南水北调与水利科技（中英文）
2014年第12卷第6期文章目次
2014, 12(6):1-5.
摘要:
干旱区生态环境脆弱, 降水稀少, 绿洲植被的生长与地下水关系密切。运用2011 年8 月Landsat ETM + 遥感 数据计算提取归一化植被指数( NDVI) , 结合地下水位埋深观测数据, 从大尺度上定量研究鱼卡河流域下游马海绿 洲区地下水水位埋深与植被的生长关系。研究表明: 马海绿洲适宜植被生长的地下水水位埋深范围为3~ 41 5 m; 地下水位埋深为31 2 m 的区域, 植被的生长发育最好; 影响植被生长的临界地下水位为41 5 m。通过比较马海绿 洲、额济纳绿洲和银川平原植被区等三个中国典型内陆干旱区的研究结果发现, 植被与地下水位埋深的相关性有显 著的差异。
干旱区生态环境脆弱, 降水稀少, 绿洲植被的生长与地下水关系密切。运用2011 年8 月Landsat ETM + 遥感 数据计算提取归一化植被指数( NDVI) , 结合地下水位埋深观测数据, 从大尺度上定量研究鱼卡河流域下游马海绿 洲区地下水水位埋深与植被的生长关系。研究表明: 马海绿洲适宜植被生长的地下水水位埋深范围为3~ 41 5 m; 地下水位埋深为31 2 m 的区域, 植被的生长发育最好; 影响植被生长的临界地下水位为41 5 m。通过比较马海绿 洲、额济纳绿洲和银川平原植被区等三个中国典型内陆干旱区的研究结果发现, 植被与地下水位埋深的相关性有显 著的差异。
2014, 12(6):6-11.
摘要:
采用普通克里金插值方法分析了松花江吉林段沿岸浅层地下水中NO32 N 浓度分布特征, 并探讨了地下水硝 酸盐污染的影响因素。结果发现: 常数趋势球型模型适用于描述研究区地下水NO32N 浓度分布空间变异性, NO32 N浓度在一定范围内存在空间相关性, 空间相关距离为5 478. 66 m; 超过地下水质量ó 类水标准20 mg / L 的 面积占研究区面积的62. 07 %; 人类活动对硝酸盐氮的空间分布的影响比水文地质条件影响显著。其中, 水文地质 条件包括降水量、包气带介质、土壤介质、地下水埋深、丰水期松花江补给两岸地下水的水力关系和以Fe2+ 、Mn2+ 作为电子供体的自养反硝化作用, 而人类活动影响主要包括农业施用的化肥、农药, 生活污水、工业废水排放, 垃圾 与粪便的淋滤液等。
采用普通克里金插值方法分析了松花江吉林段沿岸浅层地下水中NO32 N 浓度分布特征, 并探讨了地下水硝 酸盐污染的影响因素。结果发现: 常数趋势球型模型适用于描述研究区地下水NO32N 浓度分布空间变异性, NO32 N浓度在一定范围内存在空间相关性, 空间相关距离为5 478. 66 m; 超过地下水质量ó 类水标准20 mg / L 的 面积占研究区面积的62. 07 %; 人类活动对硝酸盐氮的空间分布的影响比水文地质条件影响显著。其中, 水文地质 条件包括降水量、包气带介质、土壤介质、地下水埋深、丰水期松花江补给两岸地下水的水力关系和以Fe2+ 、Mn2+ 作为电子供体的自养反硝化作用, 而人类活动影响主要包括农业施用的化肥、农药, 生活污水、工业废水排放, 垃圾 与粪便的淋滤液等。
2014, 12(6):12-17.
摘要:
为了揭示水资源、经济和人口之间的关系, 合理开发利用水资源, 促进社会经济的可持续发展, 选取鄱阳湖区 11 个县市为研究区域, 利用GRACE 卫星数据反演水量, 采用生态服务评估方法计算了各县市水资源承载水平与 水资源承载力, 并对鄱阳湖区2010 年水资源承载情况进行了评价。研究表明: 鄱阳县、南昌县和进贤县水资源承载 力较高, 而德安县、星子县和湖口县较低; 九江市市区水资源承载水平最高, 南昌县、新建县、进贤县次之, 德安县、星 子县及其他县水资源承载水平较低; 综合经济水平、文化水平、生态服务支撑功能与生态服务同化功能这四种因素, 九江市市区、南昌县、星子县和湖口县单位水资源承载水平居高; 新建县和九江市市区生态系统对经济发展产生污 染的同化功能较差, 其他9 个县的同化功能均达标。
为了揭示水资源、经济和人口之间的关系, 合理开发利用水资源, 促进社会经济的可持续发展, 选取鄱阳湖区 11 个县市为研究区域, 利用GRACE 卫星数据反演水量, 采用生态服务评估方法计算了各县市水资源承载水平与 水资源承载力, 并对鄱阳湖区2010 年水资源承载情况进行了评价。研究表明: 鄱阳县、南昌县和进贤县水资源承载 力较高, 而德安县、星子县和湖口县较低; 九江市市区水资源承载水平最高, 南昌县、新建县、进贤县次之, 德安县、星 子县及其他县水资源承载水平较低; 综合经济水平、文化水平、生态服务支撑功能与生态服务同化功能这四种因素, 九江市市区、南昌县、星子县和湖口县单位水资源承载水平居高; 新建县和九江市市区生态系统对经济发展产生污 染的同化功能较差, 其他9 个县的同化功能均达标。
2014, 12(6):18-21.
摘要:
随着全球变化和人类活动的加剧, 水资源和水环境发生着深刻的演变。地下水是水循环的重要环节, 同时地 下水在多数地区发挥着主要水源的作用, 其深刻演变可能影响区域水安全, 对其研究有着深刻意义。本文梳理了国 内外关于变化环境的内涵、变化环境对地下水资源和水环境影响的研究进展, 分析了现有研究的不足, 提出未来研 究的重点方向是以大尺度水循环机制研究为基础的综合模拟研究。
随着全球变化和人类活动的加剧, 水资源和水环境发生着深刻的演变。地下水是水循环的重要环节, 同时地 下水在多数地区发挥着主要水源的作用, 其深刻演变可能影响区域水安全, 对其研究有着深刻意义。本文梳理了国 内外关于变化环境的内涵、变化环境对地下水资源和水环境影响的研究进展, 分析了现有研究的不足, 提出未来研 究的重点方向是以大尺度水循环机制研究为基础的综合模拟研究。
2014, 12(6):22-26.
摘要:
Cu2BiVO4 可见光催化方法是一种去除环境中扑热息痛污染物的有效绿色方法。采用研制出的Cu2BiVO4 催 化剂在可见光条件下降解扑热息痛, 运用响应变量控制法, 研究了催化剂负载量、催化剂投加量、初始溶液pH 值等 工艺条件对降解效果的影响。在可见光照射下5 h 降解扑热息痛的最佳工艺条件为: 催化剂投加量为80 mg 、催化 剂负载量为5%、溶液初始pH 值为6, 在此工艺条件下降解扑热息痛的效率为72. 6%。
Cu2BiVO4 可见光催化方法是一种去除环境中扑热息痛污染物的有效绿色方法。采用研制出的Cu2BiVO4 催 化剂在可见光条件下降解扑热息痛, 运用响应变量控制法, 研究了催化剂负载量、催化剂投加量、初始溶液pH 值等 工艺条件对降解效果的影响。在可见光照射下5 h 降解扑热息痛的最佳工艺条件为: 催化剂投加量为80 mg 、催化 剂负载量为5%、溶液初始pH 值为6, 在此工艺条件下降解扑热息痛的效率为72. 6%。
2014, 12(6):26-30.
摘要:
近年来漓江水资源短缺问题给流域社会经济发展带来严重阻碍, 对生态需水量的研究有利于该区域水资源的 可持续利用。选择了月保证率法计算生态需水量, 但由于漓江流域降雨量季节性分布不均匀, 径流量的年内和年际 变化都比较大, 因此对月保证率法进行了改进, 最终得到50%保证率下需水等级为/ 好0 时的生态需水量为适宜生 态需水量, 结果为181 45 亿m3 , 最小生态需水量为51 88 亿m3 。最后用Tennant 法对结果进行检验, 并分析了产生 误差的原因。
近年来漓江水资源短缺问题给流域社会经济发展带来严重阻碍, 对生态需水量的研究有利于该区域水资源的 可持续利用。选择了月保证率法计算生态需水量, 但由于漓江流域降雨量季节性分布不均匀, 径流量的年内和年际 变化都比较大, 因此对月保证率法进行了改进, 最终得到50%保证率下需水等级为/ 好0 时的生态需水量为适宜生 态需水量, 结果为181 45 亿m3 , 最小生态需水量为51 88 亿m3 。最后用Tennant 法对结果进行检验, 并分析了产生 误差的原因。
2014, 12(6):31-34.
摘要:
在分析北京市西郊地区水文地质条件的基础上, 结合区域水资源、环境特点, 分别运用M ODFLOW 和 M T3DM S 建立第三水厂水源地下水溶质运移模型, 结合SCE 优化算法, 对区域地下水可承纳典型污染物的最大排 放量进行了计算, 据此提出区域地下水环境保护对策和措施, 为指导和控制污染物排放和制定地下水保护方案提供 科学依据。
在分析北京市西郊地区水文地质条件的基础上, 结合区域水资源、环境特点, 分别运用M ODFLOW 和 M T3DM S 建立第三水厂水源地下水溶质运移模型, 结合SCE 优化算法, 对区域地下水可承纳典型污染物的最大排 放量进行了计算, 据此提出区域地下水环境保护对策和措施, 为指导和控制污染物排放和制定地下水保护方案提供 科学依据。
2014, 12(6):35-38.
摘要:
石家庄城市生活垃圾堆放场有3 处, 2005 年全市生活垃圾产生量108 万t, 且呈逐年增加的趋势。在台头垃 圾堆放场布置6 个钻孔取样65 件, 进行了10 项污染分析测试。结果表明: 垃圾场周围场地土壤已经受到不同程度 的污染, 主要污染物有三氮、硫酸盐、砷、汞、氯离子, 而且污染较严重, 而六价铬、氰化物、酚有检出或含量较低; 污染 物质在场地3~ 6 m 深度处富集, 随着深度的增加、距离的增大, 污染物含量减少、污染程度减弱。
石家庄城市生活垃圾堆放场有3 处, 2005 年全市生活垃圾产生量108 万t, 且呈逐年增加的趋势。在台头垃 圾堆放场布置6 个钻孔取样65 件, 进行了10 项污染分析测试。结果表明: 垃圾场周围场地土壤已经受到不同程度 的污染, 主要污染物有三氮、硫酸盐、砷、汞、氯离子, 而且污染较严重, 而六价铬、氰化物、酚有检出或含量较低; 污染 物质在场地3~ 6 m 深度处富集, 随着深度的增加、距离的增大, 污染物含量减少、污染程度减弱。
2014, 12(6):39-43.
摘要:
利用2012 年5 月至9 月太原市汾河公园蓄水池水华防治专项监测资料, 分析了1 号蓄水池叶绿素a( Chl2a) 的动态变化及与相关环境因子的关系。结果表明, 在整个研究期间, Chl2a 的波动较大, 浓度范围为20. 1 ~ 132. 0 mg/ m3, 均值为55. 553 mg/ m3 ; 5 月份Chl2a 含量总体上低于其它月份; Chl2a 含量总体上与水温( WT ) 、 COD、总磷( TP) 、氨氮( NH32N) 均呈现极显著的正相关, 与溶解氧( DO) 、总氮( TN) 、透明度( SD) 呈极显著负相关, 但与pH 值关系不显著。不过Chl2a 与环境因子的关系在不同时间段的表现有所差异: 水体Chl2a 含量在5 月份受 环境因子的影响不显著; 6 月份则显著受到有机质、总磷( TP) 、总氮( T N) 的影响; 7 月份受到有机质、TP、透明度 ( SD) 极显著的影响, 8 月、9 月份受到WT、T P、SD 的极显著影响。
利用2012 年5 月至9 月太原市汾河公园蓄水池水华防治专项监测资料, 分析了1 号蓄水池叶绿素a( Chl2a) 的动态变化及与相关环境因子的关系。结果表明, 在整个研究期间, Chl2a 的波动较大, 浓度范围为20. 1 ~ 132. 0 mg/ m3, 均值为55. 553 mg/ m3 ; 5 月份Chl2a 含量总体上低于其它月份; Chl2a 含量总体上与水温( WT ) 、 COD、总磷( TP) 、氨氮( NH32N) 均呈现极显著的正相关, 与溶解氧( DO) 、总氮( TN) 、透明度( SD) 呈极显著负相关, 但与pH 值关系不显著。不过Chl2a 与环境因子的关系在不同时间段的表现有所差异: 水体Chl2a 含量在5 月份受 环境因子的影响不显著; 6 月份则显著受到有机质、总磷( TP) 、总氮( T N) 的影响; 7 月份受到有机质、TP、透明度 ( SD) 极显著的影响, 8 月、9 月份受到WT、T P、SD 的极显著影响。
2014, 12(6):44-48.
摘要:
目前, 水文模型不确定性的量化问题在水文研究中受到很大关注, 在一些文章中提到了许多不确定性量化的 方法, 其中, GLUE 方法和标准Ba yesian 方法是两种最常用的方法。主要讨论这两种方法在研究TOPMODEL 模 型时计算有效性和不同之处. 通过用GLU E 和标准Bay esian 方法估计TOPMODEL 模型参数的不确定性和模拟的 不确定性, 对这两种方法的结果进行评价, 并讨论产生不同的原因, 研究的主要结果为: ( 1) 由Bay esian 方法得到的 参数后验分布比GLUE 方法得到的离散型小。( 2) 给定GLUE 中阈值( = 01 8) 的情况下, 由Bay esian 方法得到模拟 流量的不确定性置信区间与GLUE 方法得到的很接近。
目前, 水文模型不确定性的量化问题在水文研究中受到很大关注, 在一些文章中提到了许多不确定性量化的 方法, 其中, GLUE 方法和标准Ba yesian 方法是两种最常用的方法。主要讨论这两种方法在研究TOPMODEL 模 型时计算有效性和不同之处. 通过用GLU E 和标准Bay esian 方法估计TOPMODEL 模型参数的不确定性和模拟的 不确定性, 对这两种方法的结果进行评价, 并讨论产生不同的原因, 研究的主要结果为: ( 1) 由Bay esian 方法得到的 参数后验分布比GLUE 方法得到的离散型小。( 2) 给定GLUE 中阈值( = 01 8) 的情况下, 由Bay esian 方法得到模拟 流量的不确定性置信区间与GLUE 方法得到的很接近。
2014, 12(6):49-52.
摘要:
洪水预报是防洪减灾的一项重要非工程措施, 但是许多流域上修建的小型水库会对洪水预报的精度产生影 响。利用大伙房模型对门楼水库流域洪水进行预报, 针对流域上游小型水库影响, 利用流域场次洪水、前期土壤含 水量和小型水库库容与面积关系等资料, 给出了定量考虑小型水库截流的计算方法, 预报结果精度得到大幅度提高。
洪水预报是防洪减灾的一项重要非工程措施, 但是许多流域上修建的小型水库会对洪水预报的精度产生影 响。利用大伙房模型对门楼水库流域洪水进行预报, 针对流域上游小型水库影响, 利用流域场次洪水、前期土壤含 水量和小型水库库容与面积关系等资料, 给出了定量考虑小型水库截流的计算方法, 预报结果精度得到大幅度提高。
2014, 12(6):53-57.
摘要:
近300 年是新疆农业发展的重要时期, 旱灾作为清代北疆地区对农业造成冲击最为严重的自然灾害之一, 受 到了当时政府的关注, 因此清代故宫旱灾档案为历史上新疆旱灾社会特性的研究提供了重要信息。通过对清宫档 案中有关新疆旱灾记录进行分析, 发现清代旱灾分布的档案记载与当时政府的边疆军事政策有关, 呈东多西少分布 特点; 进一步对旱情、赈灾内容分析发现, 春季雨泽愆期、冬季融雪或夏季雨水稀少而导致的灌溉用水不足是北疆旱 灾发生的主要自然原因; 政府救济及时与否也是灾情影响大小不可忽视的社会因素之一。
近300 年是新疆农业发展的重要时期, 旱灾作为清代北疆地区对农业造成冲击最为严重的自然灾害之一, 受 到了当时政府的关注, 因此清代故宫旱灾档案为历史上新疆旱灾社会特性的研究提供了重要信息。通过对清宫档 案中有关新疆旱灾记录进行分析, 发现清代旱灾分布的档案记载与当时政府的边疆军事政策有关, 呈东多西少分布 特点; 进一步对旱情、赈灾内容分析发现, 春季雨泽愆期、冬季融雪或夏季雨水稀少而导致的灌溉用水不足是北疆旱 灾发生的主要自然原因; 政府救济及时与否也是灾情影响大小不可忽视的社会因素之一。
13 河南省水资源承载力评价
2014, 12(6):58-62.
摘要:
选择10 项指标, 采用主成份分析法对河南省水资源承载能力进行了定量评价, 结果表明, 河南省水资源承载 力的主要影响因素是人口与经济、城市发展和水资源开发利用, 特别是国内生产总值、固定资产值和总人口对水资 源承载力的影响最大; 对比不同城市, 济源市、三门峡市、鹤壁市、驻马店市和漯河市等具有较强的水资源承载能力, 而郑州市、洛阳市、新乡市和许昌市等则承受着较大的水资源压力。
选择10 项指标, 采用主成份分析法对河南省水资源承载能力进行了定量评价, 结果表明, 河南省水资源承载 力的主要影响因素是人口与经济、城市发展和水资源开发利用, 特别是国内生产总值、固定资产值和总人口对水资 源承载力的影响最大; 对比不同城市, 济源市、三门峡市、鹤壁市、驻马店市和漯河市等具有较强的水资源承载能力, 而郑州市、洛阳市、新乡市和许昌市等则承受着较大的水资源压力。
2014, 12(6):63-65.
摘要:
/ 84 办法0 是安徽省水利部门在中小流域( 10~ 300 km2 ) 洪峰流量计算中的常用方法, 但在特小流域中( < 10 km2 ) 的应用较少。以安徽省马鞍山市雨山现代农业示范园内的防洪渠设计洪水分析计算为例, 将/ 84 办法0 与特小 流域中计算洪峰流量常用的两种方法即中国水科院1958 年推理公式法和中国公路科学研究所经验公式法进行比 较、分析与讨论, 认为/ 84 办法0 在特小流域洪峰流量计算中的应用是合理可行的。
/ 84 办法0 是安徽省水利部门在中小流域( 10~ 300 km2 ) 洪峰流量计算中的常用方法, 但在特小流域中( < 10 km2 ) 的应用较少。以安徽省马鞍山市雨山现代农业示范园内的防洪渠设计洪水分析计算为例, 将/ 84 办法0 与特小 流域中计算洪峰流量常用的两种方法即中国水科院1958 年推理公式法和中国公路科学研究所经验公式法进行比 较、分析与讨论, 认为/ 84 办法0 在特小流域洪峰流量计算中的应用是合理可行的。
15 陇南武都地区降水变化特征
2014, 12(6):66-69.
摘要:
以陇南嘉陵江流域武都区气象站提供的1959 年- 2008 年的月降水资料为基础数据, 分析了该区近50 年来 降水变化特征, 并应用Mann2Kendall 检验方法进行了突变性检验。结果表明: 武都区降水量年内分配不均, 降水主 要集中在5 月- 9 月份, 占全年降水量的79. 1%; 降水年际变化明显, 1983 年的年降水量是近50 年历史最高值, 年 平均降水量为574. 25 mm, 1997 年是降水量最低值, 降水量为225. 41 mm, 是近50 年干旱较严重年份; 进入21 世 纪后降水量波动不大, 2006 年以后年降水量呈逐年增加的趋势。
以陇南嘉陵江流域武都区气象站提供的1959 年- 2008 年的月降水资料为基础数据, 分析了该区近50 年来 降水变化特征, 并应用Mann2Kendall 检验方法进行了突变性检验。结果表明: 武都区降水量年内分配不均, 降水主 要集中在5 月- 9 月份, 占全年降水量的79. 1%; 降水年际变化明显, 1983 年的年降水量是近50 年历史最高值, 年 平均降水量为574. 25 mm, 1997 年是降水量最低值, 降水量为225. 41 mm, 是近50 年干旱较严重年份; 进入21 世 纪后降水量波动不大, 2006 年以后年降水量呈逐年增加的趋势。
16 水文缆道创新设计及应用
2014, 12(6):70-73.
摘要:
水文缆道是我国测流的基础设施, 自1954 年6 月在浙江省建成我国第一座人工操作的水文缆道后, 浙江省的 水文缆道测流技术不断进步并发展。随着水文科学技术的发展, 城市化进程的加速, 传统水文缆道技术逐渐显示出 其弊端。浙江省创新设计了自重式水文缆道, 解决了一系列技术及社会问题, 在浙江省内的41 个水文站推广应用, 取得了显著的经济和社会效益, 具有广泛的应用推广前景。
水文缆道是我国测流的基础设施, 自1954 年6 月在浙江省建成我国第一座人工操作的水文缆道后, 浙江省的 水文缆道测流技术不断进步并发展。随着水文科学技术的发展, 城市化进程的加速, 传统水文缆道技术逐渐显示出 其弊端。浙江省创新设计了自重式水文缆道, 解决了一系列技术及社会问题, 在浙江省内的41 个水文站推广应用, 取得了显著的经济和社会效益, 具有广泛的应用推广前景。
2014, 12(6):74-77.
摘要:
以临沂市许家崖水库为例, 采用Copula 函数研究了水库洪峰流量与其流域内雨量站降雨量以及洪峰流量自 相关的相关性。流域内选取许家崖、棠梨树、高桥、白彦、王家邵庄五个雨量站, 分析其24 h 最大降雨量与洪峰流量 的相关关系, 并研究洪峰流量1 阶至6 阶自相关关系, 最后计算在丰水年、平水年和枯水年状态下洪峰流量的条件 分布。结果表明, 许家崖雨量站与洪峰流量相关性最好, 其次为王家邵庄、高桥、棠梨树, 最后是白彦。洪峰流量自 相关性比较差, 最好的是4 阶自相关, 结论从条件分布图也得到了印证。
以临沂市许家崖水库为例, 采用Copula 函数研究了水库洪峰流量与其流域内雨量站降雨量以及洪峰流量自 相关的相关性。流域内选取许家崖、棠梨树、高桥、白彦、王家邵庄五个雨量站, 分析其24 h 最大降雨量与洪峰流量 的相关关系, 并研究洪峰流量1 阶至6 阶自相关关系, 最后计算在丰水年、平水年和枯水年状态下洪峰流量的条件 分布。结果表明, 许家崖雨量站与洪峰流量相关性最好, 其次为王家邵庄、高桥、棠梨树, 最后是白彦。洪峰流量自 相关性比较差, 最好的是4 阶自相关, 结论从条件分布图也得到了印证。
2014, 12(6):78-83.
摘要:
部分开口沉箱因其能有效降低波浪力和反射系数被广泛的应用到港口工程领域, 基于修正后的光滑粒子流体 动力学( SPH ) 算法建立了二维数值波浪水槽与开口沉箱数值模型, 并与现有的线性规则波理论进行对比, 验证了 SPH 数值方法的正确性, 同时还对开孔沉箱消浪室内部流体流入流出的复杂运动过程性、总水平力比与其相关因 素的关系进行了深入分析, 并将数值结果与物理模型实验进行对比, 结果表明, 数值结果与实验拟合的线性关系相 一致; 当消浪室相对宽度B/ L 为0. 11 时, 开孔沉箱总水平力减小趋势很明显。最后, 采用了最小二乘法拟合出开 孔沉箱总水平力与其相关因素的非线性回归关系。本研究将为类似工况下开口式沉箱的设计和优化提供一个新的 参考依据。
部分开口沉箱因其能有效降低波浪力和反射系数被广泛的应用到港口工程领域, 基于修正后的光滑粒子流体 动力学( SPH ) 算法建立了二维数值波浪水槽与开口沉箱数值模型, 并与现有的线性规则波理论进行对比, 验证了 SPH 数值方法的正确性, 同时还对开孔沉箱消浪室内部流体流入流出的复杂运动过程性、总水平力比与其相关因 素的关系进行了深入分析, 并将数值结果与物理模型实验进行对比, 结果表明, 数值结果与实验拟合的线性关系相 一致; 当消浪室相对宽度B/ L 为0. 11 时, 开孔沉箱总水平力减小趋势很明显。最后, 采用了最小二乘法拟合出开 孔沉箱总水平力与其相关因素的非线性回归关系。本研究将为类似工况下开口式沉箱的设计和优化提供一个新的 参考依据。
2014, 12(6):84-88.
摘要:
在自来水供水过程中, 存在着一些依靠水位差进行自流供水的环节。随着常规水能资源逐渐被开发殆尽, 利 用这部分微水头进行发电受到了关注。由于水厂工况基本不变、装置场地复杂多样等原因, 常规水轮机并不适用, 因此, 开发新型水轮机就势在必行。结合某自来水厂安装灯泡贯流式水轮机进行发电的案例, 通过传统水轮机设计 理论对其进行设计, 并运用计算流体动力学软件, 选择SIMPLEC 算法, 采用基于雷诺平均N2S 方程的Spalart2All2 mar as 湍流模型对该水轮机进行数值模拟和优化, 得出在不影响水厂原有水处理工艺的前提下, 在水厂安装水轮发 电机组利用微水头进行发电从而达到节能减排目的的较优方案。
在自来水供水过程中, 存在着一些依靠水位差进行自流供水的环节。随着常规水能资源逐渐被开发殆尽, 利 用这部分微水头进行发电受到了关注。由于水厂工况基本不变、装置场地复杂多样等原因, 常规水轮机并不适用, 因此, 开发新型水轮机就势在必行。结合某自来水厂安装灯泡贯流式水轮机进行发电的案例, 通过传统水轮机设计 理论对其进行设计, 并运用计算流体动力学软件, 选择SIMPLEC 算法, 采用基于雷诺平均N2S 方程的Spalart2All2 mar as 湍流模型对该水轮机进行数值模拟和优化, 得出在不影响水厂原有水处理工艺的前提下, 在水厂安装水轮发 电机组利用微水头进行发电从而达到节能减排目的的较优方案。
2014, 12(6):89-92.
摘要:
高坝工程坝身泄洪水流对下游水垫塘底板的冲击动压是水垫塘底板失稳破坏的重要因素。通过物理模型试 验的方法详细分析了斜向淹没冲击射流形状( 射流长度与宽度之比) 对水垫塘底板的冲击动压分布特性影响, 结果 表明: 随着射流长宽比的增加, 射流入水形状由宽扁形横向扩散入水转变为窄长形纵向扩散入水, 水垫塘底板上的 冲击动压和脉动压强先增大后减小。同时, 上游水位及下游水垫深度对冲击动压值及分布也存在较大影响, 冲击动 压值随上游水位增加而增大, 随下游水深增加而减小。
高坝工程坝身泄洪水流对下游水垫塘底板的冲击动压是水垫塘底板失稳破坏的重要因素。通过物理模型试 验的方法详细分析了斜向淹没冲击射流形状( 射流长度与宽度之比) 对水垫塘底板的冲击动压分布特性影响, 结果 表明: 随着射流长宽比的增加, 射流入水形状由宽扁形横向扩散入水转变为窄长形纵向扩散入水, 水垫塘底板上的 冲击动压和脉动压强先增大后减小。同时, 上游水位及下游水垫深度对冲击动压值及分布也存在较大影响, 冲击动 压值随上游水位增加而增大, 随下游水深增加而减小。
2014, 12(6):93-97.
摘要:
提高程序收敛速度和最优解精度是优化算法研究的重要内容。结合南水北调东线江都站不同型号机组变频 变速非线性优化模型, 分析了动态规划法求解中决策变量转速在同一离散区间不同离散步长、不同离散区间同一离 散步长及不同离散区间不同离散步长等不同离散规则下, 对不同型号机组、不同运行负荷变速优化算法的影响规 律。结果表明, 不同运行负荷下采用变区间变步长的离散规则, 可以在保证机组变速优化算法精度( 单位提水费用 相对基准方案偏差小于0. 25%) 的同时, 显著提高程序的收敛速度( 程序运算时间相对基准方案缩短70%~ 75%) 。
提高程序收敛速度和最优解精度是优化算法研究的重要内容。结合南水北调东线江都站不同型号机组变频 变速非线性优化模型, 分析了动态规划法求解中决策变量转速在同一离散区间不同离散步长、不同离散区间同一离 散步长及不同离散区间不同离散步长等不同离散规则下, 对不同型号机组、不同运行负荷变速优化算法的影响规 律。结果表明, 不同运行负荷下采用变区间变步长的离散规则, 可以在保证机组变速优化算法精度( 单位提水费用 相对基准方案偏差小于0. 25%) 的同时, 显著提高程序的收敛速度( 程序运算时间相对基准方案缩短70%~ 75%) 。
22 粒状材料颗粒破碎过程分析
2014, 12(6):98-102.
摘要:
采用离散元方法生成由一定粒径范围小颗粒组成的等粒径颗粒团, 颗粒之间定义为平行胶结方式。通过模拟 圆形颗粒团在两种不同排列方式下的双轴压缩试验, 研究了不同侧向应力下颗粒破碎的过程、剪切带的形成与发展 等。结果表明: 低侧向应力下, 试样颗粒先滑移转动、后破碎, 致密排列下, 出现剪胀现象; 高侧向应力下, 试样两端 颗粒有少量滑移、转动, 然后发生破碎, 并向试样中部发展, 形成剪切带。
采用离散元方法生成由一定粒径范围小颗粒组成的等粒径颗粒团, 颗粒之间定义为平行胶结方式。通过模拟 圆形颗粒团在两种不同排列方式下的双轴压缩试验, 研究了不同侧向应力下颗粒破碎的过程、剪切带的形成与发展 等。结果表明: 低侧向应力下, 试样颗粒先滑移转动、后破碎, 致密排列下, 出现剪胀现象; 高侧向应力下, 试样两端 颗粒有少量滑移、转动, 然后发生破碎, 并向试样中部发展, 形成剪切带。
2014, 12(6):103-105.
摘要:
极限拉伸变形是表征混凝土抗裂性能的重要指标。通过轴心抗拉试验和压汞试验, 研究了橡胶集料掺量对混 凝土极限拉伸变形性能的影响。结果表明, 当橡胶集料掺量为10 kg / m3 、20 kg/ m3 和30 kg / m3 时, 试件破坏时的极 限拉应变分别为普通混凝土的21 97、41 11 和31 89 倍; 峰值应变分别是普通混凝土的1. 86、21 00 和21 68 倍。掺入 橡胶集料, 混凝土的极限变形能力提高, 即抗裂性能提高, 但橡胶集料掺量存在一个合理值, 超过该值后混凝土的极 限拉应变会减小。
极限拉伸变形是表征混凝土抗裂性能的重要指标。通过轴心抗拉试验和压汞试验, 研究了橡胶集料掺量对混 凝土极限拉伸变形性能的影响。结果表明, 当橡胶集料掺量为10 kg / m3 、20 kg/ m3 和30 kg / m3 时, 试件破坏时的极 限拉应变分别为普通混凝土的21 97、41 11 和31 89 倍; 峰值应变分别是普通混凝土的1. 86、21 00 和21 68 倍。掺入 橡胶集料, 混凝土的极限变形能力提高, 即抗裂性能提高, 但橡胶集料掺量存在一个合理值, 超过该值后混凝土的极 限拉应变会减小。
2014, 12(6):106-111.
摘要:
通过采用冲击回波法对设置有不同内部缺陷的混凝土试件进行试验研究, 获得该方法检测混凝土内部缺陷的 识别方法和缺陷范围测定方法。研究结果表明: 采用冲击回波法测试混凝土内部缺陷时, 横向尺寸与缺陷深度比值 小于1B4 的缺陷及缺陷横向尺寸小于50 mm, 且与埋深比值大于1B1 时, 缺陷不易被识别。探头移动过程中观察主 频峰值的变化可以有效测定缺陷范围, 但是缺陷深度的确定与实际试验条件有较大关系。
通过采用冲击回波法对设置有不同内部缺陷的混凝土试件进行试验研究, 获得该方法检测混凝土内部缺陷的 识别方法和缺陷范围测定方法。研究结果表明: 采用冲击回波法测试混凝土内部缺陷时, 横向尺寸与缺陷深度比值 小于1B4 的缺陷及缺陷横向尺寸小于50 mm, 且与埋深比值大于1B1 时, 缺陷不易被识别。探头移动过程中观察主 频峰值的变化可以有效测定缺陷范围, 但是缺陷深度的确定与实际试验条件有较大关系。
2014, 12(6):112-115.
摘要:
运用水锤理论和特征线法, 结合工程实例, 对采用缓闭式蝶阀、空气阀和单向调压塔等防护措施的长距离多泵 联合运行输水系统停泵水锤进行计算和分析, 得到了管道沿程的水头包络线以及泵端性能参数相对值的变化曲线。 计算结果表明, 无防护措施下最小水锤水头较低, 泵端性能参数变化较大; 泵端蝶阀防护可以有效地控制泵端性能 参数流量和转速变化幅度, 但水头的变化出现了振荡, 最小水锤水头值降低; 采用空气阀+ 泵端蝶阀防护可以有效 地增加最小水锤水头值, 只在管道局部出现负压, 但与泵端蝶阀防护相比性能参数变化有所增大; 单向调压塔+ 泵 端蝶阀对停泵水锤防护效果最为明显。为了减小单向调压塔数目, 最终选择单向调压塔+ 空气阀+ 泵端蝶阀的组 合作为最终的防护措施, 与无防护措施相比, 组合防护下整个管道不出现负压, 泵端水头虽出现了振荡, 但幅度不 大, 流量最大变化幅度下降0. 15, 转速最大变化幅度下降0. 7, 转矩振荡时间变短。
运用水锤理论和特征线法, 结合工程实例, 对采用缓闭式蝶阀、空气阀和单向调压塔等防护措施的长距离多泵 联合运行输水系统停泵水锤进行计算和分析, 得到了管道沿程的水头包络线以及泵端性能参数相对值的变化曲线。 计算结果表明, 无防护措施下最小水锤水头较低, 泵端性能参数变化较大; 泵端蝶阀防护可以有效地控制泵端性能 参数流量和转速变化幅度, 但水头的变化出现了振荡, 最小水锤水头值降低; 采用空气阀+ 泵端蝶阀防护可以有效 地增加最小水锤水头值, 只在管道局部出现负压, 但与泵端蝶阀防护相比性能参数变化有所增大; 单向调压塔+ 泵 端蝶阀对停泵水锤防护效果最为明显。为了减小单向调压塔数目, 最终选择单向调压塔+ 空气阀+ 泵端蝶阀的组 合作为最终的防护措施, 与无防护措施相比, 组合防护下整个管道不出现负压, 泵端水头虽出现了振荡, 但幅度不 大, 流量最大变化幅度下降0. 15, 转速最大变化幅度下降0. 7, 转矩振荡时间变短。
2014, 12(6):116-119.
摘要:
基于推导的泄槽底板抗滑稳定安全系数计算式, 运用正交设计的直观分析法进行底板稳定性敏感性分析, 结 果表明阻滑板长度、底板长度和溢流平均速度是影响底板稳定的重要因素。从底板的抗滑稳定角度, 分析及计算底 板最大允许流速范围为15. 33~ 40. 67 m/ s。最后以实际工程为例, 分析了泄槽底板在单一阻滑板加固作用下的抗 滑稳定性以及阻滑板与底板的应力。
基于推导的泄槽底板抗滑稳定安全系数计算式, 运用正交设计的直观分析法进行底板稳定性敏感性分析, 结 果表明阻滑板长度、底板长度和溢流平均速度是影响底板稳定的重要因素。从底板的抗滑稳定角度, 分析及计算底 板最大允许流速范围为15. 33~ 40. 67 m/ s。最后以实际工程为例, 分析了泄槽底板在单一阻滑板加固作用下的抗 滑稳定性以及阻滑板与底板的应力。
2014, 12(6):120-122.
摘要:
以云南滇池疏浚淤泥为研究对象, 基于多孔介质理论和达西定律, 使用自制变压头渗透装置, 探讨了在疏浚淤 泥脱水过程中, 0~ 100 kPa 范围内不同负载压力对渗流规律的影响。通过测定不同负载压力下淤泥的渗透速率、 渗透系数、过滤常数、滤液量、渗流量以及负载结束后泥饼含水率与孔隙率, 分析淤泥渗流效果, 结果表明: 不同负载 压力下, 水分在淤泥颗粒中的渗流规律满足达西定律, 即渗透速率与压力梯度呈线性关系, 负载压力越大渗流效果 越明显; 当负载压力为100 kPa 时, 淤泥渗透性能最佳, 所得泥饼含水率最低。
以云南滇池疏浚淤泥为研究对象, 基于多孔介质理论和达西定律, 使用自制变压头渗透装置, 探讨了在疏浚淤 泥脱水过程中, 0~ 100 kPa 范围内不同负载压力对渗流规律的影响。通过测定不同负载压力下淤泥的渗透速率、 渗透系数、过滤常数、滤液量、渗流量以及负载结束后泥饼含水率与孔隙率, 分析淤泥渗流效果, 结果表明: 不同负载 压力下, 水分在淤泥颗粒中的渗流规律满足达西定律, 即渗透速率与压力梯度呈线性关系, 负载压力越大渗流效果 越明显; 当负载压力为100 kPa 时, 淤泥渗透性能最佳, 所得泥饼含水率最低。
2014, 12(6):123-126.
摘要:
采用二元理论结合螺旋势流设计了混流式水泵水轮机, 并利用Pro / ENGINEER 建立三维几何模型。通过对 不同曲率导叶的CFD 数值模拟计算, 分别得到水泵工况和水轮机工况下的流场流线图、速度图以及压力图, 证实标 准导叶更适用于混流可逆式机组。效率估算结果显示, 机组效率在水轮机工况达到85%, 水泵工况达到88%, 说明 设计方法可行。
采用二元理论结合螺旋势流设计了混流式水泵水轮机, 并利用Pro / ENGINEER 建立三维几何模型。通过对 不同曲率导叶的CFD 数值模拟计算, 分别得到水泵工况和水轮机工况下的流场流线图、速度图以及压力图, 证实标 准导叶更适用于混流可逆式机组。效率估算结果显示, 机组效率在水轮机工况达到85%, 水泵工况达到88%, 说明 设计方法可行。
2014, 12(6):127-131.
摘要:
稳定的水源对城市发展十分重要, 南水北调中线工程启用后, 可将盈余来水人工回灌到地下水库中进行存储, 以提高北京市供水保证程度。南水北调中线工程于2014 年末对北京供水, 并在未来五年间通过潮白河河道补给地 下水。根据密云调蓄工程已批复的设计方案, 每年的回补时段为3 月1 日至12 月15 日, 共计290 天, 补水量为1~ 3 亿m3 / a, 自牛栏山橡胶坝向上游回水约12 km, 形成水面约480 hm2 。通过地下水模拟软件GMS 建立受水区地 下水流模型, 据此预测评价了3 种补水方案对研究区地下水位及地下水开采能力的影响。
稳定的水源对城市发展十分重要, 南水北调中线工程启用后, 可将盈余来水人工回灌到地下水库中进行存储, 以提高北京市供水保证程度。南水北调中线工程于2014 年末对北京供水, 并在未来五年间通过潮白河河道补给地 下水。根据密云调蓄工程已批复的设计方案, 每年的回补时段为3 月1 日至12 月15 日, 共计290 天, 补水量为1~ 3 亿m3 / a, 自牛栏山橡胶坝向上游回水约12 km, 形成水面约480 hm2 。通过地下水模拟软件GMS 建立受水区地 下水流模型, 据此预测评价了3 种补水方案对研究区地下水位及地下水开采能力的影响。
2014, 12(6):132-135.
摘要:
‘5. 12’ 汶川地震造成的次生地质灾害十分严重。在分析遥感解译资料的基础上, 结合现场复核调查, 对龙门 山地区的银厂沟白水河沿线地震次生灾害分布特征, 及其与高程、距断层距离、坡度、岩性等地形地质要素的关系进 行了研究, 为灾区建设以及同类高烈度区的工程建设提供了重要的基础地质信息。
‘5. 12’ 汶川地震造成的次生地质灾害十分严重。在分析遥感解译资料的基础上, 结合现场复核调查, 对龙门 山地区的银厂沟白水河沿线地震次生灾害分布特征, 及其与高程、距断层距离、坡度、岩性等地形地质要素的关系进 行了研究, 为灾区建设以及同类高烈度区的工程建设提供了重要的基础地质信息。
2014, 12(6):136-139.
摘要:
紫荆关断裂是保定西部山区区域性深大断裂, 经过了多期复杂的地质作用, 形成独特的地质构造, 对区域地下 水的赋存、运动、排泄规律起了明显控制作用。根据地质调查、钻探、压水试验等勘察资料, 分析了紫荆关深断裂在 燕川水库库区的构造特征、破碎带及其周围不同岩性的导水性, 查明了燕川水库渗漏原因及渗漏部位, 为水库除险 加固提供可靠依据。
紫荆关断裂是保定西部山区区域性深大断裂, 经过了多期复杂的地质作用, 形成独特的地质构造, 对区域地下 水的赋存、运动、排泄规律起了明显控制作用。根据地质调查、钻探、压水试验等勘察资料, 分析了紫荆关深断裂在 燕川水库库区的构造特征、破碎带及其周围不同岩性的导水性, 查明了燕川水库渗漏原因及渗漏部位, 为水库除险 加固提供可靠依据。
2014, 12(6):140-144.
摘要:
海岸线变化是研究海岸带演化及全球气候变化的基础之一, 而从遥感影像上快速、准确地自动提取不同类型 的海岸线一直是个难点, 尤其是淤泥质海岸的岸线。采用面向对象的方法, 针对苏北淤泥质海岸地区2006 年的 T M 影像, 建立包括光谱变换信息和纹理特征信息的规则集对影像进行高精度分类, 进而准确地提取海岸线。使用 该方法不但具有充分挖掘影像信息、自动化程度高、提取速度快等优点, 而且可以从精度和稳定性两个指标对提取 结果进行检验, 不依赖于参考岸线, 检验结果较为客观。
海岸线变化是研究海岸带演化及全球气候变化的基础之一, 而从遥感影像上快速、准确地自动提取不同类型 的海岸线一直是个难点, 尤其是淤泥质海岸的岸线。采用面向对象的方法, 针对苏北淤泥质海岸地区2006 年的 T M 影像, 建立包括光谱变换信息和纹理特征信息的规则集对影像进行高精度分类, 进而准确地提取海岸线。使用 该方法不但具有充分挖掘影像信息、自动化程度高、提取速度快等优点, 而且可以从精度和稳定性两个指标对提取 结果进行检验, 不依赖于参考岸线, 检验结果较为客观。
2014, 12(6):145-148.
摘要:
针对天津市北部山区蓟县黄土梁子小流域, 通过1 B10 000 地形图的等高线内插形成DEM, 提取了小流域的 边界、坡度、植被类型、植被盖度、土地利用现状、土壤侵蚀等信息。根据三道防线的划分原则和指标, 运用GIS 的空 间分析和空间叠加方法, 结合现场调查, 确定了小流域的生态治理范围, 并进行了小流域治理措施的合理配置。将 DEM 信息提取运用于小流域生态治理, 为水土保持治理措施与成效分析以及水文特征研究提供了成熟的技术 体系。
针对天津市北部山区蓟县黄土梁子小流域, 通过1 B10 000 地形图的等高线内插形成DEM, 提取了小流域的 边界、坡度、植被类型、植被盖度、土地利用现状、土壤侵蚀等信息。根据三道防线的划分原则和指标, 运用GIS 的空 间分析和空间叠加方法, 结合现场调查, 确定了小流域的生态治理范围, 并进行了小流域治理措施的合理配置。将 DEM 信息提取运用于小流域生态治理, 为水土保持治理措施与成效分析以及水文特征研究提供了成熟的技术 体系。
2014, 12(6):149-153.
摘要:
利用1981 年- 2010 年西北地区夏季降水观测数据和MEERA( Mo dem2Er a Retr ospect ive Analysis for Re2 search and Applicatio ns) 再分析资料, 耦合DEM( Digital Elevat ion M odel) 数据, 采用基于区域分月的多元回归算法, 建立模型进行降水估算。结果表明, 6 月、7 月、8 月和夏季平均绝对误差分别为8. 0 mm、8. 0 mm、7. 9 mm、20. 8 mm, 平均相对误差分别为19. 0%、14. 4%、22. 2%、15. 0%, 模型估算结果较MERRA 降水资料误差明显减小。模 型估算结果不仅保持着原始MERRA 降水产品的分布特征, 而且可以精细反映局部降水分布特征。
利用1981 年- 2010 年西北地区夏季降水观测数据和MEERA( Mo dem2Er a Retr ospect ive Analysis for Re2 search and Applicatio ns) 再分析资料, 耦合DEM( Digital Elevat ion M odel) 数据, 采用基于区域分月的多元回归算法, 建立模型进行降水估算。结果表明, 6 月、7 月、8 月和夏季平均绝对误差分别为8. 0 mm、8. 0 mm、7. 9 mm、20. 8 mm, 平均相对误差分别为19. 0%、14. 4%、22. 2%、15. 0%, 模型估算结果较MERRA 降水资料误差明显减小。模 型估算结果不仅保持着原始MERRA 降水产品的分布特征, 而且可以精细反映局部降水分布特征。
2014, 12(6):154-158.
摘要:
提高工业用水效率是促进我国节水防污型社会建设的重要举措。利用2011 年水利普查数据, 分析了河南省 工业用水结构和地区分布特征, 并以万元工业增加值用水量为指标计算了河南省各地市的工业用水效率, 分析了工 业用水效率地区分布平衡情况及差异原因, 最后有针对性地提出了四种情景下的工业节水目标, 计算了各地市工业 节水潜力。研究表明, 河南省工业用水效率主要取决于一般工业用水效率, 其次为高用水工业用水效率, 火核电业 用水效率影响较小; 全省工业节水潜力较大, 在7. 43 @ 108 ~ 13. 27 @ 108 m3 之间。
提高工业用水效率是促进我国节水防污型社会建设的重要举措。利用2011 年水利普查数据, 分析了河南省 工业用水结构和地区分布特征, 并以万元工业增加值用水量为指标计算了河南省各地市的工业用水效率, 分析了工 业用水效率地区分布平衡情况及差异原因, 最后有针对性地提出了四种情景下的工业节水目标, 计算了各地市工业 节水潜力。研究表明, 河南省工业用水效率主要取决于一般工业用水效率, 其次为高用水工业用水效率, 火核电业 用水效率影响较小; 全省工业节水潜力较大, 在7. 43 @ 108 ~ 13. 27 @ 108 m3 之间。
2014, 12(6):159-163.
摘要:
建立基于入库径流预报的长短期耦合梯级水库电力优化调度模型, 并以雅砻江锦屏一二级水电站为例, 探讨 了该电站入库径流量的预报效益。结果表明, 利用所建模型准确地获取锦屏梯级电站发电效益、预见期、预报精度 三者间的量化关系, 即预见期越长精度越高, 梯级电站平均年发电量越高, 据此提出锦屏梯级水库入库径流预报的 要求是预见期不应低于5 d, 预报精度平均相对绝对误差应小于01 15。
建立基于入库径流预报的长短期耦合梯级水库电力优化调度模型, 并以雅砻江锦屏一二级水电站为例, 探讨 了该电站入库径流量的预报效益。结果表明, 利用所建模型准确地获取锦屏梯级电站发电效益、预见期、预报精度 三者间的量化关系, 即预见期越长精度越高, 梯级电站平均年发电量越高, 据此提出锦屏梯级水库入库径流预报的 要求是预见期不应低于5 d, 预报精度平均相对绝对误差应小于01 15。
2014, 12(6):164-166.
摘要:
保定市北临北京, 是南水北调工程中线工程的受水城市之一。保定市原有的供水管道( 西大洋供水管道) 被纳 入南水北调配套工程体系, 在高昌口门处与上游配套工程管道衔接。在对保定市供水情况进行深入调查后, 运用工 程经济学的方法计算出高昌口门处的临界水价, 解决了社会利益最大化和经济利益最大化的悖论。
保定市北临北京, 是南水北调工程中线工程的受水城市之一。保定市原有的供水管道( 西大洋供水管道) 被纳 入南水北调配套工程体系, 在高昌口门处与上游配套工程管道衔接。在对保定市供水情况进行深入调查后, 运用工 程经济学的方法计算出高昌口门处的临界水价, 解决了社会利益最大化和经济利益最大化的悖论。
2014, 12(6):167-172.
摘要:
投资费用分摊对于分清调水工程各受益地区之间、部门之间的经济责任大小以及水价测算和定价等工作具有 重要作用。提出基于过程和产生机制的调水工程投资费用分摊与两部制水价测算方法, 旨在在分摊时反映水价要 素的变化过程以及费用产生机制。在阐述投资分摊和费用分摊的原则、方法和具体步骤的同时, 分析了两部制水价 与单一制水价之间的关系以及供水量、还贷等要素变化过程对水价的影响。最后以产芝水库调水工程为例, 研究了 向多地区供水的、具有多种费用产生机制和要素变化过程的调水工程投资费用分摊与两部制水价测算方法。
投资费用分摊对于分清调水工程各受益地区之间、部门之间的经济责任大小以及水价测算和定价等工作具有 重要作用。提出基于过程和产生机制的调水工程投资费用分摊与两部制水价测算方法, 旨在在分摊时反映水价要 素的变化过程以及费用产生机制。在阐述投资分摊和费用分摊的原则、方法和具体步骤的同时, 分析了两部制水价 与单一制水价之间的关系以及供水量、还贷等要素变化过程对水价的影响。最后以产芝水库调水工程为例, 研究了 向多地区供水的、具有多种费用产生机制和要素变化过程的调水工程投资费用分摊与两部制水价测算方法。
2014, 12(6):173-176.
摘要:
节水型社会建设效果评价对于评价区域本身的经验总结具有重要意义, 也可为全社会推进节水建设提供借鉴 参考。基于上海市节水型社会建设的相关统计数据, 采用物元分析法建立指标体系, 并运用因素贡献率计算权重, 以2002 年为基准年, 对上海市2008 年- 2012 年节水型社会建设效果进行评价。结果表明, 2008 年- 2009 年节水 型社会建设评价等级为/ 效果一般0 , 2010 年- 2012 年为/ 效果明显0, 且每年有不同程度提高, 发展态势良好; 节水 建设水平相较于2002 年发展迅速, 工业节水方面略有不足。该评价结果与上海市节水型社会建设实际相符, 说明 物元模型对于区域节水型社会建设评价有较好的适应性, 有较好的应用价值和推广前景。
节水型社会建设效果评价对于评价区域本身的经验总结具有重要意义, 也可为全社会推进节水建设提供借鉴 参考。基于上海市节水型社会建设的相关统计数据, 采用物元分析法建立指标体系, 并运用因素贡献率计算权重, 以2002 年为基准年, 对上海市2008 年- 2012 年节水型社会建设效果进行评价。结果表明, 2008 年- 2009 年节水 型社会建设评价等级为/ 效果一般0 , 2010 年- 2012 年为/ 效果明显0, 且每年有不同程度提高, 发展态势良好; 节水 建设水平相较于2002 年发展迅速, 工业节水方面略有不足。该评价结果与上海市节水型社会建设实际相符, 说明 物元模型对于区域节水型社会建设评价有较好的适应性, 有较好的应用价值和推广前景。
2014, 12(6):177-180.
摘要:
溃坝风险人口应急避难作为水库大坝安全管理应急预案的重要内容, 是避免或减少溃坝生命损失的有效手 段。通过对溃坝数值模拟、风险人口分布预测、应急避难场所规划、应急撤离时间估算等溃坝风险人口应急避难相 关的四个方面的研究现状和研究进展进行了综述。其中溃坝数值模拟是应急避难分析的基础性工作, 包括溃口模 拟和溃坝洪水演进分析两部分内容; 风险人口分布预测则需要考虑不同时间情景下的动态分布; 针对溃坝应急避难 场所规划的研究尚不多见, 但可借鉴防洪应急避难选址研究成果; 应急撤离时间主要研究内容是撤离活动所用时间 的估算, 可根据撤离方式选择相应的算法。
溃坝风险人口应急避难作为水库大坝安全管理应急预案的重要内容, 是避免或减少溃坝生命损失的有效手 段。通过对溃坝数值模拟、风险人口分布预测、应急避难场所规划、应急撤离时间估算等溃坝风险人口应急避难相 关的四个方面的研究现状和研究进展进行了综述。其中溃坝数值模拟是应急避难分析的基础性工作, 包括溃口模 拟和溃坝洪水演进分析两部分内容; 风险人口分布预测则需要考虑不同时间情景下的动态分布; 针对溃坝应急避难 场所规划的研究尚不多见, 但可借鉴防洪应急避难选址研究成果; 应急撤离时间主要研究内容是撤离活动所用时间 的估算, 可根据撤离方式选择相应的算法。
2014, 12(6):181-183.
摘要:
针对粒子群算法易陷入局部最优问题, 从数学角度分析了粒子群算法易陷入局部最优的理论原因, 提出一种 自适应混沌变异粒子群算法, 对陷入局部最优的粒子产生变异, 增加算法的遍历性、种群的多样性, 以跳出局部最优 解, 用来解决水库优化调度问题。与现有算法相比, 自适应混沌变异粒子群算法计算快, 稳定性强, 既避免了粒子群 算法陷入局部最优, 同时在一定程度上又保证了收敛性。
针对粒子群算法易陷入局部最优问题, 从数学角度分析了粒子群算法易陷入局部最优的理论原因, 提出一种 自适应混沌变异粒子群算法, 对陷入局部最优的粒子产生变异, 增加算法的遍历性、种群的多样性, 以跳出局部最优 解, 用来解决水库优化调度问题。与现有算法相比, 自适应混沌变异粒子群算法计算快, 稳定性强, 既避免了粒子群 算法陷入局部最优, 同时在一定程度上又保证了收敛性。
2014, 12(6):184-188.
摘要:
南水北调配套工程运行风险评估体系属于复杂的系统问题, 其模糊性在评估中应予以考虑。基于模糊识别理 论, 采用非线性模型对清苑县南水北调配套工程运行风险进行评价。结果表明, 清苑县南水北调配套工程运行风险 等级介于2 级与3 级之间, 略偏于2 级, 属于低风险等级。评价过程与评价结果不仅可为清苑县南水北调配套工程 的安全管理提供参考意义, 而且表明非线性模型在南水北调配套工程运行风险评价中具有良好的适用性。
南水北调配套工程运行风险评估体系属于复杂的系统问题, 其模糊性在评估中应予以考虑。基于模糊识别理 论, 采用非线性模型对清苑县南水北调配套工程运行风险进行评价。结果表明, 清苑县南水北调配套工程运行风险 等级介于2 级与3 级之间, 略偏于2 级, 属于低风险等级。评价过程与评价结果不仅可为清苑县南水北调配套工程 的安全管理提供参考意义, 而且表明非线性模型在南水北调配套工程运行风险评价中具有良好的适用性。
2014, 12(6):189-191.
摘要:
针对5000 年一遇校核洪水副坝可能发生管涌导致溃坝的情况, 应用Breach 数学模型和River 2D 二维洪水演 进计算软件, 计算了最初7 h 溃口流量与时间关系过程线, 建立了坝址至下游赣州钴冶炼厂段有限单元数值模型, 模拟了副坝溃决后研究范围内的洪水演进过程, 估算了生命损失值, 分析了生命社会风险。结果表明, 副坝发生溃 坝后, 洪水将影响到2 个行政村( 镇) 、15 个自然村( 区) , 受灾人口达70 462 人, 溃坝警报时间小于或等于5 h, 生命损 失值达百人以上, 生命社会风险是不可容忍的。该研究成果可作为水库制定大坝安全管理应急预案的参考依据。
针对5000 年一遇校核洪水副坝可能发生管涌导致溃坝的情况, 应用Breach 数学模型和River 2D 二维洪水演 进计算软件, 计算了最初7 h 溃口流量与时间关系过程线, 建立了坝址至下游赣州钴冶炼厂段有限单元数值模型, 模拟了副坝溃决后研究范围内的洪水演进过程, 估算了生命损失值, 分析了生命社会风险。结果表明, 副坝发生溃 坝后, 洪水将影响到2 个行政村( 镇) 、15 个自然村( 区) , 受灾人口达70 462 人, 溃坝警报时间小于或等于5 h, 生命损 失值达百人以上, 生命社会风险是不可容忍的。该研究成果可作为水库制定大坝安全管理应急预案的参考依据。
2014, 12(6):192-195.
摘要:
相比地表水库工程而言, 地下水库工程是通过人工干预改变地下水补给量或排泄量来调节库容, 在水资源战 略储备和地下水资源保护等方面均有一定的优势。国内外地下水库工程已有一定数量和规模, 但国外建设的地下 水库工程广泛地应用了ASR( 含水层存储与回用) 技术模式, 而国内则由于存在成本效益比不清晰、回灌堵塞技术 未突破、环境影响不确定、回灌水源不足以及缺少政策法规指导等原因, 尚无应用案例。然而, 无论是在城市供水和 水资源调蓄, 还是水质涵养及战略储备上, 建设采用ASR 技术模式增压回灌的地下水库工程仍具有重要意义, 具有 较好的发展前景。
相比地表水库工程而言, 地下水库工程是通过人工干预改变地下水补给量或排泄量来调节库容, 在水资源战 略储备和地下水资源保护等方面均有一定的优势。国内外地下水库工程已有一定数量和规模, 但国外建设的地下 水库工程广泛地应用了ASR( 含水层存储与回用) 技术模式, 而国内则由于存在成本效益比不清晰、回灌堵塞技术 未突破、环境影响不确定、回灌水源不足以及缺少政策法规指导等原因, 尚无应用案例。然而, 无论是在城市供水和 水资源调蓄, 还是水质涵养及战略储备上, 建设采用ASR 技术模式增压回灌的地下水库工程仍具有重要意义, 具有 较好的发展前景。
2014, 12(6):196-199.
摘要:
为研究和解决南水北调天津干线工程下穿京九铁路隧道施工安全问题, 采用有限元软件对隧洞开挖过程进行 分析计算, 进行了隧洞防渗设计和铁路加固设计, 最大限度地克服施工期间箱涵与铁路运营之间的相互干扰, 保障 施工安全。设计方案体现了临时支护拆除量少, 成洞质量高、速度快, 对列车限速时间短等特点, 既减少了施工对铁 路运营造成的影响, 又保证了天津干线箱涵输水运行及检修安全。推荐的设计方案在京广铁路和津霸铁路上进行 了推广使用。
为研究和解决南水北调天津干线工程下穿京九铁路隧道施工安全问题, 采用有限元软件对隧洞开挖过程进行 分析计算, 进行了隧洞防渗设计和铁路加固设计, 最大限度地克服施工期间箱涵与铁路运营之间的相互干扰, 保障 施工安全。设计方案体现了临时支护拆除量少, 成洞质量高、速度快, 对列车限速时间短等特点, 既减少了施工对铁 路运营造成的影响, 又保证了天津干线箱涵输水运行及检修安全。推荐的设计方案在京广铁路和津霸铁路上进行 了推广使用。
2014, 12(6):200-203.
摘要:
基于指数平滑、模糊移动、线性回归、灰色预测四种单一模型, 建立了组合预测模型, 并根据某水库1997 年- 2012 年泥沙淤积量实测数据, 构建了该水库泥沙淤积量组合预测模型。实证研究结果表明, 组合预测模型在有效 综合各单一模型的有用信息方面具有较强的优势, 模拟结果平均绝对误差百分比为2. 539 3%, 均高于四种单一模 型的预测精度, 因此组合模型具有较好的实用价值。
基于指数平滑、模糊移动、线性回归、灰色预测四种单一模型, 建立了组合预测模型, 并根据某水库1997 年- 2012 年泥沙淤积量实测数据, 构建了该水库泥沙淤积量组合预测模型。实证研究结果表明, 组合预测模型在有效 综合各单一模型的有用信息方面具有较强的优势, 模拟结果平均绝对误差百分比为2. 539 3%, 均高于四种单一模 型的预测精度, 因此组合模型具有较好的实用价值。
2014, 12(6):204-208.
摘要:
针对在某泵站基坑开挖过程中应用的超长跨度地下连续墙, 首先采用ABAQUS 有限元软件对抽水泵站基坑 分四个开挖步进行渗流计算, 在确定基坑地下连续墙两侧的地下水位分布规律后, 再进行变形计算。结果表明: 第 四次开挖完成后, 靠近基坑侧D4 断面地下连续墙不同深度顶端横河向位移最大, 达到35 mm。据此建议将B42F4 段南岸地下连续墙墙体厚度适当加厚变为100 cm, 以减小南岸地下连续墙在基坑开挖过程中的横河向变形。
针对在某泵站基坑开挖过程中应用的超长跨度地下连续墙, 首先采用ABAQUS 有限元软件对抽水泵站基坑 分四个开挖步进行渗流计算, 在确定基坑地下连续墙两侧的地下水位分布规律后, 再进行变形计算。结果表明: 第 四次开挖完成后, 靠近基坑侧D4 断面地下连续墙不同深度顶端横河向位移最大, 达到35 mm。据此建议将B42F4 段南岸地下连续墙墙体厚度适当加厚变为100 cm, 以减小南岸地下连续墙在基坑开挖过程中的横河向变形。
2014, 12(6):209-212.
摘要:
长期以来, 农村污水治理注重的是去除污染物, 而缺少对其资源化利用的研究。根据农村生活污水的特点, 提 出一种基于源分离理念的农村污水生态治理模式, 即在污染源头实现粪便、尿液分离, 其中的营养物就近循环利用, 之后利用人工湿地、稳定塘、土壤渗滤等生态型处理技术进行污水资源化处理。
长期以来, 农村污水治理注重的是去除污染物, 而缺少对其资源化利用的研究。根据农村生活污水的特点, 提 出一种基于源分离理念的农村污水生态治理模式, 即在污染源头实现粪便、尿液分离, 其中的营养物就近循环利用, 之后利用人工湿地、稳定塘、土壤渗滤等生态型处理技术进行污水资源化处理。
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