南水北调与水利科技

2015年第13卷第6期文章目次

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  • 1  中尺度数值大气模式WRF 在水文气象领域的研究
    田济扬 刘 佳 李传哲 于福亮
    2015, 13(6):1025-1030.
    [摘要](1879) [HTML](0) [PDF 917.87 K](2986)
    摘要:
    近几年中尺度数值大气模式WRF 迅速发展, 其应用越来越广。为阐释WRF 模式的机理, 揭示其发展方向, 为相关领域的研究人员提供参考, 介绍了WRF 模式系统构成, 探讨和总结了物理参数化方案、数据同化方法、以及 合理的空间尺度对WRF 模式在水文气象领域的模拟预报效果的影响。相关研究表明: ( 1) 针对不同区域、不同时 段的研究应选取不同的物理参数化方案组合; ( 2) 目前WRF 模式常用的数据同化方法是三维变分数据同化, 混合 数据同化方法是改进WRF 模式模拟预报效果的发展方向; ( 3) 并非水平分辨率越高, 模拟效果越好, 应依据实际情 况选用合理的空间尺度; ( 4)WRF 模式的模拟效果好、预报精度高, 未来有着更加广阔的应用前景。
    2  降水时间降尺度方法对蒸散发模拟的影响
    曹小磊 周祖昊 王子茹
    2015, 13(6):1031-1035.
    [摘要](1306) [HTML](0) [PDF 795.26 K](1403)
    摘要:
    为了解雨强历时过程对地表蒸散发的影响作用, 分别采用 IBIS 模型自带的天气发生器和一种基于雨强历时 关系的降尺度模型, 对长白山地区的日降水进行了降尺度模拟计算, 并以计算的小时降水为驱动, 利用 IBIS 模型对 地区蒸散发进行模拟。对比分析的结果表明, IBIS 模型自带的天气发生器模拟的降水强度明显偏低, 导致地表蒸 散发模拟结果偏大, 而雨强历时模型可以较好地模拟降水和蒸散发过程。这说明降水模拟精度的提高有利于促进 地表蒸散发的模拟效果, 进而提高水循环过程的模拟精度。此外, 针对两场不同雨量的降水, 对比分析不同雨强和 历时方案下蒸散发的变化, 指出在日降水量相同的情况下, 在雨强大、 历时短的降水过程中, 地表蒸散发总量较小, 截留蒸发所占的比重较小, 而土壤蒸发和植被蒸腾所占比重较大。
    3  三种拟合评价法计算水文频率的比较
    孟彩侠 王平义 张晓伟 喻 涛
    2015, 13(6):1036-1039.
    [摘要](1323) [HTML](0) [PDF 725.09 K](1753)
    摘要:
    水文频率计算中优选参数的原则为: 理论频率曲线和经验点配合最好。介绍了 Excel、 频率计算软件、 集对分 析三种拟合评价在水文频率计算中的应用, 分析了各种方式的优缺点。Excel 法、 频率计算软件以离差平方和为量 化准则优选参数, 但是该指标不灵敏。集对分析法根据联系数及 a, b, c 的数量综合分析水文频率曲线与实测点的 拟合程度, 该法为适线拟合定量评价开辟了一条新途径, 一定程度上克服了常规目估适线法的主观任意性。
    4  马海盆地近 40 年以来气温、 降水演变规律
    项洋旭 娄华君 张 征 刘 圣 贾绍凤 代 莉 娄懿珈
    2015, 13(6):1040-1044.
    [摘要](1221) [HTML](0) [PDF 1004.61 K](1459)
    摘要:
    为研究在全球气温变暖条件下以马海盆地为代表的青藏高原北缘地区的气候变化特征, 运用累积距平法、 M ann2Kendall 检验法、 小波分析法对马海盆地的年降水量和年平均气温时间序列变化进行了多周期分析。研究表 明, 1970 年- 2010 年马海盆地年降水量基本处于稳定状态, 而年均气温有升高的趋势; 在 2001 年之前, 马海盆地降 水呈减少的趋势, 之后降水有增多的趋势, 而年均气温在 1995 年之前呈现下降的趋势, 之后开始回升; 这一地区降 水量变化震荡周期主要为 15 a、 30 a, 气温变化则以 26 a 为主周期; 研究区降水和气温在不同的时间尺度上经历了 不同的多2少及冷2暖的循环变化过程。对于不同的尺度周期, 同一时段的降水量、 气温变化会有所不同, 时间尺度 越小, 气温、 降水变化位相差异越小。
    5  近 50 年川中丘陵区的季节性干旱时空变化特征
    龙贻东 梁 川 詹 存
    2015, 13(6):1045-1050.
    [摘要](1095) [HTML](0) [PDF 1.21 M](1166)
    摘要:
    近年来川中丘陵区季节性干旱频繁发生, 对四川省农业生产造成严重影响。根据川中丘陵区 8 个气象站点 1960年) 2011 年的逐日气象资料, 选用国家标准中相对湿润度指数作为干旱指标, 采用线性趋势法、 morlet 小波及 反距离加权插值法, 研究川中丘陵区季节性干旱频率和强度的时空分布特征。研究结果表明: 川中丘陵区不同季节 干旱频率和强度差异大, 春冬两季的干旱频率和强度显著大于夏秋两季, 干旱发生主要集中在春冬两季; 时间上, 春 旱和秋旱呈加重趋势, 夏旱和冬旱呈减轻趋势, 其中春旱有 3 个周期演变规律, 冬旱有 2 个周期演变规律; 空间上, 春夏两季川中丘陵区中部为干旱高发区, 秋冬两季川中丘陵区北部为干旱高发区。该研究可为川中丘陵区制定防 旱减灾措施提供理论依据。
    6  时间序列模型分析威海市近 50 年气温变化特征
    王朋朋 程 杰 袁 峰 赵士伟 杨 健 刘 咏
    2015, 13(6):1051-1055.
    [摘要](1168) [HTML](0) [PDF 1.10 M](1549)
    摘要:
    利用时间序列模型, 以及趋势分析、 小波变换、 M2K 突变检验等统计学分析方法, 分析了威海站 1964 年- 2013年的平均气温、 平均最高气温和平均最低气温的年变化、 年平均气温的季节变化、 时频特点, 并对平均气温变 化进行了突变检验, 发现 1964 年- 2013年威海市年平均气温呈上升趋势, 气温倾向率为 0135 e /( 10a); 各季节气 温倾向率分别为 0 1 427 e /( 10a)、 0 1 268 e / (10a) 、 01241 e /( 10a) 和 0 1 287 e /( 10a), 其中春季( 0 1 427 e / ( 10a)) 增温对该市年平均气温变化的贡献最大; 春季气温呈现降- 升- 降- 升- 降的交替变化, 为四季气温变化最明显的 季节; 年平均气温突变发生在 1987年; 各个季节在发生突变后均升温趋势显著。
    7  基于API 模型与新安江模型的察尔森水库洪水预报
    张 露 张佳宾 梁国华 孙 亚
    2015, 13(6):1056-1059.
    [摘要](1125) [HTML](0) [PDF 845.63 K](1345)
    摘要:
    察尔森水库承担着兴安盟地区的防洪、 灌溉和供水等任务, 其洪水预报具有重要的研究意义。考虑到下垫面 条件和降雨分布特征的影响, 单一模型或同组参数在该地区很难取得理想的洪水模拟效果, 尝试引入分单元新安江 模型与 API 模型分别对察尔森水库洪水进行预报, 并分析总结两模型在该地区的适用性。结果表明: 两种模型预 报结果都较好, 且对于大暴雨洪水预报效果更理想; 当前期土壤湿润时, 分单元新安江模型预报效果更好; 当前期土 壤干旱、 降雨强度较大时, API 模型预报效果优于分单元新安江模型。实际作业时根据需要选择模型进行预报, 有 利于察尔森水库合理调度, 提高水库经济效益。
    8  1954 年- 2010 年沂沭河流域降水序列变化特征
    陆建宇 周政辉 朱夏阳 陆宝宏 王学斌 丁 伟
    2015, 13(6):1060-1064.
    [摘要](1047) [HTML](0) [PDF 926.87 K](1314)
    摘要:
    以沂沭河流域为研究区, 根据流域内 7 个代表性雨量站 1954 年- 2010 年降水资料, 采用自相关系数、 频次分 析法、 累积距平法、 小波分析法、 Mann 2Kendall 法、 R/ S 法等方法分析了流域内降水演变特征。结果表明: 各站年降 水量之间存在显著的正相关性, 多年平均降水量从北向南逐渐增加, 降水年际变化幅度从北向南逐渐减小; 降水偏 丰水年、 平水年出现频次最大; 降水年际变化经历了 3 个丰水段、 1 个平水段和 4 个枯水段; 各站年、 汛期、 非汛期降 水变化的第一周期为 12 a、 12 a 和 5 a, 第二周期为 16 a、 17 a 和 5 a, 第三周期为 4~ 5 a、 4~ 5 a、 3 a 或 10 a; 各站年、 汛期、 非汛期降水多呈不同程度的减少趋势, 未来降水多呈较强的下降趋势。
    9  海河流域近 51 年降水量时空变化特征
    束美珍 刘丽红
    2015, 13(6):1065-1068.
    [摘要](2222) [HTML](0) [PDF 816.73 K](2890)
    摘要:
    利用海河流域 1960年- 2010年 25 个典型气象站点的逐月降雨量资料, 采用线性回归法、 累计距平法分析海 河流域年际降雨特征, 应用皮尔逊 III 型曲线法综合分析降雨量的概率分布, 运用空间插值法分析海河流域降雨的 空间变化特征。结果表明: 海河流域近 51 年来降雨量呈现微弱下降趋势, 且近年来下降趋势稳定。海河流域丰水 年较少, 枯水年较多, 且有加剧的趋势, 年内降雨极不均匀, 季节变化明显, 降雨量空间上由南向北逐渐递减。
    10  基于季节性 Kendall 检验法的 白石水库水质变化趋势
    夏桂敏 张思瑶
    2015, 13(6):1069-1074.
    [摘要](1201) [HTML](0) [PDF 850.05 K](1590)
    摘要:
    白石水库作为辽西地区重要的供水水库, 对其进行客观的水质评价将有助于水库水资源的保护, 为其科学管 理提供依据。以白石水库坝前水质为样本, 采用季节性 Kendall检验法对总氮、 氨氮、 溶解氧、 高锰酸盐指数等多项 水质指标进行趋势性理化分析。结果表明, 白石水库总氮严重超标, 且恶化趋势明显, 对白石水库的水质管理仍需 进一步加强。
    11  综合权重的可变模糊识别模型在水质动态评价中的应用
    汪天祥 许士国 胡素端
    2015, 13(6):1075-1079.
    [摘要](1151) [HTML](0) [PDF 680.91 K](1253)
    摘要:
    水质评价不仅要描述水体状态, 还需要体现水体水质的变化过程。针对水质评价的模糊性、 不确定性、 时序性 的特点, 将可变模糊识别模型应用于水质动态评价, 其中权重采用层次分析法和熵权法耦合确定, 使其融合了原始 水质数据信息与科研人员对科学问题的认识。在运用蒙特卡罗法分析指标不确定性对水质评价结果影响的基础 上, 运用所建模型进行逐月水质动态评价。以碧流河水库为例进行水质评价的结果表明, 其水质在 ò 到ó 类之间, 各月间无显著变化; 8 月、 9 月的水质稍差, 主要污染指标是总氮。
    12  基于熵权决策法验证的因子分析法在水质评价中的应用
    宋 影 王国利 李 伟
    2015, 13(6):1080-1083.
    [摘要](1023) [HTML](0) [PDF 664.91 K](1163)
    摘要:
    因子分析法可以通过将反映水质状况的众多指标转化为几个关键的综合性指标, 消除指标间相关性的影响, 使得水质评价结果更为客观。采用因子分析法对辽河流域铁岭站 2006 年- 2012 年的水质进行了综合评价, 结果 显示影响河流水质的因子主要为溶解氧、 化学需氧量、 高锰酸盐指数、 生化需氧量、 挥发酚、 氟化物、 石油类, 其次为 pH 值、 氨氮。在此基础上对其水质变化趋势进行了分析, 发现 2006 年- 2011 年水质逐渐变好, 2012 年变差, 但变 差趋势幅度较小, 不影响大致变化趋势。最后, 用熵权决策法检验了因子分析法的评价结果, 两种方法的评价结果 基本吻合。
    13  高原再生水湖泊的水体透明度及其影响因素
    赵 轩 许申来 薛祥山 郭玉梅 吴毅晖
    2015, 13(6):1084-1088.
    [摘要](1099) [HTML](0) [PDF 1.14 M](1269)
    摘要:
    昆明市的翠湖是一个以再生水为主要水源的高原城市景观湖泊。利用 2013 年 5 月- 10 月四期( 每期连续一 周) 的翠湖水质监测数据, 对其水体透明度( SD) 的时空分布, 及其与水温( T )、 pH、 DO、 Chla(叶绿素 a)、 TP、 SS、 COD Cr 、 N/ P、 TN、 NH 4 2N、 DTP、 DTN 的相关性进行了分析, 并以 SD 为因变量, 以各水环境因子为自变量进行了多 元线性回归分析。结果显示, 水生植物少、 水质较差的湖泊西区水域透明度(平均值 33 16 cm) 相对低于水生植物较 多、 水质状态较好的东区( 平均值 61 1 5 cm); 翠湖水体透明度与 T、 pH、 DO、 Chla、 T P、 SS、 COD Cr 显著负相关( p < 0101) , 而与 N/ P、 T N 呈极显著正相关( p< 0 1 01), Chla 是影响翠湖水体透明度的主要直接影响因素, COD Cr 、 T P 是 影响藻类生长的主要水质因子。研究结果为以高原城市再生水湖泊翠湖水体透明度的改善及景观价值的提升提供 了科学依据。
    14  中国植物空间分异规律
    胡雄光 薛华伟 王兴勇 付意成
    2015, 13(6):1089-1092.
    [摘要](1180) [HTML](0) [PDF 732.30 K](1543)
    摘要:
    以省级行政区为分析单元, 借助 ArcGIS 空间分析功能对中国行政分区图、 中国森林覆盖率图、 中国植物区系 图、 中国植被分区图进行叠加分析。通过对同一植被分区下分析单元数据进行整合, 给出全国不同植物区系、 植被 分区、 森林覆盖率信息。采用二阶聚类综合判别法, 提取中国植被分区总体信息, 探求植被空间分异规律, 发现一 类、 二类、 三类植被的比例为30B37B23, 反映出植被的区域分布特性较强; 四类植被比例大致占 10%, 反映出大区域 内部的局地小生境造成的植被分布的整体差异。另外, 一类植被多分布在中高纬度地带, 二类植被贯穿中国全纬 度, 三类植被多分布在低纬度地带。
    15  基于 QUAL2K 模型的水质模拟与水质风险评价
    胡 珺
    2015, 13(6):1093-1096.
    [摘要](1598) [HTML](0) [PDF 882.26 K](1469)
    摘要:
    选取对数据需求量相对较小的河流一维稳态水质模型 QUAL2K 模型开展水质模型模拟与水质风险评估的 研究。为了简化 QU AL2K 模型建模过程, 提高模型计算效率, 优化模拟结果展示效果以及实现水质风险评价的应 用, 将 QUAL2K 模型进行 B/S 架构系统集成, 运用 ArcGIS 平台实现水质模型结果的可视化动态播放和专题图制 作, 并提出通过各时间步长的水质模拟结果统计各河段的水质超标风险概率的水质风险评价方法, 为流域水环境优 化管理提供决策依据。
    16  地下水环境质量评价 -基于粗糙集理论和灰色关联系数矩阵的 T OPSIS 模型
    许 峰 秦 成
    2015, 13(6):1097-1100.
    [摘要](1071) [HTML](0) [PDF 675.58 K](1166)
    摘要:
    提出用粗糙集(RS) 理论的属性约简筛选地下水环境质量评价指标, 通过主客观组合赋权确定各评价指标的 权重, 再利用理想解法( TOPSIS) 和灰色关联度相结合的方法确定各样本的相对贴近度, 从而建立了地下水环境质 量评价的 RS2TOPSIS 模型。将 RS2T OPSIS 模型应用于淮河流域某研究区的地下水环境质量评价, 结果表明, 13 个采样点中水质为? 类、 ò 类、 ó 类的采样点各有两个, 其余各采样点为? 类, 与未约简指标通过理想解法和灰色关 联度相结合的评价模型得出的结果是一致的。
    17  圆管渡槽抗震计算流体等效简化模型
    李遇春 余燕清 王 庄
    2015, 13(6):1101-1104.
    [摘要](1030) [HTML](0) [PDF 906.15 K](1193)
    摘要:
    提出了一个圆管渡槽内流体晃动分析的等效简化模型。将圆管渡槽内的水体假定为无黏性、 无旋、 可压缩及 小幅晃动的流体, 横向晃动的流体可等效为一个固定质量 M 0 与一个质量2弹簧系统( M 1 , K 1 ) , 根据等效原则, 即实 际的流体系统( 采用有限元模拟) 与等效模型具有相同的一阶自然晃动( 振动) 频率, 以及对槽身具有相同的作用效 应。采用最小二乘算法, 通过数值拟合可得到等效模型中固定质量 M 0 、 弹簧振子( M 1 , K 1 ) 及其位置的近似计算公 式。应用流体等效简化模型和有限元模型分别对某一管线桥流体2结构耦合系统的自振频率与地震反应进行了计 算分析, 数值算例表明两个模型的计算结果非常吻合, 验证了流体等效模型的有效性与适用性, 为圆管渡槽支撑结 构地震反应分析提供一个简化的流体计算模型, 可为渡槽抗震研究者与结构工程师提供参考。
    18  最佳鳃片倾斜角下分离鳃内部流场的数值模拟
    陶洪飞 邱秀云 马英杰 赵经华 洪 明 马 亮,付秋萍
    2015, 13(6):1105-1109.
    [摘要](1005) [HTML](0) [PDF 991.05 K](1069)
    摘要:
    采用均匀试验设计理论对鳃片倾斜角 A与B进行数值模拟方案的设计, 通过采用 Fluent 软件中的欧拉模型, 以鳃片 3上表面的泥沙速度作为考核指标, 对不同鳃片倾斜角下的分离鳃速度流场进行模拟。运用投影寻踪回归 分析法( PPR)对数值计算结果进行了分析, 得出鳃片 B倾斜角对分离鳃水沙分离效果影响是最大的, 其次是鳃片 A 倾斜角的影响; 当鳃片倾斜角的组合为 A = 60 b与 B = 45 b时, 分离鳃中的速度流场有利于水沙的快速分离且水沙分离 效果最佳。
    19  低液限黏土静力触探模型试验研究
    周文渊 宋新江 徐海波 钱财富 吴 杰
    2015, 13(6):1110-1113.
    [摘要](1074) [HTML](0) [PDF 811.17 K](1097)
    摘要:
    通过低液限黏土的静力触探模型试验, 揭示锥尖阻力、 侧摩阻力、 比贯入阻力、 土体干密度、 含水率等参数之间 的关系及变化规律。试验结果表明: 锥尖阻力与比贯入阻力之间具有较好的相关关系, 锥尖阻力约为比贯入阻力的 0186~ 0 1 92倍; 探头周围土体受力作用机理的改变是产生临界深度的主要原因; 对于相同含水率, 直角坐标系内锥 尖阻力与干密度之间为对数关系, 两者取对数后为线性关系; 对于相同干密度, 锥尖阻力随含水率的减小而增大, 但 锥尖阻力与含水率的线性关系随干密度的增大逐步减弱。
    20  一种非饱和土相对渗透系数的试验数值联合估计法
    赵晓龙 邱秀梅 卞汉兵 邱庆泰
    2015, 13(6):1114-1117.
    [摘要](1048) [HTML](0) [PDF 837.43 K](1324)
    摘要:
    由于非饱和土相对渗透系数对饱和度的变化十分敏感, 因此通过试验测定非饱和土相对渗透系数并不容易。 以广义达西定律和 van Genuchten 模型为理论依据, 可通过简单的蒸发试验和数值分析, 获得非饱和状态下土壤的 相对渗透系数。模拟结果和试验数据的对比分析表明, 该方法得到的非饱和土相对渗透系数具有一定的可靠性, 在 有限元反分析模型参数方面具有一定的创新性, 但其实际精度还有待通过试验对比来进一步验证。
    21  跌坎型底流消能工冲击区时均动水压强分布 与抗冲磨强度确定
    吴智源 张建蓉 崔召,徐庶伟
    2015, 13(6):1118-1123.
    [摘要](1302) [HTML](0) [PDF 1.11 M](1320)
    摘要:
    在跌坎型底流消能工消力池内水流流态分区的基础上, 根据自由紊动射流理论, 得出不同入射角度下冲击区时 均动水压强半经验公式。利用冲击区底板时均动水压强分布图, 在角度和流量不变的工况下, 跌坎的变化对底板时均 动水压强的影响, 以及角度跌坎不变的工况下, 流量的变化对底板时均动水压强的影响, 显示出冲击区最易遭受冲磨 与破坏的区域。以某水库工程为例, 由实测数据推求经验公式相关参数, 验证经验公式的可行性, 进一步结合临底 流速求出消力池底板混凝土抗冲磨强度分布图, 对底板分区, 为合理确定消力池底板混凝土强度等级提供参考。
    22  水轮机磨蚀试验设备的设计参数与总体设计
    李浩平 李 峰 卞 雪,唐傲翔
    2015, 13(6):1124-1127.
    [摘要](1158) [HTML](0) [PDF 841.87 K](1353)
    摘要:
    研究了过机水流水力因素及浑水中泥沙特性对水轮机磨蚀状态的影响, 分析了国内主要电站水轮机的相关过 流指标数据, 研究确定了水轮机部件磨蚀试验设备的试验参数、 设计参数及关键问题, 确定了试验设备旋转喷射式 磨蚀试验原理, 完成了冲磨试验设备的研制。试验设备扩大了适应工况范围, 模拟工况真实, 调速范围大, 冲刷速度 高, 冲刷角度可调, 有效提高了磨蚀试验的效率。
    23  疏浚底泥微波干燥特性及耗能分析
    方申柱 韩久春 王文江 吴 燕
    2015, 13(6):1128-1132.
    [摘要](1004) [HTML](0) [PDF 934.74 K](997)
    摘要:
    为了探索疏浚底泥有效干燥处理的新途径, 对疏浚底泥进行微波干燥试验, 探讨了不同底泥厚度和微波功率 对疏浚底泥微波干燥特性的影响, 分析了微波干燥过程中单位能量消耗, 并引入薄层干燥模型对底泥干燥过程进行 模拟。结果表明, 随着底泥厚度的依次增加, 干基含水率下降速率逐渐降低, 干燥所需时间逐渐延长; 微波功率越 大, 干燥时间明显缩短; 10 mm 厚底泥最大干燥速率约是 40 mm 的 3 1 0 倍。单位耗能分析表明, 不同厚度底泥在 280 W 下单位耗能较低, 能量利用更加充分。通过分析试验数据, 确定了疏浚底泥微波干燥过程中水分比变化适用 M odified Page 2I 模型, 且模型拟合较好, 可用于预测不同厚度疏浚底泥微波干燥至不同含水率所需干燥时间。
    24  高应力下西安含水层砂土蠕变特性的试验研究
    孙晓涵 崔向美
    2015, 13(6):1133-1137.
    [摘要](1000) [HTML](0) [PDF 919.89 K](1132)
    摘要:
    针对西安市地面沉降研究, 运用自行研制的高压固结仪, 选取了西安市含水层具有代表性的中细砂样, 模拟承 压含水层的深部的应力环境和水位变化, 进行了高应力状态下的一维蠕变试验研究。试验结果表明: 西安中细砂的 蠕变特征除了受有效应力大小影响外, 还与砂土所受应力历史有关。在承压水位下降的情况下, 西安中细砂的压缩 变形具有显著的蠕变特征; 而在承压水位上升情况下, 中细砂发生膨胀过程蠕变不明显。根据试验前后激光粒度分 析曲线和电镜扫描对比, 砂土的蠕变除了和土颗粒间的滑移错动有关外, 还和砂土颗粒的破裂有关。在总结试验规 律和变形机理的基础上, 提出了适合于西安市中细砂蠕变特性的广义 Kelvin 模型。模型识别得到的广义 Kelvin 模 型的 5个参数并不是常数, 而是随着应力水平的不同呈现出一定的规律变化性。
    25  非饱和黄土的土水特征曲线试验研究
    郑 娟 赵丽娅 刘保健
    2015, 13(6):1138-1142.
    [摘要](1202) [HTML](0) [PDF 1015.12 K](1305)
    摘要:
    采用压力膜仪对非饱和重塑土在不同干密度下的土水特征曲线进行了研究。试验结果表明: 试样干密度越 小, 低吸力段曲线斜率变化越大, 残余含水率越低, 持水能力越差。随着吸力增加, 其含水率随基质吸力增大而减小 的幅度越来越小, 最后趋于平缓。采用幂函数对获取的数据进行拟合, 拟合效果较理想。对比 VG 模型, 吻合度较 高。同时, 采用微型贯入仪对每级吸力作用下的土样进行贯入试验, 获取基质吸力与地基承载力、 液性指数及压缩 模量的关系。
    26  两种估算浅层土壤热参数及热通量的方法对比
    安可栋 王文科 王周峰 杨泽元 陈 立 张在勇
    2015, 13(6):1143-1146.
    [摘要](968) [HTML](0) [PDF 849.62 K](1292)
    摘要:
    土壤热参数对估算地表热通量和研究地表能量平衡具有重要的意义。基于土壤温度实测资料, 利用谐波法和 热传导对流法估算了浅层土壤热扩散率, 进而计算了土壤热通量的值, 并将结果与热通量板观测值进行对比, 验证 了这两种方法的可靠性。结果表明: 谐波法和热传导对流法估算的风积沙热扩散率结果均比较合理; 谐波法能够较 好地模拟土壤剖面温度, 而热传导对流法的模拟结果较差; 谐波法会低估白天热通量最大值和晚上热通量最小值, 而热传导对流法能够较好地模拟夜间的土壤热通量。
    27  人工神经网络在海堤非稳定渗流参数反演中的应用
    陆迎寿 黄铭 蓝祝光
    2015, 13(6):1147-1150.
    [摘要](1003) [HTML](0) [PDF 780.85 K](1151)
    摘要:
    利用 ANSYS 进行海堤的非稳定渗流的有限元分析, 并提取渗压计测点的时序渗压和对应的渗透系数分别作 为神经网络的输入层和输出层, 建立海堤渗压与渗透系数的非线性映射关系。在此基础上, 将实测渗压序列代入训 练好的 BP 神经网络中进行海堤渗透系数的反演, 再将反演成果投入有限元正分析, 结果显示, 测点渗压的模拟计 算值与实测渗压序列的大小及变化趋势相同, 说明拟合效果理想。
    28  工程开挖尺度对黄土边坡稳定性影响
    唐东旗 姚秀芳 焦 玲 高均昭 徐 进
    2015, 13(6):1151-1155.
    [摘要](1330) [HTML](0) [PDF 928.24 K](1678)
    摘要:
    随着黄土高原地区经济的迅速发展, 场地问题已成为制约地方经济发展瓶颈, 削坡造地成为必然, 为此, 引发 了大量灾难性黄土滑坡。从坡体开挖造成边坡失稳的极限平衡理论出发, 在不同开挖尺度下, 分别从应力、 应变和 屈服区的变化特征等方面进行了计算分析。结果显示, 开挖区域形成水平减载作用, 坡顶易出现张拉裂缝, 开挖加 速形成上下贯通的屈服面, 最后对不同开挖尺度下的坡体稳定性进行分析。研究结果对黄土地区边坡开挖具有科 学指导意义。
    29  抽灌模式对含水层采能区热渗场的影响
    闫 峭 马 聪 周维博 于林弘
    2015, 13(6):1156-1161.
    [摘要](983) [HTML](0) [PDF 1.34 M](1278)
    摘要:
    以西安市御品轩食品工业园试验场为研究区, 建立三维水热耦合数值模型, 模拟预测不同抽灌井布局方案下 地下水渗流场和温度场的演化规律。结果表明, 含水层地温场的变化不仅与地下水的天然流场有关, 而且受抽灌井 布局的影响, 直线型异侧回灌模式对地温场的影响大于直线型同侧回灌模式。井距越大, 抽水井发生热贯通的时间 越长。从利于回灌角度看, 直线型异侧回灌优于直线型同侧回灌; 从控制热贯通效果看, 直线型同侧回灌优于直线 型异侧回灌。针对试验场地的具体条件, 两种井群布置方案均突破了热贯通现象, 仅考虑渗流场的影响, 最优布井 模式为直线型异侧回灌。
    30  饱和黏性土渗透系数测定方法综述
    王鸣宇 王秀艳 孙 琳
    2015, 13(6):1162-1167.
    [摘要](1072) [HTML](0) [PDF 859.94 K](2137)
    摘要:
    饱和黏性土的渗透系数作为水文地质学中的一个重要参数, 其作用是不可忽略的。国内外对于饱和黏性土渗 透系数的测定, 按测试地点的不同分为室内测试和现场测试方法。测试方法所采用的原理还是以达西定律和太沙 基固结理论为主。对于饱和黏性土渗透系数的测试方法较多, 但目前尚未形成一套完整的测试体系, 测定的方法存 在较多不足, 测定所选用的仪器也有较多不合理性, 为此, 回顾了渗透系数测定的历史, 探讨了饱和土渗流发生的机 理, 并总结了饱和土渗透系数的室内测试方法和现场测试方法, 在介绍了传统的测试方法之后, 又介绍了溶质示踪 法、 固结曲线确定渗透系数等新的方法, 最后针对如何测定饱和土渗透系数进行了探讨。
    31  南通市地下水开采与地面沉降关系
    杨贵芳 闫玉茹 程知言 徐凤英 赵培松 郭 娜
    2015, 13(6):1168-1171.
    [摘要](1154) [HTML](0) [PDF 1.81 M](1567)
    摘要:
    通过对南通地区地面沉降发展历史的总结, 分析了南通地区区域地面沉降的特征和形成机理, 指出地面沉降 的发生主要与不合理过量开采地下水引起的水位下降有关, 南通地区地下水水位下降速率大的区域与地面沉降速 率大的地区有较好的一致性, 地下水水位埋深越大的地区地面沉降下降速率越大, 两者呈现正相关性关系。最后提 出了相应的地面沉降防治对策和措施。
    32  旺苍县滑坡灾害危险性分析与评价
    朱吉祥 张礼中 周小元 陆 琰
    2015, 13(6):1172-1176.
    [摘要](1071) [HTML](0) [PDF 709.48 K](1373)
    摘要:
    滑坡是四川省旺苍县最主要的地质灾害之一。该区滑坡的发生主要受控于地层岩性、 地形地貌以及降水等因 素。以旺苍县 90 个历史滑坡点作为主要的分析评价对象, 通过构建基于信息熵的灰色评价系统, 对该区滑坡的分 布规律进行分析, 并获取旺苍县滑坡危险性区划。结果表明, 旺苍县滑坡的高发区主要集中在地貌类型为构造侵蚀 中山、 坡度范围为 15 b~ 60 b以及年平均降水量较丰富的松散堆积物分布区。以该区 39 个不稳定斜坡作为分析评价 结果的验证对象, 验证结果表明, 以基于信息熵的灰色模型获取的旺苍县滑坡危险性分析评价结果具有可信的 精度。
    33  穿堤管道工程抗浮埋深及其极限沉降位移算例
    汪彭生 邵 欣 章环境 刘 丽 王 圆
    2015, 13(6):1177-1180.
    [摘要](1133) [HTML](0) [PDF 770.80 K](1351)
    摘要:
    穿堤管道工程可能出现抗浮破坏和堤防沉降变形, 如何确立其抗浮埋深与极限沉降是设计中必须重视的关键 问题。以某穿堤管道工程为例, 综合考虑上覆土层强度、 河道行洪冲刷、 地震荷载等因素的影响, 提出基于有限元的 优化算法求得更加合乎工程实际情况的抗浮埋深, 并综合考虑地层损失和地表沉降等各种因素, 试算求得管道极限 收缩率来模拟地层损失, 最终得出结构所允许的垂直位移极限沉降值, 为工程设计、 后续沉降监控提供参考。
    34  基于投影寻踪方法的下辽河平原城市水安全综合评价
    郑德凤 苏 琳 魏秋蕊 李红英
    2015, 13(6):1181-1184.
    [摘要](1108) [HTML](0) [PDF 676.42 K](1264)
    摘要:
    通过层次分析法构建水安全评价指标体系, 在此基础上应用投影寻踪方法, 建立水安全评价模型, 并以下辽河 平原区主要城市为研究对象, 进行区域尺度的水安全综合评价, 发现抚顺与辽阳水安全处于安全状态, 沈阳与鞍山 处于较安全状态, 锦州、 营口、 铁岭与盘锦等城市处于不安全状态。研究表明, 水安全投影寻踪模型切实可行, 可应 用于区域水安全综合评价。
    35  河南省水生态文明建设试点城市生态系统健康评价
    宋梦林 左其亭 赵钟楠 邱 冰
    2015, 13(6):1185-1190.
    [摘要](1087) [HTML](0) [PDF 1.03 M](1336)
    摘要:
    在总结城市生态系统的属性并分析其健康内涵的基础上, 通过频度统计法, 建立评价指标体系。采用海明贴 近度, 建立模糊物元模型, 对河南省第一批水生态文明城市建设试点郑州、 洛阳、 许昌 2000 年- 2013 年间城市生态 系统的健康水平进行评价, 分析影响城市生态系统健康发展的各要素, 结果表明: 郑州、 洛阳和许昌整体的城市生态 系统健康水平呈上升趋势, 但健康改善程度并不显著, 且部分指标有恶化趋势; 相同时期内, 城市生态系统的健康水 平排序由高到低依次为郑州、 洛阳、 许昌, 但其增长速率则为许昌最快、 郑州最慢; 各城市不同要素之间的健康程度 差别较大, 且不同城市各要素之间的协调性较低。因此, 未来应针对健康程度较差的要素重点发展, 提高各要素之 间的协调性, 进一步提高城市生态系统整体的健康水平。
    36  南水北调中线调蓄水库运行管理面临的问题与对策
    金 海 王建平 李发鹏 牛万军
    2015, 13(6):1191-1196.
    [摘要](1185) [HTML](0) [PDF 669.47 K](1462)
    摘要:
    按照南水北调工程相关规划, 中线一期工程向沿线城市生活和工业供水后, 受水区内现有调蓄水库需要返还 被城市挤占的农业和生态用水, 水库运行管理方式面临着调整的需要。为了了解现有调蓄水库的运行管理现状, 分 析调整运行方式的需求及存在的主要问题, 对受水区 13 座调蓄水库进行了实地调研和问卷调查。在此基础上, 系 统梳理了调蓄水库的功能变化情况, 水库管理单位现状和收入情况; 分析了调蓄水库调整运行方式所面临的形势和 主要困难, 并研究提出了初步对策建议, 以期为调蓄水库正常运转、 中线一期工程效益发挥和受水区水资源优化调 度提供支撑。
    37  天津市宾馆酒店综合用水定额编制
    王 伟 刘云婷 孙 琦 李克勋
    2015, 13(6):1197-1202.
    [摘要](1171) [HTML](0) [PDF 668.55 K](1403)
    摘要:
    宾馆酒店是水资源消费大户。通过对天津市的 11家宾馆酒店进行抽样调查, 分析其用水结构并对其中 6 家宾 馆的水平衡测试报告进行了数据分析。通过主成分分析和相关性分析两种方法找出宾馆酒店的主要用水影响因素, 运用数理统计方法中的简单平均法、 加权平均法、 二次平均法和概率测算法, 计算得到不同水平下宾馆酒店的基础用 水定额。考虑到不同类型宾馆酒店的用水差异, 计算得到不同类型宾馆酒店的调节系数。为保证用水定额管理的有 效实施, 且使各宾馆酒店的满足率达到 70%, 建议当前宾馆酒店行业的用水定额值取 500 L/( 床# d), 调节系数取 013~ 1 1 6。与现行用水定额进行比较, 可以看出编制的用水定额值具有合理性、 先进性并在全国处于领先水平。
    38  基于 Arc GIS 的三维可视化水库库容计算系统开发
    靳 晟 李玉平 朱海山
    2015, 13(6):1203-1206.
    [摘要](1163) [HTML](0) [PDF 899.36 K](1441)
    摘要:
    通过分析目前常用的方格网法、 断面法、 等高线求积法和三角网格法等库容计算方法, 研究了如何在 Visual studio. net 2010 和 Arc GIS engine SDK10. 0 环境下, 使用 C# 语言实现三维可视化水库库容计算系统的方法, 并设 计了地形数据处理、 视图处理等主要子功能模块。该系统可利用 Arc GIS 提供的接口及其算法优势直接处理原始 地形数据, 快速建立三维地面模型 T IN, 提高了计算效率且避免了传统库容计算过程中产生的精度损失。
    39  基于熵组合权重的调水工程项目管理模式选择
    张 慧 刘永强 汪小进 何书海
    2015, 13(6):1207-1211.
    [摘要](1053) [HTML](0) [PDF 759.99 K](1411)
    摘要:
    在调水工程建设中, 项目建设管理模式的选择将直接影响到调水工程的质量、 成本和进度等管理目标。本文 构建了调水工程项目管理模式选择的评价指标体系, 利用模糊层次分析法( FAHP) 构建了模型, 阐明了调水工程项 目管理模式选择的评价方法及步骤。模型中引入最小相对信息熵原理, 对主观权重和客观权重进行组合得到组合 权重。最后以南水北调工程东线某工程为例, 进行评价和决策, 得出此工程应选择的项目管理模式。结果表明该模 式合理有效, 可以为调水工程项目管理模式的选择提供新的方法和思路, 具有重要的借鉴意义。
    40  河湖关系与河湖水系连通研究
    赵军凯 蒋陈娟 祝明霞 杨期勇 李九发
    2015, 13(6):1212-1217.
    [摘要](1076) [HTML](0) [PDF 795.18 K](1347)
    摘要:
    河湖水系连通作为国家新时期治水方略被提出, 关于其内涵、 理论的探讨成为科学界研究的热点。通过对河 湖关系及河湖水系连通概念内涵的综述, 以及对河湖连通关系演变关键影响因素的讨论, 认为: 河湖水系连通属于 河湖关系的范畴, 是河湖关系研究的重要内容; 河湖水系连通的演化主要受地质地貌条件、 气候变化、 流域来水来沙 条件、 湖泊演化和人类活动的共同制约。此外, 还提出正确认识河湖关系是设计河湖水系连通工程的前提和基础, 河湖关系的相关理论是建造河湖水系连通工程的理论依据, 直接指导河湖水系连通工程的建设。
    41  环境变化对人水系统影响的关键问题探讨
    刘 静 左其亭
    2015, 13(6):1218-1224.
    [摘要](976) [HTML](0) [PDF 797.62 K](1509)
    摘要:
    由气候变化和人类活动引起的环境变化对人水系统产生的巨大影响已经受到了全世界的关注。在分析气候 变化、 人类活动以及由两者共同引起的环境变化对人水系统影响研究现状的基础上, 对目前研究进展进行了综述和 总结, 从影响作用机理、 环境变化因子、 对人文系统的影响、 人水综合系统的研究、 影响作用的量化共 5 个方面提出 了目前研究面临的关键性问题, 并分别进行深入探讨和分析, 进而讨论了未来研究的趋势和重点, 引入初步的研究 思路, 为以后相关方面的研究工作提供参考。
    42  吉林四平地区玉米和大豆灌溉需水量分析
    刘 钰 谭军利 李王成 刘海军
    2015, 13(6):1225-1228.
    [摘要](1041) [HTML](0) [PDF 691.06 K](1407)
    摘要:
    采用联合国粮农组织( FAO) 推荐的方法 Penman2Monteith 公式( PM 公式) 和作物系数, 结合当地的气象资 料, 研究了吉林四平地区玉米和大豆生育期内多年平均降水量与需水量的变化特征, 利用皮尔逊 ó 型分布曲线, 通 过频率分析确定不同水文年份的有效降水量和需水量。结果表明: 四平地区玉米多年平均有效降水量、 需水量和缺 水量值分别为 423. 24 mm、 503. 73 mm、 80. 49 mm; 大豆多年平均有效降水量、 需水量和缺水量分别为 442. 62 mm、 484. 18 mm、 41. 56 mm。在丰水年(P= 25%)、 平水年(P= 50%) 和枯水年(P= 75%) , 玉米生育期内平均有效降水 量分别为 517. 47 mm、 425. 60 mm、 352. 79 mm, 需水量分别为 504. 88 mm、 467. 83 mm、 506. 29 mm; 大豆生育期内 有效降水量分别为 540. 23 mm、 452. 26 mm、 371. 42 mm, 需水量分别为 434. 67 mm、 498. 80 mm、 450. 77 mm。因此 在作物生长快速的生长期和开花2结实期若能进行补充灌溉, 可显著保障粮食高产稳产。
    43  佛寺水库坝顶路面裂缝调查及分析
    陶卫华 王彦军 胡光炎 张 凯
    2015, 13(6):1229-1232.
    [摘要](1134) [HTML](0) [PDF 888.86 K](1212)
    摘要:
    在对佛寺水库坝顶裂缝情况详细普查的基础上, 通过挖探坑和灌浆方法, 对裂缝进行了针对性的调查分析。 结合普查与调查分析成果, 对佛寺水库坝顶裂缝进行了成因分析。得出如下结论: ( 1) 坝顶裂缝并未延伸至原砂石 路下垫层, 亦即未影响到心墙部位, 表明坝顶混凝土路面裂缝不是心墙与坝壳料沉降不均匀造成的。( 2) 坝顶混凝 土路面砂砾石层在顺河向分布厚度不均, 是造成坝顶混凝土路面裂缝的内因。车辆超过坝顶混凝土路面设计荷载 是造成其裂缝的外因。同时由于坝顶在上游侧设置有防浪墙, 车辆通过坝顶过程中本能地偏向下游侧行驶, 这也是 造成坝顶混凝土路面不均匀裂缝的外因。( 3) 建议对坝顶裂缝进行处理, 限制坝顶路面通过社会车辆, 同时加强监 测与巡视检查, 防止坝顶裂缝进一步发展。

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