南水北调与水利科技

2017年第5期文章目次

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  • 1  汊道演变的水沙过程影响分析-以监利河段为例
    刘晓芳 黄河清 樊金生
    2017, 15(5):1-8.
    [摘要](976) [HTML](0) [PDF 870.86 K](871)
    摘要:
    长江中下游许多汊道河段主支汊易位频繁,但对产生这一现象的主要驱动机理与影响因素一直争议不休。研究采用距平分析法、Mann-Kendall分析与基于分形理论的极差分析法相结合的方式,详细分析了监利河段1951年-2009年间流量和输沙率时间序列年尺度的变化过程。结果表明,流量及输沙率的Hurst数分别为0.9430和0.9239,均十分接近1.0,具有很强的持续性。Mann-Kendall分析发现,输沙率序列无明显突变,流量序列仅在1967年出现突变,主要由上游实施裁弯工程所致。系统分析来水来沙的匹配关系发现,该河段主支汊易位时间与水沙序列匹配状态有明显的相关关系,在“水多沙少”时期,监利右汊为主汊;而在“沙多水少”时期,监利左汊为主汊。
    2  基于GA—灰色波形预测模型的白洋淀天然入淀水量
    任旺 徐国宾
    2017, 15(5):9-14.
    [摘要](820) [HTML](0) [PDF 789.59 K](592)
    摘要:
    白洋淀天然入淀水量在长期的时间序列上有着丰、枯水期交替演化的规律,灰色波形模型适用于这一规律发展趋势的研究。通过遗传算法(GA)对灰色一阶模型(GM(1,1))的迭代基值α与背景值系数β进行优化,利用遗传算法收敛效率高,选择范围广的优点,建立了以GA-GM(1,1)群为基础的GA-灰色波形模型,对白洋淀天然入淀水量趋势进行研究。最终得出结论:GA-灰色波形模型不仅在信息序列的拟合上明显优于传统灰色波形模型,且GA-灰色波形模型能更好的抓住信息序列发展特点,更为准确的预测白洋淀天然入淀水量演化规律。说明用GA-灰色波形模型进行白洋淀天然入淀水量研究是可行的,也为研究湖泊水资源量变化提供了一种新思路。
    3  基于SPEI干旱指数的东北地区干旱时空分布特征
    蔡思扬, 左德鹏, 徐宗学, 杨晓静
    2017, 15(5):15-21.
    [摘要](852) [HTML](0) [PDF 1.32 M](1135)
    摘要:
    基于东北地区86个国家基本气象站1960-2014年逐月降水量和平均气温数据,计算不同时间尺度下的标准化降水蒸散指数(SPEI),分析不同时间尺度下东北地区季节、年际以及年代际干旱时空分布特征,并与实际干旱成灾面积进行对比分析,验证SPEI在东北地区干旱评估中的适用性。结果表明:春季、夏季和冬季重旱发生频率随时间尺度增大而升高;中旱发生频率随时间尺度增大而降低。近55年东北地区旱涝情势交替出现,干旱频率随年代际变化逐渐升高,干旱程度逐渐加重。整体来看,随时间尺度增加,极旱发生范围逐渐扩大。东北三省在春季、夏季和秋季均有不同频率的干旱事件发生;冬季吉林和辽宁无极旱发生;黑龙江中部无重旱发生。
    4  破产理论在区域水量分配中的应用
    李深林 ,陈晓宏 ,何艳虎 ,白晓燕
    2017, 15(5):22-28.
    [摘要](713) [HTML](0) [PDF 944.82 K](558)
    摘要:
    介绍了破产理论在区域水量分配问题中的应用。分析了传统破产理论在水量分配问题中的有效性和局限性,考虑配水单位水资源丰富程度、用水效率和最低供水保障率3个因素,对破产理论传统的分配规则进行优化改进,并实例应用于广东省东江流域各地市的水资源竞争性分配中。结果表明:1)改进后的分配规则能综合考虑各分水单位水资源丰富程度和用水效率等各方面因素,合理排列分水单位的配水优先等级,确保高优先级单位水量供给,同时保证低优先级单位的最低供水标准;2)面对未来不确定性来水条件,当可供水总量逐渐减少的时,不同配水优先级单位具有不同的反应速率,高配水优先等级的配水单位其供水满足率的下降速率更趋缓慢,进一步体现了其优先配水地位。改进后的破产理论规则应用于区域水量分配中能够得到合理的分配结果,而且能根据问题的不同要求进行规则调整,极具灵活性,可以推广应用于其他地区。
    5  气候变化情景下的地下水潜在补给变化影响分析-以栾城试验站为例
    卫 文,陈宗宇
    2017, 15(5):29-35.
    [摘要](705) [HTML](0) [PDF 1009.39 K](706)
    摘要:
    了解气候变化影响下的地下水潜在补给变化对于地下水资源的科学管理与评价是非常必要的。本文以栾城生态试验站为典型研究区,联合应用ClimGen天气发生器和地下水补给Visual HELP模型,对未来气候变化情景下的地下水潜在补给速率进行了评估。结果显示:在降水减少10%(P)、温度上升2℃(T)以及两者同时发生(P&T)三种情景下,未来(2011年-2040年)地下水多年平均补给速率相比基准(1961年-1990年)分别下降了23.33%、4.42%、26.01%,其中降水的减少对地下水入渗补给的影响尤为明显。该项研究对于指导地下水资源的科学管理与可持续开发利用具有重要意义。
    6  沙颍河代表站径流演变特征及归因分析
    王豪杰 左其亭 罗增良
    2017, 15(5):36-42.
    [摘要](840) [HTML](0) [PDF 980.80 K](593)
    摘要:
    径流演变特征研究可为在变化环境下制定流域水资源规划、建立流域水文响应机制提供科学依据。以沙颍河流域代表水文站阜阳站为例,运用M-K检验法和小波分析法分析了1956-2011年径流变化特征,并从气候变化及人类活动的角度分析了径流变化的主要驱动因素。结果表明:沙颍河阜阳站径流总体呈下降趋势,但下降趋势不明显,总体未达到95%显著性水平;在1966年前后存在明显的突变点;径流存在13年、26年两类周期变化特性,周期演变过程受人类活动影响显著。就驱动因素而言,人类活动对径流变化的贡献率在65%以上,气候变化对径流变化的影响较弱,表现为从负向到正向的趋势。
    7  洪水与风暴潮共同作用下的溃堤洪水一维、二维耦合模型及应用
    王秀杰,胡冰,苑希民,田福昌,秦旭东
    2017, 15(5):43-49.
    [摘要](561) [HTML](0) [PDF 1.33 M](556)
    摘要:
    为了解决复杂条件下河道洪水漫堤、溃堤和潮水倒灌的问题,本文建立了在洪水和风暴潮共同作用下的天然河道漫溃堤洪水在防洪保护区的一二维水动力耦合模型。在兼顾计算效率和精度的基础上,分区剖分网格,设置合理的网格面积;根据植被和地物的不同,分区设置糙率;通过宽顶堰的方式将河道一维模型和防洪保护区二维模型进行侧向耦合;采用基于侵蚀的渐变溃破坏方式模拟河道溃堤过程,实现了河道上游发生洪水和下游遭遇外海风暴潮的复杂情况下精细化模拟。实例研究表明,所建模型可灵活处理复杂多变的水力条件,模拟结果合理可靠,可为防汛部门制定决策提供有力的科学依据。
    8  大汶河流域陆面蒸发估算方法比较研究
    杨敏芝,钟平安,汪曼琳,尚艳丽,程传民
    2017, 15(5):50-55.
    [摘要](683) [HTML](0) [PDF 939.48 K](546)
    摘要:
    区域陆面蒸散发的估算对于计算区域水资源总量,合理配置水资源具有重要意义。针对处于大汶河流域上游、受人类活动影响较小的雪野水库、黄前水库、东周水库控制子流域的实际特点,分别利用MODIS遥感方法、SWAT模型法、水面蒸发折算系数法对这三个子流域2000年-2008年的多年平均年陆面蒸发量及多年月平均陆面蒸发量进行估算,并基于水量平衡方程,结合各子流域的同期降雨与天然径流资料,对估算结果进行了分析比较。结果表明:在大汶河流域内,采用MODIS遥感方法估算实际陆面蒸散发的精度较低;水面蒸发折算系数法具有一定精度;SWAT模型法精度较高、适应性较好,估算误差仅在3%左右。研究结果可为半湿润区陆面蒸发估算方法的选择提供参考。
    9  基于MIKE FLOOD的洪泽湖周边滞洪区洪水演进模拟研究
    周 洁,董增川,朱振业,陈 序
    2017, 15(5):56-62.
    [摘要](683) [HTML](0) [PDF 1.68 M](630)
    摘要:
    基于实测断面资料建立了研究区的的一维水动力模型,基于高精度DEM以及1:10000地形图建立了研究区的二维水动力模型,并用MIKE FLOOD将一维模型和二维模型进行耦合,构建了洪泽湖周边滞洪区一、二维耦合的洪水演进数学模型。利用2003年历史洪水资料对模型参数进行了率定,并以2007年历史洪水资料进行了验证。以洪泽湖百年一遇设计洪水为模型上边界,二河闸、三河闸以及高良涧闸的现行调度方案的水位~流量关系为模型下边界,对洪泽湖百年一遇设计洪水方案进行模拟计算,当蒋坝水位达到14.33m时,洪泽湖周边滞洪区开始滞洪,得到开始滞洪后不同时段研究区内各类洪水风险要素的动态分布情况以及最大淹没水深、淹没历时,验证了模型的合理性,可用于蓄滞洪区洪水演算分析。
    10  宝鸡地区降水特征分析及降水量预测
    徐盼盼 ,张奇莹 ,钱会 ,林涛
    2017, 15(5):63-69.
    [摘要](749) [HTML](0) [PDF 901.55 K](601)
    摘要:
    基于宝鸡气象站1961-2015年降水实测数据,利用线性拟合、模比系数积差曲线、Mann-Kendall检验法、云模型和滑动平均-马尔可夫模型对该地区降水变化特征和降水量预测进行了全面分析。结果表明:宝鸡地区年降水量、丰水期和枯水期降水量的线性变化率分别为-11.9mm/10a、2.6mm/10a和-14.5mm/10a,且枯水期降水量的减少趋势显著。宝鸡地区年际与年内降水量分配极不均匀,不均匀性为全年>丰水期>枯水期;降水量不均匀性的稳定程度为丰水期>全年>枯水期。丰、枯期滑动平均降水量预测值的总和较年尺度的预测值更为准确,且2016-2020年的年降水量的预测值分别为613.1mm、727.0mm、632.0mm、457.2mm和876.7mm。研究结果可为该地区旱涝灾害的防治提供科学依据。
    11  河南省工业排水特征及影响因素
    李向鹏,郝立新,刘中培,李爽,赵雨婷
    2017, 15(5):70-75.
    [摘要](635) [HTML](0) [PDF 1.03 M](511)
    摘要:
    工业排水特征是标识工业用水非期望产出的重要指标,分析区域工业排水分布及其影响因素对提高区域工业用水效率具有重要指导意义。根据2011年全国第一次水利普查结果,分析了河南省工业用水及排水状况,以及工业排水量的地区分布特征,探讨了河南省各地市工业排水量地区差异的影响因素。结果表明,河南省用水大户及非用水大户企业中均以除入河排污和管网排污以外的其他排水方式为主,但用水大户排放的污水量中入河排污量最大,非用水大户排放的污水量中,管网排放污水量最大;河南省排水方式及排水量组成结构在空间分布上也存在较大差异,主要与各地市的工业总产值、水资源禀赋及工业用水量差异较大密切相关,而工业结构对排水量的地区差异特征影响相对较小。
    12  基于淮河中游鱼类不同等级生境保护目标的生态需水
    谢 悦 夏 军 张 翔 柏慕琛
    2017, 15(5):76-81.
    [摘要](1079) [HTML](0) [PDF 920.68 K](618)
    摘要:
    随着社会经济发展,生产生活用水长期挤占生态环境用水,造成河道断流、生境破坏、生态系统恶化等一系列生态环境问题。针对淮河流域目前的水生态环境问题,以淮河中游鱼类为研究对象,通过分析河段天然流量过程,以淮河流域生态恢复为目标,建立鱼类保护目标概念模型,采用IHA及EFC指标体系分析天然流量变化特性,并用HEC-RAS模型基于鱼类生态水力需求确定流量值大小,得出符合天然流量动态变化且满足不同等级生境目标需求的生态需水推荐结果,可为淮河流域水资源优化配置提供依据。
    13  陈家冲垃圾填埋场地下水环境健康风险评价
    余璇 ,康亭 ,郑晓笛 ,宋柳霆 ,滕彦国
    2017, 15(5):82-88.
    [摘要](744) [HTML](0) [PDF 854.41 K](796)
    摘要:
    垃圾填埋是目前国内处理城市生活垃圾的主要方式,由垃圾渗滤液引发地下水环境污染已成为当前主要的水环境问题之一。选择武汉市陈家冲垃圾填埋场为研究对象,通过对该区周边地下水布孔取样和监测,分析了垃圾填埋场对其周围地下水环境的影响。结果表明:研究区地下水的主要污染因子为Pb、Cd和Fe,且各污染物的浓度与采样深度、井距呈负相关关系。垃圾填埋场产生污染的影响范围主要在距离800 m以内、深度小于5.5 m的地下水。为进一步了解该区地下水对人体健康危害的风险程度,对研究区地下水进行了水环境健康风险评价,结果显示:研究区各采样井地下水的总风险值在2.71×10-4 a-1 ~ 7.12×10-3 a-1,均超过国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受值5.0×10-5 a-1,主要风险因子为基因毒物质Cd和Cr(VI)以及躯体毒物质硝态氮;其中,Cd和硝态氮所致的健康风险值超标率100%,而Cr(VI)的健康风险值超标率为50%,对暴露人群存在健康危害风险。此外,对男性和女性健康风险值的研究显示,研究区地下水环境中污染物的男性健康危害风险值普遍高于女性。
    14  基于GF_1卫星的丹江口水库水面面积-蓄水量-水位相关性研究
    孙建芸,袁琳,王新生 ,李朋泽,邹金秋
    2017, 15(5):89-96.
    [摘要](790) [HTML](0) [PDF 1.11 M](655)
    摘要:
    基于GF_1 卫星16 m分辨率多光谱遥感数据及水文观测数据,通过计算NDWI水体指数来提取丹江口水库水面面积,并研究水面面积、水位与蓄水量三者之间的相关性,实现动态分析水库蓄水量变化情况,以期为“南水北调”提供决策支撑。研究发现:①南水北调中线首个调度年前后丹江口水库水面面积-水位,水位-蓄水量以及水面面积-蓄水量之间均为显著相关关系,且三对变量依次呈现明显的1次、2次、3次曲线关系,拟合曲线方程的决定系数分别达到0.976、0.999和0.980,因此可以根据其中一个已知变量预测其他两个未知量;②水面面积自2014年10月5日至2016年5月5日最大变化幅度相差180 km2,是影响周边环境变化的重要因素;③同时蓄水量在首个调度年内,于2014年11月初达到最大值204.10亿m3,可调水量在16.53-78.93亿m3范围内浮动,且年内整体变化平缓稳定,保证了2015调度年内南水北调中线工程的供水需求。
    15  落水洞对裂隙-管道介质排水过程的影响
    齐天松,束龙仓,张依楠,温忠辉,刘波,鲁程鹏
    2017, 15(5):97-103.
    [摘要](706) [HTML](0) [PDF 881.42 K](472)
    摘要:
    利用自行研制的裂隙-管道介质物理模型进行多组试验,探究落水洞对介质排水过程的影响。对裂隙-管道介质按照介质空隙结构特点进行分区,引入反映介质排水过程中水体排泄快慢的单位时间排水量,进而得到对应不同介质分区和介质整体的四个单位时间排水量。利用单位时间排水量分析九种落水洞横截面积对裂隙-管道介质排水过程的影响。结果表明:落水洞横截面积的增大对裂隙-管道介质结构的影响为增大其储水空间和导水空间;落水洞横截面积的增大会加快裂隙-管道介质的排水过程,排水过程对落水洞横截面积增大的响应在横截面积的增大量达到某一阈值后才会发生,该阈值和介质空隙结构有关;排水过程的三个不同阶段的阈值不同,末期的阈值小于初期、中期的阈值。
    16  基于改进组合赋权物元可拓模型的泥石流危险性评价
    强 跃 ,李莉,李绍红,何建
    2017, 15(5):104-109.
    [摘要](552) [HTML](0) [PDF 770.76 K](486)
    摘要:
    针对泥石流危险性评价中权重和危险度,基于改进的组合赋权物元可拓评价模型,提出确定权重的优化算法。首先,根据文献分析泥石流危险度的分级标准,建立危险度评价指标,然后结合可拓物元评价理论,针对可拓法各指标权重确定的问题,将层次分析法计算得到的主观权重结合投影寻踪法所得到的客观权重通过距离函数进行耦合,从而获取各指标最终的综合权重,结合投影寻踪法优化蝙蝠算法进行求解,形成泥石流评价的组合赋权物元可拓模型。最后,借助Mat lab语言,调用内嵌工具箱和相应数学函数,编制程序得以实现。结合已有工程实例验证表明:危险性评价与实际工程相符合,评价结果相对合理,具有一定的工程应用价值。
    17  地震作用下呷爬滑坡的变形特征分析
    马 斌 李昕尧 梁 超
    2017, 15(5):110-115.
    [摘要](551) [HTML](0) [PDF 1.08 M](1846)
    摘要:
    运用有限差分软件FLAC3D,建立了呷爬滑坡体三维模型,分别施加1倍和3倍El-Centro地震波。计算结果表明,1倍地震波作用下会发生一定的永久位移,但不会滑动失稳;3倍地震波作用下将发生滑动失稳。进一步发现边坡在1倍和3倍地震波激励下的变形滑移特征不同,第一种情况属于累积效应阶段,变形主要集中于滑体Ⅲ,第二种情况属于触发效应阶段,滑体Ⅰ的滑动变形同样剧烈。文中从滑坡体的组成物质和材料参数、滑动区域的地形因素和滑动区域的动力响应三方面进行了分析。运用Newmark有限滑动位移法,基于滑体Ⅰ和滑体Ⅲ的加速度响应时程,计算了两者的永久位移,结果与数值计算吻合良好。表明滑体Ⅲ处的动力响应会产生更大的永久位移,从而验证了数值计算的结果。同时,基于结构动力响应而计算得到的永久位移也可以作为衡量地震作用对该处结构变形影响的指标,从而估计地震对局部结构的破坏作用。
    18  确定越流含水层参数的混沌序列优化算法
    张晓周 卢玉东 郭建青
    2017, 15(5):116-120.
    [摘要](557) [HTML](0) [PDF 712.16 K](433)
    摘要:
    将混沌序列优化算法应用在第一类越流系统含水层非稳定流井流问题上,进行抽水试验数据的分析、含水层参数的求解,并就算法的搜索能力和结果与给定含水层各参数取值范围的关系进行探讨。结果表明:①求解越流条件下含水层参数的计算问题能用混沌序列优化算法得到很好的解决;②除越流因数上限取值会降低越流因数搜索结果的准确性外,储水系数、导水系数、越流因数上限取值对算法的搜索能力和搜索结果没有太明显的影响。相较于其他方法,混沌序列优化算法易于编程、运算简单、运算结果不被人为因素干扰等特点更为突出。
    19  黄土塬区浅层地下水化学特征及其碳循环意义
    宋 超 ,王 攀,韩贵琳,石迎春
    2017, 15(5):121-126.
    [摘要](669) [HTML](0) [PDF 786.81 K](498)
    摘要:
    对甘肃省灵台县独店镇秋射村黄土剖面浅层地下水的水化学组成、溶解无机碳(DIC)、溶解有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)等进行了取样分析,对其δ13CDIC和 δ13CPOC的特征及其控制因素进行了探讨,并评估了降雨补给过程中的碳酸盐风化碳汇强度。结果表明,研究区地下水的水化学类型为HCO3-Ca?Mg型,其方解石饱和指数SIC大于0,已经饱和,但尚未达到大规模沉淀的程度。研究区黄土浅层地下水的DIC变化范围为5.25~5.45 mmol/L,DOC含量为0.59~0.62 mg/L,明显低于地表水体;而POC稍高,这是因为黄土颗粒物的混入造成。泉水和井水的δ13CDIC变化范围在-9.19‰~-8.90‰之间,其较高的δ13C与碳酸盐风化-沉积过程中反复的碳同位素交换有关。而δ13CPOC变化范围在-19.99~-18.87‰之间,与黄土有机碳同位素特征基本一致。地下水中的HCO3-、Ca2+和Mg2+主要来源于碳酸盐的化学风化。根据风化反应的离子平衡关系,计算得到研究区的风化碳汇为2.82mmol/L,即每有1L的降水入渗到零通量面以下,就会产生2.82mmol的碳汇。
    20  新疆玛纳斯河流域典型剖面地下水位动态分析
    魏兴 ,贾瑞亮 ,周金龙 ,王新中
    2017, 15(5):127-133.
    [摘要](639) [HTML](0) [PDF 1008.08 K](543)
    摘要:
    新疆玛纳斯河流域是水资源开发力度较大、经济发展水平较高的地区。对玛纳斯河流域13眼监测井组成典型剖面的2010年―2014年监测数据进行趋势性分析得出,整个监测剖面地下水位呈持续下降趋势,上部冲洪积平原单一潜水区地下水位下降速率为0.65~0.83 m/a(平均0.74 m/a);中部潜水溢出带地下水位下降速率为1.12 m/a;冲积细土平原区上部、下部地下水位下降速率分别为0.59~3.07 m/a(平均1.77 m/a)和0.35~3.98 m/a(平均2.41 m/a);地下水位年下降速率由上游至下游呈增大趋势。在年内变化上,冲洪积平原单一潜水区埋深变化为“降—升—降”;潜水溢出带及以北区域为“升—降—升”。地下水动态类型除上部冲洪积平原单一潜水区为入渗―径流型外,潜水溢出带至冲积细土平原区均为开采型。区域地下水位持续下降使现状地下水埋深(5.89~67.46 m)远大于6.0 m荒漠化临界埋深,生态环境面临恶化。通过对石河子市、玛纳斯县水资源利用分析得出,地下水位持续下降的因素是地下水超采、区域水资源高效利用使地下水补给量减小双重作用下形成的。提出必须科学规划用水,缩减灌溉面积和地下水开采量,开展生态补偿机制,使流域经济社会可持续发展。
    21  基于横波冲击映像法的水闸底板脱空缺陷检测
    黄涛,冯少孔 ,朱新民 ,商峰 ,赵丽娜
    2017, 15(5):134-140.
    [摘要](616) [HTML](0) [PDF 1.23 M](482)
    摘要:
    某水利枢纽下游侧存在渗水、冒水等严重问题,采用横波冲击映像法对进水闸底板与基础围岩脱空情况进行探查,结果表明该法不受水和钢筋网等因素干扰,为修补加固设计方案提供可靠基础资料。文中阐述了检测方法原理、设备及检测过程,给出了数据处理流程,通过数值模拟制定脱空标准,完成闸底板脱空缺陷分布图。检测结论:(1)水闸底板存在脱空,部分底板脱空区形成渗漏通道,造成下游侧涌水;(2)脱空率大于20%的闸底板,需要及时进行灌浆处理,中等程度脱空的闸底板,还需做进一步探查,其他的脱空不严重水闸底板无需处理;(3)建议对水闸进行垂直变形和水平变形监控,严格控制最高运行水位,防范水闸塌陷和下滑。横波冲击映像法为类似工程缺陷问题的探查提供了借鉴。
    22  基于传递率函数与信息熵的混凝土坝裂缝损伤识别指标
    罗德河 ,郑东健 ,胡德华 ,谢荣晖 ,甘声玄
    2017, 15(5):141-145.
    [摘要](528) [HTML](0) [PDF 1.09 M](411)
    摘要:
    混凝土坝运行过程中受到的振动激励信息一般难以精确获取,基于传递率函数理论,对混凝土坝施加一定的振动激励,通过测得的动力响应信息计算传递率函数,同时利用信息熵及互信息可以表征变量的信息特征及相关性,提出了识别和定位结构损伤的指标。这种方法不需要获得外界的激励信息,直接利用结构的响应信息提取损伤特征。混凝土重力坝的仿真和试验结果表明,在损伤程度高于3%的情况下,施加的振动激励能较好地实现损伤识别和定位,并适用于单一损伤和多损伤;根据结构特性合理优化布置测点可以实现局部损伤识别,对混凝土坝的损伤检测有较好的实际应用价值。
    23  环翼式防冲板对圆端形桥墩局部冲刷试验及水力特性
    牟献友 ,王丹,冀鸿兰,李春江,乔春林
    2017, 15(5):146-155.
    [摘要](525) [HTML](0) [PDF 1.47 M](495)
    摘要:
    由于传统桥墩冲刷防护措施的局限性,引入新型防冲装置-环翼式防冲板,对圆端形桥墩冲刷进行防护,通过减小下降水流改变桥墩周围水流结构,主动降低了下降水流对桥墩的冲刷。为探究环翼式防冲板对圆端形桥墩局部冲刷的防护作用,采用3种比例圆端形桥墩、3种环翼式防冲板安装位置进行物理模型试验,对圆端形桥墩周围的冲坑特征、垂向流速、垂向紊动强度、紊动切应力等水力要素进行研究。结果表明:安装环翼式防冲板后,3种圆端形桥墩冲刷程度均减小,中圆端形桥墩冲刷减小幅度最大,冲坑体积减小率为30.0%;中圆端形桥墩安装环翼式防冲板后,墩前垂向流速减小为0.039m/s、垂向紊动强度减小为0.025m/s;防冲板上垂面紊动切应力增大,板下垂面紊动切应力减小。试验结果表明环翼式防冲板能够减小桥墩的局部冲刷,具有很高的实用价值。
    24  小浪底水库泥沙管道高效输送的合理参数分析
    曾杉 秦毅 李时
    2017, 15(5):156-163.
    [摘要](538) [HTML](0) [PDF 938.67 K](506)
    摘要:
    针对管路中沿程实时变化的含沙量和颗粒级配情况,借鉴以往的研究成果,从管路中泥沙的冲淤变化、悬浮特性等多角度分析确定了管道输送泥沙的临界不淤流速;并采用实测值与模型计算值对比拟合的方法,确定了用费祥俊的临界不淤流速计算模型来分析本次管道输送的临界不淤流速;最后,以理论与实践结合提出小浪底水库泥沙管道高效输送的管径和含沙量,为今后试验或生产实践提供参考依据。提出了管径为0.325 m和0.63 m两种不同工况的高效输送参数:含沙量均为620 kg/m3,中值粒径范围0.0512 mm~0.0629 mm,D90为0.14 mm,输送流速分别可在1.75 m/s~2.08 m/s和2.08 m/s~2.2 m/s之间进行调节。对应最大月排沙量分别为8.95万t和34.72万t。
    25  渠道下卧土-混凝土衬砌冻结接触面直剪试验研究
    章赛泽 ? 卞汉兵 董小花 孙兆辉 韩慧敏 邱秀梅
    2017, 15(5):164-169.
    [摘要](669) [HTML](0) [PDF 841.05 K](440)
    摘要:
    为研究渠道下卧土-混凝土衬砌冻结接触面抗剪强度及其随主要影响因素的变化规律,采用直剪仪开展了不同含水率、冻结温度、法向应力及冻结时间条件下渠道下卧土-混凝土衬砌冻结接触面直剪试验研究。结果表明:剪切的初始阶段,接触面存在局部剪应力释放现象,释放量大小受土体含水率、法向应力、冻结时间因素影响,但不受冻结温度的影响;在本试验参数范围内,接触面峰值抗剪强度随着土体含水率、法向应力、冻结时间的增加而增大,随冻结温度的降低而增大;接触面的抗剪强度实质上是冻土中的冰晶与混凝土衬砌接触面之间的胶结力,以及土体与混凝土衬砌接触面之间的黏聚力与摩擦力;峰值抗剪强度大小主要受胶结力影响;黏聚力和摩擦力主要受法向应力、冻结时间的影响。
    26  跌坎型底流消能工跌坎深度在工程优化设计中的应用
    杨宇 ,张家明,陈维亮
    2017, 15(5):170-175.
    [摘要](518) [HTML](0) [PDF 906.72 K](480)
    摘要:
    以某工程导流泄洪隧洞底流消能工为试验研究对象,原方案试验中,在闸门半开工况下,下泄水流出现脱离泄槽底板现象,不利于下泄水流的消能,经研究,改变压坡段底板坡度,同时将泄槽的两个坡段改成一个坡段;原方案底流消能工消力池内均发生远驱式水跃,消能效果差,通过研究采用以最大临底流速为控制目标的最小跌坎深度计算公式,确定消力池底板高程。经两次优化试验后,消除了闸后水流脱离泄槽底板的现象,下泄水流流态稳定,消力池内形成稳定的淹没水跃消能,出池水流与下游水流衔接较好,消力池内临底流速和时均动水压强均明显降低,消能效果好。
    27  雅鲁藏布江-布拉马普特拉河流域GDP数据空间化估算与分析
    周秋文 ,杨胜天,蔡明勇
    2017, 15(5):176-182.
    [摘要](537) [HTML](0) [PDF 940.75 K](571)
    摘要:
    雅鲁藏布江-布拉马普特拉河是重要的国际河流,掌握该流域GDP数据空间分布状况及其变化信息,有助于制定合理的国际河流管理政策,维护区域稳定和发展。传统的GDP数据以行政区为统计单元,不便于国际河流相关信息的统计分析。本文以土地利用数据为基础,实现了雅江流域GDP数据空间化估算。结果表明,印度、孟加拉国在GDP总量方面均有一定优势,不丹和藏南的总量相对较小,但是增速最快,所有区域中第二产业所占比重均不大,说明全流域整体工业发展水平不高,而藏南主要经济来源是农业,其它产业比重较小。
    28  建设工程项目交易费用影响路径研究
    杨元月 李慧敏
    2017, 15(5):183-189.
    [摘要](569) [HTML](0) [PDF 743.17 K](446)
    摘要:
    建设工程项目的实际成本不仅包括工程实际建造成本,还包括工程交易过程中的交易费用。为了揭示在工程交易中由业主所承担交易费用的影响路径,本文构建了影响建工程项目交易费用影响路径模型,通过结构方程模型进行假设验证,研究显示:交易环境和机制在模型中处于核心地位,它在很大程度上决定了交易费用,还影响了承包商的行为和项目管理的效率。承包商行为的不确定性对交易费用具有正向的影响。业主行为的确定性可以降低交易环境和机制的不确定性,还能提高项目管理的效率,并最终降低工程交易费用。
    29  设施草莓耗水规律及灌水器选型试验研究
    毛军 尹世洋,牛勇,王新星,梁翠萍
    2017, 15(5):190-194.
    [摘要](556) [HTML](0) [PDF 853.15 K](455)
    摘要:
    以揭示设施草莓耗水规律、明确灌溉器选型模式为研究目的,采用大型称重式蒸渗仪开展设施草莓耗水规律研究。基于生态环境要素构建了设施草莓耗水经验模型,对比试验分析了滴灌带(管)规格对土壤水分均匀度、产量、根系发育等因素的影响,按照需水特征将草莓全生育期划分为4个主要阶段:花芽分化期、越冬期、盛果期、盛果后期。研究得出:1.设施草莓全生育期的耗水强度随生育期呈现“U”型变化趋势,其中越冬期耗水量最小,试验监测显示设施草莓全生育期(2013.9.5~2014.5.23)的耗水量为406mm,日均1.55mm;2.相关性分析显示叶面积指数对草莓耗水强度影响较小;3.在试验所处条件下,滴头间距为20cm的滴灌带(管)较为适于设施草莓灌溉。
    30  泵站钟形进水流道吸水室后壁形状的研究
    叶鹏,刘超,许健,查智力,黄佳卫
    2017, 15(5):195-201.
    [摘要](544) [HTML](0) [PDF 1.20 M](573)
    摘要:
    基于三维不可压缩流体的雷诺平均N-S方程和RNG k-ε 紊流模型,对矩形、半圆形和“ω”吸水室后壁形状的钟形进水流道泵装置进行了三维紊流数值模拟,并分析了钟形进水流道后壁形状对泵装置水力特性的影响。相同流量下,“ω”形吸水室进水流道流线分布最规则,漩涡比其他形状的进水流道小,“ω”形吸水室进水流道水力损失比矩形吸水室进水流道小1cm;出口断面的流速均匀度达到93%,比矩形和半圆形吸水室进水流道高约2个百分点;出口断面速度加权平均角度达到83.5°,比矩形吸水室进水流道高0.6°,比半圆形吸水室进水流道高0.2°;泵装置运行高效区流量范围比半圆形的拓宽了7.3%,比矩形的拓宽了30%。该研究对于完善泵站钟型进水流道吸水室优化设计具有一定意义。
    31  水力激振作用下的蓄能机组泵工况稳定性分析
    张飞 周喜军 孙慧芳 周攀
    2017, 15(5):202-208.
    [摘要](625) [HTML](0) [PDF 1.42 M](522)
    摘要:
    随着我国蓄能机组的大量投运,水力激振所引发的机组稳定性问题日益严重。针对蓄能机组泵工况运行时的水力激振问题,本文采用现场试验手段获得了额定转速下蓄能机组调相压水工况与稳定泵水工况运行时的机组振动、摆度数据,采用频谱对比分析方法,研究了两种工况下各稳定性测点频谱,通过频谱中频率成分的变化,指出了不同部位测点中频率成分存在的差异。分析结果表明:承受垂直载荷部件振动幅值水泵工况较调相工况略有增大趋势;112.5Hz动静干涉频率成分主要在机组垂直振动方向上传播,且逐渐衰减;水力干扰导致泵工况部分测点的频率成分中增加了叶片通过频率56.25Hz和动静干涉频率112.5Hz,但频率成分的增加并不一定引起机组振动与摆度混频幅值的增大;由于机组振动中261Hz等高频成分的出现,未来厂房与机组的动力分析报告中应包含高频成分,并进行复核。本次观测为转轮设计及研发人员提供了翔实参考数据。

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