南水北调与水利科技

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  • 中国南北过渡带水面蒸发的时空变化及趋势预测
    肖曼珍 朱春苗 宋小燕 廖显薇 穆兴民
    录用日期: 2020-09-11
    [摘要](3) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)
    摘要:
    为了研究中国南北过渡带水面蒸发的时空变化及对其趋势进行预测,利用气候倾向率、Mann-Kendall(M-K)趋势检验法、灰色关联分析法和R/S分析法对中国气象数据网南北过渡带43个气象站1980-2017年的水面蒸发量、平均气温、相对湿度、平均风速、日照时数等的日数据进行分析。结果表明:从时间上看,研究期内,南北过渡带年平均水面蒸发量呈较显著的上升趋势,气候倾向率为19.3 mm/10a且在1994年前后发生了突变,水面蒸发量由减小趋势转为上升趋势;年代平均水面蒸发量也逐步增加;季节上升趋势夏季较显著,春季、冬季、秋季不显著。从空间上看,气候倾向率在研究区内中部和东北部较低,其他地区较高。水面蒸发量上升的主要原因为平均气温的升高。未来一段时间内,南北过渡带水面蒸发量将继续上升。
    钱塘江九溪堤线优化对防洪御潮影响研究
    朱航威
    录用日期: 2020-08-26
    [摘要](13) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)
    摘要:
    杭州城西南排通道工程出口拟布置在钱塘江九溪岸段,为研究九溪岸段堤线优化对钱塘江防洪、御潮等功能的影响,采用平面二维数学模型,模拟了工程实施后钱塘江百年一遇大潮、百年一遇洪水期间沿线的壅水高度、流速变化等情况。数值计算结果表明,堤线优化后,当钱塘江遭遇百年一遇大潮时,工程区北岸堤前水位壅高相对明显,最大可达0.05m,南岸的水位壅高影响小于0.01m;南岸流速增加2%左右,但上下游岸段堤前水域流速变化不大。当钱塘江遭遇百年一遇洪水时,工程河段局部范围内水位壅高0.02m左右;下游相邻岸段堤前流速增加1~2%,南岸浦沿排灌站岸段流速增加2~3%,珊瑚沙水库围堤前沿流速影响较小。总体上,九溪岸段堤线优化对钱塘江防洪、御潮影响较小,对区域内地铁6号线、之江大桥、钱塘江大桥等涉水工程基本无影响。
    赤水河蜿蜒河段平面形态分形特征的无标度区识别方法研究
    刘一漩 张晶 赵进勇 韩会玲 于子城
    录用日期: 2020-08-21
    [摘要](1) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)
    摘要:
    分形无标度区的识别是准确测算分形维数的前提条件。以赤水河干流为研究区域,利用“粗算”分维方法识别分形体的无标度区间,分析无标度区对分维的影响,并通过数理统计及相关性分析法展示信息维数对于河道形态的定量描述。结果表明:测算选取的典型弯曲河段,当网格边长r=40时,70%的河段水边线粗算分维值点位分布发生失稳,50%的河段地貌面积粗算分维值点位分布发生失稳,经过相关系数法验证,判定[10,40]为此次信息维数测算的无标度区;无标度区内依次递增的网格边长r对应的信息量I_r之间的差值趋于某一常数,计算水边线信息维数时差值趋于0.18,计算地貌面积信息维数时差值趋于0.3;赤水河干流所测弯曲河段水边线信息维数区间范围为[0.9157,1.0421]平均值为0.9979,地貌面积信息维数区间范围为[1.3013,1.9230]平均值为1.6760,弯曲率区间范围为[1.0259,2.6512]平均值为1.2712;在赤水河中游、下游河段,水边线信息维数与弯曲率的相关系数依次为0.469和0.644,显著性逐渐加强,在整个干流地貌面积信息维数与弯曲率、水边线信息维数相关性皆较弱,且与水边线信息维数呈负相关。
    大型人工输水渠道高填方段溃决洪水情景分析
    王静 李娜 郑敬伟 韩松
    录用日期: 2020-08-21
    [摘要](3) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)
    摘要:
    大型人工输水渠道的高填方段在超常外力下一旦溃决,与一般行洪河道溃堤不同,会对渠道外区域造成非固有的灾难性影响。为防范这种无法用概率表征的潜在风险,需建立适宜的情景分析手段,以模拟与评估不同溃口规模下多种调控手段联合运用在应急处置中的有效性。利用中国水利水电科学研究院自主研发的洪涝仿真模型,通过改进立交河道计算单元的拓扑关系和退水闸模拟方式,建立了渠道一维、溃口流量及两岸二维同步耦合计算的溃堤洪水淹没模型。以某大型人工输水渠道典型高填方段为例,分类对比分析了不同溃口宽度、关闸时间和退水闸是否启用等共12种情景下的洪水淹没特征变化。结果表明:溃口宽度的增加对溃决洪水淹没范围和程度的影响较小;关闸时间越早,越可以有效减少淹没区的面积和水深,且在3 h内效果更明显;当地形和构筑物条件有利于洪水扩散时,及早关闸对淹没范围的减小幅度更大,反之,在洪水不容易扩散的区域,及早关闸对淹没水深的减小幅度更大;退水闸启用后对淹没的减轻作用与退水闸和溃口之间的相对位置和距离有关,位于溃口上游且距离越近时越有效。本项研究可为大型人工输水渠道制定或完善相应应急预案提供基本的手段和依据。
    区域用水效率关联度时空演变及影响因素分析
    龚镇杰 何艳虎
    录用日期: 2020-08-20
    [摘要](5) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)
    摘要:
    水资源是地区经济社会发展基础性战略资源,区域用水效率的空间均衡是地区均衡协调发展的前提和必然要求。研究通过构建用水效率引力模型并结合ArcGIS空间相关分析技术,揭示了区域用水效率及其关联强度的时空演变特征,进一步采用多元回归分析方法辨识了用水效率关联度潜力的主要影响因素,并以广东省2004-2018年21个地级市的面板数据为例进行计算与分析。结果表明:广东省万元GDP用水量与农田灌溉亩均用水量存在较强的空间相关性,珠三角为用水效率高值区,粤北与东西两翼为用水效率低值区;全省用水效率关联度随时间推移呈增强趋势,珠三角用水效率引力值最强,粤东次之,粤北与粤西较弱;研究与试验发展经费对用水效率关联度潜力的影响更为持久,为主要驱动因素。研究主要从充分发挥珠三角用水效率高值区联动效应和加大水利科技创新投入等方面提出对策建议,可为区域用水效率的空间均衡提供理论依据与参考。
    我国标准化水厂建设工程造价模型研究
    马可可 王祺 周律 孙傅 陈宇敏 徐艺星 黄新丽
    录用日期: 2020-08-20
    [摘要](8) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)
    摘要:
    基于回归分析法构建了标准化的自来水厂工程造价模型,包括单元构筑物建筑工程费用模型和自来水厂设备购置费用模型,同时结合自来水厂取水头部、其他类型建筑物及总平面布置费用造价分析以及工程建设其他费用及预备费估算水厂造价。根据实际工程,对获得的模型进行校验。单元构筑物各自的建筑工程费用估算误差均控制于30%以内,符合项目建议书阶段的精度控制要求;自来水厂工程部分,实际设备购置费用为估算误差为-11.30%;自来水厂造价整体造价估算误差率为4.03%。基于回归分析构建的自来水厂造价模型,能够应用于自来水厂的快速造价估算,并保证较好的估算精度。
    基于区间犹豫模糊语言集的水资源多目标决策
    肖尧 钟平安 徐斌 马昱斐 高益辉
    录用日期: 2020-08-18
    [摘要](7) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)
    摘要:
    以鄂北水资源配置工程为对象,研究了大型调水工程背景下的多水源多目标优化配置,将鄂北地区水库分为充蓄水库、补偿水库与在线水库三类,根据各类水库特点对鄂北水资源配置工程进行系统概化,建立以年缺水量最小和调水成本最小为目标函数的多水源多目标优化配置模型;采用权重系数法进行求解得到非劣解集,最后采用基于区间犹豫模糊语言与TOPSIS的多目标决策方法对各方案的缺水量与调水量作出评价并遴选出最优方案。研究结果表明:(1)对鄂北水资源配置工程而言,缺水量与调水量的权重比为7:3的方案综合评价最优,重视缺水的同时兼顾调水成本。(2)基于区间犹豫模糊语言集与TOPSIS的水资源多目标决策方法经本文实例验证具有较高的稳定性与可行性。
    某泵站厂房振源识别与振动成因分析
    李 航 沈振中 马保泰 姚皓铮
    录用日期: 2020-08-10
    [摘要](6) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)
    摘要:
    泵站是集电气设备、水力机械与水工建筑物于一身的水利设施,其最大的特点在于所受荷载为频率较大且具有较强隐蔽性的动荷载,因此在泵站安全鉴定中确认振源和振动成因尤为重要。本文针对某灌溉泵站水泵多机组运行时,输水管道中产生涡带、涡流及水力脉动等流体现象,致使泵站厂房产生较大振动的问题,通过建立泵站厂房结构的三维有限元模型,应用ABAQUS软件和Lanczos方法提取泵站厂房结构模态,分析泵站厂房的自振频率和振型,探究了厂房产生振动的振源和振动成因,从而确定泵站厂房可能振源的产生机理、频率特征,并与该泵站机组主要激振源频率的理论计算值校核分析,确定振源。结果显示该泵站机组激振源频率和厂房结构的若干阶自振频率存在共振现象,此研究成果可为该泵站厂房维修和补强加固提供理论依据。
    河北省河道采砂现状分析
    霍惠玉 赵云云 李雪松 赵名彦 李芳然
    录用日期: 2020-08-06
    [摘要](10) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)
    摘要:
    随着社会经济发展,河北省砂石供需矛盾逐渐显现,砂石价格快速增长导致的非法采砂现象日益突出。文章在对河北省采砂规划报告、水泥生产量等数据资料整合、分析及实地勘测数据的基础上,明确了目前各个水系采砂河道现状,估算了河北省各市已编制采砂规划的河流(河段)控制开采量的剩余储量以及年均砂石消耗量。并确定了砂石供应存在的问题及解决对策。以期为河北省采砂管理提供数据及理论支持。
    基于长序列的黄河下游游荡性河道河势演变
    许琳娟 王远见 李军华 赵万杰 董伟军
    录用日期: 2020-08-03
    [摘要](5) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)
    摘要:
    分析黄河下游游荡性河道河势的时空演变规律,为进一步认识黄河下游河道演变特征,开展河道整治提供理论支撑和实践价值。在系统收集整理1960—2015年黄河下游游荡型河段典型断面的河势观测资料基础上,利用Mann-Kendall趋势检验和Fisher断点检验方法分析了1960—2015年黄河下游游荡性河道典型断面多年平均河宽及主流线迁移速率变化情况,结果表明:近60年黄河下游游荡性河道明显呈现出扩张段和收缩段交替出现,即在平面形态上呈藕节状分布,而其主流线调整速率的时空分布规律并不显著;黄河下游于店断面、禅房断面是平面藕节状分布的关键节点,将全河段划分为3段,第一段:铁谢至于店断面,河宽均值为1627m;第二段:于店至禅房断面,河宽均值为1477m;第三段:禅房至高村断面,河宽均值为1074m。该研究明确给出了黄河下游游荡段近60年河势整体演变情况。
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