南水北调与水利科技（中英文）
2018年第16卷第2期文章目次
2018, 16(2):1-6.
摘要:
天然河流水污染事件频发, 如何运用水库应急调度降低污染损失具有重要意义。以突发水污染事件应急处置 为目标, 分别构建了水污染溯源、浓度预测和水库应急调度模型, 并通过数值模拟的方式对水库调度方案进行优选, 最终建立了一套完善的水库应急调度技术体系。将技术运用于贺江 2013 年水污染事件应急处置分析, 结果表明, 模型重构的监测断面污染物浓度过程与实测过程较为接近, 优选的水库调度方案及其处置效果也与实际情况基本 吻合。结果说明本文建立的水库应急调度关键技术体系可运用于指导河流突发水污染事件应急处置。
天然河流水污染事件频发, 如何运用水库应急调度降低污染损失具有重要意义。以突发水污染事件应急处置 为目标, 分别构建了水污染溯源、浓度预测和水库应急调度模型, 并通过数值模拟的方式对水库调度方案进行优选, 最终建立了一套完善的水库应急调度技术体系。将技术运用于贺江 2013 年水污染事件应急处置分析, 结果表明, 模型重构的监测断面污染物浓度过程与实测过程较为接近, 优选的水库调度方案及其处置效果也与实际情况基本 吻合。结果说明本文建立的水库应急调度关键技术体系可运用于指导河流突发水污染事件应急处置。
2018, 16(2):7-13.
摘要:
“探索编制自然资源资产负债表, 对领导干部实行自然资源资产离任审计0”是十八届三中全会提出的重大决定, 也是加快中国生态文明建设的重要环节。现就自然资源资产负债表的编制对象及体系设计展开讨论。自然资源资产负债表的编制对象应是广泛存在于自然界, 能为人类利用并具有未来经济利益的自然要素, 具有自然与经济双重属性。自然资源资产负债表的表格设计包括期初存量、期末存量和存量变化三部分。文章以湖北省十堰市竹溪县土地资源为例, 编制了2013年竹溪县土地资源资产负债表实物量表与价值量表。分析结果表明,2013年末竹溪县土地资源 3.23 ×105hm2, 价值 89.94 亿元, 整体减少 42.86 hm2 , 损失价值866.23 万元, 呈现林地减少, 耕地增多的趋势, 因此土地规划应充分保护林地和水域, 发挥各种土地类型的生态服务价值, 维持区域供给服务, 调节服 务, 支持服务和文化服务平衡。
“探索编制自然资源资产负债表, 对领导干部实行自然资源资产离任审计0”是十八届三中全会提出的重大决定, 也是加快中国生态文明建设的重要环节。现就自然资源资产负债表的编制对象及体系设计展开讨论。自然资源资产负债表的编制对象应是广泛存在于自然界, 能为人类利用并具有未来经济利益的自然要素, 具有自然与经济双重属性。自然资源资产负债表的表格设计包括期初存量、期末存量和存量变化三部分。文章以湖北省十堰市竹溪县土地资源为例, 编制了2013年竹溪县土地资源资产负债表实物量表与价值量表。分析结果表明,2013年末竹溪县土地资源 3.23 ×105hm2, 价值 89.94 亿元, 整体减少 42.86 hm2 , 损失价值866.23 万元, 呈现林地减少, 耕地增多的趋势, 因此土地规划应充分保护林地和水域, 发挥各种土地类型的生态服务价值, 维持区域供给服务, 调节服 务, 支持服务和文化服务平衡。
2018, 16(2):14-20.
摘要:
针对丰满水库下游鱼类多样性减少的问题, 在满足最小生态流量需求的基础上, 开展了营造适宜鱼类的水文情势研究。通过筛选改变度大且适宜鱼类的水文情势指标构建生态完整度函数, 将此作为生态目标建立水库多目标优化调度模型。调度结果表明, 所建立的生态调度模型在满足发电、供水和最小生态需水量的基础上, 可将生态完整度至少提高 48% , 其中, 涨水率、高流量脉冲数指标隶属度分别增加了0.112、0.261, 且涨水率指标在枯水年改善程度好, 高流量脉冲数指标在枯水年改善程度大、丰水年改善程度小。本文所建立的模型显著提高了适宜鱼类水文情势的生态完整度, 可为有鱼类修复任务的流域提供参考。
针对丰满水库下游鱼类多样性减少的问题, 在满足最小生态流量需求的基础上, 开展了营造适宜鱼类的水文情势研究。通过筛选改变度大且适宜鱼类的水文情势指标构建生态完整度函数, 将此作为生态目标建立水库多目标优化调度模型。调度结果表明, 所建立的生态调度模型在满足发电、供水和最小生态需水量的基础上, 可将生态完整度至少提高 48% , 其中, 涨水率、高流量脉冲数指标隶属度分别增加了0.112、0.261, 且涨水率指标在枯水年改善程度好, 高流量脉冲数指标在枯水年改善程度大、丰水年改善程度小。本文所建立的模型显著提高了适宜鱼类水文情势的生态完整度, 可为有鱼类修复任务的流域提供参考。
2018, 16(2):21-28.
摘要:
长距离输水工程输水量大、闸门群和分水口群众多、控制要求高, 在突发水污染事件下要求保障输水过程稳 定、应急处置高效。研究了南水北调中线总干渠ó 级水污染的应急处置水力调控方案, 提出了ó 级水污染的应急处 置策略, 确定了基于分水口水力特性的水力调控单元划分方法和应急处置水力调控方式。以京石段为例, 提出了采 用不同分水口群或等容积运行规则的 3 种应急调控方案, 并利用建立的一维水动力水质耦合模型, 模拟了不同应急 调控方案下的水流运动和典型污染物的输移过程。研究表明, 三种应急控制方案均能在不弃水、不显著影响上下游 运行的条件下, 通过利用渠道自身调蓄能力或发挥分水口的调控作用, 实现应急调控目标。
长距离输水工程输水量大、闸门群和分水口群众多、控制要求高, 在突发水污染事件下要求保障输水过程稳 定、应急处置高效。研究了南水北调中线总干渠ó 级水污染的应急处置水力调控方案, 提出了ó 级水污染的应急处 置策略, 确定了基于分水口水力特性的水力调控单元划分方法和应急处置水力调控方式。以京石段为例, 提出了采 用不同分水口群或等容积运行规则的 3 种应急调控方案, 并利用建立的一维水动力水质耦合模型, 模拟了不同应急 调控方案下的水流运动和典型污染物的输移过程。研究表明, 三种应急控制方案均能在不弃水、不显著影响上下游 运行的条件下, 通过利用渠道自身调蓄能力或发挥分水口的调控作用, 实现应急调控目标。
2018, 16(2):29-37.
摘要:
分析废水中特征污染物质的组成、性质、来源等对于水污染控制、应急事故处理、环境质量责任认定等具有重 要的意义和价值。荧光光谱技术利用物质的荧光特性, 构建物质的特征光谱图, 并以此分析物质特性, 可用于分析 废水中腐殖质、氨基酸、荧光增白剂、木质素、多环芳烃等多种有机污染物质。文章从荧光光谱技术的原理出发, 主 要对三维荧光光谱技术和同步荧光光谱技术在研究废水溶解有机物特征组成物质中的应用及环境因子对其影响进 行了综述, 并对该技术的发展前景进行展望, 以期为废水溶解有机物特征组成物质提供完善可靠的分析方法。
分析废水中特征污染物质的组成、性质、来源等对于水污染控制、应急事故处理、环境质量责任认定等具有重 要的意义和价值。荧光光谱技术利用物质的荧光特性, 构建物质的特征光谱图, 并以此分析物质特性, 可用于分析 废水中腐殖质、氨基酸、荧光增白剂、木质素、多环芳烃等多种有机污染物质。文章从荧光光谱技术的原理出发, 主 要对三维荧光光谱技术和同步荧光光谱技术在研究废水溶解有机物特征组成物质中的应用及环境因子对其影响进 行了综述, 并对该技术的发展前景进行展望, 以期为废水溶解有机物特征组成物质提供完善可靠的分析方法。
2018, 16(2):38-44.
摘要:
为了研究人工海岛地区低影响开发( LID) 方案设计对削减径流污染的效果和通过设置不同的 LID 设施增大 雨水下渗从而降低土壤盐分的影响, 利用暴雨径流管理模型 SWMM, 设计不同目标导向的 LID 方案。通过 SWMM 模型中的水质模块分析研究径流污染削减效果, 通过建立 SWMM 模型模拟后的雨水下渗量与地下水潜水 层下层水位之间的函数关系对模型中的压盐效果进行分析。结果表明, 应根据 LID 设施的适建范围充分利用各类 用地。绿色屋顶对屋面径流污染具有较好的削减作用, 生态草沟对道路径流污染有较好削减作用, 透水铺装增加雨 水下渗以及压盐效果最优, 另外设置具有错峰排水功能的雨水罐可取得较好的下渗效果, 旨在为人工海岛雨水资源 利用规划提供决策依据。
为了研究人工海岛地区低影响开发( LID) 方案设计对削减径流污染的效果和通过设置不同的 LID 设施增大 雨水下渗从而降低土壤盐分的影响, 利用暴雨径流管理模型 SWMM, 设计不同目标导向的 LID 方案。通过 SWMM 模型中的水质模块分析研究径流污染削减效果, 通过建立 SWMM 模型模拟后的雨水下渗量与地下水潜水 层下层水位之间的函数关系对模型中的压盐效果进行分析。结果表明, 应根据 LID 设施的适建范围充分利用各类 用地。绿色屋顶对屋面径流污染具有较好的削减作用, 生态草沟对道路径流污染有较好削减作用, 透水铺装增加雨 水下渗以及压盐效果最优, 另外设置具有错峰排水功能的雨水罐可取得较好的下渗效果, 旨在为人工海岛雨水资源 利用规划提供决策依据。
2018, 16(2):45-50.
摘要:
潮河流域是北京市城市供水的重要水源地。受环境变化影响, 潮河流域降雨-径流关系发生了显著性变化, 严重影响到北京城市供水安全。利用水文气象长系列数据( 1961- 2014 年) 分析了潮河流域降雨-径流关系的变化, 采用经验统计分析法定量分析气候变化和人类活动对其径流变化的影响, 研究发现: 近 50 年来在降雨波动且微弱下降趋势下, 其径流呈现出较大幅度变化且具有显著下降趋势, 尤其是 2000 年以后; 潮河流域降雨-径流关系发生突变的年份为 1979 年、1998 年。1979 年以后径流系数显著减少, 其中 1979- 1998 年人类活动对径流减少占主导地位, 其影响贡献率为-109.75% , 气候变化对径流影响为正效应, 影响贡献率为 9.75% ; 1999-2014 年人类活动对 径流减少影响贡献率为-88.97% , 气候变化影响贡献率为- 11.03% 。
潮河流域是北京市城市供水的重要水源地。受环境变化影响, 潮河流域降雨-径流关系发生了显著性变化, 严重影响到北京城市供水安全。利用水文气象长系列数据( 1961- 2014 年) 分析了潮河流域降雨-径流关系的变化, 采用经验统计分析法定量分析气候变化和人类活动对其径流变化的影响, 研究发现: 近 50 年来在降雨波动且微弱下降趋势下, 其径流呈现出较大幅度变化且具有显著下降趋势, 尤其是 2000 年以后; 潮河流域降雨-径流关系发生突变的年份为 1979 年、1998 年。1979 年以后径流系数显著减少, 其中 1979- 1998 年人类活动对径流减少占主导地位, 其影响贡献率为-109.75% , 气候变化对径流影响为正效应, 影响贡献率为 9.75% ; 1999-2014 年人类活动对 径流减少影响贡献率为-88.97% , 气候变化影响贡献率为- 11.03% 。
2018, 16(2):51-58.
摘要:
数据同化方法可提高数值预报的时效性和准确性, 且该方法已在水文领域得到应用, 并得到快速发展。为了提高新安江模型径流模拟预报精度, 采用集合卡尔曼滤波方法同化径流数据, 对参数和状态变量进行同步校正估计。通过对三水源新安江模型进行理想条件下的数值实验, 在同时考虑模型自身、模型参数以及观测数据的不确定性的情况下, 分析了参数均值和方差改变、集合大小、同化参数的敏感性以及相关性分析对同化过程的影响。结果表明: 集合卡尔曼滤波算法具有可行性, 且参数均值越接近真值、方差适当增加, 集合大小适中, 同化参数敏感性较低以及参数与变量间相互独立时, 能在一定程度上增加径流同化精度。该研究可为同类型参数同化估计提供一定参考依据。
数据同化方法可提高数值预报的时效性和准确性, 且该方法已在水文领域得到应用, 并得到快速发展。为了提高新安江模型径流模拟预报精度, 采用集合卡尔曼滤波方法同化径流数据, 对参数和状态变量进行同步校正估计。通过对三水源新安江模型进行理想条件下的数值实验, 在同时考虑模型自身、模型参数以及观测数据的不确定性的情况下, 分析了参数均值和方差改变、集合大小、同化参数的敏感性以及相关性分析对同化过程的影响。结果表明: 集合卡尔曼滤波算法具有可行性, 且参数均值越接近真值、方差适当增加, 集合大小适中, 同化参数敏感性较低以及参数与变量间相互独立时, 能在一定程度上增加径流同化精度。该研究可为同类型参数同化估计提供一定参考依据。
2018, 16(2):59-63.
摘要:
为了研究土石介质中碎石性质对土壤入渗和产流过程的影响, 本试验采用室内土柱试验, 分析了两种不同岩 性碎石( 片麻岩和石灰岩) 分别在碎石质量比例( 土石介质比例) 为 15% 、45% 、65% 和 90% 的条件下, 对土壤入渗和 产流的影响, 并用 Philip 模型和 Ho rto n 模型进行了拟合分析。其结果如下: ( 1) 在同一种岩石, 相同时间内, 土壤累 积入渗量随碎石含量的增多而减小, 产流量随碎石含量的增多而增加; ( 2) 在相同碎石比例条件下, 相同时间内, 片 麻岩的累计入渗量大于石灰岩, 而产流量小于石灰岩; ( 3) Philip 模型、H orton 模型均可拟合土石介质土壤累计入渗 量随时间变化关系, 稳定入渗率 A (if ) 随碎石含量呈减小趋势, 土壤吸渗率 S 随碎石含量呈减小趋势, 而初始入渗 率 ii 呈增加趋势。
为了研究土石介质中碎石性质对土壤入渗和产流过程的影响, 本试验采用室内土柱试验, 分析了两种不同岩 性碎石( 片麻岩和石灰岩) 分别在碎石质量比例( 土石介质比例) 为 15% 、45% 、65% 和 90% 的条件下, 对土壤入渗和 产流的影响, 并用 Philip 模型和 Ho rto n 模型进行了拟合分析。其结果如下: ( 1) 在同一种岩石, 相同时间内, 土壤累 积入渗量随碎石含量的增多而减小, 产流量随碎石含量的增多而增加; ( 2) 在相同碎石比例条件下, 相同时间内, 片 麻岩的累计入渗量大于石灰岩, 而产流量小于石灰岩; ( 3) Philip 模型、H orton 模型均可拟合土石介质土壤累计入渗 量随时间变化关系, 稳定入渗率 A (if ) 随碎石含量呈减小趋势, 土壤吸渗率 S 随碎石含量呈减小趋势, 而初始入渗 率 ii 呈增加趋势。
2018, 16(2):64-73.
摘要:
以太行山区( 华北平原水源地, 分属黄河流域和海河流域) 为研究对象, 建立了分布式水文模型 WEP-L( Water and Energy transfer Processes in Large river basins) , 模拟了 1980- 2000 年间山区的水循环过程, 总结了蓝水( 径流性水资源) 和绿水的年际及随高程的变化规律。在此基础上, 定量区分了研究区气候波动和土地利用/覆盖变化对蓝水与绿水变化的贡献。研究结果表明: (1) 太行山两侧的蓝绿水变化具有明显的差异; 海河片区蓝水呈增长趋势, 绿水呈下降趋势; 黄河片区蓝水呈减少趋势, 绿水呈增长趋势。(2) 太行山区蓝水资源量变化的主导因素是气候波动。(3) 土地利用/覆盖的改变是太行山区绿水变化的决定性因素。植被增多可增加绿水资源的利用, 但同时将明显减少对经济社会发展非常重要的蓝水资源量。因此, 山区国土资源开发与空间优化须重点考虑蓝水和绿水的合理调控。
以太行山区( 华北平原水源地, 分属黄河流域和海河流域) 为研究对象, 建立了分布式水文模型 WEP-L( Water and Energy transfer Processes in Large river basins) , 模拟了 1980- 2000 年间山区的水循环过程, 总结了蓝水( 径流性水资源) 和绿水的年际及随高程的变化规律。在此基础上, 定量区分了研究区气候波动和土地利用/覆盖变化对蓝水与绿水变化的贡献。研究结果表明: (1) 太行山两侧的蓝绿水变化具有明显的差异; 海河片区蓝水呈增长趋势, 绿水呈下降趋势; 黄河片区蓝水呈减少趋势, 绿水呈增长趋势。(2) 太行山区蓝水资源量变化的主导因素是气候波动。(3) 土地利用/覆盖的改变是太行山区绿水变化的决定性因素。植被增多可增加绿水资源的利用, 但同时将明显减少对经济社会发展非常重要的蓝水资源量。因此, 山区国土资源开发与空间优化须重点考虑蓝水和绿水的合理调控。
2018, 16(2):74-80.
摘要:
为降低水文模型的不确定性对流域水文过程模拟的影响, 优化模型的实际应用效果, 选取四种常见的水文模型: SWAT 模型、BTOPMC 模型、VIC 模型和 DT VG模型在中国西南的雅砻江流域分别建模, 采用一套统一的模型输入数据与模拟时间范围, 再次运用四个水文模型进行径流计算, 并运用北京师范大学水科学研究院自主开发的基于人工神经网络方法的多模型输出集合系统对四个模型的模拟结果进行集合计算, 得到集合计算的流量过程线及误差水平, 与各水文模型计算结果相比较。研究结果表明, 多模型集合计算的确定性系数和纳什效率系数均达到了0.90, 相比单一水文模型的计算精度有大幅提高, 且计算结果较稳定, 与实际径流过程具有很好的一致性, 说明多模型集合模拟在该流域具有很好的适用性。
为降低水文模型的不确定性对流域水文过程模拟的影响, 优化模型的实际应用效果, 选取四种常见的水文模型: SWAT 模型、BTOPMC 模型、VIC 模型和 DT VG模型在中国西南的雅砻江流域分别建模, 采用一套统一的模型输入数据与模拟时间范围, 再次运用四个水文模型进行径流计算, 并运用北京师范大学水科学研究院自主开发的基于人工神经网络方法的多模型输出集合系统对四个模型的模拟结果进行集合计算, 得到集合计算的流量过程线及误差水平, 与各水文模型计算结果相比较。研究结果表明, 多模型集合计算的确定性系数和纳什效率系数均达到了0.90, 相比单一水文模型的计算精度有大幅提高, 且计算结果较稳定, 与实际径流过程具有很好的一致性, 说明多模型集合模拟在该流域具有很好的适用性。
2018, 16(2):81-86.
摘要:
当今世界卫星遥感和图像处理技术迅速崛起并飞速发展, 利用卫星遥感数据对水资源进行分析和监测已成为必然趋势。中亚五国地处欧亚大陆核心腹地, 是丝绸之路经济带的陆上要塞, 地区内常年干旱少雨, 国家间水体面积差异显著。利用 Landsat-TM/ETM + 卫星遥感影像数据, 基于决策树分类方法, 进行提取中亚水体信息, 选取中亚主要湖泊、河渠作为典型研究区, 研究 2000 年、2010 年和 2015 年的水体动态变化。研究结果表明, 中亚水体总面积为 123 984.80 km2 , 其中湖泊面积为 111 856.63 km2 , 河渠面积为 6 323.59 km2 , 自然坑塘面积为 5 804.58 km2 , 湖泊、河渠和自然坑塘面积分别占中亚水体总面积的 90.21% 、5.10% 和 4.68% ; 中亚地区除乌兹别克斯坦国水资源充足外, 其余国家水资源相对匮乏; 典型研究区中咸海、额尔齐斯河和乌拉尔河变差系数相对较大, 分别为 41.18% 、24.82% 和 14.68% ; 总体来看, 中亚水体面积正逐年减少, 研究中亚水体分布及动态变化有助于推进“一带一路”战略。
当今世界卫星遥感和图像处理技术迅速崛起并飞速发展, 利用卫星遥感数据对水资源进行分析和监测已成为必然趋势。中亚五国地处欧亚大陆核心腹地, 是丝绸之路经济带的陆上要塞, 地区内常年干旱少雨, 国家间水体面积差异显著。利用 Landsat-TM/ETM + 卫星遥感影像数据, 基于决策树分类方法, 进行提取中亚水体信息, 选取中亚主要湖泊、河渠作为典型研究区, 研究 2000 年、2010 年和 2015 年的水体动态变化。研究结果表明, 中亚水体总面积为 123 984.80 km2 , 其中湖泊面积为 111 856.63 km2 , 河渠面积为 6 323.59 km2 , 自然坑塘面积为 5 804.58 km2 , 湖泊、河渠和自然坑塘面积分别占中亚水体总面积的 90.21% 、5.10% 和 4.68% ; 中亚地区除乌兹别克斯坦国水资源充足外, 其余国家水资源相对匮乏; 典型研究区中咸海、额尔齐斯河和乌拉尔河变差系数相对较大, 分别为 41.18% 、24.82% 和 14.68% ; 总体来看, 中亚水体面积正逐年减少, 研究中亚水体分布及动态变化有助于推进“一带一路”战略。
2018, 16(2):87-92.
摘要:
新疆和田河流域环境脆弱, 径流极易受气候变化的影响。基于此, 通过对和田河典型站点 1980- 2013 年间的数据资料分析得出: 同古孜鲁克站年降水量总体呈现明显增加趋势, 增加率为 18mm/(10a) , 降水量发生两次突变, 1993 年突变发生以后年降水量呈现减少趋势, 2001 年发生第二次突变, 突变发生之后降水量呈增加趋势; 年平均气温呈 0.232℃/(10a) 的上升趋势, 2007 年出现最高气温, 最低气温出现在 2012 年; 年日照时数以倾向率为 21. 5 W/( m2·( 10a) ) 的速度趋势减少; 年径流量以23.5×107m3/(10a) 的速率在增加; 径流与前期气温的相关性强于降水。
新疆和田河流域环境脆弱, 径流极易受气候变化的影响。基于此, 通过对和田河典型站点 1980- 2013 年间的数据资料分析得出: 同古孜鲁克站年降水量总体呈现明显增加趋势, 增加率为 18mm/(10a) , 降水量发生两次突变, 1993 年突变发生以后年降水量呈现减少趋势, 2001 年发生第二次突变, 突变发生之后降水量呈增加趋势; 年平均气温呈 0.232℃/(10a) 的上升趋势, 2007 年出现最高气温, 最低气温出现在 2012 年; 年日照时数以倾向率为 21. 5 W/( m2·( 10a) ) 的速度趋势减少; 年径流量以23.5×107m3/(10a) 的速率在增加; 径流与前期气温的相关性强于降水。
2018, 16(2):93-99.
摘要:
确定水文变量的概率分布, 是计算各类标准化干旱指标的关键。提出了基于最大熵原理( POME) 的月径流分布构建方法, 采用多阶矩作为求解最大熵的约束条件, 以拉格朗日乘子法估计分布参数, 计算了不同时间尺度的标准化径流干旱指数SDI, 评估了汉江 30 个子流域历史水文干旱情势。结果表明: 与 Normal、Gamma、Weibull、Pearson Type ó 等常用概率分布相比, POME 分布模型可以最大程度地利用实测水文数据中的信息, 有效拟合不同时间尺度的累积月径流量, 表现出良好的适用性; 随着时间尺度的增大, 采用不同分布拟合同一尺度的月径流量, 差别逐渐减小, 月径流量概率分布特征趋于正态化。成果可为推求干旱指标, 研究干旱特征的统计规律, 进行干旱频率分析等提供新的手段。
确定水文变量的概率分布, 是计算各类标准化干旱指标的关键。提出了基于最大熵原理( POME) 的月径流分布构建方法, 采用多阶矩作为求解最大熵的约束条件, 以拉格朗日乘子法估计分布参数, 计算了不同时间尺度的标准化径流干旱指数SDI, 评估了汉江 30 个子流域历史水文干旱情势。结果表明: 与 Normal、Gamma、Weibull、Pearson Type ó 等常用概率分布相比, POME 分布模型可以最大程度地利用实测水文数据中的信息, 有效拟合不同时间尺度的累积月径流量, 表现出良好的适用性; 随着时间尺度的增大, 采用不同分布拟合同一尺度的月径流量, 差别逐渐减小, 月径流量概率分布特征趋于正态化。成果可为推求干旱指标, 研究干旱特征的统计规律, 进行干旱频率分析等提供新的手段。
2018, 16(2):100-107.
摘要:
胶东地区是严重缺水地区, 近年来随着城市人口不断增长, 工农业生产和经济快速发展, 缺水问题越来越突出。以胶东地区缺水较为严重的潍坊、青岛、烟台、威海四个地市为研究区域, 结合引黄济青工程和南水北调东线工程实施跨流域调水, 缓解供需矛盾, 以 2020 年和 2025 年为规划水平年, 基于水量平衡分析, 构建以缺水量最小和调水工程效益最大为目标的多水源多目标优化配置模型, 确定调引不同水源( 黄河水,黄河水和长江水) 时的水资源优化配置方案。配置结果表明: 只调引黄河水, 受水区不同规划年的缺水量分别降低 14%～83% 、10%～31% ; 同时调引黄河水和长江水, 受水区不同规划年的缺水量分别降低 28%～81% 、19%～53% 。可见优化配置方案可以有 效缓解胶东地区水资源紧缺状况和供需水矛盾, 为胶东地区的可持续发展奠定基础。
胶东地区是严重缺水地区, 近年来随着城市人口不断增长, 工农业生产和经济快速发展, 缺水问题越来越突出。以胶东地区缺水较为严重的潍坊、青岛、烟台、威海四个地市为研究区域, 结合引黄济青工程和南水北调东线工程实施跨流域调水, 缓解供需矛盾, 以 2020 年和 2025 年为规划水平年, 基于水量平衡分析, 构建以缺水量最小和调水工程效益最大为目标的多水源多目标优化配置模型, 确定调引不同水源( 黄河水,黄河水和长江水) 时的水资源优化配置方案。配置结果表明: 只调引黄河水, 受水区不同规划年的缺水量分别降低 14%～83% 、10%～31% ; 同时调引黄河水和长江水, 受水区不同规划年的缺水量分别降低 28%～81% 、19%～53% 。可见优化配置方案可以有 效缓解胶东地区水资源紧缺状况和供需水矛盾, 为胶东地区的可持续发展奠定基础。
2018, 16(2):108-114.
摘要:
为了更好的指导天山西部山区冰雪水资源的开发利用, 对其雪线变化规律的研究有至关重要的作用。借助 2000- 2016 年 MODIS 数据、DEM 数据以及 1959- 2015 年气象数据, 采用遥感监测雪线法、气候雪线法、雪线场法, 对喀什河流域雪线时空变化规律进行分析研究, 结果表明: (1) 基于遥感监测雪线法可以看出, 研究区多年平均 8 日、年均雪线均呈上升趋势; 在季节尺度上, 春季和冬季雪线呈上升趋势, 秋季和夏季雪线呈下降趋势; 结合气候数据可知, 年均雪线对降水有较好响应, 春季雪线对气温有较好响应; (2) 基于气候雪线法可以看出, 气候雪线要高于遥感监测雪线, 仅从气候角度分析, 气候变化导致雪线逐年呈上升趋势; (3) 采用雪线场分析可看出, 雪线场的雪线分布主要受地形影响, 以 2000 m 高度为界限, 其上下两部分雪线场对降水有不同的响应。
为了更好的指导天山西部山区冰雪水资源的开发利用, 对其雪线变化规律的研究有至关重要的作用。借助 2000- 2016 年 MODIS 数据、DEM 数据以及 1959- 2015 年气象数据, 采用遥感监测雪线法、气候雪线法、雪线场法, 对喀什河流域雪线时空变化规律进行分析研究, 结果表明: (1) 基于遥感监测雪线法可以看出, 研究区多年平均 8 日、年均雪线均呈上升趋势; 在季节尺度上, 春季和冬季雪线呈上升趋势, 秋季和夏季雪线呈下降趋势; 结合气候数据可知, 年均雪线对降水有较好响应, 春季雪线对气温有较好响应; (2) 基于气候雪线法可以看出, 气候雪线要高于遥感监测雪线, 仅从气候角度分析, 气候变化导致雪线逐年呈上升趋势; (3) 采用雪线场分析可看出, 雪线场的雪线分布主要受地形影响, 以 2000 m 高度为界限, 其上下两部分雪线场对降水有不同的响应。
2018, 16(2):115-121.
摘要:
以宜兴市海绵城市示范区域为研究对象, 通过 SWMM 软件对研究区域概化、建模, 根据实际监测数据对模型真实度进行验证。模拟了重现期分别为 3a、5a、10a、15a、50a、100a 暴雨强度下渗透铺装对降雨地表径流产生的水文、水质效果, 并分析渗透铺装对城市雨水系统生态性的影响。结果表明: 采用渗透铺装对降雨径流量的削减可达 19.74% , 径流系数平均降低 21.93% , 径流削减作用总体随降雨强度增大而增大, 但增幅较小, 调控效果较为显著且稳定。对常规污染物负荷( SS、COD、TN、TP) 可分别减少 24.12% 、23.79% 、22.81% 、21.90% , 削减作用明显, 且对径流量及负荷浓度峰现时间产生一定迟滞效果。研究对渗透铺装的效果进行科学评价, 可对工程设计提供一定参考意见。
以宜兴市海绵城市示范区域为研究对象, 通过 SWMM 软件对研究区域概化、建模, 根据实际监测数据对模型真实度进行验证。模拟了重现期分别为 3a、5a、10a、15a、50a、100a 暴雨强度下渗透铺装对降雨地表径流产生的水文、水质效果, 并分析渗透铺装对城市雨水系统生态性的影响。结果表明: 采用渗透铺装对降雨径流量的削减可达 19.74% , 径流系数平均降低 21.93% , 径流削减作用总体随降雨强度增大而增大, 但增幅较小, 调控效果较为显著且稳定。对常规污染物负荷( SS、COD、TN、TP) 可分别减少 24.12% 、23.79% 、22.81% 、21.90% , 削减作用明显, 且对径流量及负荷浓度峰现时间产生一定迟滞效果。研究对渗透铺装的效果进行科学评价, 可对工程设计提供一定参考意见。
2018, 16(2):122-131.
摘要:
利用贵州省 1961- 2013 年逐日 0 cm 地面温度观测资料, 采用 ArcGIS 空间分析、线性趋势分析、小波分析、 Mann-kendall 非参数统计检验法等对贵州省地温的空间分布、变化趋势、突变特点、周期变化等进行研究。结果表明: 平均地温、平均最低地温年际、季节空间分布大致从黔西北向黔东南随经度增加、海拔和纬度的降低而逐渐升高; 平均最高地温年际与秋、冬季空间分布大致从黔东北向黔西南随着经度、纬度的降低和海拔的升高而逐渐升高。 平均地温与平均最低地温年际、季节变化均呈增温趋势, 尤以平均最低地温年际、季节增温趋势最显著; 平均最高地 温年际与春、夏、秋季均呈增温趋势, 冬季呈缓慢下降趋势。平均地温、平均最高地温、平均最低地温年际、季节突变集中于 20 世纪 90 年代以来; 且均以春、秋季突变十分显著。平均地温、平均最高地温、平均最低地温年际、季节周期变化主要以长周期为主周期。年平均地温、年平均最低地温与海拔呈显著的负相关, 与经度呈显著的正相关, 而年平均最高地温则与纬度呈显著的负相关。
利用贵州省 1961- 2013 年逐日 0 cm 地面温度观测资料, 采用 ArcGIS 空间分析、线性趋势分析、小波分析、 Mann-kendall 非参数统计检验法等对贵州省地温的空间分布、变化趋势、突变特点、周期变化等进行研究。结果表明: 平均地温、平均最低地温年际、季节空间分布大致从黔西北向黔东南随经度增加、海拔和纬度的降低而逐渐升高; 平均最高地温年际与秋、冬季空间分布大致从黔东北向黔西南随着经度、纬度的降低和海拔的升高而逐渐升高。 平均地温与平均最低地温年际、季节变化均呈增温趋势, 尤以平均最低地温年际、季节增温趋势最显著; 平均最高地 温年际与春、夏、秋季均呈增温趋势, 冬季呈缓慢下降趋势。平均地温、平均最高地温、平均最低地温年际、季节突变集中于 20 世纪 90 年代以来; 且均以春、秋季突变十分显著。平均地温、平均最高地温、平均最低地温年际、季节周期变化主要以长周期为主周期。年平均地温、年平均最低地温与海拔呈显著的负相关, 与经度呈显著的正相关, 而年平均最高地温则与纬度呈显著的负相关。
2018, 16(2):132-139.
摘要:
侧式进出水口是抽水蓄能电站广泛采用的水流过渡结构形式, 是连接库区与输水管道的咽喉。该部位双向过渡水流结构较为复杂, 对工程的运行效率及安全有重要影响, 而合理的进出口体型是保证水流合理过渡和工程安全的关键。研究侧式进出水口体型及水力特性的方法主要有物理模型试验、数值模拟及原型观测。文章对进出水口前漩涡、进出口段水流过渡和水头损失等方面研究成果加以总结。分析了漩涡形成机理、诱涡因素及抑制漩涡形成的工程与非工程措施; 明确了均衡过渡水流的工程要求及满足水流均衡过渡的结构体型设计准则; 列举了部分工程进出水口体型参数、过渡水流特征数及进出流水头损失系数。
侧式进出水口是抽水蓄能电站广泛采用的水流过渡结构形式, 是连接库区与输水管道的咽喉。该部位双向过渡水流结构较为复杂, 对工程的运行效率及安全有重要影响, 而合理的进出口体型是保证水流合理过渡和工程安全的关键。研究侧式进出水口体型及水力特性的方法主要有物理模型试验、数值模拟及原型观测。文章对进出水口前漩涡、进出口段水流过渡和水头损失等方面研究成果加以总结。分析了漩涡形成机理、诱涡因素及抑制漩涡形成的工程与非工程措施; 明确了均衡过渡水流的工程要求及满足水流均衡过渡的结构体型设计准则; 列举了部分工程进出水口体型参数、过渡水流特征数及进出流水头损失系数。
2018, 16(2):140-145.
摘要:
许多水工建筑物建于基岩上, 天然岩体大多存在节理裂隙, 在高水压力作用下易发生水力劈裂破坏。为研究裂隙岩体的水力劈裂特性, 以水泥砂浆代替岩石、制作预制裂缝试样, 研制了高压水密封装置和水压力加载系统, 开展了不同缝长和缝宽的砂浆试件水力劈裂试验研究, 测定了预制裂缝起裂临界水压力、水力劈裂临界水压力, 分析了两者关系, 提出了预测表达式。试验结果表明, 试件水力劈裂临界水压力为 0. 441~ 1. 542 M Pa, 相同条件下, 试件水力劈裂临界水压力与初始缝长及缝宽呈负相关关系; 预制裂缝起裂临界水压力与水力劈裂临界水压力比值为 61.57% ~ 64.17% , 与预制裂缝初始缝长和缝宽无关。应用应力强度因子计算公式, 综合试验结果, 分析得到了考虑预制裂缝宽度影响的裂缝起裂临界水压力和试件水力劈裂临界水压力的计算表达式。
许多水工建筑物建于基岩上, 天然岩体大多存在节理裂隙, 在高水压力作用下易发生水力劈裂破坏。为研究裂隙岩体的水力劈裂特性, 以水泥砂浆代替岩石、制作预制裂缝试样, 研制了高压水密封装置和水压力加载系统, 开展了不同缝长和缝宽的砂浆试件水力劈裂试验研究, 测定了预制裂缝起裂临界水压力、水力劈裂临界水压力, 分析了两者关系, 提出了预测表达式。试验结果表明, 试件水力劈裂临界水压力为 0. 441~ 1. 542 M Pa, 相同条件下, 试件水力劈裂临界水压力与初始缝长及缝宽呈负相关关系; 预制裂缝起裂临界水压力与水力劈裂临界水压力比值为 61.57% ~ 64.17% , 与预制裂缝初始缝长和缝宽无关。应用应力强度因子计算公式, 综合试验结果, 分析得到了考虑预制裂缝宽度影响的裂缝起裂临界水压力和试件水力劈裂临界水压力的计算表达式。
2018, 16(2):146-150.
摘要:
为了改善泵站前池边侧大面积回漩不良流态, 基于商用 CFD 软件 Fluent, 运用 N-S 方程和 Reliable k-ε紊流模型对加倒 T 形底坎的前池进行数值模拟, 分析倒 T 形底坎的几何参数对前池流态和边侧流速的影响。结果表明: 无整流措施时, 前池中流态紊乱, 通过加设倒 T 形底坎可显著改善前池中的流态, 提高边侧机组的流速, 改善前池中流速分布均匀度; 倒 T 形底坎设置在前池中的位置和其上部结构的尺寸对前池整流效果有明显的影响; 倒 T 形底坎的位置距进水池入口 7.5D, 上部结构高为 0.4H , 宽为 0.1B, 前池中流态得到明显改善, 边侧回漩范围减小。
为了改善泵站前池边侧大面积回漩不良流态, 基于商用 CFD 软件 Fluent, 运用 N-S 方程和 Reliable k-ε紊流模型对加倒 T 形底坎的前池进行数值模拟, 分析倒 T 形底坎的几何参数对前池流态和边侧流速的影响。结果表明: 无整流措施时, 前池中流态紊乱, 通过加设倒 T 形底坎可显著改善前池中的流态, 提高边侧机组的流速, 改善前池中流速分布均匀度; 倒 T 形底坎设置在前池中的位置和其上部结构的尺寸对前池整流效果有明显的影响; 倒 T 形底坎的位置距进水池入口 7.5D, 上部结构高为 0.4H , 宽为 0.1B, 前池中流态得到明显改善, 边侧回漩范围减小。
2018, 16(2):151-157.
摘要:
为预测并分析滨江西带状公园建设后对南渡江河口段行洪能力的影响, 基于 MIKE21 FM 水动力模块, 建立了南渡江河口段平面二维水流数值模型。首先结合水文站实测洪水资料, 对河口段河道、滩地糙率参数进行率定与验证。将公园模型概化为局部阻力修正和局部地形修正两种方式, 然后分别模拟计算三种潮洪组合工况下河口段水面线和流场变化。计算结果表明, 两种概化方式计算结果基本一致, 公园建设后河道地形和糙率发生变化, 导致水面线壅高和主流流速加大。阻力修正法计算的水面线壅高值稍偏大, 但仍低于左右岸防洪堤设计水位, 没有降低南渡江河口段防洪能力。司马坡岛附近局部出现高流速区, 有必要采取相应的防冲措施。
为预测并分析滨江西带状公园建设后对南渡江河口段行洪能力的影响, 基于 MIKE21 FM 水动力模块, 建立了南渡江河口段平面二维水流数值模型。首先结合水文站实测洪水资料, 对河口段河道、滩地糙率参数进行率定与验证。将公园模型概化为局部阻力修正和局部地形修正两种方式, 然后分别模拟计算三种潮洪组合工况下河口段水面线和流场变化。计算结果表明, 两种概化方式计算结果基本一致, 公园建设后河道地形和糙率发生变化, 导致水面线壅高和主流流速加大。阻力修正法计算的水面线壅高值稍偏大, 但仍低于左右岸防洪堤设计水位, 没有降低南渡江河口段防洪能力。司马坡岛附近局部出现高流速区, 有必要采取相应的防冲措施。
2018, 16(2):158-163.
摘要:
对于冬季输水渠道, 在其基土冻胀作用时边坡混凝土板力学模型得到实践工程检验的基础之上, 又以实际工程渠道为参数, 理论分析了在特定冻胀力作用类型及计算方法的条件下, 其渠道坡角、水深和边坡混凝土板厚度的变化对边坡混凝土板内力的影响规律。结果表明: 冬季输水渠道边坡板在冬季渠基土冻胀的过程中有沿坡面整体上移的趋势; 在渠基土边坡整体稳定的前提条件下, 增大渠道坡角、减小渠底宽、提高渠内水位可大大减少渠道冻胀作用时边坡板的内力, 降低渠道冻胀破坏的机率; 通过增加边坡板的厚度来提高渠道抗冻胀破坏能力是不可取的。 该成果为季节冻土区冬季无冰盖输水渠道的抗冻胀破坏设计指出了设计新思路。根据设计流量, 设计并调整渠道水力参数, 尽可能使渠内水深提高, 不仅降低渠道冻胀破坏的机率, 还可以减少渠道用地面积和土方工程量。
对于冬季输水渠道, 在其基土冻胀作用时边坡混凝土板力学模型得到实践工程检验的基础之上, 又以实际工程渠道为参数, 理论分析了在特定冻胀力作用类型及计算方法的条件下, 其渠道坡角、水深和边坡混凝土板厚度的变化对边坡混凝土板内力的影响规律。结果表明: 冬季输水渠道边坡板在冬季渠基土冻胀的过程中有沿坡面整体上移的趋势; 在渠基土边坡整体稳定的前提条件下, 增大渠道坡角、减小渠底宽、提高渠内水位可大大减少渠道冻胀作用时边坡板的内力, 降低渠道冻胀破坏的机率; 通过增加边坡板的厚度来提高渠道抗冻胀破坏能力是不可取的。 该成果为季节冻土区冬季无冰盖输水渠道的抗冻胀破坏设计指出了设计新思路。根据设计流量, 设计并调整渠道水力参数, 尽可能使渠内水深提高, 不仅降低渠道冻胀破坏的机率, 还可以减少渠道用地面积和土方工程量。
2018, 16(2):164-170.
摘要:
地下水作为陕西泾惠渠灌区的重要水源, 对其动态特征的研究在灌区水资源开发利用方面具有重要的指导意义。根据泾惠渠灌区 1981- 2010 年的地下水位平均埋深资料, 采用线性倾向估计法、累积距平法、Sen 斜率估计法、Mann-Kendall 趋势检验法对泾惠渠灌区地下水位埋深动态序列进行年际变化分析; 采用滑动 T 检验法和双向回归突变分析法分析序列突变性; 采用主成分分析法和灰色关联分析法确定影响灌区地下水埋深动态的主要因素。 结果表明: 灌区 1981- 2010 年地下水位平均埋深基本呈增加趋势, 突变点出现在 1994 年, 1994 年之前影响灌区地下水埋深动态的主要因素为蒸发量, 1994 年之后主要影响因素为蒸发量、地下水开采量和灌渠引水量。
地下水作为陕西泾惠渠灌区的重要水源, 对其动态特征的研究在灌区水资源开发利用方面具有重要的指导意义。根据泾惠渠灌区 1981- 2010 年的地下水位平均埋深资料, 采用线性倾向估计法、累积距平法、Sen 斜率估计法、Mann-Kendall 趋势检验法对泾惠渠灌区地下水位埋深动态序列进行年际变化分析; 采用滑动 T 检验法和双向回归突变分析法分析序列突变性; 采用主成分分析法和灰色关联分析法确定影响灌区地下水埋深动态的主要因素。 结果表明: 灌区 1981- 2010 年地下水位平均埋深基本呈增加趋势, 突变点出现在 1994 年, 1994 年之前影响灌区地下水埋深动态的主要因素为蒸发量, 1994 年之后主要影响因素为蒸发量、地下水开采量和灌渠引水量。
2018, 16(2):171-176.
摘要:
针对西部深埋矿区煤炭资源开发对地下水扰动的相关研究不足的问题, 依据弹塑性相关理论, 利用多物理场数值模拟软件(COMSOL) , 研究了深埋煤层采动覆岩渗透能力变异与地下水的响应规律, 模拟得出案例矿井在不同采动应力状态区覆岩渗透能力变化具有差异性: 采动覆岩应力拉伸区岩体的渗透率相对增大, 在采掘空间的直接顶渗透率增大26%, 在地表沉陷盆地边缘增大3% ; 覆岩压缩区渗透率相对减小, 在煤岩柱两侧渗透率减小43% , 在采掘空间正上方约300 m 处渗透率减小18% 。由于采掘后井下采掘空间直接与大气联通, 形成了以导水裂缝带范围为中心的水压降落漏斗, 导致垂向水力梯度与流速加剧; 而在煤层顶板300 m 以上范围, 水压水头基本为原始状态。研究成果为我国干旱与半干旱矿区煤-水资源合理开发、科学管控提供技术依据。
针对西部深埋矿区煤炭资源开发对地下水扰动的相关研究不足的问题, 依据弹塑性相关理论, 利用多物理场数值模拟软件(COMSOL) , 研究了深埋煤层采动覆岩渗透能力变异与地下水的响应规律, 模拟得出案例矿井在不同采动应力状态区覆岩渗透能力变化具有差异性: 采动覆岩应力拉伸区岩体的渗透率相对增大, 在采掘空间的直接顶渗透率增大26%, 在地表沉陷盆地边缘增大3% ; 覆岩压缩区渗透率相对减小, 在煤岩柱两侧渗透率减小43% , 在采掘空间正上方约300 m 处渗透率减小18% 。由于采掘后井下采掘空间直接与大气联通, 形成了以导水裂缝带范围为中心的水压降落漏斗, 导致垂向水力梯度与流速加剧; 而在煤层顶板300 m 以上范围, 水压水头基本为原始状态。研究成果为我国干旱与半干旱矿区煤-水资源合理开发、科学管控提供技术依据。
2018, 16(2):177-181.
摘要:
相对于定性研究海水入侵的程度及规律, 定量研究能更直观的给出海水入侵地区的 SGD( Submarine groundwater discharge) 以及流入量。选择潍坊昌邑市北部潮间带地区, 布设 3 km 长监测剖面, 通过监测地下水水位、水 温、以及电导率数据, 运用数学方法定量估算海底地下水交换量。同时, 运用计算所得结果, 对研究区海水入侵情况进行评估, 为将来该地区地下水监测提供科学依据。计算结果表明, 潮间带流入量明显大于流出量, 海水呈现朝陆推进趋势。
相对于定性研究海水入侵的程度及规律, 定量研究能更直观的给出海水入侵地区的 SGD( Submarine groundwater discharge) 以及流入量。选择潍坊昌邑市北部潮间带地区, 布设 3 km 长监测剖面, 通过监测地下水水位、水 温、以及电导率数据, 运用数学方法定量估算海底地下水交换量。同时, 运用计算所得结果, 对研究区海水入侵情况进行评估, 为将来该地区地下水监测提供科学依据。计算结果表明, 潮间带流入量明显大于流出量, 海水呈现朝陆推进趋势。
2018, 16(2):182-188.
摘要:
基于气象站与测风塔的区域风能资源评估具有较大局限性, 前者无法获得风机轮毂高度处的风速资料, 评估精度较低, 后者难以获得较长时间观测资料, 对平均风速的年际变化反映不足, 且评估成本较高。选取南四湖周边地区为研究对象, 基于 WRF 构建该地区数值天气预报模式, 在 NCEPFNL 资料的驱动下实现南四湖地区 2000-2016 年的小时风场模拟。提取 80 m 高度处风场模拟信息, 通过年平均风速、年平均风功率密度、年可利用小时数、 年内风速分布、主风向等指标, 对该地区风能资源进行了初步评估, 认为该地区风能资源具备一定开发利用价值, 且靠近南水北调东线泵站群等能源消耗中心, 有利于风电的就地消纳, 为该地区风能资源详查和开发利用提供了一定的参考。
基于气象站与测风塔的区域风能资源评估具有较大局限性, 前者无法获得风机轮毂高度处的风速资料, 评估精度较低, 后者难以获得较长时间观测资料, 对平均风速的年际变化反映不足, 且评估成本较高。选取南四湖周边地区为研究对象, 基于 WRF 构建该地区数值天气预报模式, 在 NCEPFNL 资料的驱动下实现南四湖地区 2000-2016 年的小时风场模拟。提取 80 m 高度处风场模拟信息, 通过年平均风速、年平均风功率密度、年可利用小时数、 年内风速分布、主风向等指标, 对该地区风能资源进行了初步评估, 认为该地区风能资源具备一定开发利用价值, 且靠近南水北调东线泵站群等能源消耗中心, 有利于风电的就地消纳, 为该地区风能资源详查和开发利用提供了一定的参考。
2018, 16(2):189-195.
摘要:
基于k-ε紊流模型和雷诺时均 N-S 方程, 运用商用 CFD 软件, 对井筒式泵装置进行了三维流动数值仿真计算。 通过对性能曲线的分析, 发现设计工况下, 进水管直径较大时效率较高。对比进出水损失发现, 进水损失随着流量增大而增大, 出水损失随着流量增大先减后增。通过分析 VX 云图和流线图, 发现进口管直径较小时, 流速较大, 形成的 漩涡也较大, 漩涡区域涡量为大管径时的 2 倍以上。对叶轮进口断面轴向流速分布均匀度的分析, 得到进水管较大时, 叶轮进口的流速均匀度较高, 但在流量超过 330 L/s 的工况下差异不明显。从喇叭管进口断面平均涡量的计算分析中, 得到喇叭管进口断面平均涡量随着流量增大而增大, 且进水管直径较大时, 平均涡量小, 减小超过 20% 。
基于k-ε紊流模型和雷诺时均 N-S 方程, 运用商用 CFD 软件, 对井筒式泵装置进行了三维流动数值仿真计算。 通过对性能曲线的分析, 发现设计工况下, 进水管直径较大时效率较高。对比进出水损失发现, 进水损失随着流量增大而增大, 出水损失随着流量增大先减后增。通过分析 VX 云图和流线图, 发现进口管直径较小时, 流速较大, 形成的 漩涡也较大, 漩涡区域涡量为大管径时的 2 倍以上。对叶轮进口断面轴向流速分布均匀度的分析, 得到进水管较大时, 叶轮进口的流速均匀度较高, 但在流量超过 330 L/s 的工况下差异不明显。从喇叭管进口断面平均涡量的计算分析中, 得到喇叭管进口断面平均涡量随着流量增大而增大, 且进水管直径较大时, 平均涡量小, 减小超过 20% 。
2018, 16(2):196-201.
摘要:
目前国内外对明渠时差法流量计流量计算方法研究较少, 对时差法流量计流量计算方法进行系统完整的研究, 从时差法测验原理、理论标定系数 k1 的计算方法、水道断面面积的计算方法、现场标定系数 k2 的计算方法, 详细阐述了明渠时差法流量计流量计算方法, 提出了线性插值计算理论标定系数 k1 的方法。以南水北调输水断面运河站为例采用线性插值计算理论标定系数 k1 的方法, 进行时差法流量计流量计算, 计算结果与流速仪法对比显示两者一致性较好, 误差可控。进而为工程技术人员提供参考; 为国产化时差测流装置提供重要技术支撑; 为我国重点通航河道和低流速实时在线流量监测提供技术保障。
目前国内外对明渠时差法流量计流量计算方法研究较少, 对时差法流量计流量计算方法进行系统完整的研究, 从时差法测验原理、理论标定系数 k1 的计算方法、水道断面面积的计算方法、现场标定系数 k2 的计算方法, 详细阐述了明渠时差法流量计流量计算方法, 提出了线性插值计算理论标定系数 k1 的方法。以南水北调输水断面运河站为例采用线性插值计算理论标定系数 k1 的方法, 进行时差法流量计流量计算, 计算结果与流速仪法对比显示两者一致性较好, 误差可控。进而为工程技术人员提供参考; 为国产化时差测流装置提供重要技术支撑; 为我国重点通航河道和低流速实时在线流量监测提供技术保障。
2018, 16(2):202-208.
摘要:
科学合理的利益分配机制是引调水 PPP 项目成功的关键, 基于利益分配基本原则, 结合引调水 PPP 项目特性, 构建利益分配影响因子体系; 然后在 Shapley 值法的基础上, 运用模糊综合评判法确定利益分配影响因子的权重, 建立了基于 Shapley 值改进的引调水 PPP 项目利益分配机制模型, 以协调各方利益分配, 使各方利益都实现最大化; 最后将建立的模型应用到工程实例中, 验证了模型的可行性和有效性。结果表明: 与初始分配方案相比, 改进后的利益分配机制不仅满足了个体理性以及群体理性, 且衡量了各利益相关者的实际贡献, 更为贴近实际。该分配方式对引调水 PPP 项目总利益不产生影响, 而只对分配比例产生影响, 其政府、社会资本方及引调水 PPP 项目特许经营公司的利益分配系数分别为 0. 35、0. 41、0. 24。
科学合理的利益分配机制是引调水 PPP 项目成功的关键, 基于利益分配基本原则, 结合引调水 PPP 项目特性, 构建利益分配影响因子体系; 然后在 Shapley 值法的基础上, 运用模糊综合评判法确定利益分配影响因子的权重, 建立了基于 Shapley 值改进的引调水 PPP 项目利益分配机制模型, 以协调各方利益分配, 使各方利益都实现最大化; 最后将建立的模型应用到工程实例中, 验证了模型的可行性和有效性。结果表明: 与初始分配方案相比, 改进后的利益分配机制不仅满足了个体理性以及群体理性, 且衡量了各利益相关者的实际贡献, 更为贴近实际。该分配方式对引调水 PPP 项目总利益不产生影响, 而只对分配比例产生影响, 其政府、社会资本方及引调水 PPP 项目特许经营公司的利益分配系数分别为 0. 35、0. 41、0. 24。
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