南水北调与水利科技（中英文）
2023年第4期文章目次
2023(4):625-653.
摘要:
在回顾干旱传播概念和内涵的基础上，明确提出干旱传播全环节的详细定义，阐述干旱传播的累积、衰减、 滞后及延长特征，并重点就累积性与滞后性提炼了有关进展。按干旱传播环节、干旱传播时空特征两种方法划分 干旱传播的类型，从线性回归、对数函数、小波分析、Copula 函数、因果分析、贝叶斯网络和随机森林 7 个方面、 从单一水文模型模拟和多个模型集合模拟两大方面，分别归纳统计方法、水文模拟方法在干旱传播研究领域的应
在回顾干旱传播概念和内涵的基础上，明确提出干旱传播全环节的详细定义，阐述干旱传播的累积、衰减、 滞后及延长特征，并重点就累积性与滞后性提炼了有关进展。按干旱传播环节、干旱传播时空特征两种方法划分 干旱传播的类型，从线性回归、对数函数、小波分析、Copula 函数、因果分析、贝叶斯网络和随机森林 7 个方面、 从单一水文模型模拟和多个模型集合模拟两大方面，分别归纳统计方法、水文模拟方法在干旱传播研究领域的应
2023(4):654-668.
摘要:
针对影响干旱传播的 3 个方面因素，将气候因素分成降水、气温、风向和大气环流，将下垫面因素分成地质 与地貌、植被与土壤，将人类活动因素分成土地利用与变化、水资源开发利用，系统地回顾了控制与影响干旱传 播的有关因素及在不同国家和不同区域的变化，特别指出气候及下垫面因素在不同地点和时间对干旱传播过程 可能会呈现出明显的差异性影响。干旱传播过程及其影响因素与机制的深入探讨，有助于提高干旱监测与预警 水平，减少干旱灾害对经济、社会和生态环境等带来的负面影响。此外，从多源数据多模型融合、干旱传播三维 建模、干旱传播驱动机理和干旱灾害链条延伸等方面进行了展望。
针对影响干旱传播的 3 个方面因素，将气候因素分成降水、气温、风向和大气环流，将下垫面因素分成地质 与地貌、植被与土壤，将人类活动因素分成土地利用与变化、水资源开发利用，系统地回顾了控制与影响干旱传 播的有关因素及在不同国家和不同区域的变化，特别指出气候及下垫面因素在不同地点和时间对干旱传播过程 可能会呈现出明显的差异性影响。干旱传播过程及其影响因素与机制的深入探讨，有助于提高干旱监测与预警 水平，减少干旱灾害对经济、社会和生态环境等带来的负面影响。此外，从多源数据多模型融合、干旱传播三维 建模、干旱传播驱动机理和干旱灾害链条延伸等方面进行了展望。
2023(4):669-678.
摘要:
以永定河北京段为例，建立水文学和水力学相结合的水流演进模型，利用生态补水实测监测数据率定并验 证模型。利用建立的模型研究永定河北京段的生态补水规律及模式，结果表明：在持续稳定流量补水条件下，固 安（出境断面）通水后 11d 左右达到稳定状态，停止放水后可维持河道 12~13d 有水；在持续稳定流量下，随着补水 流量的增大，河道首次贯通的时间和损失水量占比均降低，且降低速率逐渐减缓，官厅补水下泄流量以 30~35 m3/s 为宜；在生态补水总水量受限条件下，先以大流量下泄再调整为小流量的补水方式，对快速实现全线通水、河道渗 漏回补地下水等效果更佳；平原段同步加入再生水和南水北调水，将进一步缩短全线通水时间；在官厅水库和平 原段再生水、南水北调水向河道补水 2.24 亿~4.14 亿 m3条件下，全线通水时间约需要 15d，固安断面出境水量约 1.05 亿~2.22 亿 m3，蒸发和渗漏水量 1.19 亿~1.93 亿 m3，且补水水量越大，下渗和蒸发水量的占比越低；卢沟桥-六 环路河段的入渗能力最强。本研究对永定河北京段生态补水水量、下泄过程及补水方式的确定具有实践意义。
以永定河北京段为例，建立水文学和水力学相结合的水流演进模型，利用生态补水实测监测数据率定并验 证模型。利用建立的模型研究永定河北京段的生态补水规律及模式，结果表明：在持续稳定流量补水条件下，固 安（出境断面）通水后 11d 左右达到稳定状态，停止放水后可维持河道 12~13d 有水；在持续稳定流量下，随着补水 流量的增大，河道首次贯通的时间和损失水量占比均降低，且降低速率逐渐减缓，官厅补水下泄流量以 30~35 m3/s 为宜；在生态补水总水量受限条件下，先以大流量下泄再调整为小流量的补水方式，对快速实现全线通水、河道渗 漏回补地下水等效果更佳；平原段同步加入再生水和南水北调水，将进一步缩短全线通水时间；在官厅水库和平 原段再生水、南水北调水向河道补水 2.24 亿~4.14 亿 m3条件下，全线通水时间约需要 15d，固安断面出境水量约 1.05 亿~2.22 亿 m3，蒸发和渗漏水量 1.19 亿~1.93 亿 m3，且补水水量越大，下渗和蒸发水量的占比越低；卢沟桥-六 环路河段的入渗能力最强。本研究对永定河北京段生态补水水量、下泄过程及补水方式的确定具有实践意义。
2023(4):679-688.
摘要:
基于山东省 29 个气象站 1951—2017 年的实测气象数据，主要采用降水量距平百分率作为气象干旱等级评 价指标，通过云模型分析山东省干旱时空分布的均匀性和稳定性特征，并采用 ArcGIS 的反距离权重法分析不同 时间尺度下的干旱频次空间分布特征。结果表明：山东省降水量距平百分率呈逐年波动式下降趋势，但下降趋势 不明显，干旱发生具有明显的季节性，呈现出季节性连旱现象；从时间尺度来看，年尺度上干旱分布的模糊性和随 机性较小，干旱的确定性更容易度量，干旱分布不均匀性的稳定程度较低；对季节间云数字特征的对比显示，多年 来冬、秋季干旱分布的模糊性和随机性较大，冬季干旱分布的确定性最难以度量；在稳定性方面秋季最稳定，春季 次之，夏季最不稳定；在空间尺度上，鲁西北地区发生干旱、严重干旱和特大干旱的频次最高；发生轻度干旱的频 次最高区位于胶东半岛，鲁南地区次之；发生中度干旱的频次最高区位于鲁中地区，鲁南地区次之；由超熵值大小 判定干旱分布不均匀性的稳定程度，表现为鲁西北地区最稳定，鲁中地区次之，胶东半岛最不稳定；从干旱分布的 均匀性分析得出鲁西南地区干旱分布最不均匀，鲁西北地区干旱分布最均衡；山东省干旱频次在空间上的分布表 现为春旱和冬旱呈从西北向东南递减的趋势，秋旱比较严重。云模型针对半湿润地区的干旱分布具有较好的应 用前景。
基于山东省 29 个气象站 1951—2017 年的实测气象数据，主要采用降水量距平百分率作为气象干旱等级评 价指标，通过云模型分析山东省干旱时空分布的均匀性和稳定性特征，并采用 ArcGIS 的反距离权重法分析不同 时间尺度下的干旱频次空间分布特征。结果表明：山东省降水量距平百分率呈逐年波动式下降趋势，但下降趋势 不明显，干旱发生具有明显的季节性，呈现出季节性连旱现象；从时间尺度来看，年尺度上干旱分布的模糊性和随 机性较小，干旱的确定性更容易度量，干旱分布不均匀性的稳定程度较低；对季节间云数字特征的对比显示，多年 来冬、秋季干旱分布的模糊性和随机性较大，冬季干旱分布的确定性最难以度量；在稳定性方面秋季最稳定，春季 次之，夏季最不稳定；在空间尺度上，鲁西北地区发生干旱、严重干旱和特大干旱的频次最高；发生轻度干旱的频 次最高区位于胶东半岛，鲁南地区次之；发生中度干旱的频次最高区位于鲁中地区，鲁南地区次之；由超熵值大小 判定干旱分布不均匀性的稳定程度，表现为鲁西北地区最稳定，鲁中地区次之，胶东半岛最不稳定；从干旱分布的 均匀性分析得出鲁西南地区干旱分布最不均匀，鲁西北地区干旱分布最均衡；山东省干旱频次在空间上的分布表 现为春旱和冬旱呈从西北向东南递减的趋势，秋旱比较严重。云模型针对半湿润地区的干旱分布具有较好的应 用前景。
2023(4):689-699.
摘要:
为探讨河道生态补水对受水区地下水水质的影响，收集引温济潮受水区 2007 年、2013 年和 2018 年不同含 水层的地下水水质数据，采用描述性统计分析水质参数的变化特征，利用 Piper 三线图分析生态补水后受水区不 同含水层地下水水化学相，同时利用吉布斯（Gibbs）图与离子比值图分析地下水水化学特征的控制因素，并通过改 进的综合水质指数法 (MIWQI) 对受水区进行水质评价。结果表明：不同含水层中阴阳离子分别以 HCO3?和 Ca2+为 主导；水岩相互作用和人类活动是地下水中离子变化的主要驱动因素；引温济潮生态补水后受水区地下水水质有 所改善。其中：2007 年较差水质点位占 4.4%，2013 年河道生态补水 5 年后，没有较差水质点位；对评价方法所选 水质指标进行敏感性分析，其敏感性指标较小，未超过 2.0%，表明所选指标能较好表征水质评价结果。
为探讨河道生态补水对受水区地下水水质的影响，收集引温济潮受水区 2007 年、2013 年和 2018 年不同含 水层的地下水水质数据，采用描述性统计分析水质参数的变化特征，利用 Piper 三线图分析生态补水后受水区不 同含水层地下水水化学相，同时利用吉布斯（Gibbs）图与离子比值图分析地下水水化学特征的控制因素，并通过改 进的综合水质指数法 (MIWQI) 对受水区进行水质评价。结果表明：不同含水层中阴阳离子分别以 HCO3?和 Ca2+为 主导；水岩相互作用和人类活动是地下水中离子变化的主要驱动因素；引温济潮生态补水后受水区地下水水质有 所改善。其中：2007 年较差水质点位占 4.4%，2013 年河道生态补水 5 年后，没有较差水质点位；对评价方法所选 水质指标进行敏感性分析，其敏感性指标较小，未超过 2.0%，表明所选指标能较好表征水质评价结果。
2023(4):700-707.
摘要:
为确定某工程地下水环境影响评价的目标和范围，以其滨海厂址为研究对象，基于水文地质调查工作成果， 采用水位动态监测、水化学分析和氢氧稳定同位素示踪技术，开展大气降水、地表水和地下水之间的相互转化规 律研究。结果表明：研究区地下水水位动态随着降水量变化存在显著的季节变动，不同水体水化学特征和氢氧稳 定同位素组成存在差异，大气降水补给浅层地下水和地表水，浅层地下水与不同的地表水之间存在相互转化的水 力联系且受到明显的蒸发影响，深层地下水主要接受更新世冰期古水的补给，与浅层地下水联系微弱。
为确定某工程地下水环境影响评价的目标和范围，以其滨海厂址为研究对象，基于水文地质调查工作成果， 采用水位动态监测、水化学分析和氢氧稳定同位素示踪技术，开展大气降水、地表水和地下水之间的相互转化规 律研究。结果表明：研究区地下水水位动态随着降水量变化存在显著的季节变动，不同水体水化学特征和氢氧稳 定同位素组成存在差异，大气降水补给浅层地下水和地表水，浅层地下水与不同的地表水之间存在相互转化的水 力联系且受到明显的蒸发影响，深层地下水主要接受更新世冰期古水的补给，与浅层地下水联系微弱。
2023(4):708-730.
摘要:
以土壤物理学原理为指导，充分利用土壤基本物理性质，提出一种通过调整土壤剖面的分层组合方式，达到 调控水土过程的技术，命名为人工分层配土（artificially?layered?soil，ALS）工程。为验证人工分层配土工程在水土 调控方面的作用，开展室内积水入渗试验、植被蒸散发试验和野外干旱区土壤水分观测试验。结果表明：室内试 验中，通过调整土壤剖面结构，人工分层配土显著提高了土壤的入渗能力，初始入渗速率提高 3 倍以上，平均入渗 速率提高 67.57%，土壤累计入渗量增加 47.14%，同时降低了表层土壤含水量，减少 38.39% 土壤的无效蒸发量； 野外试验中，分层配土处理组土壤含水量主要储存在地表下 31~50cm 处，而野外原状土土壤含水量主要位于表层 土壤，且相较于原状土壤，人工分层配土耗水量减少 13.32%，耗水速率降低 12.90%。因此，人工分层配土工程实 现了水土调控的目的，对干旱区水土资源调控和荒漠化防治具有重要的意义。
以土壤物理学原理为指导，充分利用土壤基本物理性质，提出一种通过调整土壤剖面的分层组合方式，达到 调控水土过程的技术，命名为人工分层配土（artificially?layered?soil，ALS）工程。为验证人工分层配土工程在水土 调控方面的作用，开展室内积水入渗试验、植被蒸散发试验和野外干旱区土壤水分观测试验。结果表明：室内试 验中，通过调整土壤剖面结构，人工分层配土显著提高了土壤的入渗能力，初始入渗速率提高 3 倍以上，平均入渗 速率提高 67.57%，土壤累计入渗量增加 47.14%，同时降低了表层土壤含水量，减少 38.39% 土壤的无效蒸发量； 野外试验中，分层配土处理组土壤含水量主要储存在地表下 31~50cm 处，而野外原状土土壤含水量主要位于表层 土壤，且相较于原状土壤，人工分层配土耗水量减少 13.32%，耗水速率降低 12.90%。因此，人工分层配土工程实 现了水土调控的目的，对干旱区水土资源调控和荒漠化防治具有重要的意义。
2023(4):731-741.
摘要:
基于主成分分析法和熵值法，从水资源系统、社会经济系统、生态环境系统 3 个方面选取 17 个指标建立评 价体系，使用黄河流域 2011—2020 年的相关数据，进行黄河流域水资源节约集约利用能力评价。研究结果表明： 黄河流域水资源节约集约利用能力整体上呈先降低后上升趋势，由 2011 年的?0.0935 增长到 2020 年的 0.1097， 9 个省（自治区）的水资源节约集约利用能力从大到小分别为青海（0.0253）、陕西（0.0126）、山西（0.0122）、甘肃 （0.0114）、四川（0.0110）、宁夏（0.0103）、内蒙古（0.0091）、河南（0.0089）和山东（0.0089）；黄河流域水资源节约 集约利用仍存在水资源供需矛盾突出、开发利用率高、利用效率低和生态环境脆弱的问题，针对这些问题提出加 强黄河流域水资源节约集约利用的对策，为推动黄河流域用水方式由粗放低效向节约集约转变提供依据。
基于主成分分析法和熵值法，从水资源系统、社会经济系统、生态环境系统 3 个方面选取 17 个指标建立评 价体系，使用黄河流域 2011—2020 年的相关数据，进行黄河流域水资源节约集约利用能力评价。研究结果表明： 黄河流域水资源节约集约利用能力整体上呈先降低后上升趋势，由 2011 年的?0.0935 增长到 2020 年的 0.1097， 9 个省（自治区）的水资源节约集约利用能力从大到小分别为青海（0.0253）、陕西（0.0126）、山西（0.0122）、甘肃 （0.0114）、四川（0.0110）、宁夏（0.0103）、内蒙古（0.0091）、河南（0.0089）和山东（0.0089）；黄河流域水资源节约 集约利用仍存在水资源供需矛盾突出、开发利用率高、利用效率低和生态环境脆弱的问题，针对这些问题提出加 强黄河流域水资源节约集约利用的对策，为推动黄河流域用水方式由粗放低效向节约集约转变提供依据。
2023(4):742-750.
摘要:
水面光伏可通过组件等的遮挡作用减少建设水域蒸发损失，规模开发后形成显著的抑制蒸发的节水潜力， 如何再配置上述节水量以实现最佳水资源利用是亟待解决的问题。基于此，结合湿地生态补水问题，以湿地优势 物种价值增量最大、湿地水资源保障能力增量最大和水源地用水效益损失最小为目标，构建水面光伏抑制蒸发作 用对应节水量的优化配置模型，并以典型湿地——白洋淀进行案例分析。结果表明：水面光伏抑制蒸发的节水可 在改善湿地生态补水工作中发挥关键作用。白洋淀低、中和高补水需求下，芦苇经济价值最大增加 0.5 亿、2.6 亿 和 5.5 亿元，水资源保障能力提高 61%、42% 和 28%，丹江口水库在丰水年、平水年和枯水年的平均最小发电损失 为 0.25 亿、0.38 亿和 0.43 亿 kW·h。白洋淀补水需求和丹江口水库来水的不同遭遇情景的配置方案表明：白洋淀 在低补水需求时，建议高流量补水时段为 3—6 月和 9 月；在白洋淀中、高补水需求时，建议高流量补水时段为 10 月— 次年 2 月或 3—6 月。
水面光伏可通过组件等的遮挡作用减少建设水域蒸发损失，规模开发后形成显著的抑制蒸发的节水潜力， 如何再配置上述节水量以实现最佳水资源利用是亟待解决的问题。基于此，结合湿地生态补水问题，以湿地优势 物种价值增量最大、湿地水资源保障能力增量最大和水源地用水效益损失最小为目标，构建水面光伏抑制蒸发作 用对应节水量的优化配置模型，并以典型湿地——白洋淀进行案例分析。结果表明：水面光伏抑制蒸发的节水可 在改善湿地生态补水工作中发挥关键作用。白洋淀低、中和高补水需求下，芦苇经济价值最大增加 0.5 亿、2.6 亿 和 5.5 亿元，水资源保障能力提高 61%、42% 和 28%，丹江口水库在丰水年、平水年和枯水年的平均最小发电损失 为 0.25 亿、0.38 亿和 0.43 亿 kW·h。白洋淀补水需求和丹江口水库来水的不同遭遇情景的配置方案表明：白洋淀 在低补水需求时，建议高流量补水时段为 3—6 月和 9 月；在白洋淀中、高补水需求时，建议高流量补水时段为 10 月— 次年 2 月或 3—6 月。
2023(4):751-760.
摘要:
以西北旱区为例，采用水足迹模型，分析主要农作物的耗水特点，并以水资源消耗量最小、生态安全和经济 效益最大化为目标，构建以耕地资源、水资源和食物安全为约束条件的多目标规划模型对种植结构进行优化。结 果表明：2000—2020 年西北旱区主要作物产量增长 2.41 倍，种植面积增长 1.24 倍，粮食作物和经济作物的种植比 例由 2:1 向 1:1 转变，种植结构由专一化向多样化发展；作物生产水足迹总量从 838.70 亿 m3增至 1109.05 亿 m3， 其中蓝水足迹占比高达 79.09?%，农业生产面临着巨大的水资源压力；调整作物种植结构，适当将蔬菜、薯类和豆 类的种植面积提高 140.593 万?hm2、1.863 万?hm2和 0.340 万?hm2，水资源消耗量可减少 107.25 亿 m3，生态效益可提高 27.47 亿元，经济效益可提高 470.74 亿元。研究结果对促进西北旱区农业结构优化调整和水资源可持续利用具 有重要的参考价值。
以西北旱区为例，采用水足迹模型，分析主要农作物的耗水特点，并以水资源消耗量最小、生态安全和经济 效益最大化为目标，构建以耕地资源、水资源和食物安全为约束条件的多目标规划模型对种植结构进行优化。结 果表明：2000—2020 年西北旱区主要作物产量增长 2.41 倍，种植面积增长 1.24 倍，粮食作物和经济作物的种植比 例由 2:1 向 1:1 转变，种植结构由专一化向多样化发展；作物生产水足迹总量从 838.70 亿 m3增至 1109.05 亿 m3， 其中蓝水足迹占比高达 79.09?%，农业生产面临着巨大的水资源压力；调整作物种植结构，适当将蔬菜、薯类和豆 类的种植面积提高 140.593 万?hm2、1.863 万?hm2和 0.340 万?hm2，水资源消耗量可减少 107.25 亿 m3，生态效益可提高 27.47 亿元，经济效益可提高 470.74 亿元。研究结果对促进西北旱区农业结构优化调整和水资源可持续利用具 有重要的参考价值。
2023(4):761-769.
摘要:
基于 Budyko 框架及径流变化情势指标同气象因子的拟合关系，拓展 Budyko 方程并得到微分方程。选择汉 江上游安康和白河水文站的年均径流、汛期平均径流和非汛期平均径流资料系列，开展径流情势变化及归因研究。 结果表明：所有径流指标均发生变异且明显减小；多元对数线性回归模型拟合的相关系数大于 0.90，能够较好预 估径流变化情势指标，并捕捉到径流变化情势指标同气象参数之间的非线性关系；基于 Budyko 假设的互补关系 法性能优于全微分法，气候（流域下垫面）变化对安康站年均径流量、汛期平均径流量和非汛期平均径流量贡献的 绝对值分别为 35.89%?(64.11%)、34.58%?(65.42%) 和 71.12%(28.88%)，对白河站年均径流量、汛期平均径流量和非 汛期平均径流量贡献的绝对值分别为 34.82%(65.18%)、26.29?%(73.71%) 和 35.11%(64.89%)。
基于 Budyko 框架及径流变化情势指标同气象因子的拟合关系，拓展 Budyko 方程并得到微分方程。选择汉 江上游安康和白河水文站的年均径流、汛期平均径流和非汛期平均径流资料系列，开展径流情势变化及归因研究。 结果表明：所有径流指标均发生变异且明显减小；多元对数线性回归模型拟合的相关系数大于 0.90，能够较好预 估径流变化情势指标，并捕捉到径流变化情势指标同气象参数之间的非线性关系；基于 Budyko 假设的互补关系 法性能优于全微分法，气候（流域下垫面）变化对安康站年均径流量、汛期平均径流量和非汛期平均径流量贡献的 绝对值分别为 35.89%?(64.11%)、34.58%?(65.42%) 和 71.12%(28.88%)，对白河站年均径流量、汛期平均径流量和非 汛期平均径流量贡献的绝对值分别为 34.82%(65.18%)、26.29?%(73.71%) 和 35.11%(64.89%)。
2023(4):770-779.
摘要:
针对典型感潮河网地区水环境污染日趋严重与洪涝灾害频发的问题，为优化河网水动力和降低河道漫溢风 险，基于 InfoWorks?ICM（integrated?catchment?management）模型建立福州市仓山区龙津阳岐片区城市水文模型与一 维河网水动力耦合模型，以 2022 年 6 月 14 日实测降雨及河道水位数据对模型参数进行校准，平均纳什效率系数 为 0.78，平均洪峰误差为 1.5%。设计并模拟 3 种晴天工况和 3 种“卢碧”台风雨天工况，结果表明：晴天从无调控 到工况 3，随着引水量的增加，河网平均流速逐步增加，总体增加 66.4%，河道水动力提升显著；雨天从原有调控工 况到工况 3，随着河道预降水位值增大，关键断面平均超警历时逐步减少，总体下降 73%，河道漫溢风险明显降低。 构建河网水文水动力耦合模型和工况优选，可为仓山区进一步提升河网水动力与城市汛期洪涝灾害防治能力的 方案制定提供决策依据，也可为其他同类研究提供借鉴。
针对典型感潮河网地区水环境污染日趋严重与洪涝灾害频发的问题，为优化河网水动力和降低河道漫溢风 险，基于 InfoWorks?ICM（integrated?catchment?management）模型建立福州市仓山区龙津阳岐片区城市水文模型与一 维河网水动力耦合模型，以 2022 年 6 月 14 日实测降雨及河道水位数据对模型参数进行校准，平均纳什效率系数 为 0.78，平均洪峰误差为 1.5%。设计并模拟 3 种晴天工况和 3 种“卢碧”台风雨天工况，结果表明：晴天从无调控 到工况 3，随着引水量的增加，河网平均流速逐步增加，总体增加 66.4%，河道水动力提升显著；雨天从原有调控工 况到工况 3，随着河道预降水位值增大，关键断面平均超警历时逐步减少，总体下降 73%，河道漫溢风险明显降低。 构建河网水文水动力耦合模型和工况优选，可为仓山区进一步提升河网水动力与城市汛期洪涝灾害防治能力的 方案制定提供决策依据，也可为其他同类研究提供借鉴。
2023(4):780-789.
摘要:
以吉林省为例，借鉴马斯洛需求理论开展各地级市分层次用水需求识别，构建“省-市”两级用水总量控制指 标初始分配指标体系，基于充分保障区域用水的刚性需求，引入刚性需水量对传统破产理论准则进行改进。选取 人口-用水总量基尼系数、GDP-用水总量基尼系数、人均综合用水量、万元 GDP 用水量 4 个指标评价用水总量控 制指标分解方案的社会经济稳定性。研究结果表明，改进破产理论方法在省级用水总量控制指标分解中具有较 高适用性，分解结果符合各地级市未来发展用水趋势，且均能满足各地区发展的刚性用水需求，有效提升了地区 用水公平性与稳定性。具体体现在：与 2020 年实际分解方案相比，吉林省人口与用水总量匹配程度稳定性、GDP 与用水总量匹配程度稳定性分别提升了 11.03%、9.97%；大部分地级市用水水平与用水效率较现状年均有明显提 升。与采用传统破产理论分解方案相比，吉林省人口与用水总量匹配程度稳定性、GDP 与用水总量匹配程度稳 定性分别提高了 33.77%、18.32%；各地级市用水水平与用水效率变化更为合理。本研究可为各级水行政主管部 门开展精细化用水管理提供参考借鉴，同时对于健全最严格水资源管理制度体系具有一定的技术价值。
以吉林省为例，借鉴马斯洛需求理论开展各地级市分层次用水需求识别，构建“省-市”两级用水总量控制指 标初始分配指标体系，基于充分保障区域用水的刚性需求，引入刚性需水量对传统破产理论准则进行改进。选取 人口-用水总量基尼系数、GDP-用水总量基尼系数、人均综合用水量、万元 GDP 用水量 4 个指标评价用水总量控 制指标分解方案的社会经济稳定性。研究结果表明，改进破产理论方法在省级用水总量控制指标分解中具有较 高适用性，分解结果符合各地级市未来发展用水趋势，且均能满足各地区发展的刚性用水需求，有效提升了地区 用水公平性与稳定性。具体体现在：与 2020 年实际分解方案相比，吉林省人口与用水总量匹配程度稳定性、GDP 与用水总量匹配程度稳定性分别提升了 11.03%、9.97%；大部分地级市用水水平与用水效率较现状年均有明显提 升。与采用传统破产理论分解方案相比，吉林省人口与用水总量匹配程度稳定性、GDP 与用水总量匹配程度稳 定性分别提高了 33.77%、18.32%；各地级市用水水平与用水效率变化更为合理。本研究可为各级水行政主管部 门开展精细化用水管理提供参考借鉴，同时对于健全最严格水资源管理制度体系具有一定的技术价值。
2023(4):790-799.
摘要:
随着新时期南水北调后续工程的高质量发展，首批建设工程引江补汉工程正式开工，为支撑未来南水北调 中线水源工程与引江补汉工程的联合协调运行，根据引江补汉工程设计参数，提出多组丹江口水库与引江补汉工 程联合调度方式，并模拟分析得到引江补汉工程实施后南水北调中线水源工程可调水量具有重要意义。研究结 果表明：设置引江补汉工程补水水位控制线、同步优化陶岔渠首引水调度线，充分利用引江补汉工程补水来满足 汉江中下游用水需求，从而置换更多坝前水量引至陶岔渠首、清泉沟等用水需求方，可在一定程度上实现丹江口 水库供水与引江补汉工程补水决策的有效衔接；相比于中线一期工程现状供水调度情景，采用合适的引江补汉工 程与中线水源工程联合调度方式，可在保障汉江中下游用水量需求的同时，满足下游断面最小用水量达标率至 98.9%~99.2%，并提高中线受水区可供水量 17.7 亿~25.8 亿 m3，继而有效协调中线水源工程的中线受水区、清泉沟 渠首及汉江中下游等多方用水需求。
随着新时期南水北调后续工程的高质量发展，首批建设工程引江补汉工程正式开工，为支撑未来南水北调 中线水源工程与引江补汉工程的联合协调运行，根据引江补汉工程设计参数，提出多组丹江口水库与引江补汉工 程联合调度方式，并模拟分析得到引江补汉工程实施后南水北调中线水源工程可调水量具有重要意义。研究结 果表明：设置引江补汉工程补水水位控制线、同步优化陶岔渠首引水调度线，充分利用引江补汉工程补水来满足 汉江中下游用水需求，从而置换更多坝前水量引至陶岔渠首、清泉沟等用水需求方，可在一定程度上实现丹江口 水库供水与引江补汉工程补水决策的有效衔接；相比于中线一期工程现状供水调度情景，采用合适的引江补汉工 程与中线水源工程联合调度方式，可在保障汉江中下游用水量需求的同时，满足下游断面最小用水量达标率至 98.9%~99.2%，并提高中线受水区可供水量 17.7 亿~25.8 亿 m3，继而有效协调中线水源工程的中线受水区、清泉沟 渠首及汉江中下游等多方用水需求。
2023(4):800-809.
摘要:
基于清单分析法对 2010—2019 年南水北调中线水源地农业面源污染物 TN 和 TP 的排放量进行测算，并结 合 ArcGIS 软件对其时空演变特征进行分析。结果表明：2010—2019 年，南水北调中线水源地农业面源污染物 TN 负荷和 TP 负荷整体上呈现先增加后减少的趋势；TN 和 TP 污染强度呈先升后降趋势；化肥、畜禽养殖和农村 生活是水源地农业面源污染 TN 和 TP 负荷的主要来源，且化肥比重缓慢增加，畜禽养殖比重不断下降，农村生活 比重不断增加。研究结果可为中线水源地农业面源污染治理、生态保护等方面政策及措施的制定提供决策 支持。
基于清单分析法对 2010—2019 年南水北调中线水源地农业面源污染物 TN 和 TP 的排放量进行测算，并结 合 ArcGIS 软件对其时空演变特征进行分析。结果表明：2010—2019 年，南水北调中线水源地农业面源污染物 TN 负荷和 TP 负荷整体上呈现先增加后减少的趋势；TN 和 TP 污染强度呈先升后降趋势；化肥、畜禽养殖和农村 生活是水源地农业面源污染 TN 和 TP 负荷的主要来源，且化肥比重缓慢增加，畜禽养殖比重不断下降，农村生活 比重不断增加。研究结果可为中线水源地农业面源污染治理、生态保护等方面政策及措施的制定提供决策 支持。
2023(4):810-820.
摘要:
为研究闸站并列布置工程泵站运行时清污机桥位置对前池内水流流态的改善效果，以南水北调东线刘山泵 站工程为例，基于 Navier-Stokes 方程和 Standard?k-ε 湍流模型对前池原设计方案和改进设计方案的进水流场进行 了定常数值模拟，分析比较不同开机组合时前池流场分布和流道进口后断面的流速分布均匀度及速度加权平均 角度，并进行水工模型试验验证。结果表明：原设计方案前池在 4 号和 5 号机组进水流道进口前存在回旋区，4 号 机组流道进口前产生有害吸气旋涡；改进设计方案前池将清污机桥整体向泵房方向移动 25?m，并将节制闸与泵站 间导流墙长度减短使其头部与清污机桥墩齐平，不仅消除了 4 号机组流道进口处有害吸气涡，还将 4 号机组进水 流道进口流速分布均匀度平均提高 2.5%，泵站进水流态改善显著。通过调整泵站进口清污机桥桥墩位置解决了 前池流态存在的问题，不需再另增底坎、立柱和导流墩等措施，研究成果可为同类型工程研究提供参考。
为研究闸站并列布置工程泵站运行时清污机桥位置对前池内水流流态的改善效果，以南水北调东线刘山泵 站工程为例，基于 Navier-Stokes 方程和 Standard?k-ε 湍流模型对前池原设计方案和改进设计方案的进水流场进行 了定常数值模拟，分析比较不同开机组合时前池流场分布和流道进口后断面的流速分布均匀度及速度加权平均 角度，并进行水工模型试验验证。结果表明：原设计方案前池在 4 号和 5 号机组进水流道进口前存在回旋区，4 号 机组流道进口前产生有害吸气旋涡；改进设计方案前池将清污机桥整体向泵房方向移动 25?m，并将节制闸与泵站 间导流墙长度减短使其头部与清污机桥墩齐平，不仅消除了 4 号机组流道进口处有害吸气涡，还将 4 号机组进水 流道进口流速分布均匀度平均提高 2.5%，泵站进水流态改善显著。通过调整泵站进口清污机桥桥墩位置解决了 前池流态存在的问题，不需再另增底坎、立柱和导流墩等措施，研究成果可为同类型工程研究提供参考。
2023(4):821-832.
摘要:
针对明渠调水工程中流量切换时，由于调控不当导致闸前水位突破水位上下限的问题，提出安全调控可行 域的概念及其划分原则，通过一维水动力模型耦合二分法建立明渠调水工程节制闸的安全调控模型，实现流量切 换时节制闸调控开度、安全水位和调控时间区间的计算，进而得到节制闸的安全调控可行域和调控方案，并以南 水北调中线工程陶岔渠首至淇河节制闸 4 个节制闸开展实例研究。研究过程中根据各节制闸流量变化情况，分 别设置 12 种工况进行计算，结果表明：经模型计算的调控方案调控后，闸前水位控制在安全水位区间内，划分的 安全水位区间-Ⅱ较水位区间-Ⅰ起到了降低水位变幅的作用，模型运算速度快，最长时间为 8.99?s。给出了柔性调 度方案，使得调度更为灵活，面向实际工程更实用、操作性强，为调水工程的调度决策提供了支撑。
针对明渠调水工程中流量切换时，由于调控不当导致闸前水位突破水位上下限的问题，提出安全调控可行 域的概念及其划分原则，通过一维水动力模型耦合二分法建立明渠调水工程节制闸的安全调控模型，实现流量切 换时节制闸调控开度、安全水位和调控时间区间的计算，进而得到节制闸的安全调控可行域和调控方案，并以南 水北调中线工程陶岔渠首至淇河节制闸 4 个节制闸开展实例研究。研究过程中根据各节制闸流量变化情况，分 别设置 12 种工况进行计算，结果表明：经模型计算的调控方案调控后，闸前水位控制在安全水位区间内，划分的 安全水位区间-Ⅱ较水位区间-Ⅰ起到了降低水位变幅的作用，模型运算速度快，最长时间为 8.99?s。给出了柔性调 度方案，使得调度更为灵活，面向实际工程更实用、操作性强，为调水工程的调度决策提供了支撑。
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