华北水利水电大学学报(自然科学版)

Journal of North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power

干旱与节水专题

  • 泾河流域干旱特征时空变化研究

    张洪波;顾磊;辛琛;俞奇骏;

    以泾河流域SWAT水文模型模拟得到的各子流域降雨量、潜在蒸发量以及土壤特征值为基础,建立修正的帕默尔旱度模式,并将流域划分为平凉片区、庆阳片区以及咸阳片区3个子区,对各子区内干旱情势的年际变化、季节变化以及持续性特征进行了对比评估。研究发现:平凉片区、咸阳片区较庆阳片区更趋干旱,存在潜在灾害风险。从季节上看,秋旱在3子区中发生频次最高,且多为重旱;春旱多频发于庆阳片区与平凉片区,且以轻旱为主;冬旱以咸阳片区发生频次最为频繁,亦多表现为轻旱。连旱在平凉片区发生频次最高,但程度偏轻,持续时间偏短;在庆阳地区情况类似;咸阳地区连旱发生频次少,但程度严峻,持续时间长。3个片区均有变"湿"趋势,以咸阳片区最为明显。总体说来,流域内旱情在20世纪70年代、90年代时偏重,在80年代以及2000年后相对偏轻。旱情有自西南至东北变缓的趋势,其中南部易发持续性重旱,西北部频发间断性轻旱。

    2016年03期 v.37;No.146 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 2015K]
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  • 中国南方高度城市化地区气象干旱时空演变规律分析——以深圳市为例

    李蔚;陈晓宏;吴孝情;

    在变化环境下,中国南方湿润地区干旱事件呈多发趋势。以高度城市化的深圳市为例,选取10个气象代表站(1965—2010年)逐日降雨数据计算不同时间尺度的标准化降水指数(Standard Precipitation Index,SPI),采用M-K趋势分析法及小波分析法分析深圳市干旱变化趋势及周期以辨识其干湿时空变化特征;采用随机森林算法定量分析混合ENSO指数(Multivariate ENSO Index,MEI)、太平洋年代际振荡指数(Pacific Decadal Oscillation,PDO)、太阳黑子等7个影响因子对深圳市干湿变化的影响程度。结果表明:深圳市的气象干旱多发于1月份,于1—3月呈干旱趋势,8—10月则呈湿润趋势;12个月尺度的SPI序列变化周期集中在2.0~6.5 a;城市中心区为近年干旱主要发生地区,其干旱趋势明显;ENSO现象及PDO是影响深圳市干湿变化的主要影响因素。

    2016年03期 v.37;No.146 11-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1795K]
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  • 地下滴灌的应用模式与启示

    仵峰;宰松梅;徐建新;王华震;

    地下滴灌是一种先进的节水灌溉技术,为发展节水农业提供了一条可选之路。为了寻求合理的地下滴灌应用模式,对新疆、甘肃和广西3个示范区的地下滴灌系统的投入和效益进行了对比分析,得出如下结论:地下滴灌系统的毛管采用一次铺设、多年使用的方式;与每年更换田间毛管的地表滴灌系统相比,地下滴灌系统年静态投资与地表滴灌相当或减少,但地下滴灌更方便农业管理;棉花、马铃薯和甘蔗3种作物的地下滴灌均取得了较好的效益,地下滴灌与膜下滴灌棉花产量相当或略有增产,甘蔗单产从52.5~63.0 t/hm2提高到117~130 t/hm2,增加了1倍以上,马铃薯地下滴灌在节水22%的同时,增产了115%;变革作物种植模式,选择与节水技术相适宜的作物种植与管理技术,可以更好地发挥节水技术的效益。

    2016年03期 v.37;No.146 19-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 111K]
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  • 基于改进层次分析法的节水灌溉模式优选

    李道西;王一博;

    提出了基于改进层次分析法的节水灌溉模式优选方法。以传统层次分析法为理论依据,结合现今人们对事物的认知习惯,对传统层次分析法中1—9比例标度表对人们主观思维的量化原理进行了分析并加以改进,采用更为科学合理的5/5—9/1比例标度表并进行了实例验证。结果表明,改进后的层次分析法所确定的指标权重科学合理,更贴近人们的主观思维,且具有模型简单、便于掌握的优点,可用于节水灌溉模式的优选。

    2016年03期 v.37;No.146 23-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 170K]
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  • 基于HJ-1B数据的作物根系土壤水分遥感监测

    陈亮;姚保顺;何厚军;张波;

    针对作物生长期不同土层田间耗水发生变化的特点,在对植被供水指数(VSWI)和归一化水体指数(NDWI)构建原理进行分析的基础上,综合VSWI和NDWI构建了作物根系土壤水分监测指数(CRM),采用HJ-1B数据计算VSWI、NDWI、CRM等指数,基于不同指数分别建立土壤水分监测模型并对反演结果进行对比分析。结果表明:与单一指数模型相比,综合VSWI和NDWI的作物根系土壤水分监测指数与实测土壤水分的相关性更高,相关系数达0.6以上;降雨后浅层土壤含水量增高时,作物根系土壤水分监测指数反演精度提高更为明显,可减轻降雨对土壤水分监测的影响。

    2016年03期 v.37;No.146 27-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 581K]
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水资源

  • 基于粒子群算法的太子河水量优化调度研究

    徐建新;吕爽;樊华;

    基于粒子群算法,构建了太子河水量优化调度模型,用于解决太子河水量优化调度的问题。应用结果表明,通过采用该模型对观音阁与葠窝两座水库的库容进行优化,提高了两座水库分别对本溪市与辽阳市的总供水量,由调度前的83 131万m3增加至101 052万m3,两市综合供水保证率提高了17.1%,解决了两市综合供水保证率低的问题。运用该方法可有效地提高太子河水量优化调度问题的执行效率,计算结果合理可行,具有较高的灵活性和广泛的应用前景。

    2016年03期 v.37;No.146 32-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 264K]
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  • 基于生态足迹模型的贵州省水资源可持续利用分析

    吴全志;苏喜军;龙林玲;

    基于生态足迹理论,利用2000—2013年贵州省水资源数据,构建水资源生态足迹和水资源生态承载力模型,对贵州省水资源可持续利用进行评价。结果表明:贵州省水资源生态盈余,但盈余下行压力大;水资源生态承载力变化幅度大且受水资源总量的影响大;历年水资源人均生态足迹变化幅度小,保持在0.43 hm2/人左右;工业用水人均生态足迹上升幅度明显,2000—2011年间上浮137.5%,2011年后有所回落;生活和农业用水人均生态足迹变化幅度小,分别保持在0.06、0.12 hm2/人左右;万元GDP水资源生态足迹逐年下降,水资源利用效率有所提高。

    2016年03期 v.37;No.146 36-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 336K]
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水工结构与材料

  • 粘土砖再生粗骨料混凝土梁弯曲性能的试验研究

    程远兵;乔光华;

    为了研究粘土砖再生粗骨料混凝土梁的弯曲性能及其与普通混凝土梁的差异,设计了2个粘土砖再生粗骨料混凝土梁试件和1个普通钢筋混凝土梁对比试件,3个试件均为简支梁、矩形截面,截面的宽和高分别为150 mm和300 mm,梁的跨度均为3 m,配筋均相同,试验的加载方式也完全相同。再生粗骨料混凝土中粘土砖粗骨料的质量替代率为35%。采用MTS液压伺服系统进行加载,测试了各个试件的受力与变形性能,对钢筋的应变、梁的变形和破坏形态等进行了对比分析。结果表明:在相同条件下,与普通混凝土梁相比,粘土砖再生粗骨料混凝土梁在发生弯曲破坏时,挠度稍大,承载能力和刚度均有一定程度的降低。

    2016年03期 v.37;No.146 41-44+64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1070K]
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  • 近坝区爆破对土石坝安全的影响分析

    俞毅;胡亮;

    近坝区爆破施工产生的爆破振动将会对土石坝产生一定的影响。结合爆破理论与工程实际,通过Geo-Studio建立大坝有限元分析模型,分别从坝坡稳定、坝基液化等方面分析了爆破振动对大坝的影响效应,对爆破方案及施工期大坝安全监测、设施防护提出了合理的建议。

    2016年03期 v.37;No.146 45-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 995K]
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  • 土石混合介质堆积体力学特性试验研究

    杨继红;齐丹;郑珠光;李严威;王闯;

    由于堆积体边坡物质组成和结构的复杂多变性,其变形和稳定性成为工程建设中极为关注和亟待解决的问题之一。以三峡库区一典型堆积体边坡为例,根据现场调查和取样结果,通过室内大型直剪试验,研究不同含水率、含石量以及密实度情况下堆积体抗剪强度的变化规律。试验结果表明:细粒土含量越多,含水率对土石混合堆积体强度的影响越明显;当含石量在70%以上时,抗剪强度有急剧增大的趋势,堆积体试样的强度随密实度的增大而增大。研究结果不仅为堆积体变形和稳定分析提供基础资料,也为类似工程建设中遇到的堆积体边坡问题提供一定的参考。

    2016年03期 v.37;No.146 50-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 662K]
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  • 我编辑部召开学报自然科学版建设研讨会

    <正>2016年6月3日,我编辑部召开了学报自然科学版建设研讨会,特别邀请郑州大学左其亭教授、窦明教授和我校韩宇平教授、王富强副教授、张泽中副教授、张修宇副教授、郭文献副教授等专家莅临指导。专家们对我刊2016年第1、2期刊登的干旱学术专题给予了充分的肯定,并对我刊的办刊方向、栏目设置、专题策划

    2016年03期 v.37;No.146 54页 [查看摘要][在线阅读][下载 74K]
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水工结构与材料

  • 双向振动下含黏粒砂土液化特性试验研究

    黄志全;王伟;张瑞琪;张晓丽;

    采用GCTS双向动三轴测试系统,把膨润土作为试验的黏粒材料,通过饱和砂土的双向动三轴试验,以试样液化的耗损能量为指标,探究不同黏粒含量、干密度、围压及相位差对饱和砂土液化特性的影响。结果表明:随着黏粒含量的增加,砂土液化所需的耗损能量先减少后增加,呈抛物线型,这是因为黏粒含量较低时,黏粒在砂颗粒间起到润滑的作用,随着黏粒含量的增多,黏粒反而起到固定和镶嵌砂颗粒的作用;随着干密度和围压的增大,砂土液化所需的耗损能量不断增加;相位差为180°时更有利于饱和砂土的液化,而相位差的变化与砂土液化所需耗损能量之间的关系不明显。

    2016年03期 v.37;No.146 55-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 384K]
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治河与防洪

  • 不同河道形态岸坡抗冲刷能力的三维数值模拟分析

    杨金林;吴国宏;王耀军;闫长斌;

    为了研究不同河道形态岸坡的抗冲刷问题,采用轴比λ定义了不同河道形态岸坡:当λ=0时,岸坡坡面形状为平面形;当λ=1/5、1/4、1/3、1/2时,岸坡坡面形状为椭圆形;当λ=1时,岸坡坡面形状为圆形。利用数值软件分析了不同形状岸坡坡角α、坡高h与岸坡抗冲刷能力F之间的关系。结果表明:1对平面形岸坡形状:当h不变时,岸坡抗冲刷能力F随岸坡坡角α的增大而呈现递减变化;当坡角α不变时,抗冲刷能力F随坡高h的增大而呈现递减变化。2对凹形岸坡形状(椭圆形、圆形):当λ、h不变时,岸坡抗冲刷能力F随坡角α的增大而呈现递减变化;当α、h不变时,岸坡抗冲刷能力F随轴比λ的增大呈现先增大后减小的变化。此分析结果可为小浪底库区岸坡形状优化提供参考。

    2016年03期 v.37;No.146 60-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 742K]
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  • 下红岩堆积体抗滑桩加固效果监测分析

    李日运;孙韬;宋冠东;

    对抗滑桩加固效果的监测分析,是滑坡治理工程中的一项重要工作,对检验滑坡治理效果以及监控抗滑工程的安全性有着重大意义,也为抗滑桩优化设计提供了可借鉴的实测资料。为了检验西南某水电站下红岩堆积体抗滑桩加固效果及保障水电站施工期的安全,采用大地测量与GPS相结合的方法、钻孔测斜仪法、钢筋计法等,对该堆积体表面变形、内部变形、地下水位变化,抗滑桩的应力、应变以及所受土压力进行了长期监测。监测结果表明:抗滑桩对堆积体起到了较好的加固作用;降雨是堆积体内部变形的一个重要影响因素;堆积体顶部位移量较大,深部未发生较大变形;堆积体的变形量从前部往后部逐渐增大。

    2016年03期 v.37;No.146 65-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1566K]
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  • 河南省西峡县地质灾害分布规律研究

    刘翠然;许铜建;樊德军;

    西峡县位于河南省西南部山区,为河南省地质灾害易发及高发区之一。通过对调查区滑坡、崩塌、泥石流、不稳定斜坡等地质灾害的详细调查、测绘与勘查,分析了西峡县境内的滑坡、崩塌、泥石流及不稳定斜坡等地质灾害的发育规模、发育特征和分布规律。结果表明:在规模上,西峡县境内中小型地质灾害居多;在空间上,主要集中在河流两侧、直线型和凸型斜坡地段、560~920 m高程、阳坡、植被条件差的地段和易滑或易崩地层岩性段;在时间上,地质灾害分布规律主要表现为与人类活动强度和降雨强度正相关联。研究结果对西峡县地质灾害的预防和治理均具有重要的现实意义。

    2016年03期 v.37;No.146 71-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 625K]
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水环境

  • 近20年来我国空气污染研究热点与趋势的文献计量分析

    曹永强;朱明明;

    以CNKI中国学术期刊网络出版总库为数据源,结合Bibexcel、Ucinet和Netdraw等工具下的共词聚类分析以及SPSS软件下的多尺度分析,对1996—2014年主题词为"空气污染"的文献进行计量分析,探究高频关键词之间的关联性。最后结合Excel建立战略坐标系对聚类结果加以验证,以期可靠地分析我国近20年来空气污染领域的研究趋势及研究热点,明确空气污染领域在未来几年的重点研究方向,为我国空气污染的研究工作提供可靠支持。

    2016年03期 v.37;No.146 76-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 550K]
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  • 郑州市不同产业的碳排放特征及减排潜力分析

    侯丽朋;唐军;赵荣钦;刘秉涛;丁明磊;张战平;

    产业碳排放是区域主要碳排放源。为了解不同产业碳排放的特征,为企业碳核查及碳交易提供数据支撑,以郑州市为研究对象,对2000—2011年的产业碳排放量进行了核算,并对产业碳排放强度及碳减排潜力进行了分析,得出以下结论:1郑州市产业碳排放量增长迅速。产业碳排放量由2000年的613.87万t增长到2011年的2 010.52万t,增长了2.3倍,年均增长率为11.6%,其中制造业(特别是电力、热力的生产与供应业)是产业碳排放的主要来源。2郑州市产业碳排放强度呈下降趋势。2005年产业碳排放强度为1.95 t/万元,2011年下降到1.31 t/万元,下降率为18.74%;部分行业碳排放强度呈增加趋势,如塑料品制造业2011年的碳排放强度比2005年的增加了约4倍。3郑州市产业碳减排潜力巨大。2050年,低碳情景下的产业碳排放量为5 072.26万t,比基准情景下的碳排放量减少了814.14万t,碳减排比例约为13.83%。4低碳情景下的产业碳排放峰值出现的时间早于基准情景下的。低碳情景下的产业碳排放于2038年达到峰值(5 324.14万t),基准情景下的产业碳排放于2046年达到峰值(5 914.37万t)。5为推动城市低碳转型,郑州市要大力发展低碳产业,改造传统制造业,改善能源结构,限制高耗能产业行业,积极发展现代服务业。这些结论可为郑州市的发展规划提供参考。

    2016年03期 v.37;No.146 82-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 286K]
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水电站设备

  • 带内翅片蓄热装置固-液相变过程的数值模拟

    袁培;郝亚萍;王建军;吕彦力;

    以带有内翅片的圆柱形相变蓄热单元为研究对象,将石蜡RT82作为相变材料,通过均匀设计方法对翅片个数2~7、翅片厚度0.8~1.3 mm、翅片宽度26~36 mm、圆柱蓄热管半径38~48 mm的蓄热单元建立6个模型,模拟研究了其蓄热性能,根据模拟结果优化了蓄热单元结构。模拟结果表明:翅片个数为7、翅片厚度为0.8 mm、翅片宽度为32 mm、圆柱蓄热管半径为46 mm的模型f结构最优,石蜡RT82完全融化所用时间最短,为23 min。

    2016年03期 v.37;No.146 89-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 713K]
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