- 张洪波;支童;卫星辰;党池恒;夏岩;高文冰;
受气候变化、黄土高原变绿以及人类取用水的耦合影响,黄河中游区大多数流域的径流过程都呈现出了明显的下降趋势,严重威胁到流域水安全与区域社会经济的高质量发展。探索黄河中游区的径流演变规律及发展机理,已成为黄河中游区高质量发展的迫切需求之一。由于黄河中游区地下水补给强烈,单纯的SWAT模型应用效果有限。为此,以黄河中游区的典型流域延河流域中的延安站控制流域和西川河流域为研究对象,通过构建SWAT-MODFLOW地表水-地下水耦合模型,模拟并探讨了黄土高原变绿条件下延河流域的径流变化过程,并定量解析了黄土高原变绿对流域径流减少的影响。结果表明:SWAT-MODFLOW模型能够很好地模拟研究区径流量的变化,纳什系数均在0.71以上,证明其具有适用性。在近天然条件(不考虑人类取用水影响与下垫面变化)下,研究区的年径流受气候因素驱动,基本呈现丰枯交替的弱下降趋势;而在下垫面变化(高原变绿)影响下,年径流会呈现较为明显的缩减变化,其影响量约占各站人类活动影响总量的29.03%~65.79%,其余则由直接人类活动驱动。遂可见,气候变化、下垫面改变和人类直接活动交织影响着黄河中游区的水文循环过程,驱动着地表水资源量的变化,因此迫切需要开展黄河中游区气候-下垫面-人类活动-水文系统间的驱动过程研究。
2020年06期 v.41;No.173 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 4620K] [下载次数:875 ] |[引用频次:25 ] |[阅读次数:103 ] - 王文川;梅宝澜;李磊;徐雷;
流域生态系统健康状况是流域高质量发展的重要内容。为了解宁夏境内直入黄河的第一大支流清水河的生态系统健康状况和探求一种能够高效识别主要影响因子的评价方法,基于随机森林算法构建了清水河流域生态系统健康评价方法。应用该方法对清水河流域(原州区段)的生态系统进行评价,并将评价结果与支持向量机评价模型的评价结果进行对比。结果显示:原州城区与彭堡镇的生态健康状况为差,三营镇与头营镇的为较差,开城镇、中河乡以及寨科乡的为一般,评价结果与支持向量机评价模型的基本一致。这表明基于随机森林算法的生态系统健康评价方法能够较客观地评价清水河流域生态系统健康状况,且该方法是可行和可靠的,为流域生态系统健康评价提供了一种新方法。
2020年06期 v.41;No.173 11-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 2805K] [下载次数:606 ] |[引用频次:8 ] |[阅读次数:91 ] - 吴德丰;王春颖;韩宇平;张丽璇;
为充分认识不同质地土壤对铵态氮的吸附解吸机理,以华北平原人民胜利渠灌区3种典型质地的土壤(粉土、粉壤土、沙壤土)为例,开展了铵态氮的吸附/解吸动力学特征、热力学特征及影响因素研究。研究结果表明:吸附/解吸动力学过程符合非线性准二级方程,热力学过程符合Freundlich方程;在时间上,动力学与热力学均表现出"快吸附-慢解吸"关系,存在解吸滞后现象;黏粒和粉粒含量越高的土壤,对铵态氮的吸附作用越强,吸附量越大,解吸量也越大;沙粒含量越高的土壤,对铵态氮的解吸能力越强,解吸率越高;在灌溉、施肥活动下,土壤对铵态氮的"快吸附和慢解吸"可以降低铵态氮对地下水的污染速度,但3种质地的土壤均存在由铵态氮解吸引起水污染的风险;土壤和地下水的理化性质可能对土壤铵态氮吸附/解吸规律产生影响。结果可为地下水铵态氮污染防治和农业合理施肥提供理论依据。
2020年06期 v.41;No.173 18-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1151K] [下载次数:736 ] |[引用频次:12 ] |[阅读次数:84 ] - 党素珍;姚曼飞;何宏谋;殷会娟;郭欣伟;
近年来受全球气候变化和人类活动的影响,流域洪水特征也发生了变化,查明流域洪水极值变化特征及趋势是流域治理的重要内容。以西柳沟流域为研究对象,应用Mann-Kendall秩次检验法分析流域出口控制站龙头拐水文站年最大洪峰流量序列的变化趋势,研究流域洪水极值的统计特征,同时从降雨和下垫面变化两个方面分析流域洪水极值变化的原因。结果显示:1960—2015年西柳沟流域年最大洪峰流量呈现显著的减少趋势,突变年份在2005年左右;对于年最大洪峰流量序列,突变后年最大洪峰流量与突变前的有显著差异,对于全部序列和突变前序列,Burr分布都是最优拟合分布函数;与突变前序列相比,对于相同洪峰流量,采用全部序列数据拟合的最优分布函数计算的重现期大于突变前序列对应的重现期,大洪水出现的概率变小。通过对流域内洪峰对应的1日及3日降雨和下垫面变化进行分析发现,降雨变化不是导致流域洪峰流量发生变化的主要因素,植被恢复及淤地坝建设改变了流域下垫面情况,成为造成流域洪峰流量显著减少的主要原因。
2020年06期 v.41;No.173 26-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1728K] [下载次数:242 ] |[引用频次:7 ] |[阅读次数:82 ] - 杨东明;卢韵竹;王富强;侯新丽;
水环境承载力是区域某个时期社会经济活动与水环境之间协调发展程度的表现。在以往水环境承载力计算方法的基础上,引入耦合协调发展理论,将水环境承载力表征为水量系统与水质系统在社会经济载体上的耦合结果,并以此构建了包括人均水资源量、产水模数、水环境容量利用率等16项指标的评价指标体系,采用层次分析法与熵权法组合赋权的方法对指标进行赋权,得到水量系统与水质系统的综合指数和二者间的协调度与协调发展度。将此模型应用于郑州市水环境承载力评价,结果表明:2009—2018年郑州市水环境承载力由综合指数为0.311的轻度超载状态提升至0.778的承载适宜状态,水量系统与水质系统协调发展度由综合指数为0.462的勉强协调发展提升至0.876的良好协调发展。提升水环境承载力需在提升社会经济各项用水效率和用水水平的同时落实好水环境保护、治理及修复的相关政策及措施。
2020年06期 v.41;No.173 32-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 514K] [下载次数:308 ] |[引用频次:12 ] |[阅读次数:87 ] - 唐国中;封德宏;王富强;侯新丽;
受气候变化和人类活动的影响,黄河三角洲的来水和来沙量总体呈减少趋势,黄河三角洲海岸线呈现出"淤进—摆动—改道—蚀退"的规律。作为海洋与陆地间交界的特殊地带,黄河三角洲的冲淤变化直接影响黄河河口地区的生产和生态安全。文中利用利津水文站的水沙数据和黄河三角洲的遥感影像资料,结合黄河三角洲淤进和蚀退的造陆动态监测结果和黄河入海径流量、入海输沙量变化特征分析结果,提出维持黄河三角洲海岸线动态平衡的临界值条件。结果显示,维持黄河三角洲海岸线淤进和蚀退平衡的临界年径流量为105.14亿m~3/a、临界年输沙量为1.76亿t/a、临界水沙条件关系式为0.027Q+4.699Q_s=8.261。此研究成果可为黄河调水调沙和三角洲生态补水提供参考依据。
2020年06期 v.41;No.173 40-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 2629K] [下载次数:481 ] |[引用频次:2 ] |[阅读次数:93 ] - 罗党;李晶;
正确评估农业旱灾风险可为防灾减灾规划提供辅助决策依据。针对现有旱灾风险评估模型不能充分融合时间元素的问题,以面板数据矩阵表征为出发点,结合样本行为矩阵的位移关联度、速度关联度和加速度关联度,构建了基于面板数据的灰色C型关联模型。对比分析表明,该模型简单有效且不受指标排列顺序的影响。将模型应用于豫北平原5个地区的农业旱灾风险分析中,评估结果与实际相符,进一步证明了模型的合理性。该模型为区域农业干旱灾害风险评估提供了新方法。
2020年06期 v.41;No.173 47-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 643K] [下载次数:272 ] |[引用频次:10 ] |[阅读次数:94 ]
- 聂相田;庄濮瑞;焦延涛;王博;
目前,对均质土坝考虑渗流-应力耦合作用的边坡稳定分析,大多采用基于传统弹塑性模型的有限元强度折减法,但该方法计算烦琐且不利于计算收敛。为此,以某均质土坝为例,采用基于邓肯-张模型的有限元强度折减法,考虑渗流-应力耦合作用,对其进行边坡稳定计算分析。结果表明:采用基于邓肯-张模型的有限元强度折减法进行均质土坝的边坡稳定计算分析是可行的;渗流场对应力场有较大影响,对土坝的边坡稳定是不利的,在对土坝进行边坡稳定分析时,应尽可能进行渗流场和应力场的耦合计算。
2020年06期 v.41;No.173 54-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1035K] [下载次数:447 ] |[引用频次:14 ] |[阅读次数:135 ] - 白卫峰;李汶昊;杨光;郑永杰;
再生骨料混凝土已经逐渐成为工程应用的热点,为了进一步提高再生骨料混凝土的实用性,针对水灰比为0.49的再生骨料混凝土开展了硅粉掺量分别为0%、3%、6%、9%、12%的单轴压缩试验,分析了硅粉掺量对再生骨料混凝土的抗压强度、弹性模量和峰值应变的影响。试验结果表明:随着硅粉掺量的增加,再生骨料混凝土的抗压强度与弹性模量均呈先增加后减小的趋势,峰值应变的变化规律则与之相反。通过对试验结果的分析,建立了考虑硅粉掺量影响的损伤本构模型,分析了硅粉掺量对再生骨料混凝土本构模型5个特征参数E_0、ε_a、ε_h、ε_b、H的影响规律发现:随着硅粉掺量的增加,这5个参数呈现不同的变化趋势,与试件的强度和延性的变化规律具有一致性;其中9%硅粉掺量的混凝土试件的强度最高,延性最小,在硅粉掺量与再生骨料混凝土的5个特征参数关系曲线中,9%硅粉掺量处是曲线的拐点。在此基础上,构建了硅粉掺量与混凝土特征损伤参数的演化方程,探讨了硅粉掺量对再生骨料混凝土损伤演化机制的影响规律。
2020年06期 v.41;No.173 59-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 3930K] [下载次数:259 ] |[引用频次:29 ] |[阅读次数:89 ] - 祝苗苗;刘世明;任治国;赵顺波;
在基础工程设施建设中,混凝土抵抗硫酸盐侵蚀的能力是保障在硫酸盐侵蚀环境下混凝土耐久性的基本性能指标。文中采用硅灰、Ⅱ级粉煤灰、S95级矿粉等矿物掺合料,通过改变它们被掺加的方式和掺量配制了不同水胶比的高强混凝土,并进行了高强混凝土抗压强度和抗硫酸盐侵蚀能力的试验研究。结果表明:保持水泥用量不变时,以增加矿物掺合料掺量的方式降低水胶比可提高混凝土的抗压强度,粉煤灰和硅灰复合掺加可提高混凝土抗硫酸盐侵蚀的能力;以矿粉等量替代水泥对混凝土抗压强度产生不利影响,但对混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力影响较小。试验结果为高强混凝土在硫酸盐侵蚀环境下的使用和推广提供了理论依据。
2020年06期 v.41;No.173 67-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 976K] [下载次数:465 ] |[引用频次:28 ] |[阅读次数:83 ] - 刘尚蔚;李闯;魏群;
针对倾斜摄影测量因航高和角度影响导致建筑物纹理信息获取不足,以及模型三维重建后整体精度低、局部模糊的问题。以某水利工程为研究对象,基于倾斜摄影系统和自主研发的双手机摄影成像系统,对空地影像采集方法和融合建模原理分析,进行倾斜摄影结合近景摄影的空地一体三维重建方法研究,得到水利工程高精度的三维重建模型,并进行模型精度检验。结果表明:该方法在倾斜影像基础上增加近景影像,保证了数据源的完整性,通过联合空中三角测量实现空地影像的融合建模,建模后模型纹理信息丰富,整体精度达厘米级。
2020年06期 v.41;No.173 73-77+84页 [查看摘要][在线阅读][下载 2756K] [下载次数:215 ] |[引用频次:12 ] |[阅读次数:114 ]
- 刘汉东;张世英;
确定岩体物理力学参数的方法有很多,近年来最常用的是非线性分析法。鉴于各种非线性分析法的局限性,基于BP神经网络,利用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)对神经网络的初始权值和阈值进行优化从而改进预测方法,并利用工程实例验证其有效性。以前坪水库右坝肩碎裂结构岩体为研究对象,利用52组岩体的物理力学参数试验结果,基于改进的神经网络程序,建立了岩体力学参数预测模型,并将岩体力学参数的预测结果与实测结果相比较,以验证模型的有效性。结果表明:GA-BP神经网络模型可以解决常规预测方法中的结构不合理、个别结果误差较大等问题;预测结果的精度可达到0.95以上,能够有效预测前坪水库坝址区岩体的力学参数。该方法可为碎裂结构岩体力学参数的优化选取提供一种新途径。
2020年06期 v.41;No.173 78-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1606K] [下载次数:220 ] |[引用频次:9 ] |[阅读次数:84 ] - 文玉忠;李刚;
为研究水电站边坡危岩体的稳定性及防治措施,以大丫口水电站厂房后山的自然边坡为例,在危岩体专题工程地质调查的基础上,就危岩体类别、形成条件、影响因素、稳定性、危害性进行分析评价,对危岩体的稳定性进行了计算,并对研究区进行危险性分区。在此基础上提出了边坡防护治理方案。
2020年06期 v.41;No.173 85-88+96页 [查看摘要][在线阅读][下载 2259K] [下载次数:212 ] |[引用频次:7 ] |[阅读次数:115 ] - 邹浔;张海丰;李跃鹏;
地下水是人类赖以生存的重要资源,随着城市化、工业化进程的加快,人类活动对地下水环境的影响受到越来越多学者的关注。为预测潢川经济开发区建设对地下水环境的影响,科学评估建设项目的合理性,采用数值模拟法,利用Visual MODFLOW软件建立了地下水流动模型和溶质运移模型,分别预测了现状情景和规划情景下地下水特征污染因子的运移变化规律。结果表明:现状条件下,第一含水岩组的地下水中氨氮浓度的超标范围较小,且对第二含水岩组地下水中的氨氮浓度基本无影响;规划情景下,第一含水岩组的地下水中氨氮浓度的影响范围相对较大,且对第二含水岩组地下水中的氨氮浓度有一定范围的影响,但对地下水集中供水水源地的氨氮浓度基本无影响。
2020年06期 v.41;No.173 89-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 6865K] [下载次数:347 ] |[引用频次:12 ] |[阅读次数:86 ]