南水北调与水利科技

2016年第14卷第4期文章目次

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  • 1  海河流域平原区浅层地下水超采量估算
    贾绍凤 ,李媛媛 ,吕爱锋 ,严家宝
    2016, 14(4):1-7.
    [摘要](838) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](43)
    摘要:
    收集整理了海河流域平原区浅层各省市几种来源的地下水位数据,利用ARCGIS技术,矢量化《华北平原地下水可持续利用图集》作出1959年、1984年、2005年6月地下水等水位图,利用《中国地质环境监测地下水位年鉴》2005年-2013年末及2005年6月数据,计算了时段变化率,推算出2005年-2013年地下水等水位图,并利用“华北平原地下水演变机制与调控项目”地下水位数据对估算水位进行检验,说明推算的地下水位分布是可靠的,进一步结合地下水开采漏斗和含水层给水度对超采量进行了估算。计算结果表明,1959年-2013年,海河流域平原区浅层地下水累计超采979.45×108 m3,水位平均下降9.62 m。其中1959年-1984年年均超采16.34?108 m3,水位平均累计下降3.93m、年均下降0.141m;1984年-2005年年均超采21.21?108 m3,水位平均累计下降6.28 m、年均下降0.299 m;2005年-2013年均超采15.67?108 m3,水位平均累计下降1.05m、年均下降0.131m,2010年以后已呈平稳状态。超采漏斗主要存在于山前地区且用水量较大的城市,尤以子牙河平原西部石家庄、邢台一带最为严重。
    2  主观因素影响下河川基流量计算的不确定性分析 —以增江中下游为例
    束龙仓,胡慧杰,苏桂林,贾淑彬
    2016, 14(4):8-13.
    [摘要](640) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](46)
    摘要:
    河川基流是山丘区地下水资源量的重要组成部分,河川基流量的分析研究一直是水文学的一项基本问题。本文基于增江中下游麒麟咀水文站1958年-1988年以及2006年-2014年的逐日径流资料,根据各种基流分割方法的优缺点,以及增江中下游地区水文地质条件和径流变化特征,首次采用加里宁试算法计算了该地区的基流量,并深入研究了该方法应用过程中主观因素对基流计算结果产生的影响。结果表明,参数的主观差异化选取对加里宁试算法分割确定的河川基流量影响显著。在假定合理范围内确定的退水系数β服从均匀分布时,对应的比例系数B的分布并不会与之一致,基流量是在两个参数的基础上计算的;不考虑主观因素影响时,增江中下游的多年平均基流量为7.8亿m3,考虑主观因素影响时,置信水平95%的置信区间为6.68-8.72亿m3,直接计算的结果位于95%的置信区间内,其对应的保证率为41%。因此,考虑基流量计算的主观不确定性不仅能够用于校验计算结果,同时可以提出该计算结果下的保证率,这将为地下水资源管理决策的制定提供重要的依据。
    3  基于自然邻点插值计算的溃堤洪水二维模型
    苑希民,薛文宇,冯国娜,李培杰
    2016, 14(4):14-20.
    [摘要](684) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](39)
    摘要:
    为了模拟溃堤洪水的演进过程,建立计算区域的二维水动力模型,采用基于非结构网格的Roe格式离散求解。针对保护区内存在线状地物等实际特点,将道路、灌渠渠堤等建筑物线性处理,概化为宽顶堰的形式计算,赋予实际高程,将其作为特殊边界与非结构网格耦联;采用自然邻点插值计算方法,将保护区与排水沟分区插值,还原区域内排水沟地形,通过以上方法,获得了具有真实地形的模型。将模型应用于青铜峡河西灌区四排口险工溃堤洪水模拟,有效模拟了道路、渠堤等特殊边界阻水和桥涵过水效果,以及排水沟内排水和入河口洪水倒灌过程,较为真实地反映了洪水在计算区域内的演进过程和淹没范围,具有较好的应用价值。
    4  近十年中国陆地水储量变化及其时空分布规律
    严家宝 ,,贾绍凤,吕爱锋,朱文彬
    2016, 14(4):21-28.
    [摘要](706) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](53)
    摘要:
    利用GRACE重力卫星数据分析了我国及十大流域近十年水储量变化趋势、年变化特征、年内分布特征以及时空分布规律,结合TRMM降水数据分析了水储量与降水的关系。研究结果表明:近十年,中国水储量变化趋势具有空间差异性,西南大部、华北平原及黄河中下游、西北准噶尔盆地一带水储量呈减少趋势,东南部、长江大部分区域、长江黄河源头以及塔里木盆地区域水储量呈增加趋势;中国水储量年变化幅度较小,淮河、海河、珠江、松花江流域振幅较大,西北诸河流域振幅最小,全国除黄河、海河和西北诸河流域外,流域水储量年变化与降水年变化均呈显著正相关,东南诸河、珠江、长江流域相关系数均达0.7以上;年内分布上,我国冬春季水储量亏缺,夏秋季水储量盈余,3月-4月西南诸河及长江流域水储量亏缺严重,7月-9月则盈余较大,华北平原5月-7月水储量有亏缺,其他月份则水储量略为盈余。此外,黄河、长江、东南诸河、西南诸河以及珠江流域水储量与降水量年内分布一致性较好,西北诸河流域2月-4月份水储量与降水一致性较差,其他月份一致性较好,而其它流域则一致性较差。
    5  金沙江下游与三峡梯级水库群协同消落方式研究
    符芳明 钟平安,徐 斌,王玉华,陈宇婷
    2016, 14(4):29-35.
    [摘要](625) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](42)
    摘要:
    梯级水库群消落期协同运行方式是梯级水库群联合调度重要环节。以溪洛渡、向家坝、三峡与葛洲坝梯级水库群为背景,将消落期来水分成丰水年组、平水年组和枯水年组,以分组期望发电量最大为目标,建立了消落期随机联合优化调度模型,结合各库不同消落期初水位开展了模拟计算,得到不同水文年型下梯级水库群的期望协同消落方案。结果表明:金沙江下游与三峡梯级水库群协同消落方式能在一定程度上提高梯级期望总发电量;当来水较少且三峡消落期初水位较低时,金沙江下游与三峡梯级水库群协同消落方式可显著提高三峡和葛洲坝水库的供水效益。最后,总结归纳了不同情境下溪洛渡-三峡协同消落策略,以指导金沙江下游与三峡梯级水库群消落期实际运行。
    6  基于GMS的巴彦淖尔市临河区地下水流场预报
    李元杰 姜新慧 陈军,杨志岩 王贵玲 丁慧君
    2016, 14(4):36-41.
    [摘要](687) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](39)
    摘要:
    在查明内蒙古巴彦淖尔市临河区水文地质条件、地下水开发及引发的环境地质问题的基础上,用均衡法及数值模拟法进行地下水资源量计算。根据当地水资源开发利用方案,利用模型进行研究区2013年-2033年地下水流场演化模拟,结果表明该方案下研究区地下水降落漏斗不再继续扩大,地下水位有所回升,对该区水资源管理有指导意义。
    7  1960年-2012年长三角地区极端气温时空变化特征
    周北平 李少魁 史建桥 游庆龙
    2016, 14(4):42-47.
    [摘要](638) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](40)
    摘要:
    利用1960年-2012年长三角地区34个气象站逐日气温资料,采用趋势分析、小波分析、Mann-Kendall检验、样条插值等方法,分析了长三角地区的极端气温时空变化特征。结果表明:近53年,冷指数均呈显著上升趋势,且均通过了0.01的信度检验,气候倾向率分别达-2.8 d/10a、-4.1 d/10a和0.45 ℃/10a,暖指数虽也有上升趋势但趋势较为不显著,仅有暖昼指数与极端最高气温通过了0.05的信度检验。空间分布上,高温日数和极端最高气温呈北低南高、东低西高、沿海低内陆高的分布规律,低温日数和极端最低气温与之相反。变化趋势上,极端气温指数基本均表现为上升趋势,其中极端低温和极端高温上升趋势最明显的地区为上海、南京、杭州等大城市及其周边区域。
    8  水库多目标调度方案优选决策方法
    李 昱,王海霞,周惠成,张 弛,张小丽
    2016, 14(4):48-53.
    [摘要](680) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](51)
    摘要:
    针对水库多目标调度模型生成的众多Pareto可行解,决策者往往面临方案优选决策困难的问题。本文提出利用可视化展示工具,结合边际效益分析及模糊优选方法,对可行方案进行逐步决策的优选决策方法。结果表明,利用不同的分析工具与决策方法,使众多可行方案得到形象可视化展示的同时,能够融入决策者的主观偏好等信息,得到具有不同决策需求的满意方案。通过不同决策方法的层层决策,逐渐减少备选方案的数量,降低了多目标决策问题的复杂性,为决策者的方案优选提供一定的参考。
    9  地下水开采对海河流域水循环过程影响的模拟
    姜姗姗,占车生 ,王会肖,富可荣,王飞宇
    2016, 14(4):54-59.
    [摘要](813) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](42)
    摘要:
    利用分布式时变增益水文模型(DTVGM)的产流机制改进CLM3.5(Community Land Model version 3.5)的水文过程参数化,同时嵌入地下水开采对流域水循环影响的模块,并考虑经济社会用水,建立能够描述流域自然-人文过程的大尺度陆地水循环模型(CLM-DTVGM)。以地下水开采严重的海河流域为研究区,以中科院青藏高原研究所建立的中国区域高时空分辨率地面气象要素数据集作为大气强迫驱动,针对海河流域1980年-2010年的水循环过程进行模拟,分析地下水开采活动对流域水循环过程的影响。结果表明:地下水开采活动引起海河流域地表径流和土壤湿度整体有所减少,蒸散发则呈增加趋势,且各水循环要素空间分异较大。
    10  精河流域径流变化特征及其对降水变化的响应
    董煜 张立山 ,陈学刚
    2016, 14(4):60-64.
    [摘要](625) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](41)
    摘要:
    利用精河水文站1964年-2012年径流、降雨数据,采用M-K检验、累积曲线模型及交叉小波分析等方法,对艾比湖流域精河的径流、降水的变化特征及多时间尺度相关进行分析,并定量分析了降水变化对径流变化的贡献率。精河年径流量总体上径流呈增长趋势,但趋势不明显;降雨总体上呈增加趋势,且增加趋势明显。精河年径流量与降水量在多时间尺度上存在显著相关关系,且以正相关关系为主,显著相关区域集中在1986年-1991年在2~4年的周期带、1985年-1990年的7年周期带、2002年-2011年的 4~5年周期带。分析认为,近50年来该流域降水变化对径流增加的贡献率平均为68.4%。
    11  长江上游降水特征及时空演变规律
    汪曼琳,万新宇?,钟平安,张 宇,刘 畅
    2016, 14(4):65-71.
    [摘要](942) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](39)
    摘要:
    降水特征及其时空演变研究对流域水资源开发利用具有重要指导意义。本文基于长江上游1960年-2014年80个国家气象站的降水量资料,统计分析了长江上游降水量特征,并且通过绘制空间分布图,采用Mann-Kendall法、Pettitt法、Morlet小波分析法检验降水量时间序列,综合分析了长江上游降水量的时空演变特征。结果表明,长江上游1960年-2014年多年平均降水量为900.8 mm,平均年降水总量为8 925.1m3,降水量年际变化大,年降水量极值比为1.5,冬季极值比达3.9,降水量年内分布很不均匀,汛期占80%以上;空间上,长江上游降水量呈现东南部降水量大,西北部小的分布特征;时间上,长江上游年降水量总体上呈现显著的下降趋势,年降水量在1985年发生了突变,长江上游年降水量变化周期由强到弱依次为28 a、13 a、8 a,各分区变化周期以28 a为主。
    12  近50年长江中下游地区旱涝时空分布
    郭群善
    2016, 14(4):72-76.
    [摘要](655) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](35)
    摘要:
    长江中下游地区是我国重要的粮棉油产地之一,但是频繁发生的旱涝灾害经常造成该区域作物减产。本文利用长江中下游地区72个气象站的逐月气象观测数据,采用标准化降水指数(SPI)、正交经验分解函数(EOF)等方法,结合GIS技术,分析了近50a长江中下游地区旱涝时空变化分布特征。结果表明:长江中下游地区的旱涝SPI3空间格局既有全区一致的现象,也存在区域内部南北、东西方向的差异,但是其主要特点依然为纬向分布型。由于受气候影响,长江中下游地区夏秋两季旱涝灾害交替发生,但以涝灾为主。
    13  近千年淮河流域河湖水系连通演变特征
    张永勇 李宗礼 王中根 刘晓洁
    2016, 14(4):77-83.
    [摘要](721) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](61)
    摘要:
    分析了近千年淮河流域河湖水系的自然演变以及人类活动的扰动,深入探讨了其成因。研究表明:目前淮河流域河湖水系连通格局是人类在抵御黄河洪水和泥沙入侵的抗争中,遵循自然规律的同时兼顾漕运、灌溉等社会发展所需而构建的防洪、排涝、冲沙、灌溉、供水等的工程体系。流域主要干支流和湖泊连通基本受人工所控,自然-人工河网交织,河流-湖泊水量交换频繁,入江入海水道基本畅通,并与黄河、长江、海河等各大水系连通,基本解决了河水出海无路,洪涝灾害频发的问题。河湖水系连通在一定时期内对稳定淮河流域社会安定团结、推动经济发展起着积极作用,但也不可避免地对流域生态环境产生了一定的负面影响。水系连通下流域水资源演变规律、环境生态效应以及对社会经济布局的影响等研究是亟待解决的关键科学问题。
    14  水库多目标生态调度研究进展
    ?郭文献 ,王艳芳,彭文启,付意成
    2016, 14(4):84-90.
    [摘要](711) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](42)
    摘要:
    水库多目标生态调度研究是当前国内外河流生态恢复研究中的热点问题。综合分析了水库多目标生态调度国内外研究进展,指出了水库多目标生态调度研究存在的问题,提出了水库多目标生态调度研究的发展方向,认为今后水库多目标生态调度研究还需在水库生态调度理论框架体系、水库生态调度目标定量化研究、水库多目标生态调度优化和模拟技术研究、梯级水库多目标生态调度方案效果评价研究以及水库生态调度管理体制等方面进一步加强。
    15  MBR-RO组合工艺生产直接饮用再生水的试验研究
    王永刚 ,李中锟,董婧 ,潘涛 ,王旭 ,李明蔚 ,张俊娥
    2016, 14(4):91-98.
    [摘要](844) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](41)
    摘要:
    采用膜生物反应器-反渗透(MBR-RO)组合工艺处理生活污水的过程中,MBR出水污染指数(SDI)在2.5~3.5之间,符合RO膜元件进水要求,且添加10 mg/L阻垢剂后能有效控制RO膜的结垢问题。MBR-RO组合工艺的产水水质良好,其中常规水质指标CODMn浓度<0.05 mg/L、NH4+-N浓度0.15 mg/L、NO3--N浓度2.82 mg/L、 NO2--N浓度<0.7 mg/L、TP浓度0.12 mg/L,TOC浓度0.51 mg/L,参照国家《生活饮用水卫生标准》中主要的73项指标分析,产水达到饮用水水质标准。本研究结果表明,采用MBR-RO组合工艺生 产直接饮用再生水是可行的。
    16  关中盆地潜水环境背景值研究
    霍晨琛,,钱会,,吴昊
    2016, 14(4):99-106.
    [摘要](656) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](46)
    摘要:
    依据关中盆地内487组水质检测数据,在深入分析关中盆地地下水流场、补给径流排泄条件和地下水环境状况的基础上,对研究区进行了较为详细的地下水环境单元划分,运用迭代标准差法和计算分布函数法,求取了关中盆地潜水主要常量组分K++Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-、TDS的环境背景值,分析了各组分背景值的空间分布规律及形成因素。结果表明:地下水补、径、排条件和水文地球化学作用对区内主要常量组分背景值的空间分布起主要控制作用,其中区内阴离子以HCO3-为主,阳离子渭河北岸以K++Na+为主,渭河南岸以Ca2+为主;在渭河以北地区水文地球化学作用主要以矿化和蒸发浓缩作用为主,渭河以南地区以溶滤作用为主。其结果为关中盆地地下水污染评价、水资源开发与保护等提供了科学依据。
    17  新疆伊犁河谷平原区地下水环境背景值研究
    刘慧文,姜纪沂,刘春平,李 瑛,韩 琦
    2016, 14(4):107-111.
    [摘要](722) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](41)
    摘要:
    综合运用图解法、格鲁布斯检验法、夏皮洛-威尔克检验法等,对地下水化学特征及地下水环境背景值进行分析与计算。研究结果表明:伊犁河谷平原区地下水阳离子以Ca2+、Mg2+为主,阴离子以HCO3-为主,地下水主要水化学类型为HCO3-Ca、HCO3-Ca-Mg、HCO3-SO4-Ca-Mg;该区地下水化学成分的形成以溶滤作用、阳离子交替吸附作用为主,还与人类活动有关。地下水化学元素分布类型以对数正态分布为主,正态分布较少,无偏态分布类型。本项研究对该区地下水的环境影响分析和预测,判断环境污染程度及评定环境质量的优劣,合理开发利用地下水资源具有重要意义。
    18  根系结构对湿地植物根系释氧能力的影响
    汤苏晨 程康睿
    2016, 14(4):112-116.
    [摘要](605) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](43)
    摘要:
    为了研究湿地植物的根系结构对根系释氧能力(以根系释氧速率和释氧速率对水位变化的敏感性来表征)的影响。采用柠檬酸钛法测定菖蒲、再力花、香蒲、芦苇4 种湿地植物在5种不同水位条件下的根系释氧速率,并采用标准差分析法分析不同湿地植物根系释氧速率对水位变化的敏感性。同时,采用比重瓶法测量湿地植物根系孔隙度,并对植物根部结构进行显微观察。结果表明:4种湿地植物的根系释氧速率从大到小总体上依次表现为香蒲>芦苇>再力花>菖蒲,对水位变化的敏感性从大到小依次表现为香蒲>芦苇>菖蒲>再力花。此外,湿地植物根系释氧能力与植物根系结构关系密切,主要表现为:湿地植物根系通气组织越发达、释氧屏障越不明显,则根系释氧速率越大、对水位变化越敏感。
    19  冀北山地人工油松林水文效应对林分密度调控的响应
    张栓堂 石丽丽 曲世伟 王雄宾
    2016, 14(4):117-122.
    [摘要](576) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](45)
    摘要:
    林分密度对森林生态功能有一定影响,以冀北山地不同密度油松人工林的植被层、枯落物层和土壤层为研究对象,对其水文效应进行了研究。结果表明:林冠截留能力随着林分密度的减小而减小,林下植被截留能力随着林分密度的减小而增大;林下枯落物最大持水量随着林分密度的减小而减小,其中林分密度分别为1584株?hm-2、864株?hm-2和684株?hm-2标准地枯落物最大持水量差距相对较小,分别是林分密度388株?hm-2标准地的1.56倍、1.50倍和1.42倍;388株?hm-2油松林枯落物有效拦蓄量较小,但其枯落物初期持水速率较大。土壤持水能力随着林分密度的减小表现出逐渐增大趋势,林分密度864株?hm-2、684株?hm-2和388株?hm-2标准地土壤持水能力分别为林分密度1584株?hm-2标准地的1.04倍、1.14倍、1.14倍,密度684株?hm-2和388株?hm-2标准地的土壤持水能力较为接近。对油松人工林进行合理抚育间伐,保留合适密度,能改善其涵养水源功能。
    20  变缝宽异型构造底板脉动压力特性试验
    马斌,李浩韡,马永磊,张涛
    2016, 14(4):123-128.
    [摘要](649) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](37)
    摘要:
    在水利工程中,水垫塘是大坝的重要安全防护设施之一,在高速水流冲击下,水垫塘的安全与稳定关系到大坝能否正常运行。以某消力塘水工模型试验为背景,结合模型试验结果,对比分析了不同缝隙宽度对底板下表面脉动压力特性的影响。研究表明:在水跃稳定区,带键槽底板下表面的脉动压强系数会随着键槽间的缝隙宽度的增大而增大,带键槽底板概率密度分布图的正态性较好;当键槽缝隙宽度增大时,带键槽底板可能产生的最大脉动上举力有所减小;对于相同测点,键槽缝隙宽度越大,下表面缝隙涡旋的平均尺度和脉动压力空间积分尺度都越大;随着键槽缝隙宽度变小,带键槽底板下表面的脉动能量更加集中于低频。
    21  水电站进水塔启闭机房排架振动特性
    党康宁,刘云贺,王媛,张小刚
    2016, 14(4):129-134.
    [摘要](784) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](39)
    摘要:
    理论和震害均表明水电站进水塔顶部的启闭机房排架由于鞭梢效应更容易遭受地震破坏。分析塔式进水塔主要受力特点,将进水塔和其上的启闭机房排架简化为两种分布参数梁模型,采用解析方法推导和求解其频率方程。统计启闭机房排架与塔体高度范围,根据抗弯刚度相等原则将塔上启闭机房排架柱等效为单截面空腹柱,分析不同上下高度比和刚度、质量比情况下6种模型振型振动幅值比和频率分布情况,得到相互之间影响规律。分析表明上部高度对结构一阶振型幅值比影响较大,而刚度比影响较小,但刚度比对高阶振型幅值比影响显著。经过与数值分析对比,解析结果求得的结构振型和频率与数值结果较为一致,验证上述过程的正确性,表明本文方法对此类结构基本振型求解简单有效。
    22  海口荣山河四线并联斜交桥桥墩河段水动力分析
    武永新,汪星
    2016, 14(4):135-141.
    [摘要](795) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](41)
    摘要:
    为研究海口市荣山河四线并联斜交桥桥墩河段水动力特性及不同水位下的桥墩-桥梁体系整体的自振特性,应用FLUENT及ANSYS软件,基于分离涡方法(DES法),建立了四线斜交桥河段的河槽水流三维模型,模拟了不同流速和不同斜交角度下的流场分布及流固耦合作用下的桥墩-桥梁体系自振特性。结果表明:荣山河四线并联斜交桥的过流能力可达到400 m3/s,桥下最大壅高为0.69 m,桥下留有一定安全距离;考虑流固耦合作用下的斜交桥墩-桥梁体系满水情况下的自振频率为7.66 Hz,不会与通过列车发生共振危险。
    23  一种可测定变温下饱和-非饱和土水力学参数的实验装置
    曾磊 ,段磊 ,李万鹏 ,乔晓英 ,李俊亭
    2016, 14(4):142-146.
    [摘要](626) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](39)
    摘要:
    为了研究温度对饱和-非饱和土水力参数的影响,根据达西定律,研制了一种变温下饱和-非饱和土水力参数测定装置,该装置包括实验筒、供水与回水系统和数据采集系统。该装置可以获得不同温度下饱和渗透系数、给水度和土壤水分特征曲线、非饱和渗透系数、比容水量和扩散率等参数,进一步可以获得这些参数与温度的数学表达式;该实验装置所用试样大,减少了小试样测试结果的随机性,且测定参数多、自动化程度高,具有推广应用价值。
    24  城镇化进程中山地城市排水防涝设计研究
    常建军 陈威 糜宁 秦诗友
    2016, 14(4):147-152.
    [摘要](758) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](44)
    摘要:
    采用SWMM与MIKE FLOOD模型分别对湖北西北部典型山地城市郧县老城区的排水管网运行状况进行模拟,分析溢流点及内涝区分布,评估内涝风险状况,结果显示城区内涝情况严重。根据模拟结果,厘清内涝原因,在绿色雨水基础设施的基础上,采用灰色雨水基础设施,提升该区域的排水防涝能力,确保郧县老城区在城镇化进程中排水防涝的安全性。通过MIKE FLOOD模型对工程方案进行校核,证实了工程方案具有可行性。
    25  粉煤灰对MgO混凝土长龄期自生体积变形的影响
    颜少连 , 陈昌礼
    2016, 14(4):153-157.
    [摘要](654) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](42)
    摘要:
    为了探索粉煤灰对MgO混凝土长龄期自生体积变形的影响规律,本文在室内测试了长达4a龄期的不同粉煤灰掺量的MgO混凝土的自生体积变形,并从部分试件中钻孔取芯进行电镜扫描观测及能谱分析。结果表明:随着龄期的延长,粉煤灰对MgO混凝土的长龄期自生体积膨胀变形的抑制作用增强,且粉煤灰对一、二级配MgO混凝土的长龄期自生体积膨胀变形的抑制作用强于三级配MgO混凝土。同时,掺入适量粉煤灰后,长龄期MgO混凝土的微观结构更加致密。
    26  基于CFD的离心式高效喷溅装置水力特性分析
    陈倩,郑源,章国芳,栗文灵,王秋景
    2016, 14(4):158-162.
    [摘要](756) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](42)
    摘要:
    为提高离心式高效喷溅装置的布水均匀性,采用欧拉(Eulerian)多相流模型和重整规划群(RNG)k-ε湍流模型对离心式高效喷溅装置的水力特性进行了三维数值模拟,将其模拟的溅洒情况与试验情况进行了对比,验证了模型的正确性。并用此方法研究了离心式喷溅装置在3种水头和4种转速下的水力特性,结果表明其能在较广的水头和转速范围下均能实现均匀布水,且一定范围内提高水头和降低转速可以提高布水均匀性,提出离心式高效喷溅装置的建议工作转速为60r/min~120 r/min。
    27  引水隧洞进口明满流数值模拟
    陈桂友 ,赵 青,穆仁会
    2016, 14(4):163-167.
    [摘要](666) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](43)
    摘要:
    以雪山水库引水坝调洪演算成果和工程投资估算为依据,拟定引水隧洞断面尺寸和引水坝水位,校核水位2 449.99 m时,引水隧洞出现了明满交替流流态。采用有限体积法,运用计算流体力学数值模拟软件FLUENT对不同进水口型式的引水隧洞进口段进行数值模拟。在此基础上,比较引水隧洞在明满流流态下不同进水口型式的洞内脉动压强和水流速度沿水流方向变化情况,分析得出喇叭型进水口可更好的改善过流条件,减小明满流的不利影响。
    28  闸下应用废旧轮胎消能防冲的三维数学模型建立
    史国庆 文恒
    2016, 14(4):168-172.
    [摘要](644) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](43)
    摘要:
    水闸冲刷问题是水利工程中普遍存在的问题,诸多研究人员对该问题进行了系统地研究,研究结果显示使用汽车的废旧轮胎对海漫段增大糙率,可以起到减少冲刷的作用。通过对比分析不同的湍流模型、数值计算方法、网格划分尺度、壁面处理方法,最终采用RNG k-ε湍流模型、PISO算法,将整个流场划分为67.27万网格,选择标准壁面函数对流场进行模拟计算。计算结果与模型试验实测结果吻合较好,说明模型能更好地用于加糙后的流场模拟计算。
    29  南水北调中线工程白庄地裂缝成因及活动性分析
    李永新
    2016, 14(4):173-178.
    [摘要](836) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](39)
    摘要:
    白庄地裂缝是南水北调中线工程遇到的唯一一处地裂缝地质灾害。通过勘察白庄地裂缝的分布、发育形态特征,研究煤矿开采沉陷影响、九里山断裂构造、应力解除效应、环境地质背景条件、地下水作用等因素,分析地裂缝的发育成因。结果表明,白庄地裂缝不属于采空区沉陷裂缝,其发育受九里山断裂构造控制,在其他环境地质作用的变化因素(采矿活动引起的应力释放,地下水下降,地表水下渗)诱发和激化的综合叠加作用的体现。成因分析和初步监测显示,地裂缝仍存在微弱的活动性,但总体趋于稳定。
    30  基于主成分分析的区域初始水权分配
    吴振,邵东国,顾文权
    2016, 14(4):179-184.
    [摘要](794) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](43)
    摘要:
    在遵循有效性、公平性和可持续性原则构建初始水权分配指标体系的基础上,针对初始水权分配中指标体系存在显著的相关性和权重偏好非一致性等问题,提出将主成分分析应用于初始水权分配中以消除相关性的影响。该方法先用主成分分析法对指标体系进行赋权,之后结合改进AHP与熵权法对多层次指标体系进行组合赋权,以消除单一权重方法的片面性,并利用博弈论进行指标权重的综合集成,最后运用综合评价法确定初始水权进行分配权重。将此方法用于湖北省应城市的初始水权分配,结果分析表明,采用该方法进行初始水权分配可行且合理。该方法可以为其他区域的初始水权分配提供参考和借鉴,并为水资源的统一管理奠定了基础。
    31  地下埋设管道穿河段的洪水危险度评价
    吴夏 王保民 李家叶 李铁键 魏加华
    2016, 14(4):185-191.
    [摘要](684) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](42)
    摘要:
    地下埋设管道下穿河流,由于不同河流的汇水面积、地形、降雨、下垫面条件等因素可存在较大差异,不同工程段遭遇洪水的危险程度不同,需要简单有效的方法进行洪水危险度评价。本文以陕京三线输气管道山西临县段为例,定量分析了每个管道穿河段的洪水风险因子,包括汇水区的面积、降雨、高差、形状、土地利用、植被指数等因子,穿河点的纵向比降和横向高差等因子。根据因子间的相关性和因子与穿河管段实际水毁次数间的相关性,选定了影响洪水危险度的三个核心因子。采用多元线性回归模型和Logistic回归模型建立了洪水危险度评估模型,并绘制了陕京三线山西临县段洪水危险度分布图。成果为管道运行安全防护措施的制定和实施提供依据,方法可为类似线状工程的洪水风险评价提供参考。
    32  改进POT模型及其在边坡安全监测预警中的应用
    周志杰,沈振中,褚凯敏,任 杰
    2016, 14(4):192-197.
    [摘要](648) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](48)
    摘要:
    基于极值理论的BMM(Block Maximum Method)和POT模型是近来分析边坡安全监测资料、评估边坡安全状况的新兴方法之一。相对简便的BMM模型在数据取样时往往忽略区间次极大值,在资料年限较短时样本容量偏小,可能导致所得结果误差较大。本文利用改进的Hill估计方法得到阈值,通过极大似然估计确定广义帕累托分布参数,从而利用超限数据序列来确定测值序列的整体分布,提出了改进POT(Modified Peaks over Threshold)模型,并应用于某边坡工程的安全监测预警指标分析。结果表明,在同一置信水平下利用超限值应用广义帕累托分布拟合得到的预警指标小于利用块极大值应用正态分布得到的预警指标,表明基于超限数据的改进POT模型得到的预警指标更能有效规避极端情况发生的风险,更有利于边坡安全监测和预警。
    33  基于DEA的河北平原小麦生产效率分析
    罗仲朋 罗建美 齐永青王红营刘峰贵沈彦俊
    2016, 14(4):198-203.
    [摘要](768) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](42)
    摘要:
    基于柯布-道格拉斯生产函数和数据包络分析(DEA)方法,以河北平原7地市农户为研究对象,选取2013年小麦生产投入产出指标,从微观层面深入分析了小麦生产的规模报酬状态、效率有效性及松弛问题。研究显示,河北平原小麦生产整体处于规模报酬递减的状态,该研究区在2003年小麦生产投入已经达到饱和或者是已经过剩。在小麦生产的松弛问题方面,灌溉冗余最大为石家庄625.05 m3/hm2,最小为廊坊0 m3/hm2;N肥除去石家庄外均有较大冗余,衡水冗余最大最为74.63 kg/hm2;各个地区的P肥冗余均较大,最大的为保定48.45 kg/hm2;机械冗余均较小;产量可增长量最大为沧州1 542.15 kg/hm2。研究区各地区的纯技术效率、综合技术效率以及规模效率均为效率无效,其中纯技术效率与规模效率值在0.7以上,处于非效率有效性程度轻微的层次;综合技术效率值较纯技术效率以及规模效率低,存在较大提升空间。
    34  雅砻江下游梯级水库综合调度规则优化方法探讨
    蹇德平,缪益平
    2016, 14(4):204.
    [摘要](869) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](42)
    摘要:
    以综合运行水位控制线、防弃水线、防破坏线、防洪限制水位和死水位作为水库调度指导线,并构成水库调度图,围绕该调度图制定水库综合调度规则,进而建立了调度图模拟-优化模型。选取雅砻江下游梯级水库作为研究对象,采用模拟-优化技术对调度图进行优化。采用优化后的调度图指导水库群模拟运行,模拟运行结果验证了该调度图具有良好的可操作性和实用价值。

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