, 基于原形观测资料分析渠道冬季冰情发展规律和存在的冰凌问题。介绍了 渠道和建筑物布置特点、不同冬季气象特点和冬季输水运行方式, 分析了流冰期、封冻期、开河期的冰情现象, 不同 年份和空间上的冰情分布特征, 总结了长距离输水渠道冰情生消演变的基本规律。基于典型冬季渠道出现的特殊 冰凌灾害, 列举了冰塞、泵站前池水位下降、分水口流量降低、仪器设备读数失真、渠道衬砌冻胀等冰凌影响事件, 分 析了气象条件、水力条件和工程布置特点对冰凌危害出现的影响。从调度、工程措施出发, 在不同冰期阶段, 针对不 同渠道和建筑物位置, 提出集防、拦、扰、捞、排一体化的冰凌防护措施, 为长距离输水工程冬季冰期安全高效运行提 供技术保障。
    21  虹吸式管道排沙技术在西霞院水库清淤中的试验研究
    闫振峰 马怀宝 蒋思奇
    2019, 17(1):150-156.
    [摘要](528) [HTML](0) [PDF 7.93 M](723)
    摘要:
    为研究虹吸式管道排沙技术在西霞院水库清淤中的应用及效果, 基于水库库区现场的清淤试验, 利用西霞院 水库上下游水位差的虹吸作用, 辅以破土射流冲吸式吸泥头扰沙, 通过对输沙管道沿程含沙量和流量等特征值的跟 踪监测, 研究单泵及双泵串联条件下, 200 m3 /s、220 m3/ s、230 m3 /s、240 m3 / s、250 m3 /s、300 m3 /s 和 330 m3 /s 共 7 个流量级不同试验工况下测点含沙量的变化范围、趋势及粒径级配等, 并对试验清淤效果进行定量分析。水库清淤 的现场试验结果表明: 随着虹吸式管道排沙试验的工况流量不断增大, 所测的平均含沙量呈现出增大趋势, 而最大 含沙量呈现先增大后减小的趋势, 整个试验过程最大含沙量达到 3421 61 kg/ m3 , 清淤2 000 m3 泥沙的生产成本为 101 56 万元。
    22  滑坡涌浪下斜坡波压力经验估算方法的对比
    曹 婷 王平义 何鹏超 田 野
    2019, 17(1):157-163.
    [摘要](414) [HTML](0) [PDF 11.66 M](645)
    摘要:
    斜坡波压力计算公式经验性较强, 计算公式种类繁多。为了探讨经验公式在预测滑坡涌浪对斜坡作用力的适 用性问题, 构建几何比尺为 1 B 70 的滑坡涌浪三维物理模型, 试验研究了不同工况时滑坡涌浪最大波与有效波下斜 坡作用力的变化规律, 采用 3 种常用的斜坡波压力经验公式, 对比分析了滑坡涌浪下滑坡入水点正对岸斜坡波压力 大小、作用点位置及分布特性。结果表明, 3 种经验公式计算结果有较大的差异, 基于试验结果, 路基公式经修正后 可用于预测滑坡涌浪下斜坡波压力大小; 向金公式经修正后可用于预测滑坡涌浪破碎作用点位置; 波压力在斜坡上 的分布趋势与苏联公式是一致的。
    23  基于 M ICP 技术的自修复混凝土研究进展
    练继建 高毛毛 闫 玥 付登锋 徐宏殷
    2019, 17(1):164-177.
    [摘要](667) [HTML](0) [PDF 7.11 M](758)
    摘要:
    混凝土是一种应用广泛的建筑材料, 但其在使用过程中, 极易出现裂缝, 尤其在水利工程中。混凝土裂缝不仅 影响建筑的美观, 而且会对结构的安全性产生不利影响。利用微生物诱导产生碳酸盐晶体( MICP) 的技术可以制成 自修复混凝土, 这种混凝土能够在其自身出现裂缝时实现自我修复, 从而提高混凝土材料的耐久性能, 节约维修成 本。对国内外文献中自修复混凝土的工作原理、制备方法、材料特性以及影响自修复效果的因素进行了总结分析。 从工作原理上主要介绍了矿化微生物的选择和矿化过程; 从制备方法上主要汇总了自修复混凝土采用的细菌固载 方法; 从材料性能上主要分析了自修复混凝土的微观性能和宏观性能; 从修复效果上主要总结了修复剂成分、养护 条件以及裂缝特征等因素的影响。根据梳理, 自修复混凝土目前所能修复的最大裂缝宽度为 01 97 mm, 最大深度为 271 2 mm, 仍有大的发展潜力。基于目前的研究现状, 文章提出了自修复混凝土进一步的研究方向, 旨在为该项技 术的发展起到一定的推动作用。
    24  不同空化条件下轴流泵反向发电压力脉动特性研究
    周 颖 郑 源 汪昊蓝 唐 魏 陈明炤 赵梦晌 尕藏才让
    2019, 17(1):178-185.
    [摘要](378) [HTML](0) [PDF 6.78 M](790)
    摘要:
    以南水北调某泵站为模型, 对该泵站大型轴流泵反向发电发生空化条件现象进行全流道数值模拟。对反向发 电工况下空化现象进行定常与非定常研究, 并与试验结果做比较, 得出了水泵反向发电时发生不同空化条件下的气 泡体积分布规律, 并预测了叶片发生空化的发展特性。在反向发电工况下对三个监测面的压力脉动进行研究, 得出 压力脉动幅值在导叶进口处最小, 转轮出口处幅值最大, 约为转轮进口处 7 倍, 水流受转轮转动影响严重, 主频为转 频。不同空化数下转轮前后的压力脉动幅值随着空化系数减小而增大, 压力脉动主频不受空化系数影响。空化数 越小, 叶片受到的径向力减小, 轴向力增加, 加剧转轮的不稳定性。为确保轴流泵反向发电运行的稳定与高效, 应使 得装置在较高的空化系数下运行。
    25  立式泵肘形进水流道喉部高度对性能的影响
    严天序 刘 超 查智力 黄佳卫
    2019, 17(1):186-192.
    [摘要](333) [HTML](0) [PDF 8.53 M](655)
    摘要:
    为保证水流进入弯道时的流态良好, 肘形进水流道进口段末端断面的高度通常较小, 被称为/ 喉部0 。基于 CFD 数值模拟进行方案设计和建模计算, 对流道喉部断面的高度定量分析, 对各方案的内部流态和泵系统性能进 行研究。结果表明, 喉部高度大的方案进入弯道的流速慢, 水力损失小, 但流速变化快, 分布不均匀; 高度小的方案 进入弯道流速快, 水力损失大, 但流速变化慢, 流道出口流速均匀性好; 文中喉部高度的最优方案为 01 8 倍叶轮直 径, 此方案的泵系统效率在 340 L/ s 达到 791 08% 。
    26  新型多功能城市除涝结构地下综合体开发
    郝红红 武永新 杨伟超
    2019, 17(1):193-201.
    [摘要](286) [HTML](0) [PDF 6.29 M](711)
    摘要:
    在我国快速城市化大背景下,/ 城市看海0 景象频繁上演, 城市内涝问题日趋突出。以往缓解城市内涝的工程 措施主要致力于提高城市排水系统的设计标准, 视角单一, 仅关注内涝问题, 缺乏并行解决城市诸多问题的考虑。 据此提出一种新型多功能城市除涝结构)) ) 地下综合体, 拟解决城市内涝、交通拥挤、管线入廊三大城市问题。地 下综合体管廊层空间的预留可有效避免由于敷设、维修各类管线造成的道路重复开挖; 交通层各运行期的不同使用 功能可有效缓解城市内涝及交通压力。首次提出地下综合体结构方案, 运用 ABAQUS 有限元软件建立三维实体 模型, 并进行静力分析; 通过案例运用, 结合水动力模型, 分析地下综合体除涝效果。结果表明: 地下综合体在两种 运行期下竖向位移及应力均较小, 结构受力合理, 局部拉应力集中部位需适当加强配筋; 新型除涝结构措施可显著 改善研究区域内涝现状。
    27  新形势下我国节水现状及问题分析
    李 慧 丁跃元 李原园 郭东阳
    2019, 17(1):202-208.
    [摘要](704) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)
    摘要:
    近年来, 通过全面推进节水型社会建设, 全国用水总量持续增长势头得到有效遏制, 水资源利用效率明显提 高, 各行业节水取得显著成效。经统计分析, 2016 年较 2010 年总用水量、各行业用水量及占比变化不大, 万元 GDP 用水量下降 36% , 灌溉水有效利用系数由 01 51 提高到 01 54, 万元工业增加值用水量下降 42% , 工业用水重复利用 率提高到了 881 3% , 城镇公共供水管网漏损率维持在 15% 左右。农业、工业、城镇各重点领域现状节水水平与国际 先进水平对比, 仍存在较大差距, 节水型社会建设任重道远。随着中国特色社会主义进入新时代, 对水安全保障提 出了更高要求, 同时气候变化使得经济社会发展与水资源保障矛盾更为突出, 节水工作面临新的形势与挑战。从法 律标准、政策机制、科技创新、计量统计、管理体制、节水宣传等方面深层次探讨了现状节水工作存在的问题, 并提出 新形势下实施国家节水行动的重点及建议。

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