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

  • 基于多模型和稳定性评价的引汉济渭工程受水区水量配置研究

    师小雨;黄强;李瑛;刘登峰;

    对引汉济渭工程关中受水区22个供水单元划分了4类供水对象,在考虑经济社会发展和生态保护的基础上,设置了2030规划水平年水量配置的6个方案;分别建立了水量平衡模型、需水模型、供水保障率模型、供需平衡模型、多因子综合模型、融合赋权的水资源可持续发展战略模型等6种模型,进行水量配置研究;并在水量配置方案结果的基础上,引入破产理论中的资源配置稳定性指标和改进的评价跨流域水资源配置冲突解决稳定性指标,对方案进行稳定性评价。结果表明,考虑供需平衡的方案4的水量配置结果较其他方案的结果更为稳定。研究成果可为关中地区经济、社会的可持续发展和生态环境的良性循环提供科学依据,同时发展了水资源配置的理论和方法。

    2017年02期 v.38;No.151 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 432K]
    [下载次数:113 ] |[引用频次:5 ] |[阅读次数:148 ]
  • 基于VIC模型的天然径流还原研究

    范辉;肖恒;马金一;柳华武;

    具有一致性的水文径流系列是进行水资源评价、水利水电工程设计的基础,然而随着人类活动的不断加剧,水文观测系列的一致性遭到了破坏。针对传统径流还原工作量大、难以解决因下垫面变化引起的径流变异等问题,提出了基于VIC模型的天然径流还原方法,并在漳河上游进行了应用。结果表明:基于VIC模型的天然径流还原方法在漳河上游具有较好的适用性,模型率定期和验证期与传统径流还原方法的相对误差都在5%以内,两者拟合Nash-Sutcliffe效率系数均在0.80左右。

    2017年02期 v.38;No.151 7-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 996K]
    [下载次数:210 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:136 ]
  • 长江水文测验体系创新实践与方向性问题探讨

    熊莹;王俊;

    为了满足大规模新增水文站网运行管理和"大水文"发展的需求,及提高人力资源配置效率,结合长江水文多年发展和改革创新的经验,提出了构建水文监测创新体系的四大体系,即水文监测管理体系、水文监测服务体系、水文监测技术支撑体系、水文监测质量控制体系。同时,分析了在当前新常态背景下,水文行业在水环境水生态监测、水资源中长期预测预报、水文信息化建设、海绵城市与城市发展等方面面临的新问题和发展方向。

    2017年02期 v.38;No.151 11-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 617K]
    [下载次数:102 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:157 ]
  • 我国流域立法的困境分析及对策研究

    朱艳丽;

    水资源的时空整体性决定了对水资源的管理必须以流域为单元。学术界和各国政府对流域管理的共识以及当前我国水资源所面临的严峻形势,客观上要求我国必须加强流域管理立法。流域管理立法是改善流域水环境的重要途径,其具有深刻的理论基础和实践基础。鉴于我国流域立法存在管理体制受限、立法层次约束和立法体系不完善等现实问题,实现真正的流域管理需要理顺管理体制、提高立法层次和完善立法体系。

    2017年02期 v.38;No.151 16-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 105K]
    [下载次数:216 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:127 ]

水文水资源

  • 1951—2013年周口地区降水时空变化特征研究

    马建琴;和鹏飞;

    为了研究区域降水的时空演变规律,根据周口地区28个雨量站1951—2013年的月降水量实测资料,利用经验正交函数(EOF)分析法、Mann-Kendall检验法及Morlet小波分析法,分析了周口地区63年来降水的空间分布、时间系数变化特征和时间序列的趋势性、突变性及周期性。结果表明,周口地区降水的空间分布有3种模式:全市丰(枯)一致型、南丰(枯)北枯(丰)型和东丰(枯)西枯(丰)型,其中全市丰(枯)一致型为周口地区降水的主要分布模式,其中1966年的全市降水偏枯和2003年的全市降水偏丰最为典型;周口地区降水量由东南向西北逐渐减小,各站点降水趋势变化不一,西南部呈下降趋势,中北部呈上升趋势,降水总体呈下降趋势;区域整体降水在1997年发生了突变,整体降水周期性变化明显,存在时间尺度为21 a的变化周期。研究结果可为周口地区的农业生产以及旱涝预警和减灾防灾提供理论支撑。

    2017年02期 v.38;No.151 20-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1689K]
    [下载次数:204 ] |[引用频次:11 ] |[阅读次数:182 ]
  • 飞蛾火焰优化算法-投影寻踪回归模型在需水预测中的应用

    崔东文;

    基于用水时间序列构建投影寻踪回归(PPR)需水预测模型。针对PPR模型矩阵参数难以确定的不足,利用一种新型群体智能仿生算法——飞蛾火焰优化(MFO)算法优化PPR模型矩阵参数,提出MFO-PPR预测模型,并构建MFO-BP模型作对比,以1980—2013年上海市需水预测为例,分别利用实例前20组和后10组数据对模型参数进行率定及预测。结果表明:MFO-PPR模型对实例后10 a需水预测的平均相对误差绝对值和最大相对误差绝对值分别为1.84%、4.20%,预测精度优于MFO-BP模型的2.06%、4.61%。MFO算法具有较好的全局寻优能力,将MFO算法应用于PPR模型参数寻优,可有效地提高PPR模型的预测精度。

    2017年02期 v.38;No.151 25-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 402K]
    [下载次数:170 ] |[引用频次:7 ] |[阅读次数:206 ]
  • 河南省水资源与经济社会发展状况匹配关系的研究

    祁丽霞;杨承佳;王国帅;

    运用基尼系数的相似方法构建区域基尼系数模型,根据河南省2014年的水资源统计数据,绘制水资源利用总量与地区GDP、农业用水量与第一产业值、工业用水量与第二产业值、农业用水量与农业劳动力数量及耕地面积之间的洛伦兹曲线,并依次计算其基尼系数,分析河南省水资源利用与经济总量、产业间水资源分配、农业生产要素间的匹配程度。结果表明:河南省水资源利用总量与地区GDP处于相对匹配状态;农业、工业用水量与第一、第二产业值均处于相对匹配状态;农业用水量与农业劳动力数量处于相对匹配状态;农业用水量与耕地面积处于比较合理匹配状态。同时,通过对2010—2014年河南省水资源利用与经济社会要素的时空匹配关系的差异性分析,结果表明,河南省水资源利用与经济发展匹配状况多年均处于相对匹配状态。通过对地区差异原因进行分析,提出对河南省水资源分配不合理的地区应采取用水管理措施,为实现水资源高效配置奠定良好的基础。

    2017年02期 v.38;No.151 30-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 649K]
    [下载次数:191 ] |[引用频次:10 ] |[阅读次数:146 ]

水工结构与材料

  • 双高混凝土优化配制试验研究

    李凤兰;凡有纪;肖文;丁新新;

    混凝土高性能化是保障混凝土结构质量的基本措施。通过系列试验,优化了双高(高工作性能、高强)混凝土配合比,研究了其基本力学性能,确定了C50~C80混凝土的施工配合比。结果表明:采用P·O 42.5R普通硅酸盐水泥,掺加优质矿粉和高性能聚羧酸减水剂,可配制拌合物工作性能良好的C70、C75和C80混凝土,其基本力学性能满足现行结构设计规范要求。基于试验结果,建议了考虑胶结材料强度和密度、水胶比的双高混凝土立方体抗压强度计算公式,并分别分析了轴心抗压强度、抗压弹性模量、劈裂抗拉强度和抗折强度与立方体抗压强度的关系。

    2017年02期 v.38;No.151 37-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1316K]
    [下载次数:73 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:168 ]
  • 非饱和滑带土非线性Burgers蠕变模型

    刘汉东;李梦姿;杨继红;

    基于非线性流变力学理论,建立了非饱和滑带土非线性Burgers蠕变模型。模型中不仅考虑滑带土非饱和特性-基质吸力对土蠕变特性的影响,同时考虑了与时间、应力状态有关的非线性黏滞体的流变特性,由非线性黏滞体替换Burgers模型中的线性黏滞体。对非饱和滑带土开展三轴蠕变试验,并对试验结果采用最小二乘法曲线拟合,获得了不同基质吸力下的蠕变参数,并将试验结果与Burgers模型拟合曲线以及提出的非线性Burgers模型拟合曲线进行对比。结果表明,采用非线性Burgers模型能很好地拟合试验结果,且与试验曲线的吻合程度、相关系数明显高于线性Burgers模型。

    2017年02期 v.38;No.151 43-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 844K]
    [下载次数:181 ] |[引用频次:9 ] |[阅读次数:279 ]
  • 大规模体积压裂诱发的地质灾变问题研究综述

    王洪建;赵菲;刘大安;黄志全;姚亚明;范琛;

    页岩储层大规模体积压裂对储层实施改造,是实现非常规油气资源工业化开发的核心技术,但目前该技术的机理研究和应用都处于起步发展阶段。大规模体积压裂可能带来潜在的地质灾害风险,主要包括淡水资源的消耗、浅水层的污染、断层活化诱发地质灾害和地表侵蚀、甲烷泄露致空气污染、植被破坏等问题。从体积压裂机理入手,研究了上述存在的地质灾变风险及灾害发生机制,并从勘探调研合理的页岩气开采区块、设计科学的钻井完井方式、压裂液注入速率方案、实时监测断层破裂带应力及滑移状态以及废水废气回收处理等角度提出对应的科学指导和防范措施,对国内页岩气顺利开展工业化开采、避免潜在的地质环境灾变对人类产生危害具有重要的指导意义。

    2017年02期 v.38;No.151 49-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1698K]
    [下载次数:176 ] |[引用频次:2 ] |[阅读次数:167 ]
  • 基于模糊最优识别理论的水电工程泥石流危险性评价模型

    康业渊;张娜;狄文龙;

    为评价水电工程泥石流的危险性,结合水电工程泥石流灾害的特点,在参考国内外文献的基础上,确定了基于多因素的水电工程泥石流危险性评价指标体系,并以此为基础,搜集、调研资料,建立了典型泥石流范例库。借助模糊最优识别理论,建立了水电工程泥石流危险性初步评价的模糊最优识别模型。利用该模型对某水电工程泥石流的危险性进行了分析评价,评价结果与实际情况相符,验证了该模型的有效性。

    2017年02期 v.38;No.151 56-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 439K]
    [下载次数:65 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:256 ]

水力学与水环境

  • 渐缩-突扩流道水力特性研究

    仵峰;董晓爽;吴玉博;马地;冯雪芳;

    滴头是滴灌系统的关键部件,流道设计是其核心技术。为了揭示滴头流道内的水流运动规律,提出一种渐缩-突扩的流道结构,以三角形、圆形和流线型作为分水结构形状因素,以流道收缩后最小断面尺寸(边壁距离)和放大比例等作为设计因素,进行了3因素3水平正交试验设计;建立了流道的CFD模型,利用Fluent软件进行数值计算,对不同正交试验处理下的流道内部流场进行了研究。以滴头流量为评价指标,探讨了以上各因素对滴头流量的影响,分析了流道不同断面位置处的能量及其变化规律。结果表明:1)10 m水头条件下,试验各因素均对滴头流量产生影响,其中流道尺寸比例系数对流量的影响最大,流道内分水结构的形状和边壁距离影响不显著,流道的过流能力可用以上参数的多元线性回归方程定量表示;2)渐缩-突扩流道结构的流态指数为0.494 3~0.509 1,属孔口出流;试验的3种因素对流态指数x的影响由大到小依次为:尺寸比例系数、分水结构形状、边壁距离,但均达不到显著水平;3)流道内水流的雷诺数Re的范围为614~691 5,局部水头损失系数为2.1~10.6。

    2017年02期 v.38;No.151 61-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 2717K]
    [下载次数:121 ] |[引用频次:8 ] |[阅读次数:150 ]
  • 桥梁对河流阻水影响的一个综合判别指标

    李彬;

    针对桥梁对河流的阻水影响问题,基于河流能量观点提出了考虑河流能量与桥梁阻水比双因素的综合判别指标η,应用其讨论了山区河流和平原区河流修建桥梁对河流的阻水影响。结果表明:综合判别指标η可以有效地区分相同桥墩布置形式桥梁对不同类型河流的阻水影响;综合判别指标η可以指导桥墩在河流中的合理布置,有效减小桥梁对河流的阻水影响,与桥梁阻水比、单宽流量等指标在指导桥墩合理布置方面起到相同效果。该研究成果在一定程度上弥补了一般桥梁阻水比指标的不足。

    2017年02期 v.38;No.151 68-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 370K]
    [下载次数:94 ] |[引用频次:2 ] |[阅读次数:144 ]
  • 河流影响下包气带水力参数对压力水头及溶质运移的影响

    刘钢;高志鹏;屈吉鸿;

    地表河流入渗补给地下水是自然界普遍存在的一种现象。近些年,由于地表河流污染的加剧,污染的河流下渗,必然伴随着污染物对影响范围内的非饱和带土壤造成生态破坏。采用Hydrus软件构建二维饱和-非饱和数值模型,为各影响因子构造3种不同的情景模式,探讨河流影响下的包气带水分及溶质运移随各参数变化而改变的过程。研究结果表明,VG模型5个参数θ_r、θ_s、α、n、K_s对压力水头和溶质运移均具有不同程度的影响,与土壤饱和程度具有一定的相关性,其中θ_s、α、n、K_s的影响较为显著,而θ_r的影响则比较小。

    2017年02期 v.38;No.151 72-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1464K]
    [下载次数:149 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:160 ]
  • 南水北调中线工程水源地河南段水质现状及污染分析

    刘增进;祁秉宇;张关超;

    为了解南水北调中线工程水源地的水质状况,选取丹江口库区河南段水体为研究对象,通过研究环保部2006—2015年对丹江口库区河南段的水质状况调查数据,采用综合污染指数法对研究区域的水质情况进行定量分析。结果表明:按照综合污染指数法的水质分级标准,丹江口库区河南段水体的水质状况属尚清洁类,但仍存在一定的污染风险,水质有恶化的趋势;通过对南水北调中线工程水源地河南段污染源的分析,发现点源污染对水源地水环境的影响较为严重,面源污染的危害也不可忽视;南水北调中线工程水源地河南段的点源污染源分布较为广泛,但主要集中在丹江口水库北支控制单元。研究结果可为保护水源地的水质安全和控制污染源提供理论依据。

    2017年02期 v.38;No.151 77-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 125K]
    [下载次数:388 ] |[引用频次:15 ] |[阅读次数:154 ]
  • 再生离子交换树脂主要物理及力学特性试验研究

    郭选英;王秀玲;孙东坡;

    为系统、全面地了解再生离子交换树脂模型沙的主要物理及力学特性,参照河流泥沙动力学、土力学相关知识和规范,采用模型沙粒度分析、量筒、玻璃水槽试验及室内土力学试验等方法,对其粒径级配、膨胀率、密度、干密度、起动流速、水下休止角、抗剪特性等进行了试验研究。得到如下结论:(1)原状再生离子交换树脂密度为1.234 t/m~3,直径为1.0~1.2 mm,经机械粉碎后可测得的最小粒径为0.005 mm;(2)原状再生离子交换树脂在水中的膨胀率为5.1%,膨胀性较强;(3)量筒法测得中值粒径d_(50)=0.100~0.370 mm的再生离子交换树脂的干密度值基本稳定在0.540 m~3/t左右,但在有压条件下或淤积时间过长时,其干密度值有较大幅度的增加,其中d_(50)=0.100 mm的再生离子交换树脂的起动流速随淤积时间的延长有较明显的增加,不利于长周期的试验;(4)d_(50)=0.100~0.370 mm的再生离子交换树脂的水下休止角为11°00'00″~33°10'00″,与天然沙的水下休止角值接近;(5)d_(50)=0.100~0.270 mm的再生离子交换树脂在1 m高水压条件下固结24 h后,其黏结力为1.44~3.24 k Pa,内摩擦角为14.49°~27.55°,树脂颗粒间黏性较小,淤积体的凝聚主要依靠摩擦阻力的作用。

    2017年02期 v.38;No.151 82-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 954K]
    [下载次数:79 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:119 ]

水电站设备

  • 水轮机转轮立式静平衡方法的研究进展

    郝用兴;冯梅玲;张红艺;王超峰;

    水轮机转轮质量不平衡是水轮机组产生振动的主要原因之一,通过静平衡试验获得转轮不平衡重量和不平衡角度,完成对不平衡点的检测和配重,降低转轮振动幅值和摆动幅值至容许范围。综述了水轮机转轮立式静平衡方法的研究进展,介绍了该静平衡方法的原理及5种不同的静平衡试验方法,分析了这几种静平衡方法的优缺点,并对今后水轮机转轮立式静平衡方法的研究方向给出了一些建议。

    2017年02期 v.38;No.151 88-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 907K]
    [下载次数:78 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:159 ]
  • 下载本期数据