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

气候变化与水资源国际科技动态(五)

  • 食物和能源生产用水带来的水文气候转变

    王乐扬;田烨;GEORGIA Destouni;FERNANDO Jaramillo;CARMEN Prieto;

    <正>水文变化是全球变化的核心,为准确预测未来水文变化,需要正确理解和量化过去水文变化的驱动力。本文分析了自20世纪以来瑞典9个流域的水文气候、农业以及水电方面的变化,并将分析结果与其他区域及全球范围内灌溉和森林砍伐的水文效应评价结果进行综合比较。不同区域的比较结果表明,与农业灌溉相似,非农业灌溉和水力发电也可引起蒸散发量的增加。在瑞典的9个研究流域中,非农业灌溉增强了径流时间尺度上的变异性,而水力发电则

    2019年02期 v.40;No.163 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 31K]
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水文水资源专题

  • 遗传层次分析法在区域水资源承载力评价指标体系筛选中的应用

    金菊良;沈时兴;陈梦璐;郦建强;郭旭宁;唱彤;

    区域水资源承载力评价是区域水安全战略中的基础性研究课题,其中水资源承载力评价指标体系是评价研究过程中重要的研究基础,其建立过程综合反映了水资源系统与所在地区的经济社会系统、生态环境系统之间的复杂交互作用关系。从水资源数量、质量、空间、流场等水资源系统功能方面的水资源承载过程角度,构建了由水量、水质、水域、水流4个子系统及其二级评价指标组成的区域水资源承载力评价初步指标体系;集成咨询专家信息的形式,得到判断各指标重要性的层次分析法判断矩阵,采用层次分析法与加速遗传算法相结合的遗传层次分析法筛选该初步指标体系并确定其对应的权重关系,最终建立了区域水资源承载力评价指标体系。所建指标体系适用于重点关注区域的水资源承载状态的综合评价研究,为区域水资源承载力监测预警系统提供重要的技术基础。

    2019年02期 v.40;No.163 1-6+15页 [查看摘要][在线阅读][下载 115K]
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  • 淮河流域近545年旱涝等级序列完善及变化特征分析

    高超;尹周祥;李学文;

    结合历史文献资料与实测站点降水数据,补充完善1470—2014年淮河流域8个站点旱涝等级序列,利用泰森多边形法计算各区域面积并进行加权处理,重建淮河流域近545年旱涝等级序列,采用累积距平、Mann-Kendall突变检验、小波分析等方法探索旱涝时空变化特征。结果表明:①经典型旱涝年验证,重建的淮河流域旱涝等级序列是基本可靠的,其不符合年数所占比例为12.5%;近545年淮河流域发生涝灾事件的次数多于旱灾的,涝灾平均3.7 a发生一次,旱灾平均5 a发生一次。②淮河流域1470—1542年、1762—1814年和1855—2014年气候偏旱,1543—1761年和1815—1854年气候偏涝,1509年左右气候发生突变,开始偏湿;其旱涝变化周期特征明显,具有39、72、27、100 a以上的周期变化规律,且自1800年以来各时间尺度旱涝变化周期均在不断变短。③旱涝灾害事件的发生频率在空间上存在差异,淮河上游地区旱灾事件的发生频率高于涝灾的,中游、下游及沂沭泗河地区涝灾事件的发生频率高于旱灾的;各地区旱涝灾害事件的发生频率均较高,都在27%以上。

    2019年02期 v.40;No.163 7-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 3890K]
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  • 基于IHA-RVA法的资水流域水文情势评估

    王鸿翔;赵颖异;卓志宇;史振防;

    为了研究资水流域水文情势的变化,选取桃江水文站1959—2016年的逐日流量数据为研究资料,采用Mann-Kendall检验法、累积距平法和滑动T检验法进行流量特征分析,并应用生态水文指标变化范围法(IHA-RVA)以及水文改变度法综合评价了资水流域的水文情势改变程度。结果表明:资水流域桃江水文站的年均流量呈略微上升趋势,突变年份出现在1987年。通过对资水流域水文突变前后桃江水文站水文指标的分析可知:资水流域整体的水文改变度为22%,仅达到低度改变;32个IHA水文指标中,年最小值流量出现时间受影响最大。该研究可为资水流域生态水文情势的健康、可持续发展提供基础参考。

    2019年02期 v.40;No.163 16-21+51页 [查看摘要][在线阅读][下载 2717K]
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  • 基于TIGGE资料的降雨预报评估——以洪安涧河流域为例

    徐冬梅;李嘉晨;张小丽;王文川;

    为评价集合降雨预报信息的可利用性,以洪安涧河流域为例,利用TS评分、BS评分、Brier评分以及Talagrand分布图对ECMWF和UKMO两个预报中心2007年5月—2013年4月预见期1~10 d的控制预报及集合平均预报降雨信息进行评估。结果显示:随着预见期的延长、降雨等级的提升,降雨预报的效果逐渐变差;降雨的集合平均预报比控制预报的效果好。进一步对两个预报中心降雨信息的集合平均预报进行精度分析,结果表明,ECMWF和UKMO的降雨预报信息在研究流域有较高的精度,且ECMWF的降雨预报效果优于UKMO。该研究成果表明了TIGGE的降雨预报信息可运用于洪安涧河流域,并可为探索流域内的径流预报及洪水调度等提供科学支持。

    2019年02期 v.40;No.163 22-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 4323K]
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  • 政策导向下郑州城市供水量的GSSPA预测模型

    罗党;安艺萌;

    对城市供水量作出合理的预测是制定水资源供求计划的前提。以郑州市为例,通过研究郑州城市供水量与人口因素、自然因素、社会因素等影响因子的关联关系发现,2013—2016年影响郑州城市供水量的主要因素为自然人口因子与城镇化水平因子,近期国家政策导向是影响郑州城市供水量增多的主要原因。将城市供水量分解为长期趋势项与短期波动项,并融合灰色关联模型、灰色预测模型和集对分析聚类预测模型的优势,建立了郑州城市供水的GSSPA预测模型,为城市供水系统的有效管控提供了理论支持。

    2019年02期 v.40;No.163 30-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1242K]
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  • 包气带水分运移过程的影响因素综述

    徐远志;赵贵章;母霓莎;王莉莉;彭含笑;

    包气带水分运移是地下水补给的必经环节,是污染物从土壤运移到地下水的通道。因此,研究包气带水分运移具有重要的现实意义。但包气带岩性结构的非均质性、水分运移影响因素的多样性、水分运移参数的变异性等,使得包气带水分运移过程十分复杂。针对地表立地条件、包气带岩性结构、包气带状态变量、植被和地下水位埋深等对包气带水分运移机理的影响进行了剖析,结果可为进一步研究包气带水分运移机理提供参考。

    2019年02期 v.40;No.163 37-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 82K]
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河湖水环境专题

  • 针对淡水养殖排放水体污染的防治方法研究

    段云岭;马金林;王晓奕;黄晓晨;冯金铭;金浩轩;

    针对淡水养殖区域水环境污染的问题,提出一种利用微生物进行养殖水体水质净化的治理方法。根据养殖水体中的污染负荷,实时调控水体中有益微生物的种群和数量,既可以降低水产养殖风险,也可以通过养殖水体自净能力改善河道水体水质,实现养殖水体源头的治理,达到区域可持续发展的目标。

    2019年02期 v.40;No.163 42-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1438K]
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  • 吸附法处理水体重金属污染的研究进展

    牛耀岚;吴曼菲;胡湛波;

    随着社会经济的快速发展,水环境污染问题日益严重,水体重金属污染问题尤为突出。目前,重金属污水的处理方法主要有化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法、电化学法、膜分离法和吸附法等,它们各自有其优缺点。吸附法在水体重金属污染治理领域有其特殊的优势,如操作简单、材料来源广泛和适用范围广等,其中,吸附材料是影响吸附法处理水体重金属污染的关键因素。综述了各种吸附材料在处理重金属污水方面的研究进展,在此基础上,对吸附法处理重金属污水的应用前景进行了展望。

    2019年02期 v.40;No.163 46-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 115K]
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  • 青菱湖水污染特征及原因分析

    王思梦;黄婧;李娟;王海;

    为探究青菱湖的水污染特征及污染原因,2018年7月对青菱湖进行实地采样分析,并基于点源和面源层面进行调查与核算。监测结果表明:当前青菱湖首要超标因子为总磷(TP),全湖水质几乎均为劣Ⅴ类,超标倍数为1.87~7.85;其次为总氮(TN),水质为Ⅴ类~劣Ⅴ类,超标倍数为0.50~4.02;再次为化学需氧量(COD),水质为Ⅳ类~Ⅴ类,超标倍数为0.08~1.11;水中的氨氮(NH_3-N)基本优于或达到Ⅲ类水质标准,大片湖区为Ⅱ类水质;各污染指标浓度在空间上均呈现"南北高、中间低"的分布趋势。经核算,青菱湖该时段各污染物的日入湖量分别为:COD,1 168.22 kg;NH_3-N,132.05 kg;TN,173.22 kg;TP,21.72 kg。城镇生活污水及工业污水是青菱湖的主要污染源,也是南、北片区水质更差的主要原因。工业废水对TP贡献最多(35.8%),城镇生活污水对氮元素的贡献最多(约37%),两者对COD的贡献相当,均接近1/3。汇水区范围内的地表径流及农业种植业污染也在一定程度上对青菱湖水质产生影响。

    2019年02期 v.40;No.163 52-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1450K]
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  • 武汉市黄家湖流域水环境问题及治理对策研究

    李娟;黄婧;王思梦;王海;

    为探究黄家湖的水体污染特征和存在问题、改善黄家湖水环境质量,对黄家湖流域的水质及主要污染源的污染负荷进行了分析和核算。结果表明:2017年黄家湖的主要污染源是城市径流污染和水产养殖污染,城市径流对化学需氧量的贡献率为48.62%,水产养殖对总磷的贡献率为51.52%;COD、NH_3-N、TN和TP的排放量均已超过相应的水环境容量,为了满足水质目标要求,需分别削减COD、NH_3-N、TN和TP的排放量12.66、31.92、33.61、10.69 t。针对黄家湖流域目前存在的城镇面源污染、水产养殖污染、截污不到位、管网混错接等水环境问题,结合流域实际,提出了部门联动管理、控制点源污染、强化城市径流污染防治、防治农业养殖污染、水生态修复、加强执法监管能力建设的治理对策。

    2019年02期 v.40;No.163 57-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1161K]
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  • 水电开发对河流生态环境影响及对策的研究进展

    贾建辉;陈建耀;龙晓君;

    大规模的水电开发在推动我国社会经济发展、改善能源结构、应对气候变化等方面发挥了重要的作用,但在快速开发的过程中,也对河流生态环境带来了一定的影响。在概述国内外水电开发对生态环境影响研究现状的基础上,从生境和生物两个方面,系统地论述了水电开发对河流生态环境的影响内容,概述了当前我国水电开发领域内的政策、生态环境保护性对策措施及体制机制等,探讨了当前相关研究中存在的多以大中型水利水电工程为主、对小水电梯级开发的研究不足,以局部尺度为主、对流域尺度的研究较少,以宏观定性研究居多,对定量研究较少等问题。

    2019年02期 v.40;No.163 62-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 102K]
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水工结构

  • 基于正交试验的钢纤维自密实混凝土配合比设计

    周世康;谢生华;康梦安;

    为了合理有效地确定钢纤维自密实混凝土配合比设计中水胶比和矿渣粉、粉煤灰及钢纤维掺量,进行了多项性能指标的"5因素4水平"正交试验,分析了各因素水平对钢纤维自密实混凝土的填充性、间隙通过性及抗离析性的影响,确定了各因素最优组合方案并进行了试验验证。结果表明:①随着水胶比的增加,钢纤维自密实混凝土的填充性、间隙通过性均呈现先增加后减小的变化趋势;当水胶比达到0.31后继续增加水胶比,拌合物的离析率会急剧增加。②钢纤维掺量的变化对拌合物填充性和间隙通过性的影响可作为误差因素不做考虑;综合考虑混凝土的抗离析性,钢纤维掺量为40 kg/m~3时即起到了连接作用,又充当了填料,抗离析性最佳。③各因素水平最佳组合为水胶比0.31、钢纤维掺量40 kg/m~3、矿渣粉掺量20%、粉煤灰掺量10%。④28 d劈裂强度提高了22.2%,满足钢混结合段特殊条件下的施工技术要求。

    2019年02期 v.40;No.163 70-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 633K]
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  • 渡槽仿真参数确定及其非线性接触风振分析

    张建伟;温嘉琦;黄锦林;张天恒;张帅;

    为研究渡槽仿真参数确定及其非线性接触的风振响应规律:首先,建立了考虑跨间非线性接触的三跨渡槽有限元模型,并以实测频率为目标值,采用响应面法对有限元模型进行了参数确定;其次,通过自回归滑动平均模型模拟了脉动风场,并对渡槽的有限元模型进行了脉动风压下的非线性接触求解,对渡槽结构风振响应进行了分析,并将单跨、跨间无连接等模型的风振分析结果进行对比。结果表明:跨间接触面较大的拉、压应力集中在槽外壁一侧、槽内壁和槽身顶架处,有较大的剪应力出现在跨间部位,并且向槽身延伸,反映出混凝土的塑性变形趋势。考虑跨间接触后,风振位移及速度响应整体变小,单跨模型位移响应值偏小,所以,对渡槽动力进行研究应该考虑多跨效应。

    2019年02期 v.40;No.163 77-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 2889K]
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  • 锚块预留槽预应力闸墩结构的二维有限元计算

    黄涛;展辰辉;

    锚块预留槽预应力闸墩是一种新型水工结构,由于其可以提高预应力锚索的预压效果,而被广泛运用于国内外的水电工程中。为便于分析预留槽对闸墩应力状态的影响,探讨了采用二维模型进行有限元计算的可行性,并利用单元生死功能计算和分析了不同预留槽位置对闸墩的应力分布状况的影响。计算结果表明,利用二维模型进行预应力闸墩结构的有限元计算能有效提高工程设计的效率,将预留槽设置在锚块中部及靠近颈部的区域更有利于提高预应力锚索的预压效果。

    2019年02期 v.40;No.163 84-89+96页 [查看摘要][在线阅读][下载 6022K]
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地质工程

  • 层状巷道围岩稳定性的试验研究

    王洪建;赵龙翔;李瑾;董金玉;吴琦;赵菲;张一同;

    随着我国煤矿深部开采时代的来临,深部软岩层状巷道的稳定性问题越来越受到人们的关注。国内许多煤矿企业没有对深部巷道所处的复杂环境进行针对性的支护设计,从而产生了大大小小的安全问题。为了研究深部软岩巷道的变形及破坏规律,结合徐州矿区旗山矿的工程实际,制作了巷道物理模型,设计了不同地应力条件下的加载试验,成功模拟了深部煤岩体在自重应力和水平构造应力共同作用下的变形及破坏过程,并通过红外图像记录应力集中区域以及能量释放区域,形象再现了实际工程现场巷道两帮非对称变形、底鼓、冒落等破坏现象。研究内容可为深部层状软岩巷道稳定条件和支护方式的确定提供参考。

    2019年02期 v.40;No.163 90-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 5229K]
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