南水北调与水利科技

2015年第13卷第2期文章目次

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  • 1  渭河流域降水时空变化与干旱特征分析
    刘 梅 魏加华 王 峰
    2015, 13(2):193-197.
    [摘要](1876) [HTML](0) [PDF 911.48 K](2050)
    摘要:
    以渭河流域14 个典型气象站降水资料为基础, 应用M ann2Kendall 趋势检验法、频率分析法、差积曲线法以及 游程分析法对研究区的降水变化规律及少水概率特征进行了研究。结果显示: 40 多年来渭河流域降水量呈明显减 少趋势, 以春、秋两季最为明显, 这增加了区域发生干旱的可能性; 流域降水过程呈丰枯交替的周期性现象, 连丰或 连枯较易发生, 且存在干旱与洪涝并发现象; 连枯年的概率比连丰年概率大, 且少水期常持续2~ 3 a, 引发的干旱强 度较大; 1991 年以后渭河流域干旱事件的频率、强度和烈度均有增加趋势, 未来渭河流域的农业发展与水安全将面 临更大的威胁, 必须予以高度关注。
    2  近57 年江苏沿海降水量演变特征分析
    张 宇 钟平安 万新宇 曹明霖 马 彪
    2015, 13(2):198-201.
    [摘要](1191) [HTML](0) [PDF 938.47 K](1935)
    摘要:
    基于江苏沿海1957 年- 2013 年逐月降水量序列资料, 采用Mann2Kendall 法、滑动t2检验、Mor let 小波法分析 了江苏沿海代表时段降水量变化趋势、突变点和周期特征。结果表明, 近57 年江苏沿海年、汛期、枯季降水量均呈 不显著减少趋势, 区域上则呈现北部减少、南部增加趋势; 年、汛期、枯季降水量均未发生显著突变; 各代表时段降水 量变化具有13 年左右的主周期, 区域上震荡周期一致性较好; 未来几年, 年、汛期、枯季降水将有所增加。
    3  融合MCMC 方法的差分进化算法 在水文模型参数优选中的应用
    曹飞凤 尹祖宏
    2015, 13(2):202-205.
    [摘要](1192) [HTML](0) [PDF 711.22 K](1763)
    摘要:
    传统差分进化算法在优选水文模型参数时容易出现/ 早熟收敛0问题, 基于马尔可夫链蒙特卡罗方法的差分进 化算法) ) ) DREAM 算法, 对嘉陵江流域降雨径流模型的参数优选问题进行了分析。结果发现, DREAM 算法融合 了自适应Metro po lis 方法的优点, 能有效克服/ 早熟收敛0问题, 适用于推求先验信息较少的复杂水文模型参数后验 分布。
    4  丹江口水库天然入库径流演变规律研究
    李 响 邹 宁 吕孙云
    2015, 13(2):206-210.
    [摘要](1125) [HTML](0) [PDF 894.88 K](1821)
    摘要:
    丹江口水库天然入库径流演变规律研究
    5  基于TOPSIS 法的陕西省黄河流域 干旱综合评价模型
    张晓华 毕 生 曹永潇
    2015, 13(2):211-213.
    [摘要](995) [HTML](0) [PDF 661.20 K](1795)
    摘要:
    干旱是沿黄地区农业发展的长期制约性因素, 研究黄河流域典型区域的干旱等级评价方法, 建立黄河流域干 旱评价模型, 科学、客观、准确地评估黄河流域及供水区干旱级别, 是做好抗旱工作的前提和基础。采用TOPSIS 客 观赋权法对各干旱评价指标进行加权, 构建一个干旱综合指数, 对陕西省黄河流域1999 年6 月- 1999 年8 月进行 干旱综合评价, 评价结果与实际情况相符合, 证明了评价方法的合理性和可操作性。
    6  基于水资源系统健康的区域水资源承载力评价
    刘 丹 王丽萍 李荣波 张验科
    2015, 13(2):214-219.
    [摘要](1372) [HTML](0) [PDF 808.42 K](1670)
    摘要:
    针对传统水资源承载力研究中评价标准比较单一、评价结果相对简化等问题, 提出了基于水资源系统健康的 水资源承载力理念, 建立了与之相应的区域水资源承载力评价的指标体系; 吸取层次分析法蕴含决策经验意见的功 能和离差最大化法反映客观标准的优点, 构建了一种组合赋权法; 依照属性识别理论的置信准则和评分准则建立基 于组合权重的集对分析评价模型, 并对山西省大同市水资源承载力进行了评价。结果表明: 2005 年- 2012 年间, 大 同市水资源承载力指数在0. 499~ 0. 728 之间, 随着大同市节水型城市建设的推进和绿色经济发展的转变, 水资源 承载力水平在逐年增强; 但水资源系统长期处于亚健康状态, 应加大水资源管理、水环境保护及水污染控制的力度, 以改善未来水资源系统的健康状态。
    7  近50 年贵州不同强度降水日数时空变化分析
    白淑英 莫 婷 史建桥 周 寅
    2015, 13(2):220-224.
    [摘要](1195) [HTML](0) [PDF 960.11 K](1505)
    摘要:
    利用1961 年- 2010 年贵州省81 个气象站的逐日降水量资料, 采用线性倾向估计、Mann2Kendall 检验和GIS 空间分析, 探讨了贵州省不同强度降水日数的时空演变规律和突变特征, 结果表明: 近50 年, 不同强度降水日数呈 先增加后减小的态势, 总降水日数表现为明显下降趋势, 下降速率为1. 93 d/ ( 10a) , 其中小雨日数对总降水日数变 化趋势的贡献最大, 两者均在2006 年发生突变, 转为急剧下降趋势。在空间分布上, 总降水日数和小雨日数总体分 布态势由西南向东北递减, 黔西南的大方、纳雍、水城等地为高值区, 黔东南以及东北局部地区为低值区; 中雨日数 和大雨以上日数则由东南向西北递减。不同地区降水日数以减少为主, 其中总降水日数和小雨日数在黔南地区减 少比较明显, 中雨日数呈减少趋势的比例高达90. 1%, 而大雨以上日数为增加趋势的比例较大( 44. 5%) , 呈条带状 分布, 主要在黔西、黔东北以及黔中南等地。
    8  溃堤洪水的二维水动力模型及其应用
    苑希民 田福昌 冯国娜 王丽娜
    2015, 13(2):225-230.
    [摘要](1030) [HTML](0) [PDF 1.18 M](2127)
    摘要:
    为了减少堤防溃决造成重大的生命财产损失, 加强防洪减灾非工程措施建设, 建立了溃堤洪水的二维水动力 模型, 对溃堤洪水的精细化仿真模拟。该模型考虑了溃堤口门展宽变化, 局部网格加密处理, 并采用干湿水深理论 与热启动技术对模型进行优化。将该模型应用于黄河内蒙段南岸灌区的溃堤洪水演进模拟, 利用2008 年杭锦旗奎 素段实际溃堤数据对所建模型进行验证, 结果表明: 流场分布均匀且光滑, 计算结果合理可靠, 模型具有较高的计算 精度及可靠性。采用该模型模拟了沙圪堵工程与奎素段堤防同时溃决的情形, 并绘制了洪水风险图, 为该地区防洪 风险管理决策提供了重要的技术支持。
    9  江苏省太湖流域用水量变化驱动因素研究
    姬生才a 陆桂华a b 何 海a b 吴志勇a b
    2015, 13(2):231-235.
    [摘要](1247) [HTML](0) [PDF 782.18 K](1823)
    摘要:
    近年来, 水资源短缺逐渐成为制约经济社会可持续发展的主要因素, 同时经济发展、人口增加、城镇化进程加 快等因素对水资源需求也形成了新的挑战。根据江苏省太湖流域2001 年- 2011 年用水量与社会经济、科学技术、 水资源禀赋等方面资料, 应用加权灰色绝对关联度方法定量分析了用水总量、农业用水量、工业用水量以及生活用 水量不同驱动因素的影响程度, 结果表明: 工业用水量变化的驱动因素中的/ 工业增加值占GDP 比例0 对用水总量 影响最大, 生活用水量变化驱动因素中的城镇化率次之, 而农业用水量变化驱动因素中的有效灌溉面积的影响相对 较小。据此, 分别从工业用水、生活用水、农业用水三方面提出了控制用水量的措施, 为实现区域水资源与经济社会 的协调可持续发展提供依据。
    10  基于粗糙集和BP 神经网络组合法的 水资源承载力动态变化分析
    郭晓英a b 陈兴伟a b 陈 莹a b 王 壬a b
    2015, 13(2):236-240.
    [摘要](1114) [HTML](0) [PDF 687.34 K](1608)
    摘要:
    利用粗糙集约简冗余指标, 将约简后的指标作为BP 神经网络的输入, 进而进行区域水资源承载力动态变化 分析。以厦门市为例, 在分析水资源现状及其影响因素的基础上, 从水资源系统、经济系统、生态系统和社会系统四 个方面, 构建厦门市水资源承载力评价指标体系, 评价厦门市2000 年- 2012 年的水资源承载力状态。结果表明: 2000 年- 2004 年水资源承载力大多为/ 弱不可承载0 , 2005 年- 2010 年为/ 弱承载0 , 即社会经济活动和水资源处于 非协调状态; 2011 年- 2012 年厦门市水资源承载能力得到了较大改善, 达到/ 可承载0 状态。
    11  基于GRNN 模型的降水预测研究
    石卿志 何俊仕
    2015, 13(2):241-244.
    [摘要](1170) [HTML](0) [PDF 764.51 K](1962)
    摘要:
    降水量是流域水资源管理、洪涝灾害预报以及农业用水计划等研究中的关键参数, 对防洪预报、水资源规划等 具有重要意义。根据铁岭地区1960 年- 2006 年逐月降水资料, 在分析其气候倾向率的基础上利用M ann2Kendall 非参数检验法进行显著性检验, 探讨该地区降水量的变化趋势, 并首次将广义回归神经网络( GRNN) 模型应用在该 地区的降水预测中, 利用误差率和预测对比图对模型的预测效果进行分析。结果表明: 近47 年来, 铁岭地区降水量 有缓慢减少趋势, 但该趋势未达到显著水平( P> 01 1) ; 从预测效果来看, 各月的预测值与真实值相差不大, 其中预 测效果最好的是10 月( 误差为31 39%) , 效果最不理想是2 月( 误差为191 45%) 。
    12  常州地区1978 年- 2012 年降水量时空分布特征
    潘 杰
    2015, 13(2):245-248.
    [摘要](1055) [HTML](0) [PDF 949.64 K](1914)
    摘要:
    利用1978 年- 2012 年26 个雨量站资料, 基于线性回归、小波分析、滑动平均曲线等方法分析了常州地区降 水量时空分布特征, 结果表明: 35 年来常州地区降水量总体呈增加趋势, 降水变化存在5 a、10 a 两个主周期; 降水量 空间分布不均, 总体呈西南向东北递减的趋势, 全区多年降水存在两个上升中心; 城区降水多于郊区, 20 世纪80- 90 年代前期尤为明显。
    13  熵权属性识别模型在水库富营养化评价中的应用
    吴 都 唐德善
    2015, 13(2):249-251.
    [摘要](965) [HTML](0) [PDF 665.64 K](1753)
    摘要:
    水库富营养化评价中对各个指标进行权重分配时会遇到一定的人为主观因素的影响, 因此本算例对各指标权 重分配采用熵权法。选取广东省内的十座大型水库, 针对水库富营养化的问题选取六个指标并结合属性识别法建 立熵权属性识别模型。通过将计算得出的结果与这十座水库实际富营养化的情况进行比较, 发现计算结果与实际 情况基本一致, 由此可知熵权属性识别模型适用于水库富营养化程度的评价, 同时该模型简单, 具有一定的推广性。
    14  北京昌平平原区地下水污染特征
    肖 勇 邵景力 顾晓敏 赵 微 郝奇琛
    2015, 13(2):252-256.
    [摘要](1516) [HTML](0) [PDF 817.17 K](1783)
    摘要:
    在地下水采样分析基础上, 采用模糊聚类分析法、主成分分析法及相关分析法, 对北京昌平区地下水水质污染 成因进行识别。结果表明, 昌平区地下水水质可以分为天然型、污染型、污染2超采型三种成因类型; 地下水中主要 超标物为氮素、总硬度、TDS 和氟化物, 超标率分别为15. 79%、10. 53%、10. 53%和5. 26%; 氮素包括硝氮、亚硝氮 和氨氮, 主要来源于污染物输入, 其存在形式与水文地质条件及污染物输入量有关; 总硬度和TDS 则由污染和地下 水超采共同造成; 氟化物由原生作用形成。
    15  控制单元水环境受损综合诊断方法研究
    柴淼瑞 雷 坤 乔 飞 富 国 肖 静 王旭东
    2015, 13(2):257-262.
    [摘要](1014) [HTML](0) [PDF 770.69 K](1877)
    摘要:
    控制单元水环境受损诊断是控制单元水质目标管理的基础工作。为全面、客观地评价控制单元水环境问题, 提出了分类分级综合指标评价法, 对控制单元的水质、物理生境、生物生态受损程度进行综合评估。首先, 根据水环 境受损类型将评价指标划分为化学、物理、生物三类; 其次, 采用专家打分法确定系统指标权重, 利用多级递进百分 制量化指标分值; 最后, 利用综合得分评价控制单元水体受损类型和受损程度, 受损程度可依据综合得分划分为几 乎未受损、轻度受损、中度受损、中重度受损、重度受损五个等级。以大辽河控制单元为例, 对控制单元水环境受损 状况进行诊断分析, 结果表明该河段受损类型属物理损害和生物损害, 且水体耗氧类污染较重, 综合受损程度为轻 度受损。
    16  人类活动干扰下的滦河河流生态径流变化分析
    付晓花 董增川 山成菊 徐 伟 谈娟娟
    2015, 13(2):263-267.
    [摘要](898) [HTML](0) [PDF 914.23 K](1845)
    摘要:
    基于滦河流域滦县站1956 年- 2010 年日流量资料, 从流量、频率、历时、发生时间、变化率5 个方面考虑水文 情势变化, 选取了33 个水文变化指数( IH A) 和34 个环境流量指数( EFC) , 应用IH A 软件全面分析了这些指数在 人类活动干扰前后的变化特征, 以及与河流生态健康密切相关的河流情势的改变程度。以滦河流域为例, 应用 IH A 软件分析河流生态径流变化规律, 计算了水文特征值的量值、频率、历时、发生时间以及变化率5 个方面在人 类活动干扰前后的变化特征, 评估河流生态径流的33 个水文变化指数和34 个环境流量指数。结果表明, 人类活动 显著地改变了河流汛期高流量及其出现频率、极端低流量的量值与出现时间、高流量脉动次数和日流量的变化率等 水文要素, 而这些水文要素的改变可能是导致河流生态环境破坏的重要原因, 研究结果可为河流生态管理与修复提 供依据。
    17  五元系数法-改进熵权法在水质评价中的应用
    宋丽婧 魏 琛 宋玲梅
    2015, 13(2):268-273.
    [摘要](996) [HTML](0) [PDF 674.83 K](1619)
    摘要:
    为了使水质监测值和水体划类标准值之间关系更紧密, 利用五元联系数方法建立了各水质评价指标与评价标 准的五元联系数; 同时在传统熵权计算的基础上, 采用秩比法设定偏好校正系数, 得到改进的熵权重; 最后将五元联 系数ui 和改进的熵权重WR i 相结合获得五元综合联系度, 据此对水质进行评价, 这是一种主客观结合的、符合实 际情况的水质评价新方法。以贵州贵阳市河流断面监测数据为例, 评定样本点所在河段水质等级, 分析了该河流水 质变化趋势, 验证了五元系数法2改进熵权法水质评价方法的实用性。
    18  清水泉岩溶地下水中多环芳烃污染特征及来源
    王潇媛 郭纯青 裴建国 卢 丽
    2015, 13(2):274-278.
    [摘要](1358) [HTML](0) [PDF 861.81 K](1564)
    摘要:
    为了确定南宁市清水泉岩溶地下水中多环芳烃的组成、来源及污染特征, 沿该地下河上游、中游、下游布设5 个采样点。经过采样送检, 检测了16 种优控多环芳烃( PAH s) 。结果表明, 丰水期地下水中2 PAH s( PAHs 总量) 浓度为163. 87~ 209. 96 ng/ L, 平均值为183. 10 ng/ L, 以2 环和3 环的PAHs 物质( 萘、菲和荧蒽) 为主, 约占总量 的52%。丰水期、平水期和枯水期的清水泉地下水中, PAH s 浓度整体上分布规律为: 上游< 中游< 下游, 浓度增 大的主要原因是沿途污染源的不断汇入。地下水中2 环和3 环PAH s、4 环PAH s、5 环和6 环PAH s、PAH s 总量 的季节性浓度变化整体上呈现出相同的变化规律, 即枯水期> 平水期> 丰水期, 这与PAH s 的物理化学性质有关。 PAHs 来源分析表明, 研究区下游地区PAHs 来源为石油, 中上游地区来自燃料的高温燃烧。与其他地区比较, 清 水泉地下水虽然出现了PAH s 污染, 但污染程度较低。
    19  城市降水中重金属污染特征研究进展
    王书敏 马月华 刘 政 韩 凤 马俊平 李 强
    2015, 13(2):279-283.
    [摘要](1077) [HTML](0) [PDF 717.23 K](1839)
    摘要:
    根据国内外最近几年的研究情况, 从城市降水重金属浓度、重金属赋存形态、重金属浓度影响因素等方面详细 介绍了关于城市降水重金属污染的研究现状。现有研究结果表明, 城市降水重金属含量时空差异明显, 降水pH、 人为因素、气象因素、季节因素等均会对城市降水的重金属浓度水平产生影响。今后, 建立重金属含量与影响因子 的映射关系将是城市降水重金属污染研究的一个重要方向。
    20  基于模糊综合评价法的大伙房水库上游水质评价及预测
    闫 滨 杨 骁
    2015, 13(2):284-288.
    [摘要](1169) [HTML](0) [PDF 689.60 K](1779)
    摘要:
    运用模糊综合评价法及层次分析法对辽宁省浑河大伙房水库上游北杂木、古楼及台沟断面丰、枯水期的水质 进行评价, 同时将水质评价结果( 水质模糊综合评价指数) 与对应上游来水量进行相关性分析, 建立来水量与水质模 糊综合评价指数的非线性回归模型, 并利用该模型进行水质预测。结果表明: 非线性回归模型具有较高的拟合效 果, 应用该模型可以对上游各来水断面的水质类别进行预测。
    21  矿产资源开发对地下水环境的影响及对策-以广东省封开县某矿区为例
    罗育池 宋宝德 阮文刚
    2015, 13(2):289-293.
    [摘要](993) [HTML](0) [PDF 811.76 K](1608)
    摘要:
    以广东省封开县某矿区为例, 在对研究区地下水环境调查评价的基础上, 通过数值模拟计算, 预测分析了矿产 资源开发活动对地下水环境的影响程度。研究结果表明, 矿产资源开发过程中地下水流场变化较大的区域主要分 布于巷道上游约1 000 m、下游约600 m 范围内, 在该区域应定时监测水位变化情况; 稳定流场条件下, 非正常工况 选矿废水沉淀池污染物渗漏8 a 后Cu 对地下水贡献值超过0. 05 mg/ L 的距离可达149 m, 污染物超标带地下水开 始向板梯河以泄流方式排放污染物。如果能采取有效的防渗措施, 可大大降低矿产资源开发活动对矿区及周边地 下水环境的影响。
    22  CPAM 对疏浚淤泥中镉解吸行为的影响
    方申柱 浩 婷 田 宇 吴 燕
    2015, 13(2):294-297.
    [摘要](1093) [HTML](0) [PDF 737.04 K](1764)
    摘要:
    探讨了阳离子聚丙烯酰胺( CPAM ) 离子度、分子量及加入量对疏浚淤泥中镉( Cd) 吸附与解吸行为的影响及机 理。结果表明: 当淤泥初始Cd 浓度为0. 5 Lg / L 时, 加入CPAM 静置沉降后, 上清液中Cd 浓度基本小于0. 1 Lg / L, 与未加CPAM 自然沉降后上清液中的Cd 浓度基本一致; 而在真空抽滤条件下, 滤液中Cd 浓度最高可达到0. 35 Lg / L, 约64%的Cd 脱离淤泥颗粒进入到滤液中。可以发现, 通过离子交换作用, CPAM 将淤泥颗粒上的非专性吸 附Cd 和部分专性吸附Cd 解吸到弱双电层水中, 泥浆经真空抽滤后, Cd 解吸率可达60%以上, 而不加CPAM 的淤 泥中Cd 经真空抽滤后解吸率不到1%。
    23  水锤泵空气罐气体热力学过程的系统辨识
    李甲振 杨开林 郭永鑫 郭新蕾 施春蓉 张国鹏
    2015, 13(2):298-301.
    [摘要](986) [HTML](0) [PDF 804.57 K](2005)
    摘要:
    通过对一种自主原创的新型水锤泵的模型实验, 研究了空气罐的热力学过程及液位特性对水锤泵性能的影 响, 提出了分析空气罐气体热力学过程的系统辨识方法, 并通过对实测数据的系统辨识, 得到了影响气体热力学过 程的关键参数) 多变指数k 的变化规律。研究结果表明: 空气罐气体热力学过程的多变指数介于等温过程( k= 11 0) 与绝热过程( k= 11 4) 之间, 一般小于11 2, 并且随着扬程的增加而减小。输水阀关闭过程中, 空气罐内的水向 泵体回流, 使得扬水量减小, 因此, 改善输水阀的启闭特性, 减小回流量, 可提升水锤泵的性能。
    24  黄土完全软化强度的试验研究
    强 菲 赵法锁 宋 飞
    2015, 13(2):302-305.
    [摘要](1043) [HTML](0) [PDF 757.86 K](1794)
    摘要:
    为了准确获取复活蠕滑型黄土滑坡滑带土抗剪强度参数, 需要开展黄土的完全软化强度试验研究。以山西黄 土为研究对象, 采用直接固结法和预压固结法制备饱和重塑试样, 并进行了不同剪切速率下的直剪试验和三轴固结 排水剪切试验。结果表明: 低法向应力下, 制样方法对完全软化强度的影响不大, 而高法向应力下, 预压固结试样的 完全软化强度大于直接固结试样; 预压固结直剪试验的剪切速率对完全软化强度的影响不大; 三轴固结排水剪切试 验中, 预压固结应力相同时, 完全软化强度随围压的增加而增大, 围压相同时, 完全软化强度随预压固结应力的增加 而增大, 且应力应变曲线在一定应变范围内重合; 黄土的完全软化黏聚力近似为0 kPa, 预压固结试样的完全软化 内摩擦角更接近实际状态。研究结论为复活蠕滑型滑坡稳定性分析中进行强度参数测试时重塑饱和土样的制样方 法和试验方法提供了依据。
    25  上翻式和侧翻式拍门水力特性对比研究
    洪顺军 李志鹏
    2015, 13(2):306-308.
    [摘要](1023) [HTML](0) [PDF 786.06 K](1740)
    摘要:
    为了分析拍门的水力特性, 以上翻式和侧翻式拍门为研究对象, 应用Pro / E 软件进行三维建模, 应用Fluent 软件对拍门开启角度为30b、40b及50b的出水流态进行数值模拟, 得到了两种拍门的水力损失值。研究结果表明, 侧 翻式拍门克服了传统上翻式拍门的缺陷, 拍门开启角度大, 在同种工况下侧翻式拍门的水力损失更小, 水流流态更好。
    26  不同荷载作用下塑性混凝土渗透性试验研究
    宋 博 何江涛 刘长礼
    2015, 13(2):309-313.
    [摘要](962) [HTML](0) [PDF 848.60 K](1734)
    摘要:
    基于达西定律, 采用稳态水流测量方法探讨了塑性混凝土在荷载不变和荷载逐渐提高两种条件下的渗透性 能, 及其随荷载和自身内部裂隙变化的规律。研究发现, 荷载不变且不产生破坏时, 塑性混凝土的渗透系数基本保 持稳定; 当荷载逐渐增大直至塑性混凝土破坏, 渗透系数在应力比G小于30%时略有降低, 在G为30%~ 60%之间 时明显减小, 在G 大于60%时开始增加, 当G 达到80%之后显著增加。
    27  基于单机组试验选优的并联泵站群组合 优化运行算法研究
    龚 懿 程吉林 刘静森
    2015, 13(2):314-319.
    [摘要](1299) [HTML](0) [PDF 738.89 K](1599)
    摘要:
    以并联泵站群日提水耗电费用最少为目标, 构建包含各时段泵站运行数、站内水泵开机数、水泵叶片安放角及 机组转速4 个决策变量的并联泵站群变角变速组合日优化运行数学模型, 提出基于二级子系统试验选优的大系统 二级分解2动态规划聚合法。通过将原模型进行二次分解, 获得以单机组日提水耗电费用最小为目标, 各时段水泵 叶片安放角及机组转速为决策变量的单机组变角变速组合日优化运行数学模型, 采用大系统试验选优法求解。进 而通过一系列二级子系统不同提水要求下的优化计算, 获得单机组日提水量与提水费用的一一对应关系, 原模型即 可转化为以并联泵站群日提水费用最少为目标、各机组日提水量为决策变量的聚合模型, 并采用动态规划方法求 解。该方法可进一步完善组合工况调节方式下并联泵站群优化运行理论, 较由站内单工况优化运行下获得的并联 泵站群优化运行效益更为显著。以典型并联泵站群为计算实例, 优化结果表明: 各日均扬程下满负荷、80% 负荷、 60%负荷优化运行单位费用较定角恒速运行分别平均节约8. 41%、23. 07%、32. 79%。
    28  定叶片轴流泵扬程偏高的处理方法
    杨重玖 张 铁 厉浦江 陈秀菊 李志鹏 杨平波
    2015, 13(2):320-323.
    [摘要](1094) [HTML](0) [PDF 897.95 K](1786)
    摘要:
    在规定流量下, 定叶片轴流泵实测扬程高于设计扬程时, 需要对轴流泵的叶轮进行处理。为此, 采用切割翼型 长度法和修薄叶片出口边工作面厚度法相结合的方式来降低扬程, 且保证泵的最高效率不下降。多次试验结果表 明, 采用切割翼型长度方法, 当泵的扬程从9. 53 m 下降到8. 23 m( 降低量超过10%) 时, 泵的最高效率开始下降, 从 72%下降到71. 8%; 在前几次切割翼型长度基础上( 原叶轮翼型切割15 mm) , 再修薄叶片出口边工作面厚度( 共修 薄4 mm, 并光滑过渡) 后, 泵的扬程下降到7. 23 m, 最高效率约为72. 2%, 因此既有效解决了定叶片轴流泵扬程偏 高的问题, 又保证了泵的最高效率基本不变。
    29  北京市地热水地球化学特征
    刘颖超 刘 凯 孙 颖 刘久荣 刘宗明
    2015, 13(2):324-329.
    [摘要](1139) [HTML](0) [PDF 1.04 M](1760)
    摘要:
    依据北京市不同地热田80 组地热水和地下水样品水化学测试结果分析, 地热水化学类型自北部山区向南部 平原依次可划分为SO42Na 型、H CO32Na 型和Cl2Na 型水, 中间又有各过渡带水化学类型, 而沉积盆地通常是 H CO32Na 型地热水; 地热水中一些特殊组分如氟、偏硅酸、偏硼酸、硫化氢等含量显著高于常温( 冷) 地下水。进一 步分析认为, 北京地热水是由外部圈层冷水在入渗补给过程中经过增温形成的; 地热水的组分比率受到蒸发浓缩或 冷水稀释的影响较小, 冷热水的混入程度不同仍会导致组分比发生变化; 各地热田中地热水绝大部分属于未成熟 水, 热水中水2岩之间尚未达到离子平衡状态。计算表明, 北京地热田K2Mg 温标的计算温度为38. 1 e ~ 136. 6 e , SiO2 温标的计算温度在57. 4 e ~ 154. 2 e 之间, 而实测温度多为22. 0 e ~ 118. 5 e , 估算温度与实测温度的对比 可反映钻探可及温度与地热水曾经达到的温度, 因此可以为地热勘探提供依据。
    30  焦作矿区含水岩组间水力联系特征
    陈 立 万 力 张发旺 马琳娜 耿新新
    2015, 13(2):330-333.
    [摘要](1109) [HTML](0) [PDF 910.26 K](1744)
    摘要:
    焦作矿区水文地质条件复杂, 矿井水害严重, 探明矿区含水层组间的水力联系特征, 可为水害防治提供科学依 据。根据焦作矿区已有的地质、水文地质资料, 从当地构造、矿区的水化学和同位素特征三个角度进行分析, 发现矿 区内奥陶系含水层与石炭系含水层之间有较强的水力联系, 且石炭系含水层的主要补给来源为奥陶系含水层; 二叠 砂岩含水层除了与石炭系含水层存在微弱的水力联系外, 与其他含水层无密切联系; 第四系含水层的主要补给来源 为地表水; 地表水及第四系含水层可通过断裂通道补给下部的奥陶及石炭系含水层。
    31  区域地质灾害评价的空间效应分析
    朱吉祥 张礼中 周小元 陆 琰
    2015, 13(2):334-338.
    [摘要](996) [HTML](0) [PDF 701.45 K](1586)
    摘要:
    区域地质灾害评价依赖于具体的时空尺度。由于评价因子在时间上的非线性演变规律与在空间上的非均质 性分布特征, 区域地质灾害评价必然会受尺度效应的影响。但是由于地质灾害影响因素( 例如地层岩性、地形地貌 等) 演变的相对缓慢性, 目前区域地质灾害的尺度效应主要表现为空间效应。在探讨导致区域地质灾害评价空间效 应内在因素的基础上, 分析了空间效应对区域地质灾害评价不确定性的影响机制, 对研究区域地质灾害评价的不确 定性, 提高评价的精度具有一定的理论价值与实际意义。
    32  多层地质结构条件下轻型井降深影响因素研究
    刘 伟 蒋定国
    2015, 13(2):339-342.
    [摘要](951) [HTML](0) [PDF 879.02 K](1464)
    摘要:
    轻型井点降排水在基坑施工临时降排水方案中应用极为广泛, 但因影响因素较多, 施工中常会出现原设计方 案降深不足而影响施工或降深过大造成浪费的情况。采用三维有限元方法, 以南水北调干渠镇平段一断面为例, 分 析了多层地质结构条件下, 井深、井点间距及井底地层特性对轻型井降深的影响。结果表明, 若井底位于强透水层, 轻型井降深随井深增加而增大; 若井底位于相对不透水层, 轻型井井深对降深没有影响; 井点间距越大, 降深越小。 此外, 井底强透水层越厚, 无效降深越小; 当强透水层厚底大于5 m 时, 无效降深基本恒定, 但井点间距越大, 该值也 越大。
    33  国内基于移动GIS 的野外地质数据 采集信息化研究现状
    刘 丽 张礼中 朱吉祥
    2015, 13(2):343-348.
    [摘要](1075) [HTML](0) [PDF 790.60 K](1939)
    摘要:
    野外数据采集是野外地质调查的重要组成部分。在新的科学技术推动下, 野外数据采集从手工采集方式逐步 向信息化模式过度。论述了国内野外地质数据采集信息化的流程及基本技术, 阐述了野外数据采集系统的主要功 能模块, 分析了基于移动GIS 的野外数据采集信息化的三种关键技术: PDA、GPS 定位技术以及GI S 技术, 在总结 我国野外地质数据采集信息化主要工作成果的同时, 分析了其在目前应用研究中存在的问题。
    34  基于流固耦合的富水软岩地层隧道排水方案研究
    赖金星 樊浩博 申爱军
    2015, 13(2):349-353.
    [摘要](1004) [HTML](0) [PDF 1.06 M](1734)
    摘要:
    为研究富水软岩隧道最优排水方案, 以甘肃省道S304 线关山隧道为研究对象, 基于流固耦合分析理论, 建立 了应力场和渗流场作用下的隧道开挖模型。借助SoilWorks 有限元软件对隧道全排水、全封堵及堵水限排三种施 工方案进行了模拟, 并对孔隙水压力及水位线、位移场及应力场、围岩塑性区的分布规律进行了研究。结果表明: 富 水软岩隧道开挖时, 采用堵水限排方案可以有效减小对地下水位的影响, 经济效益显著; 三种施工方案中, 堵水限排 方案隧道的拱顶沉降、隧底隆起以及地表下沉量最小, 但围岩的应力最大, 仰拱最大拉应力为全排水方案的2. 2 倍; 全排水方案与全封堵方案围岩塑性区主要产生在仰拱, 堵水限排方案围岩塑性区主要产生在边墙两侧, 塑性区的范 围较小。研究结果可为富水软岩地层同类工程排水方案的确定提供借鉴。
    35  基于BP 神经网络的船闸闸首热学参数反分析
    苏 超 王 璐 董义佳 陶文兴
    2015, 13(2):354-357.
    [摘要](952) [HTML](0) [PDF 733.61 K](2010)
    摘要:
    因工程条件限制或其他原因, 部分闸首工程无法通过混凝土绝热温升试验来确定混凝土热学参数, 因此提出 基于BP 神经网络的船闸闸首热学参数反分析方法。首先使用均匀设计理论构造热学参数组合, 利用温度场三维 有限元正分析得到闸首的计算温度样本训练网络; 然后将实测温度值输入神经网络, 对闸首混凝土多个热学特性参 数进行同时反演; 最后利用反分析后的热学参数进行温度场正分析, 预测关键位置的温度时程曲线, 并与实测温度 时程曲线进行对比。实例分析结果表明, 利用均匀设计理论构造待反演参数组, 可以提高神经网络反分析收敛的速 度, 获得的参数满足工程要求。
    36  某大型尾水事故闸门启闭机油缸振动有限元反演
    杨 斌 侯 琴 刘礼华 周升朋 张亚川
    2015, 13(2):358-361.
    [摘要](953) [HTML](0) [PDF 789.21 K](1525)
    摘要:
    对某大型尾水事故闸门启闭机油缸大幅振动进行了检测, 通过有限元推定出了其震源机制, 结合现场检测的油 缸振动幅值反演得到了油缸振动干扰力, 以及闸门面板上的脉动水压力分布。将有限元方法应用于油缸振动震源机 制的推定和振动荷载的反演是一次有益尝试, 鉴于某些振动荷载实测的困难性, 此方法为结构检测提供了一种新的思路。
    37  水电站厂房大体积混凝土温度应力分析与防裂措施
    丁兵勇 杨忠良 唐瑜莲 陈守开 安晓伟
    2015, 13(2):362-365.
    [摘要](1051) [HTML](0) [PDF 813.65 K](1488)
    摘要:
    针对厂房混凝土结构施工期易开裂的问题, 采用三维非稳定温度场及应力场的有限元计算方法, 对某水电站 厂房下部大体积混凝土结构的施工全过程进行数值模拟, 揭示其温度场及应力场的发展过程和分布规律, 并根据计 算结果提出切实可行的温控防裂措施。经分析发现, 在低温入仓的基础上, 采取表面保温和内部导热降温相结合的 温控防裂措施, 可有效降低混凝土早期的内外温差和后期的温降幅度, 从而提高厂房混凝土的抗裂安全性。
    38  二期围堰泄流槽体型及开挖施工技术
    杜震宇 王永平 邹 伟 杨 庆 戴光清
    2015, 13(2):366-369.
    [摘要](1081) [HTML](0) [PDF 822.52 K](1706)
    摘要:
    某水电站二期围堰受客观条件限制难以全部拆除至设计高程, 故在明渠截流前, 先在二期围堰上开挖泄流槽 导流。截流模型试验结果表明, 为增大泄流槽的分流比, 降低截流落差, 应尽可能降低泄流槽底高程; 若向下深挖施 工困难, 可以扩宽泄流槽。施工过程中, 通过分区开挖围堰、一次性爆破防渗墙至设计高程、在防渗墙下游超挖水力 冲刷堆碴坑等措施, 尽可能深挖泄流槽。
    39  基于作物需水的灌溉用水量核算方法及应用
    温忠辉 张 刚 鲁程鹏 束龙仓 阿依古丽# 艾科拜尔 李 伟
    2015, 13(2):370-373.
    [摘要](949) [HTML](0) [PDF 735.73 K](2392)
    摘要:
    用水量核算方法是最严格水资源管理制度实施的一项技术支撑。以山东济宁市梁山县为研究区, 采用FAO ( 国际粮农组织) 推荐的Penman2Mo nteith 公式, 计算了该县3 种主要农作物的逐日作物需水量及净灌溉需水量。 研究中考虑到研究区的作物种植面积、灌溉水利用系数等因素提出理论需水量和折算系数的概念, 通过推求理论需 水量与实际用水量的折算系数, 对2011 年和2012 年梁山县灌溉用水量统计数据进行核算, 核算的相对误差分别为 0. 08%和- 1. 52%, 核算结果较好。
    40  基于DEA 模型的火核电行业用水特征分析
    杨 虹 张海涛 谢丛丛
    2015, 13(2):374-377.
    [摘要](1008) [HTML](0) [PDF 747.54 K](1864)
    摘要:
    火核电行业是工业行业的第一用水大户, 掌握分析其用水特征是提高工业用水效率的前提, 对建设节水型社 会、落实最严格水资源管理制度具有非常重要的意义。数据包络分析法( DEA 模型) 是一种非参数前沿效率分析方 法, 结合我国火核电行业历年用水趋势和区域分布特征, 基于DEA 模型对火核电工业的用水特征进行了分析。结 果表明, 1999 年- 2011 年火核电行业的装机规模和用水量均呈显著增长趋势, 但近年来用水量逐渐趋于稳定; 由于 直流式火核电的比例逐渐降低, 火核电行业的整体用水效率逐步提高; 区域分布上, 火核电行业的用水效率基本呈 东南沿海向西北内陆逐渐升高的分布特征, 与我国水资源分布特点具有明显的对应关系。
    41  粒子群算法在密云水库供水优化配置中的应用
    宋健蛟 赵红莉 蒋云钟
    2015, 13(2):378-381.
    [摘要](1040) [HTML](0) [PDF 689.29 K](1480)
    摘要:
    粒子群算法在密云水库供水优化配置中的应用
    42  城市水源配置及其方案评估研究进展
    阳眉剑 秦天玲 杨志勇 于赢东 郭 海
    2015, 13(2):382-386.
    [摘要](935) [HTML](0) [PDF 793.32 K](1638)
    摘要:
    城市作为一个多水源的系统, 如何保证各个水源之间的合理配置以达到不同时间尺度的用水需要、实现水资 源高效利用, 已经成为当前所面临的重大问题。在讨论城市水源配置特征、城市发展与水源演变的基础上, 分析了 国内外城市水源配置的研究成果, 对比了各种配置模型及其方案评估方法, 并对未来城市水源配置的发展趋势进行 展望。
    43  汛期降雨对南水北调中线干线 京石段工程渠道水位影响
    王文川 尹 航 邱 林
    2015, 13(2):387-390.
    [摘要](1246) [HTML](0) [PDF 766.15 K](1697)
    摘要:
    为了给南水北调中线工程实现全线通水后的汛期调度提供技术支撑和经验借鉴, 基于2008 年- 2013 年底南 水北调中线干线京石段工程已经完成的四次向北京输水任务的相关资料, 分析了通水过程中降雨对渠道水位的影 响, 结果表明在试运行期间汛期降雨多以小雨为主, 渠道内水位普遍上涨20~ 30 mm, 当渠道内发生中到大雨时, 渠 道内的水位一般上涨80~ 100 mm; 结果表明4 次通水过程由于没有特大暴雨, 水位上涨幅度较小, 对渠道安全没有 影响; 并基于河北省中小流域设计暴雨洪水图集, 探讨了不同重现期暴雨对渠道水位的影响规律, 给出了不同重新 重现期条件下的控制水位。
    44  国外跨流域调水工程的运营管理对我国的启示
    沈 滢 毛春梅
    2015, 13(2):391-394.
    [摘要](1815) [HTML](0) [PDF 657.98 K](3136)
    摘要:
    通过分析国外重大跨流域调水工程的管理与运营过程中涉及的技术、环境、法律以及经济等多学科的问题, 从 立法、水权、水价、水资源统一管理、工程建设的投资管理以及跨流域调水的运营管理模式等/ 软环境0 方面, 总结了 国外跨流域调水工程运营管理的成功经验, 为我国跨流域调水工程的实施提供参考。
    45  南水北调京石段应急供水输水损失规律分析
    田景环 常思源 黄 鑫 王文川
    2015, 13(2):395-398.
    [摘要](1275) [HTML](0) [PDF 709.92 K](1685)
    摘要:
    影响渠道输水损失率的因素很多, 但主要因素是渠道施工质量、天气条件、输水流量等。利用南水北调中线京 石段应急输水运行的实测数据, 采用水量平衡原理, 对不同时段输水损失率进行分析计算, 得出输水渠道在正常运 行期、汛期、冰期不同输水阶段的损失率规律, 为即将开始的中线南水北调工程全线输水调度运行提供技术支撑。
    46  浅谈南水北调工程招标投标监管
    张 晶 马 黔 王学海 张俊胜
    2015, 13(2):399-400.
    [摘要](1061) [HTML](0) [PDF 696.00 K](1548)
    摘要:
    分析南水北调工程特点和招标投标体制、程序, 对南水北调工程招标投标监管经验进行了提炼总结, 提出了建 议, 可为大型工程项目招标的监管工作提供借鉴和启发。

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