南水北调与水利科技

2015年第13卷第1期文章目次

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  • 1  基于非线性系统理论的水-碳耦合模型
    赵玲玲 夏 军
    2015, 13(1):1-5.
    [摘要](3075) [HTML](0) [PDF 858.36 K](1778)
    摘要:
    针对现存水2碳耦合模型中存在机理复杂、结构不平衡、不确定性较大、资料需求难以满足等问题, 根据非线性 水文循环模拟理论的/ 从复杂现象中, 寻找简单规律0 的理念, 基于非线性水文循环理论构建具有一定物理机理和精 度的水2碳耦合模拟方法。采用American2Flux 的Duke 站点和白洋淀上游的崇陵试验流域小区的试验数据, 在点 尺度和小区尺度对构建模型的精度加以验证, 结果显示, 基于非线性理论的耦合模型能够更加合理和准确的模拟水 文循环中蒸散发量和土壤含水量的变化过程; 最后采用该模型估算了温室气体排放量对水文循环要素的影响, 在二 氧化碳浓度加倍情景下, 试验小区径流深增加0. 5%; 平均土壤含水量增加1. 2%; 蒸散发量减少4. 9%。综合表明, 构建模型达到了采用简单方法解决复杂问题的效果。
    2  佳木斯市近60 年降水量演变规律分析
    马吉巍 郭翔宇 付 强 李天霄 马效松
    2015, 13(1):6-9.
    [摘要](1583) [HTML](0) [PDF 834.91 K](1463)
    摘要:
    以三江平原腹地典型城市) ) ) 佳木斯市1953 年- 2013 年降水量统计数据为基础, 采用小波变化理论、Mann2 Kendall 趋势检验法, 分析了佳木斯市近60 年降水量的演变规律。结果表明: 佳木斯市年降水量存在25 a 和13 a 左右的振荡主周期, 不同时间尺度上未来年降水量丰枯变化表现出不同的特征; 年降水量时间分布十分不均匀, 20 世纪70 年代平均年降水量最小, 50 年代平均年降水量最大, 但60 年来总体呈现出微弱的下降趋势, 在0. 025 的显 著水平上不显著。研究成果对于指导佳木斯市科学合理的利用降水资源具有一定的指导意义。
    3  柴达木盆地水资源供需配置规划
    韩 雁 贾绍凤 吕爱锋
    2015, 13(1):10-14.
    [摘要](1946) [HTML](0) [PDF 733.10 K](2031)
    摘要:
    柴达木盆地气候干旱, 水资源紧缺, 如何合理配置盆地内的水资源是解决水资源供需矛盾的一个关键。在对 柴达木盆地水资源利用现状分析的基础上, 依据水资源分区单元间的径流联系, 建立水资源系统网络模型, 采用了 长系列方法对规划水平年的柴达木盆地水资源供需平衡进行模拟。通过二次供需平衡调控, 实现了不同行业供水 所要求的保证率条件下的供需平衡, 给出了规划水平年水资源供需配置方案。
    4  丹江口水库入库径流特征及其演变规律
    王元超 王 旭 雷晓辉 王 浩
    2015, 13(1):15-19.
    [摘要](1946) [HTML](0) [PDF 1.34 M](1472)
    摘要:
    为了能够更好地进行中长期径流预报, 对1965 年- 2013 年的丹江口水库月平均入库流量进行径流特性分 析。首先采用线性回归法和Mann2Kendall 检验法进行趋势分析, 然后采用Pettitt 突变检验法、Mor let 小波法分别进 行突变分析与周期分析。结果表明, 1965 年- 2013 年间丹江口径流量呈下降趋势, 并且分别存在3~ 5 a、7~ 9 a、18~ 20 a 的显著周期性。建议进行中长期年径流预报时采用7 a 或其倍数年做建模数据序列, 同时由于年径流与最大 洪峰流量的突变点均为1986 年, 所以尽量避开1986 年, 以免影响预报精度。
    5  基于系统多层次灰色模型的洪灾风险综合评价方法-以鄱阳湖流域为例
    徐镇凯 黄海鹏 魏博文 刘成林
    2015, 13(1):20-23.
    [摘要](1349) [HTML](0) [PDF 725.37 K](1392)
    摘要:
    洪水灾害风险评价是一个多因素协同影响效应的系统过程。在分析洪水风险系统的基础上, 并从洪水风险评 估的角度, 综合考虑了致灾因子, 孕灾环境和承灾体的相关因素, 构建了洪水灾害风险综合评价体系, 融合灰色聚类 法与层次分析的数据处理优势, 提出了适应洪水灾害风险预测的系统多层次灰色综合评价方法。以鄱阳湖流域为 例, 通过定性与定量分析相结合, 对鄱阳湖流域洪水风险系统进行了综合评价, 为流域内洪水灾害风险综合评价提 供了参考依据。
    6  沂沭泗流域年降水和年地表水资源量演变趋势
    张仙娥 刘 妞 仇亚琴 甘永德 魏 娜 韩春苗
    2015, 13(1):24-28.
    [摘要](1366) [HTML](0) [PDF 1.13 M](1445)
    摘要:
    基于沂沭泗流域1956 年- 2010 年的水文资料, 运用线性倾向估计、Mann2Kendall 检验、累计距平和小波分析 方法对沂沭泗流域年降水、年地表水资源量的演变趋势、变化过程和趋势及周期性进行了分析。结果表明: 沂沭泗 流域近55 a 内年降水、年地表水资源量变化趋势基本一致, 整体上均呈减少趋势但不显著, 预计未来10 多年内仍 会减少; 年降水和年地表水资源量大体经历了丰枯交替5 个变化阶段, 年地表水资源量减少的趋势比年降水量减少 的趋势稍明显; 年降水变化具有4 a、8 a、15 a 和27 a 的主周期, 年地表水资源量变化具有4 a、14 a 和27 a 的主周 期。趋势表明, 未来10 多年内沂沭泗流域年降水、年地表水资源量仍会减少
    7  气候变化和水库运行对径流影响的定量研究
    毕彦杰 赵 勇 肖伟华 吴 迪 周翔南 张守平
    2015, 13(1):29-33.
    [摘要](1319) [HTML](0) [PDF 893.16 K](1736)
    摘要:
    气候变化; 人类活动; SWAT 模型; 区域气候模型RegCm3 ; 澜沧江
    8  广西水资源生态足迹时空分析
    孙学颖 唐德善
    2015, 13(1):34-37.
    [摘要](1229) [HTML](0) [PDF 706.88 K](1511)
    摘要:
    采用水资源生态足迹模型, 定量计算和分析了广西2008 年- 2012 年人均水资源生态足迹、水资源生态承载 力、水资源生态盈余, 并对比分析广西14 个城市的人均水资源生态足迹、生态承载力情况。结果显示: ( 1) 广西人均 水资源生态足迹指数近五年内没有大幅度的变化, 比较稳定保持在11 06 hm2 / 人附近, 各年人均水资源生态足迹水 平高低依次为2010= 2011> 2012> 2008> 2009; 而人均生态承载力指数变化较大, 且均小于人均水资源生态足迹; ( 2) 只有柳州市和防城港市存在水资源生态盈余, 其他各市均存在水资源生态赤字, 平均赤字01 56 hm2 / 人。面对 水资源生态赤字问题, 广西需通过调整产业结构, 优化水资源配置, 实施水资源管理/ 三条红线0 等措施, 提高水资源 生态承载力, 减小生态赤字, 以达到水资源可持续利用的目的。
    9  洣水流域无资料地区降雨径流模拟应用研究
    杨学军 杨 邦 孟宪萌 刘玉晶
    2015, 13(1):38-40.
    [摘要](1670) [HTML](0) [PDF 701.19 K](1592)
    摘要:
    应用区域化流量历时曲线模拟无资料地区径流过程时, 模拟精度常受到有资料地区径流资料长短、回归因素 及推求的流量历时曲线片段长短等因素的影响。采用中周期连续时段径流资料, 通过流量历时分位数回归法推求 无资料地区流量历时曲线, 并以此率定水文模型参数, 进而实现洣水流域无资料地区降雨径流过程模拟。模拟结果 表明: 综合考虑多种回归因素有利于提高流量历时曲线精度; 采用流量历时曲线片段也可实现模型参数率定, 且随 着片段延长, 率定精度也相应增加; 在流量历时曲线高、中、低水三类片段中, 采用中水片段率定的精度相对高于仅 用高水或低水片段, 因此率定过程中应尽可能保留流量历时曲线中水部分片段。
    10  基于土地利用的水资源承载力评价方法研究
    程彦培 宋 乐
    2015, 13(1):41-44.
    [摘要](1815) [HTML](0) [PDF 672.12 K](1555)
    摘要:
    不同的土地利用方式对水资源的需求存在巨大的差异, 以河北省黑龙港流域为例, 进行了水资源承载力评价。 为了使评价结果更加具有现实性和科学性, 采用系统动力学建立仿真模型, 构建了基于土地利用的水资源承载力评 价系统。通过主要变量仿真数据与历史数据的对比可以看出, 模型仿真数据与历史数据的偏差在10%以内。对于 一个复杂的基于土地利用的水资源承载力评价系统来说, 这样的拟合结果说明所建模型能够较真实地反映实际的 自然- 社会复合系统。
    11  内蒙古准格尔旗地下水环境承载力评价
    刘 圣、 娄华君 贾绍凤 项洋旭 娄俊鹏
    2015, 13(1):45-50.
    [摘要](1465) [HTML](0) [PDF 885.28 K](1364)
    摘要:
    地下水环境承载力是水环境承载力研究的重要组成部分, 是衡量人类社会经济发展与区域水环境协调程度的 判别依据。以内蒙古自治区准格尔旗为研究区, 建立地下水环境承载力评价体系, 并利用层次分析法( AH P) 判断 矩阵确定各指标的权重值, 进行研究区地下水环境承载力评价。结果表明, 准格尔旗地区地下水环境承载力在0. 308 3~ 0. 731 1 之间, 平均为0. 521 5, 属于中等偏弱程度。评价结果与研究区水文地质条件和社会经济发展现状 基本吻合, 可为准格尔旗在未来工业化进程中地下水资源管理和地下水环境保护决策提供依据。
    12  江苏省淮河流域水功能区达标评价及限排总量
    刘方圆 梁忠民 张建华 王 嵘 刘俊杰
    2015, 13(1):51-54.
    [摘要](1326) [HTML](0) [PDF 790.28 K](1289)
    摘要:
    选取氨氮和高锰酸盐指数作为双指标, 采用测次法对江苏省淮河流域2012 年的水功能区达标情况进行了评 价。结果表明, 湖泊型水功能区达标率远高于河流型水功能区; 地区之间达标率差异较大, 徐州地区达标率较低。 根据水功能区现状入河排污量和纳污能力, 提出了规划水平年( 2020 年、2030 年) 纳污红线的限制排污总量分别为: 2020 年COD 4. 35 万t, 氨氮0. 43 万t; 2030 年COD 3. 20 万t, 氨氮0. 25 万t。
    13  勐统河流域出口沉积物的210Pb 计年研究
    卫仁娟 梁 川 Amanda H. Schmidt 张春敏
    2015, 13(1):55-58.
    [摘要](1162) [HTML](0) [PDF 732.34 K](1392)
    摘要:
    为了探索沉积速率与降水之间的相关关系, 通过实验测出勐统河流域出口河漫滩沉积物剖面中210 Pb 的比活 度, 并采用CRS( Constant Rate of 210 Pb Supply) 模型对沉积物进行计年, 分析了20 世纪50 年代以来流域出口沉积 物的沉积速率。210 Pbex 剖面分布中的两个特殊沉积点分别对应2002 年和1980 年, 结合该流域同期的多年降水量分 布情况, 发现两个特殊沉积点与1970 年到1980 年及2002 年左右的强降水密切相关。根据CRS 模型计算得出流 域出口的沉积速率从20 世纪50 年代开始一直呈现增长的趋势, 这可能与流域内强烈的人类活动( 森林砍伐和不合 理的土地利用) 有关。
    14  北京房山地下水功能区划分
    纪轶群 辛宝东 李文忠 郭高轩 许 亮 陆海燕 沈媛媛
    2015, 13(1):59-62.
    [摘要](1666) [HTML](0) [PDF 957.66 K](1465)
    摘要:
    针对北京市房山地下水资源的分布特点, 以5全国地下水功能区划分技术大纲6为基础, 对地下水的资源供给 功能、生态环境维持功能和地质环境稳定功能三个方面进行了深入分析, 将房山地下水功能区划一级功能区分为开 发利用区、地下水资源保护区、灾害防治区三种, 并进一步细分为二级功能区。为满足北京房山区经济社会可持续 发展的需要, 合理开发利用和保护水资源提供了基础性研究。
    15  基于Landsat2T M 影像的洞庭湖水面动态变化
    崔 亮 李永平 黄国和 曾雪婷
    2015, 13(1):63-66.
    [摘要](1616) [HTML](0) [PDF 804.32 K](2083)
    摘要:
    为了探究近20 年来洞庭湖萎缩状况, 定量评价其水面面积变化情况, 选择Landsat TM 遥感影像作为数据 源, 采用单波段阈值分析法、多波段谱间关系法、水体指数法、植被指数法和目视解译法对洞庭湖水体进行了解译, 探讨了1993 年- 2010 年洞庭湖水体面积动态变化状况。结果表明, 若以1949 年洞庭湖面积( km2 ) 作为历史参考 水面, 则18 年间湖面积萎缩严重, 秋季平水期萎缩比例均超40%; 若以1978 年洞庭湖水面为参考, 则萎缩比例少 于40%。研究还表明, TM 图像的72422 波段组合对于洞庭湖水体的解译非常有效, 可以作为地区水文水资源研究 的重要手段。
    16  基于遗传算法的地下水人工回灌系统优化 -以北京永定河冲洪积扇为例
    郝奇琛 邵景力 李 宇 谢振华 崔亚莉
    2015, 13(1):67-71.
    [摘要](1576) [HTML](0) [PDF 1.02 M](1563)
    摘要:
    地下水人工回灌是增加含水层补给资源量的有效方法之一。为评价地下水人工回灌系统的最大回灌效率。 以地下水长期超采的北京永定河冲洪积扇为例, 建立了地下水人工回灌系统优化模型。为预测地下水对回灌方案 的响应, 优化模型中嵌入了地下水流模型, 模拟预测的结果返回到优化模型中作为约束条件, 优化过程最终由遗传 算法( GA) 求解。GA 的选择方法为轮盘赌选择法, 并使用罚函数法解决了优化模型的限制条件问题。求解结果显 示, 优化后的地下水人工回灌系统将更有效的增加含水层的储存资源量, 在地下水限高水位约束下, 两种方案回灌 至含水层的水量将从127. 42 @ 106 m3 和243. 48 @ 106 m3 分别增加到140. 46@ 106 m3 和275. 55 @ 106 m3 , 回灌结 束后水位最大升幅为26 m。说明开发的优化模型可以高效求得最优回灌方案。
    17  基于GIS 的铜川市耀州区地质灾害危险性评价
    潘网生 卢玉东 郭晋燕
    2015, 13(1):72-77.
    [摘要](1211) [HTML](0) [PDF 901.49 K](1501)
    摘要:
    通过对铜川市耀州区120 处滑坡、66 处崩塌, 2 处小规模泥石流现场调查及资料的收集整理与分析, 分别构建 滑坡、崩塌及泥石流的地质灾害危险性评价指标体系并通过GI S 技术和信息量模型量化指标, 同时综合考虑指标 信息量排序结果与灰色关联度分析结果最终确定指标权重, 得到该区滑坡、崩塌及泥石流的危险性等级区划图。研 究结果表明: 基于GIS 的分灾害类型的危险性评价充分尊重了研究区地质灾害类型自身发育特点和规律, 为地质 灾害分类管理提供了科学依据, 使得当地的地质灾害预防与控制工作更具针对性、时效性和科学性, 且具有向类似 黄土区推广的价值。
    18  基于地貌特征的泥石流类型划分
    倪化勇
    2015, 13(1):78-82.
    [摘要](1496) [HTML](0) [PDF 753.74 K](1455)
    摘要:
    科学分类是泥石流研究的重要内容, 也是科学认识泥石流这一自然现象的重要基础。地貌位置或流域形态是 目前泥石流类型划分的重要依据之一, 在泥石流按地貌特征、流域形态类型分类研究现状分析的基础上, 讨论了目 前基于地貌特征的泥石流分类方案在泥石流识别方面存在的差异, 包括坡面型泥石流的定性识别方法、坡面型泥石 流与沟谷型泥石流的判定指标以及形成机理等; 进而从科学性和实践性出发, 提出可结合斜坡地貌与沟谷侵蚀演化 过程, 将泥石流划分为坡面型泥石流、冲沟型泥石流和沟谷型泥石流的划分方案。
    19  韶关电厂濛浬灰场4 号坝漏水路径示踪分析
    樊哲超 毛海涛
    2015, 13(1):83-86.
    [摘要](1613) [HTML](0) [PDF 892.49 K](1398)
    摘要:
    运用温度电导率等示踪方法对广东韶关电厂濛浬灰场4 号坝段漏水路径进行调查, 通过几个观测孔多方面数 据( 包括温度、电导率、地下水位、地下水流速等示踪数据) 的相互验证, 结果证实, 补给路径在上游流场从ZK4 孔到 ZK8 孔向外伸展, 呈弧形补给漏水点; 降水在库区垂直入渗, 沿初期坝与第一级子坝搭接处向上流动, 最终在71. 00 m 高程处出露形成漏水点。
    20  混沌粒子群混合算法估计各向异性含水层参数
    王媛英 刘元会 郭建青 高雄飞 刘向南
    2015, 13(1):87-90.
    [摘要](1363) [HTML](0) [PDF 727.93 K](1382)
    摘要:
    通过用粒子群算法代替混沌序列优化算法的细搜索, 可以提高算法的收敛速度及精度。将混沌粒子群混合算 法用于分析抽水试验数据, 估计各向异性含水层参数, 可以有效解决各向异性函数优化问题。与其他算法比较, 混 沌粒子群混合算法其具有计算精度高、与实测数据拟合效果好及寻优率高等优点。为估计各向异性含水层参数及 建立相应的预测和评估模型提供了操作简单、高效且准确的方法。
    21  基于改进灰色关联分析的泥石流危险性评价
    曹洪洋 王 禹 满 兵
    2015, 13(1):91-94.
    [摘要](1487) [HTML](0) [PDF 717.57 K](1421)
    摘要:
    为了对龙门山断裂影响区域的泥石流次生灾害进行危险性评价研究, 应用灰色关联度方法分析了影响区内 45 条泥石流沟一次泥石流最大冲出量、流域面积、流域相对高差、植被覆盖率、松散物质储量、纵比降和24 h 最大降 雨量7 个影响因子权重, 应用此权重替代传统灰色关联分析中的均值权重, 建立了泥石流危险性评价模型。模型评 价结果表明, 松散物质储量和流域面积在影响因子中所占权重较大, 泥石流危险性评价结果与参考资料评价结果基 本一致, 因此改进的灰色关联度评价法可为震区泥石流的防治提供有力支持。
    22  北京典型地区分层地面沉降与 地下水位变化关系
    姜 媛 田 芳 罗 勇 王 荣 杨 艳
    2015, 13(1):95-99.
    [摘要](1448) [HTML](0) [PDF 864.28 K](1264)
    摘要:
    北京市长期过量开采地下水造成地下水位持续下降, 从而引发地面沉降快速发展。利用北京天竺地面沉降监 测站长时间序列下分层地面沉降及对应含水层组地下水位监测数据, 建立了二者间的多元回归模型, 并用实际监测 数据验证了该模型的预测效果, 据此确定了天竺站的主要沉降贡献层及对沉降影响最大的含水层主控层位。研究 成果可为合理调整地下水开采层位以及开展地面沉降防控工作提供科学依据。
    23  西静河水库左库岸失稳边坡稳定性分析
    杨妙帆 郭浩亮 刘成栋 朱延熙
    2015, 13(1):100-102.
    [摘要](1362) [HTML](0) [PDF 774.61 K](1564)
    摘要:
    西静河水库位于地震频发区, 近坝库岸坡陡峻, 其左岸边坡是否稳定一直是困扰水库安全运行的主要问题之 一。根据西静河水库库区地质勘察资料和坝址区水文地质条件, 对西静河水库库岸滑坡带进行了详析, 在此基础上 采用不平衡推力法对左库岸失稳边坡进行了稳定性分析, 结果表明: 西静河水库左岸边坡趋于稳定, 但在持续暴雨 或加载地震力的情况下边坡中段有滑坡风险, 该结论得到了现场勘察情况的支持。
    24  渭河下游河道的冲淤平滩流量特征分析
    贺 莉 闫云霞 颜 明 王随继
    2015, 13(1):103-107.
    [摘要](1431) [HTML](0) [PDF 1.02 M](1460)
    摘要:
    渭河下游河道平滩流量大幅度减小, 给渭河下游的防洪排涝带来严重威胁。以渭河下游咸阳- 临潼河段为研 究对象, 采用一维恒定水沙动力学模型模拟计