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

水资源集对分析专题

  • 效应全偏联系数及其在区域水资源承载力评价中的应用

    金菊良;张浩宇;宁少尉;郦建强;蒋尚明;何君;

    为准确描述偏联系数的数学表达形式,揭示偏联系数的物理内涵,采用偏正联系数与偏负联系数相互综合比较分析的研究思路,归纳提出了用于评价集对事件发展趋势的效应全偏联系数。与现有的2种偏联系数的计算方法进行对比分析,得出3种偏联系数计算方法的理论差别,并将3种计算方法进行实例对比分析。结果表明:效应全偏联系数方法计算的某医院1997年、2000年的医疗质量偏联系数与方法二(覃杰等提出)、方法三(陆广地等提出)的计算结果具有较大差异,效应全偏联系数方法的计算结果更加接近实际。将效应全偏联系数方法应用于安徽省水资源承载力评价中,进一步验证该方法的适用性。结果表明:效应全偏联系数方法与减法集对势方法计算判别的各年份水资源承载力的发展趋势比较一致,相关系数接近1. 0,表明效应全偏联系数方法在水资源承载力评价中是适用的。上述2个实例的分析比较结果说明,效应全偏联系数方法的计算结果合理可靠,可为集对事件发展趋势的判断分析提供新途径,具有推广应用价值。

    2019年01期 v.40;No.162 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 210K]
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  • 基于SPA和云理论的水资源承载能力评价研究

    黄显峰;李宛谕;方国华;李丹阳;刘展志;

    我国的水资源短缺问题日趋严重,新形势下,双控行动是解决水资源短缺问题的战略措施,研究水资源承载能力有助于水资源的可持续发展。从水资源总量、水资源强度、生态环境3个方面出发,基于集对分析(SPA)和云理论,构建了水资源承载能力评价体系,确定出评价等级与标准,并以南京市浦口区为例,研究了浦口区的水资源承载能力。结果表明,浦口区2016年的水资源承载能力等级为一般。此结果与实际情况相符,验证了模型的适用性,为最严格水资源管理和水生态文明建设提供了科学依据。

    2019年01期 v.40;No.162 9-15+63页 [查看摘要][在线阅读][下载 337K]
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  • 基于集对分析的径流丰枯分析

    李继清;郑威;李建昌;金菊良;周婷;

    为了合理配置和科学管理河流水资源,需要对年径流的丰枯情况进行划分。以长江中上游部分水文站为研究对象,采用集对分析法和常规法对各地区的径流进行丰枯分类,并在此基础上,进一步考虑北碚、武隆两个支流站点对相邻的干流站点的径流丰枯影响。结果表明:常规法的结果只与分析对象在汛期时的流量大小有密切关系,集对分析法由于同时考虑年径流的大小和时间分配,其结果与常规法的有较大差异;嘉陵江对长江干流屏山水文站至寸滩水文站间的丰枯变化影响较小,乌江对长江干流寸滩水文站至宜昌水文站间的丰枯变化影响有限。该分析结果可为长江流域的水资源开发利用提供参考和决策依据。

    2019年01期 v.40;No.162 16-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 350K]
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  • 水资源承载力评价的Logistic集对分析模型及其应用

    刘童;杨晓华;宋帆;

    在水资源危机日益加重的大背景下,采用基于线性隶属函数的水资源承载力评价模型处理复杂的实际问题时,往往对指标值变化的敏感度不高,迫切需要对现有研究模型进行改进。所以研究引进Logistic理论,提出一个用于水资源承载力评价的新模型——Logistic集对分析模型,并将该模型应用于吉林省2007—2016年的水资源承载力评价。评价结果显示:吉林省水资源承载力等级在较低和中等之间波动;与线性集对分析模型相比,Logistic集对分析模型能更加合理地考虑指标值的分布对水资源载荷的影响,同时评价结果又能在一定程度上反映指标值的分布,说明该模型是可靠和有效的。

    2019年01期 v.40;No.162 27-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 192K]
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  • 改进的粗糙集-集对分析的水质评价方法

    卢媛;王栋;

    针对水质评价的特点,将其看作为一个确定不确定性系统,通过将各个评价指标与评价标准构成集对,从而在水质评价中引入集对分析理论。采用改进的粗糙集条件信息熵方法确定权重,将两种方法结合得到改进的粗糙集-集对分析耦合方法,并应用于我国12个代表性湖库的水体富营养化评价中。将改进的粗糙集-集对分析耦合方法所得结果分别与单一指标法、模糊可变集法、正态云模型方法、T-S模糊神经网络方法所得结果进行对比分析,验证了该方法的有效性,为水体富营养化评价提供了一种新思路。

    2019年01期 v.40;No.162 34-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 133K]
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特约稿

  • 合理水域率的确定方法及其应用研究进展

    李春晖;彭聪;卜久贺;王烜;蔡宴朋;李慧;

    在土地利用变化和极端气候的影响下,水域空间受到侵占和挤压,导致生态环境恶化和洪涝灾害风险增加,维持合理的水域面积成为改善生态系统的有效措施之一。在综述国内外有关水域率的研究现状的基础上,总结了水域率及合理水域率的内涵、分类和特征,梳理了不同水域承载功能(行洪排涝、水资源利用、景观娱乐、水环境容量、区域小气候等)的合理水域率研究方法,结合水文模型在平原河网地区水域率研究中的应用,归纳了以行洪排涝为主要功能的合理水域率确定技术、模型和思路;分析了目前海绵城市建设中水域率的确定方法,指出未来应构建专门的水域率研究理论体系,丰富内涵和研究机理,完善并统一不同功能的合理水域率评价体系,为水生态空间的调控和水资源承载力的评价奠定基础。

    2019年01期 v.40;No.162 39-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 133K]
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  • 汉江流域上游植被指数变化的影响因素分析

    栾金凯;刘登峰;刘慧;黄强;林木;李国宝;

    汉江是南水北调中线工程的水源地,在变化环境下其植被的变化会对流域水文过程产生不可忽视的影响。采用来自MODIS/Terra网站的归一化植被指数遥感影像数据,对汉江流域上游2000—2015年的8月份归一化植被指数遥感影像数据进行像元尺度的影响因素分析。结果表明,7-8月的平均降水量和7月平均气温与归一化植被指数的相关性最强。植被指数与降水呈负相关的区域基本上与气温呈正相关,而植被指数与降水呈正相关的区域基本与气温呈负相关。复直线回归分析显示,气象因素对植被生长、演化起到了促进作用,人类活动使得植被指数等级变得更加均匀。人类活动表现为抑制植被生长演化的区域占汉江流域上游总面积的45. 92%,人类活动表现为促进植被生长的区域占汉江流域上游总面积的54. 08%,说明有一半以上区域的人类活动对植被生长起到了促进作用;与气象因素相比,现阶段人类活动对近年来汉江流域上游植被指数的影响十分微小。

    2019年01期 v.40;No.162 46-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 934K]
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  • 当前我国城市内涝问题归因分析与应对策略

    陈倩云;余弘婧;高学睿;安婷莉;王玉宝;孙淼;

    针对频繁发生的暴雨内涝灾害给城市建设和管理带来的严峻挑战,以解决我国当前城市暴雨内涝问题为目标,从我国城市暴雨内涝灾害的发生现状入手,分析了城市暴雨内涝灾害的发生特点和主要诱因。以不同国家和地区城市暴雨内涝的成功案例为启示,结合我国城市暴雨内涝防治的新形势,总结并预测城市雨洪管理技术的发展趋势,提出了我国城市暴雨内涝问题应对的系统构想。该构想针对我国城市当前内涝问题给出以下3点建议:(1)采用先进的城市暴雨内涝治理技术,学习发达国家的经验;(2)充分利用雨洪模型,建立起一整套有效的城市暴雨洪水过程模拟模型;(3)构建一套适合我国城市的雨洪管理体系。通过以上3点实施,可推动我国城市化建设的深入开展,并对城市防汛减灾安全保障能力的提高及城市雨洪应对与应急管理水平的提升具有一定的参考价值。

    2019年01期 v.40;No.162 55-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 284K]
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  • 基于SWAT模型的区域农业干旱模拟研究

    王富强;王金杰;石家豪;

    近年来,干旱在我国呈现出广发和频发态势,已经成为我国主要的自然灾害之一,尤其是农业干旱,其成灾机理最复杂、涉及范围最广、灾害影响最严重。以贾鲁河流域为典型研究区域,利用水文气象、社会经济、土地利用、DEM等数据,构建了基于SWAT的区域农业干旱模拟模型,选取土壤相对湿度作为农业干旱指标进行模型的适用性评价,并系统分析贾鲁河流域的农业干旱特征。结果显示:(1)所建模型对贾鲁河流域农业干旱的模拟效果良好,农业干旱模拟结果与历史记录基本吻合,且空间分布基本一致;(2)贾鲁河流域轻度干旱主要发生于初春、春末及夏初;中度干旱主要发生于初春及春末;重度干旱主要发生于春夏之交及夏秋之交;特大干旱主要发生于春季及春夏之交;(3)贾鲁河流域农业干旱整体呈现9 a的周期性特征,季节性特征明显;(4)春旱、春末夏初旱是贾鲁河流域农业干旱的主要类型,流域上游地区及下游地区发生春末夏初旱的频率最高,中游地区发生初春旱的频率最高。

    2019年01期 v.40;No.162 64-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 375K]
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  • 河南省典型区农业水土资源开发的碳排放效应研究

    王帅;赵荣钦;苏辉;冯德显;肖连刚;杨青林;熊涛;杨文娟;

    农业水土资源开发是导致农业源温室气体排放的主要原因之一。开展农业水土资源开发的碳排放效应研究不仅有助于从资源耦合的视角深化碳排放效应评估的理论和方法,而且对于提升农业资源利用效率、推动农业低碳发展具有重要的实践意义。基于河南省13个典型村庄的农户调查数据,对水土资源开发利用过程的碳排放进行了核算和对比分析。主要结论如下:(1)从水土资源开发的不同环节来看,土地投入导致的碳排放是农业生产的主要碳排放源;(2)就不同作物而言,小麦生产过程中水土资源开发利用的碳排放强度大于玉米和花生的;(3)就不同地区而言,豫东与豫北的碳排放强度要大于豫南与豫西的,其中,生产资料投入水平、农业基础设施、地形条件都在一定程度上影响农业碳排放的大小;(4)农业水、土资源开发利用的碳排放强度差异明显,土地资源开发利用的碳排放强度要远大于水资源开发利用的碳排放强度。建议未来应通过种植结构调整、农业节能和节水技术、规模化经营、测土配方施肥等措施,来降低农业水土资源开发的碳排放强度。

    2019年01期 v.40;No.162 71-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 191K]
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其它

  • 混凝土温度场和应力场仿真计算中桩基的热学和力学参数等效系数研究

    张智沛;杨峰;强晟;裘华锋;张南南;

    在大型水利工程的温度场和应力场仿真计算中,为了简化建模,对于埋设混凝土桩的情况,有时以桩和周围地基组成的长方体作为一个等效体代替桩基,其等效参数往往采用体积等效法取值,但其计算结果与工程实际存在一定的差异。为研究此问题,以某水闸工程作为计算模型,将桩、土基精细建模的计算结果作为精确解,与整体桩基等效后的计算结果进行对比分析,得到等效桩基的热学参数等效系数α和力学参数等效系数β,等效桩基的力学参数等效系数β和土基的弹性模量成线性关系,等效桩基的热学参数等效系数α取值范围为[0. 8,1. 0]。此结果可为实际应用提供参考。

    2019年01期 v.40;No.162 79-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 418K]
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  • 区域旱灾风险的灰色多阶段多指标评估方法

    罗党;钱其存;

    考虑到区域旱灾风险的动态演变特征和评估指标信息"部分"未知的灰色不确定性特征,提出了一种基于区间灰数核与灰度的灰色多阶段多指标决策方法,并将其用于河南区域农业旱灾风险评估中。通过构造核序列与灰度序列,定义序列间的相对相似度关系,建立多目标优化模型以确定指标权重;基于灰熵序列与Orness测度构建优化模型以确定阶段权重、集结评估信息,并根据综合相对相似度值评估区域旱灾风险。结果表明,安阳地区春季最易发生旱灾,濮阳、商丘次之。该评估结果可为抗旱减灾工作提供依据。

    2019年01期 v.40;No.162 85-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 133K]
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  • 地下污水处理厂地上景观水生态工程设计研究

    候闪闪;郭兆广;栾春凤;李倩;

    鉴于地下污水处理厂用地的特殊性,为充分利用其土地和水资源,在地下污水处理厂的地上部分引入公园化的理念,使污水处理设施与城市绿地有效结合成为未来发展趋势。郑州市南三环污水处理厂的主要构筑物建于地下,顶部覆土绿化建成供居民休息娱乐的中水公园,具有显著的环境效益和社会效益。以地上公园的水生态工程设计作为研究对象,针对城市污水和雨水这两种非常规水资源,研究如何将净化后的再生水和收集的雨水运用于公园水生态景观中。该研究对现代城市公园建设、城市水资源循环利用、中水回用等问题具有重要的意义。

    2019年01期 v.40;No.162 91-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 324K]
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气候变化与水资源国际科技动态(四)

  • 气候变化对天山地区(中亚)冰川和径流的影响

    王乐扬;SORG Annina;BOLCH Tobias;STOFFEL Markus;SOLOMINA Olga;BENISTON Martin;

    <正>气候变化导致的以冰川融水补给为主的径流情势变化,会直接影响淡水供应、灌溉和水电开发。前苏联解体将天山地区(中亚)由相互依赖的共和国转变为独立自治的河流上游国和下游国,导致该地区的水资源分配成为一项非常复杂的任务。因此,有关冰川与径流目前和未来的确切信息对该区域的水资源分配至关重要。天山被称为"中亚水塔",尽管前期已开展了气候变化对该区域冰川和径流的影响研究,然而,到目前为止仍未达成一致认识。本文研究发

    2019年01期 v.40;No.162 97页 [查看摘要][在线阅读][下载 35K]
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