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

中国水利学会水资源专业委员会2016年年会暨学术研讨会专题

  • 基于云模型的四川盆地气候变化时空分布特征分析

    高蔺云;黄晓荣;奚圆圆;李晶晶;马凯;

    为了研究四川盆地气候变化的时空分布特征,利用1955—2010年四川盆地内15个气象站的月降水量和月气温资料,使用高桥浩一郎蒸发公式计算月蒸发量,采用云模型描述降水量、气温和蒸发量在时间上分布的特性,运用Kendall秩次相关法分析降水量、气温和蒸发量的时空分布特征。结果显示:1955—2010年的四川盆地年度及季度降水量序列中,冬季平均降水量分布最不均匀,秋季次之;年度及季度气温序列中,冬季平均气温分布最不均匀,且最不稳定,秋季平均气温分布最稳定;年度及季度蒸发量序列中,冬季平均蒸发量分布最不均匀,多年平均蒸发量序列分布最均匀;年度及季度降水量均呈下降趋势;年度及季度气温中除夏季平均气温呈下降趋势外,其余均呈上升趋势;年度与秋季蒸发量呈下降趋势,春、夏、冬3个季节的平均蒸发量呈上升趋势。对四川盆地气候变化时空分布特征的分析,可为该地区的气候变化研究提供参考与技术支持。

    2017年01期 v.38;No.150 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 6200K]
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  • 基于多种水文学方法的汉江子午河生态流量研究

    李紫妍;刘登峰;黄强;张飒;

    汉江支流的子午河是陕西省"引汉济渭"工程的两大水源之一,为了维持下游河道的生态环境健康,子午河上的三河口水库下泄流量必须满足生态环境用水和生态流量过程的要求。采用两河口水文站的流量观测资料,运用变化范围法(RVA)、Q90法、多年日流量资料排频法,分析计算子午河年内生态流量过程,研究该河道维持多种生态环境目标所需要的生态需水量。研究结果表明:RVA法和Q90法计算得到的年生态需水量分别为46 344.3、11 574.0万m~3;多年日流量资料排频法获得的保证率(60%、70%、80%、90%)对应的年生态需水量分别为47 262.6、38 170.5、30 316.0、22 799.5万m~3。多年日流量资料排频法中,60%保证率对应的年生态需水量最大,可以达到较高的生态环境保护目标;Q90法获得的年生态需水量最小,对应最低的生态环境保护目标。计算得到的生态流量过程线可为水库调度和生态环境保护提供科学指导。

    2017年01期 v.38;No.150 8-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 919K]
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  • 水利电子沙盘研究与应用

    姜仁贵;于翔;解建仓;梁骥超;

    针对水利工程领域中存在的多源数据资源难以有效融合和应用系统可视化效果欠佳等问题,将沙盘引入到水利工程领域,构建水利电子沙盘(Hydro-EST),基于水利电子沙盘开发水利业务应用,为决策服务。首先,提出了水利电子沙盘的概念,设计了Hydro-EST的开发流程和5层体系结构。其次,基于Hydro-EST开发了防汛预警监视、水库移民可视化仿真、突发水污染事件模拟和最严格水资源管理等水利主题服务。结果表明:Hydro-EST在保留传统沙盘较好可视化效果的同时,解决了水利业务应用中多源数据资源融合、业务应用开发复杂等问题,组件化开发避免了系统异构和重复开发的弊端,体现了绿色发展的主旨。

    2017年01期 v.38;No.150 13-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 3923K]
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  • 小浪底水库运用后黄河下游凌情变化分析

    李文义;张志超;

    黄河下游历来是凌汛多发河段,历史上曾频频决口,给两岸人民造成巨大灾难。小浪底水库的建成为黄河下游防凌提供了强有力的工程措施,有效地减轻了凌汛威胁。探讨了黄河下游多年凌情特点及变化趋势,对影响凌情的主要因素进行了分析,并初步探讨了小浪底水库对下游凌情的影响。同时,对影响凌情的其他因素进行了归纳。结果表明:小浪底水库的运用缩减了封河长度和冰层厚度,缓解了凌情,其防凌成功的经验对黄河上游和其他凌情严重的河流具有借鉴意义。

    2017年01期 v.38;No.150 18-21+79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1346K]
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  • 南流江流域最严格水资源管理制度实施刍议

    鲁帆;肖伟华;李传科;杨明智;

    南流江是广西南部独流入海诸河中流程最长、流域面积最广、水量最丰富的河流,受水量、水质、工程等因素影响,南流江流域缺水问题较为突出。本文依据南流江流域经济社会发展及水资源开发利用的实际需求,从流域层面涉水规划、流域水量分配、用水统计方法和水资源监控、流域水资源统一调度等6个方面剖析了该流域最严格水资源管理面临的主要问题。根据流域内部各区域地形地貌、土地利用、生态服务功能、开发方式、水循环特征、水环境特征的空间差异,将流域划分为生态区、农村区、城市区3类区域,从流域水资源管理红线指标细化分解、水资源红线管理监测预警体系建设、流域水资源"三条红线"管理考核评估体系3个方面,提出了最严格水资源管理制度实施的若干建议。

    2017年01期 v.38;No.150 22-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 532K]
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  • 南方山丘区水生态文明城市建设的郴州模式探索

    武芸;王辉;吴凤平;卢佳宇;

    水生态文明建设是生态文明建设的核心组成部分,是实现城市可持续发展的重要支撑。湖南省郴州市作为全国水生态文明城市建设首批试点,其建设实践在水资源、水环境、水生态方面已取得了良好的成效。通过剖析郴州市水生态文明建设实践,结合其独特的南方山丘区城市特点及其经济、社会条件,提炼出"以水为中心、政府和社会协同创建、源头—过程—考评三程管控、实施途径8项统筹"的水生态文明城市建设的郴州模式,以期为其他地区的水生态文明建设提供参考。

    2017年01期 v.38;No.150 26-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 98K]
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水文水资源

  • 贵州省径流变化特征分析

    徐建新;张伟杰;赵尚飞;王新;

    径流分配特征是水资源评价的基础,常被作为水利规划、水文区划、农业区划的重要指标,同时也是划分河流类型的重要指标之一。研究径流分配的变化特征及其演变规律,对水资源的合理开发及综合利用具有重要意义。选取1985—2012年贵州省6个典型水文站的径流统计资料,应用年内分配比、年内分配不均匀系数、集中度、集中期、变化幅度、年际距平与模比系数、变差系数与年极值比来衡量贵州省径流的年内和年际变化特征及其演变规律。研究结果表明:贵州省6个典型水文站的径流年内和年际变化具有明显的同步性,各典型径流量年内分配不均匀性呈先增大、后减小的变化趋势,由不均匀向相对均匀转变;径流量年内集中程度总体呈先增大、后减小的变化趋势,各站径流量年内集中期主要在7月,从时间分配来看径流量年际变化不大,总体呈先增大、后减小的变化趋势;从空间分配来看南部地区年际变化大,而北部地区则相对稳定。通过对贵州省径流变化特征的分析,可为合理开发、综合利用和优化配置水资源提供科学依据。

    2017年01期 v.38;No.150 30-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 491K]
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  • 淮河流域河南平原区河流与地下水的相互影响

    李扬;王丽满;田浩毅;刘华平;魏承铭功;

    利用"河南平原地区地下水污染调查评价(淮河流域)"项目中完成的749个点的地表水水文调查资料,结合河流断面监测资料分析了研究区地表水与地下水的补排关系;通过分析地表水与地下水水质、河流-地下水监测断面的水质特征,阐述了地表水与地下水水质的相互影响以及有机组分相互影响与无机组分相互影响的差异。研究结果表明:淮河流域河南平原区地下水对排泄型河流(段)水质影响有限,人为排污、降水及上游河水水质是影响其水质的决定因素;河流对地下水水质的影响与补排关系、地层岩性及结构关系密切;一些严重污染的补排交替型河流两岸分布有较宽的地下水严重污染带;河水中的有机物对地下水影响有限。

    2017年01期 v.38;No.150 36-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1524K]
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  • 许昌市麦岭应急备用水源地人工补给研究

    姜宝良;郑晓团;李春娥;余晨;张石磊;

    麦岭水源地在枯水期(年)由于干旱少雨,降水补给少,水源地开采量增加,特别是农业灌溉开采量很大,会引起水源地浅、深层地下水位持续大幅度下降,影响城市供水安全。因此,必须引水补源,保证城市供水安全。本文通过对麦岭水源地水文地质条件的分析,结合水源地水源充沛,河流渠系发达,坑塘较多,含水层储存量大等有利条件,开展了双环渗水试验、浅井注水试验、渗坑注水试验、农田灌溉试验等人工补源试验研究。结果表明,在水源地开展人工补给对地下水持续开发利用具有重要意义。

    2017年01期 v.38;No.150 41-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 933K]
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水工结构与材料

  • 前坪水库溢洪道高边坡设计方案优化研究

    刘汉东;彭冰;王四巍;李梦姿;

    前坪水库溢洪道高边坡的初步设计方案中,开挖边坡坡度为1∶0.5,采用5 m长锚杆Φ25 mm@2×2 m加固支护。通过系统优化研究,调整开挖边坡坡度为1∶0.4,采用10 m长锚杆Φ25 mm@3×3 m加固支护。采用GEO-SLOPE软件对不同工况下前坪水库溢洪道高边坡的稳定性进行了极限平衡分析,并采用FLAC 3D软件计算了不同工况下边坡的应力和变形分布规律。计算结果表明:优化设计方案中溢洪道高边坡开挖后在无水、正常水位及相应地震工况下的安全系数均大于1.3,满足规范要求。按优化设计方案开挖后,边坡在无水、遭遇洪水及地震3种工况下,开挖面上的最大主应力均出现拉应力,3种工况下的最大拉应力为0.24 MPa,小于安山玢岩的抗拉强度。优化设计方案与初步设计阶段的方案相比,可减少土石方开挖量约5万m3,具有显著的经济效益。

    2017年01期 v.38;No.150 47-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1458K]
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  • 对称加载作用下单箱双室组合结构的剪滞效应特性与试验研究

    喻江;胡少伟;卫聪杰;张召广;

    对于箱型组合结构,由于应力分布不均,极易导致翼板及底板发生剪切变形,从而对结构安全不利。为了深入探讨单箱双室组合结构中剪滞效应的机理,根据该类结构的受力变形特点,建立混凝土翼板和单箱双室钢梁的纵向翘曲位移模式,得到了控制微分方程及其边界条件,并推导出了在对称荷载作用下单箱双室组合结构的应变及挠度的解析表达式。开展了室内足尺寸模型试验,与剪滞效应理论进行了对比研究,应变、挠度计算值的最大相对误差分别达到15.32%和16.97%。可为该类结构中剪滞效应研究及单箱双室组合结构的工程设计、后期加固提供一定的参考。

    2017年01期 v.38;No.150 52-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 2838K]
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  • 黏土砖再生粗骨料混凝土短肢抗震墙的试验研究

    程远兵;郭子龙;

    为了研究黏土砖再生粗骨料混凝土短肢抗震墙的受力和变形性能,设计了2个黏土砖再生粗骨料混凝土短肢墙试件和1个普通钢筋混凝土短肢墙对比试件,试件的尺寸、配筋和轴压比等参数均相同。采用低周反复的加载方式,测试了各试件的受力与变形性能,并对试件的承载力、刚度、延性、耗能能力和破坏形态进行了对比分析。研究结果表明:在相同的配筋和轴压比下,黏土砖再生粗骨料混凝土短肢抗震墙试件比普通混凝土短肢抗震墙试件的承载力有所降低,延性和耗能能力也有所降低,但降低幅度较小;黏土砖再生粗骨料混凝土短肢抗震墙的承载力和变形性能均能满足结构的抗震要求。

    2017年01期 v.38;No.150 60-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1033K]
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  • 用水量对胶凝砂砾石抗压强度的影响

    孙明权;孙政卫;杨世锋;柴启辉;

    胶凝砂砾石材料是一新型筑坝材料,拥有广阔的发展前景。用水量是影响胶凝砂砾石强度的重要因素。通过抗压强度试验分析用水量对胶凝砂砾石抗压强度的影响,得出:最优用水量随胶凝材料掺量的增大而增大,随砂率的增大而增大,最优用水量为85~125 kg/m~3;最优水胶比随胶凝材料用量的增加而减小,随龄期的增加呈减小的趋势,最优水胶比为0.95~1.35。用水量对抗压强度的影响仅次于水泥用量,在施工过程中,应将其作为胶凝砂砾石材料的一项重要参数来控制,以保证胶凝砂砾石材料的性能。

    2017年01期 v.38;No.150 64-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1219K]
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  • HDR隔震支座梁桥横向碰撞参数的研究

    安振伟;胡远琳;康斌锴;

    由近年来的震害调查表明,中小跨径桥梁在横向地震作用下梁体、抗震挡块碰撞破坏现象严重。为寻求减隔震支座在减小中小跨径桥梁横向碰撞效应方面的应用,选用HDR高阻尼隔震支座,建立了考虑支座非线性、墩柱弹塑性、桩土作用的横桥向碰撞模型。采用非线性地震反应时程分析方法,详细研究了HDR支座刚度、接触单元碰撞刚度、初始间隙等参数对隔震梁桥横向碰撞效应的影响。结果表明:采用较大的HDR支座的刚度、合理的挡块刚度,可以有效地减小梁桥的横向碰撞响应。

    2017年01期 v.38;No.150 68-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 2636K]
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  • 基于HPIM技术的地形与地质建模应用研究

    刘尚蔚;吕明昊;魏群;

    水电工程的地形与地质条件对其施工难度及施工工艺具有很大的影响。如何以更高效的方法处理因复杂地形地质条件导致的施工困难,是当前水电工程中所面临的问题。提出了将HPIM技术应用于水电工程地形与地质条件建模的方法,阐述了基于HPIM技术对地形与地质条件进行快速建模的流程。基于HPIM技术信息多元化的特点,加以统一的数据标准对地形与地质条件模型进行参数化驱动,实现了现实中水电工程地形地质条件与计算机中数字模型相对应的仿真模式,并在工程实例中取得了一定的应用成果。

    2017年01期 v.38;No.150 75-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 2850K]
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水力学与水环境

  • 某抽水蓄能电站拦沙库泄洪排沙系统的水力特性研究

    韩力球;孙东坡;赵旭润;董明家;

    以某抽水蓄能电站下水库泄洪排沙洞为研究对象,利用相似理论建立了比尺模型,该模型通过了河道阻力试验验证。试验中,观测了不同水力条件下的洞内水流流态、水面线、流速、消能状况以及下游护岸冲刷情况。试验观测结果表明,泄洪排沙洞进口流态平顺、泄流能力及隧洞段流态均满足设计要求,但陡坡扩散段以下的急流涵洞段出现水跃闷洞、明渠深度不足、出口扩散段不能集中拉沙等问题。基于调整纵坡、协调各段输水能力、抑制水跃强度的修改思路,进行了优化修改试验。经多次比对试验,最终确定了优化修改方案,解决了涵洞段与明渠段水流衔接的协调性。修改方案较合理地控制了洞内水深,消除了明流洞水跃壅塞现象,改善了洞内流态;同时,增设扩散段输沙槽,有效提高了小流量集中拉沙的能力,满足了不同水流条件下的泄流安全要求。该研究成果对类似工程设计与安全运行具有一定的参考价值。

    2017年01期 v.38;No.150 80-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 3057K]
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  • 河南省水、土、能资源综合利用效率与碳排放强度的关系研究

    李凯;赵荣钦;张俊华;曹连海;张斌;满洲;

    水、土、能等资源是人类社会各种经济活动的重要基础,研究区域各种资源开发利用与碳排放的相互影响机制,对于推动资源节约和经济社会低碳转型具有重要意义。采用河南省18个地级市2006—2014年的相关统计数据,分析了河南省碳排放的时空变化特征,对水、土、能等资源利用效率和碳排放强度的关系进行了初步探讨。得出以下结论:1河南省总体碳排放量呈逐年递增趋势,但地市之间差异明显;2在河南全省及三大区域的空间大尺度上,资源利用效率与碳排放之间存在明显的相关性;3在河南省地级市空间尺度上,资源利用效率与碳排放强度的对应关系并不完全吻合;4对于不同区域而言,在今后的发展过程中,应综合考虑碳排放强度和资源利用效率的关系,对碳减排和资源利用效率提升的目标应该有所侧重和区分,采取差别化的发展策略,这对于河南省未来经济社会的低碳转型具有重要意义。

    2017年01期 v.38;No.150 87-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1438K]
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