南水北调与水利科技

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  • 基于改进模糊数学法的河流水环境质量评价
    吕卓然 丁爽 王凌青
    录用日期: 2020-07-06
    [摘要](1) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)
    摘要:
    为克服传统河流水质评价方法结果失真、水质标准均化和主观任意性影响较大等缺点,本文选取2014-2016年大清河14个监测断面8个评价指标,运用改进模糊数学法与单因子评价法相结合的方法,进行水环境综合质量评价。结果显示,2014年及2015年不符合GB3838-2002《地表水环境质量标准》中V类功能区标准的断面为新盖房、望亭、码头、焦庄及安州断面,占该年监测断面的35.7%;2016年不符合标准的断面为码头断面,占该年监测断面的7.14%。其中,氨氮和总磷为监测断面的主要污染因子,氨氮平均超标6.78倍,总磷平均超标3.51倍。本文利用各级水质标准上下限的中间值作为评价标准,改进的模糊数学评价模型更具区分度,河流水环境质量评价结果更为准确可靠,可为流域水污染控制提供科学依据。
    溹泸河河道入渗能力试验研究
    陈文婧 王永波 张敬滨
    录用日期: 2020-07-03
    [摘要](1) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)
    摘要:
    “引黄入冀”工程冬四月引水存在与当地灌溉时间严重不匹配的问题,如何科学储存和利用宝贵的引黄河水资源,是急需研究和解决的问题,而地下水库则是科学合理储存水资源的有效途径之一。选择南宫市溹泸河河道,进行河道入渗能力大型试验研究,利用水均衡法计算了溹泸河河道入渗能力,分析了入渗能力的大小对地下水位变化幅度的影响,计算了溹泸河北段河道入渗场适宜的引水流量。结果表明,动水条件稳定的入渗能力为0.13 m/d,静水条件稳定的入渗能力为0.11 m/d,溹泸河北段的合理引水流量为0.48 m3/s,入渗初期,地下水位响应滞后时间较长,随着入渗时间的延长,地下水位响应滞后时间缩短,且地下水位增速变缓。通过试验研究,获取了南宫市规划地下水库建设论证需要的重要水文地质参数,为南宫市规划地下水库的科学建设提供技术理论支撑,为古河道带区地下水库河道入渗方式的研究提供理论基础。
    适宜表征农业干旱的气象干旱指标——以湖南省为例
    卓志宇 龙秋波 白鹏
    录用日期: 2020-07-02
    [摘要](3) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)
    摘要:
    标准化降水蒸散发指数(Standard Precipitation Evapotranspiration Index, SPEI)是全球农业干旱监测应用最广泛的气象干旱指标之一。确定适宜的SPEI时间尺度是SPEI应用于农业干旱监测的前提。基于最新的全国土壤水再分析产品为参考,通过最大相关性分析确定了最适宜表征湖南省农业干旱的SPEI时间尺度,进而分析了湖南省1960—2014年间农业干旱的时空演变特征。结果表明:(1)全省尺度最适宜表征农业干旱的SPEI时间尺度为SPEI-6;(2)基于SPEI-6表征的全省农业干旱在1960—2014年呈不显著减小趋势,中度及以上干旱的发生频率为14.4%,重度及以上干旱的发生频率为4.9%;(3)在季节分布上,中度及以上农业干旱在冬季发生频率最高,其次为秋季;重度及以上农业干旱亦在冬季发生频率最高,其次为春季;(4)在年代际变化上,农业干旱的发生频率在1960s最高,而后持续降低,1990s达到最低值,2000s又快速升高。
    区域极限节水潜力评估方法研究及应用
    秦长海 赵 勇 李海红 曲军霖
    录用日期: 2020-07-02
    [摘要](1) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)
    摘要:
    针对我国稳步推进的节水工作需求,基于自然-社会二元水循环基本规律,界定了极限节水潜力内涵,系统分析农业、工业、生活用水和耗水过程,明晰影响各业用水的主要影响因素,从取用节水和资源节水两方面提出存量用水的极限节水潜力计算方法,以京津冀地区为试点进行了试算,界定了未来一段时期区域节水量,得出京津冀区域节水潜力有限的结论,进一步结合分析结果提出了区域节水管理的具体建议。利用该方法可科学界定区域或流域存量用户节水潜力,明晰节水目标,为区域水资源管理提供借鉴。
    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: 2020-07-02
    [摘要](0) [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。
    天然条件下白洋淀地区地表水与浅层地下水的关系及水循环规律研究
    魏世博 安永会 李新斗 徐蓉桢 郑劭铎
    录用日期: 2020-07-02
    [摘要](3) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)
    摘要:
    为研究天然条件下白洋淀地区淀水与周边浅层地下水的补排关系及水循环规律,分析白洋淀1917-1970年水位监测数据、白洋淀周边浅层地下水历史流场数据。结果表明,天然条件下白洋淀周边浅层地下水对白洋淀补给甚微,地表水与地下水的双向转化关系不明显。白洋淀地表水主要以侧向渗流的方式补给周边浅层地下水。通过对白洋淀周边浅层地下水水化学数据进行分析,发现白洋淀周边浅层高TDS地下水水化学成分受溶滤作用控制,反映出白洋淀周边地层含盐量高的特征,进一步表明天然条件下白洋淀周边浅层地下水浅埋区是地下水蒸发排泄地带。白洋淀主要接受地表水补给,排泄方式为蒸发、蒸腾、侧向渗流。白洋淀周边浅层地下水既接受区域地下水径流补给又接受淀水侧向渗流补给,主要以蒸发、蒸腾方式排泄。
    山丘区小流域SCS-Nash产汇流模型应用研究
    栾承梅 梁忠民 仇少鹏 付宇鹏 崔彦萍
    录用日期: 2020-07-02
    [摘要](1) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)
    摘要:
    无资料地区水文预测(PUB)问题一直是国际水文的研究热点,而山丘区无资料小流域的PUB更是其中的难点。本文选取资料条件相对丰富的江苏省北部的黑林与南部的横山水库两个代表性的山丘区小流域,通过考虑前30天降雨量和增加CN值分级,对SCS模型的常数项进行修正,得到适用于江苏省山丘区小流域的SCS产流模型;与基于地形地貌参数的Nash汇流模型结合,构建了山丘区小流域的SCS-Nash水文模型,并选取江苏中部的中田舍小流域进行验证。结果表明,构建的SCS-Nash模型具有较好的适用性,可为研究区域小流域的PUB问题提供参考。
    斗门水库试验段区域地下水位动态特征与影响因素
    杨阿敏 李文溢 周维博
    录用日期: 2020-06-30
    [摘要](2) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)
    摘要:
    陕西省斗门水库是陕西省引汉济渭输配水工程的重要组成部分,为研究斗门水库建设对区域地下水动态的影响,以期为斗门水库后期建设以及区域水资源管理提供相关科学依据,通过建立斗门水库试验段气象—地下水监测系统,运用M-K趋势分析法分析研究区地下水位动态特征,选用变异系数法分析地下水位的时空间变异特征,采用灰色关联度法揭示其主导影响因子。结果表明:斗门水库试验段地下水位整体表现为上升趋势且明显的丰枯特征,升幅约为0.5—2m/a;试验段渗漏量与地下水位变化呈负相关关系,渗漏对地下水位的影响存在一定空间差异,即对东部地下水位的影响大于西部。西部地下水位的主导影响因子为降雨量,东部地下水位的主导影响因子为渗漏量和降雨量。
    凌庄子水厂保水堰流量系数试验研究
    刘 昉 吴敏睿 周世佳 李文胜 陈洪鹏 陶其育
    录用日期: 2020-06-29
    [摘要](2) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)
    摘要:
    凌庄子水厂蓄水池进水口处有一保水堰,为非标准薄壁堰,不能使用已有堰流公式对其过流量进行准确计算。为了得出较为精确的过流流量,按照重力相似准则制作几何比尺为1:5的模型进行试验研究。在已有自由出流公式的基础上,对自由出流流量系数进行修正并对淹没情况下流量变化过程进行研究。对该非标准堰自由出流流量系数的实测值与经验值进行分析比较,发现堰板槽降低了实际自由出流过流能力。淹没出流的流量系数主要和下游尾水位有关,试验中形成的淹没式堰流受实际堰型尺寸影响,下游尾水位和堰上水位近似相等,不完全适用已有淹没出流流量公式,通过试验给出了淹没流量系数随h/p的变化关系。结果表明利用堰前、堰后水位初步计算过流流量是可行的,可为该工程提供参考。也可为实际工程中非标准矩形堰的流量计算提供思路。
    会仙湿地岩溶地下水数值模拟
    任智丽 路 明 孙小双
    录用日期: 2020-06-28
    [摘要](1) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)
    摘要:
    会仙岩溶湿地具有重要的生态价值,被誉为“桂林之肾”,近年来表现出明显的退化和萎缩。会仙湿地补给水源主要来源于岩溶地下水,因此构建能模拟其地下水动态变化的数值模型对研究湿地退化原因具有重要意义。以会仙岩溶湿地的核心区域为研究对象,基于研究区的地质条件和水文地质条件,概化出水文地质概念模型,运用Visual MODFLOW 软件对会仙湿地地下水的分布特征进行了数值模拟,经模型识别与验证,其模拟水位与观测水位取得较好的拟合效果。根据此模拟结果,分析了会仙湿地研究区地下水动态变化规律,并计算了各模拟时段内的水均衡量。研究结果对该区域湿地的恢复与保护具有指导意义,也给类似岩溶条件的地下水数值模型的建立提供一定的参考。
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