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

  • 《华北水利水电大学学报(自然科学版)》入选《中文核心期刊要目总览》(2020年版)

    2021年3月,华北水利水电大学学报编辑部收到《中文核心期刊要目总览》2020年版编委会发来的《华北水利水电大学学报(自然科学版)》入编通知。在此,衷心感谢各界人士对我刊的关注、信任、支持和帮助!我们将以此为新起点,砥砺前行!

    2021年02期 v.42;No.175 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 1485K]
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  • 多雄藏布流域水化学特征及化学风化特征的分析

    韩宇平;王兆涵;汪磊;杨剑;

    在气候变暖和全球水循环加剧的背景下,为探究高寒地区流域水化学特征及化学风化变化趋势,检测了2019年4月和9月2次采集的多雄藏布流域内径流水样中八大离子、溶解性总固体(Total Dissolved Solids, TDS)、pH值等基础理化指标,探究了干湿两季多雄藏布流域内径流水样的水化学特征和化学风化特征的变化。研究结果显示:多雄藏布流域内径流水样的pH值的季节差异较大,2019年4月和9月水样的pH平均值分别为7.79和6.73,TDS质量浓度平均值分别为262、142 mg/L,这些数值约是世界河流平均值的2倍;多雄藏布流域径流水样中的离子主要来自岩石风化,年均碳酸盐岩风化、硅酸盐岩风化和蒸发岩风化分别占离子来源的38.76%、32.46%和26.80%;自1976年以来,碳酸盐岩风化对水样中离子的贡献率呈现上升趋势,年均硅酸盐岩与碳酸盐岩风化速率分别为0.433、0.384 t/(km~2·年)。上述这些研究成果是对多雄藏布流域水化学资料的重要补充。

    2021年02期 v.42;No.175 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1374K]
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  • 近50年来雅鲁藏布江流域水化学特征变化及成因分析

    汪磊;杨剑;王兆涵;韩宇平;

    基于2015年雅鲁藏布江流域丰枯两季监测数据并结合现有研究成果,探究了该流域近50年水化学时空特征的演变及其影响因素。结果表明:流域中阳离子的总质量浓度丰水季节均低于枯水季节,并且自流域上游到下游其季节性差异逐渐变小;近50年,雅鲁藏布江流域中水化学类型的变化不明显,主要离子类型为HCO~-_3-Ca~(2+)型,Ca~(2+)和HCO~-_3的质量浓度均呈增大趋势,增幅分别约为2.5、1.9 mg/(L·10年);河水中离子来源方式由碳酸作用下的碳酸盐岩风化为主向碳酸作用和硫酸作用下的碳酸盐岩风化共同控制转变,并且硫酸作用下的碳酸盐岩风化在丰水季节逐渐增强。

    2021年02期 v.42;No.175 10-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1613K]
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  • 基于Kendall检验法的伊洛河水质变化趋势分析

    王志良;尚冉冉;陈海涛;马明卫;

    黄河流域生态保护和高质量发展已经成为一项重大国家战略,伊洛河作为黄河重要的一级支流,对其进行水质趋势分析具有重要意义。根据伊洛河流域中巩义七里铺和伊洛汇合处两个断面2009—2017年这9年的实测水质资料,运用季节性Kendall检验法、污染物输送率检验法和偏Mann-Kendall检验法对选取的代表性水质参数COD和氨氮质量浓度进行趋势分析。结果表明:该区域内水体污染物质量浓度存在动态变化,在季节性Kendall检验下,只有伊洛汇合处的氨氮质量浓度存在下降趋势;在污染物输送率检验下,只有巩义七里铺的COD不存在趋势变化,其余的呈现下降趋势,由此说明这两处断面的水质污染属于点源污染;而在偏Mann-Kendall检验中,剔除了流量波动的影响,巩义七里铺和伊洛汇合处的COD和氨氮质量浓度都呈现下降趋势,意味着这两个断面的水质在不断好转。另外,通过水质趋势分析,探索到河段内主要污染物来源及河段水质变化成因,从而找到治理伊洛河流域的有效途径。

    2021年02期 v.42;No.175 17-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 673K]
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  • 基于水环境容量和综合指标体系的区域水环境承载力评价

    王富强;李鑫;赵衡;杨东明;

    基于广义水环境承载力概念,从经济社会、水资源、水环境和水生态4个方面构建了包括人口密度、水资源开发利用率、工业COD排放指数、生态基流保证率等21项指标的水环境承载力综合评价指标体系。以鲁山县为例评价了县域水环境承载力,并与基于水环境容量的狭义水环境承载力评价结果进行了对比分析。结果表明,基于综合指标体系法与水环境容量法的评价结果基本一致,但二者的现实意义存在差别:基于水环境容量法的水环境承载力评价结果更加凸显水体环境质量的直接问题,可为区域污染物排放红线的制定提供一定参考;基于综合指标体系法的水环境承载力评价结果可以全面反映控制单元的水环境状况,并能识别水环境承载力状况的驱动要素,可以从根源上提供水环境承载力的提升方案和措施。最后,根据综合指标评价结果,提出了有针对性的提升水环境承载力的建议。研究结果可为区域水环境质量改善提供参考依据。

    2021年02期 v.42;No.175 24-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1081K]
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  • 杭州湾围垦工程引起的岸线变化对水环境的影响分析

    黄赛花;章琪宇;严军;方强;

    近几十年来,杭州湾两岸开展大规模滩涂围垦工程,分别选取1997年、2007年、2015年作为代表年份,建立对应年份的杭州湾二维平面数学模型,分1997—2007年和2007—2015年两个阶段模拟分析杭州湾岸线变化对湾内典型污染物输移规律及变化特征的影响。研究显示:(1)1997—2015年期间,湾内南岸累计围垦约498 km~2,北岸累计围垦约88 km~2。(2)总体上,围垦前后污染物扩散呈现面积略有减小的趋势。(3)南北岸围垦对湾内污染物的扩散规律变化的影响存在差异:北岸围垦会引起比较显著的污染物扩散面积增大,而南岸围垦对污染物扩散的影响呈现阶段性的变化特征,即前一阶段(1997—2007年)南岸围垦引起污染物扩散面积略有增大,其扩散变化幅度显著小于北岸围垦的结果;后一阶段(2007—2015年),随着南岸围垦面积增加且岸线位置外移,围垦区对应河段海湾束窄,湾内水动力增强,最终反而呈现污染物整体扩散面积减小的趋势。(4)此外,还探讨了杭州湾两岸的围垦工程与杭州湾水体交换能力的响应关系,结果显示,在1997—2007年和2007—2015年两个阶段累计滩涂围垦作用下,湾内的水体交换能力略有增强,对湾内水体污染物的稀释呈现正效应。

    2021年02期 v.42;No.175 32-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 3522K]
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  • 基于云模型与PSR模型的长江三角洲水资源承载力评价

    刘英杰;丁静媛;薛智文;

    在水资源危机日益加重的背景下,以长江三角洲为研究区域,采用PSR模型构建"社会、经济、水量、水质、水域、水流、生态环境"多维度的水资源承载力评价指标体系,构建基于云模型与PSR模型的水资源承载力评价模型,将TOPSIS、SPA-VAS算法的评价结果与云模型算法的评价结果进行对比验证。结果表明:2005年与2009年上海市、江苏省与安徽省的水资源承载力评价等级均为Ⅲ级,浙江省的为Ⅱ级;2013年上海市、江苏省、安徽省与浙江省的均为Ⅲ级;2017年上海市与江苏省的为Ⅱ级,浙江省的为Ⅰ级,安徽省的为Ⅲ级。云模型评价结果与TOPSIS算法以及SPA-VAS算法的结果基本一致,表明PSR模型的多维度评价指标与云模型的评价方法具有一定的可行性和科学性。

    2021年02期 v.42;No.175 42-49+75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1500K]
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  • 基于DPSIRM模型的城市化进程与水安全耦合关系分析

    王欣;侯效灵;侯保灯;王丽川;黄亚;王伟;

    根据DPSIRM框架模型,以保定市为例,构建城市化进程与水安全相关的驱动力、压力、状态、影响、响应、管理6个子系统,并分别计算子系统各指标权重;对城市化进程与水安全发展过程进行趋势分析和耦合交互分析,并选择T-C-D耦合协调度模型进行协调度分析。结果显示:保定市2005—2016年处于城市加速发展阶段,2017—2018年处于城市减速发展阶段;城市化进程与水安全发展处于中度失调转向勉强协调状态,且大部分时间处于失调状态。该模型与指标体系具有较强的适用性,可以客观地反映城市水资源安全的演变特征与制约因素,评价结果与实际情况较为接近,可为区域水资源评价提供一种新思路。

    2021年02期 v.42;No.175 50-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1635K]
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  • 松辽平原地下水埋深变化及关键影响因子分析

    刘静;宋梦林;臧超;殷仁春;

    选取松辽平原典型地下水监测站点,收集2005—2014年地下水埋深月尺度数据资料,并从松辽流域水资源公报中获取降水、农田灌溉用水、地下水开采等数据。基于M-K趋势分析、相关性分析和贡献率分析的方法研究了松辽平原地下水埋深年内、年际变化特征,并识别出研究区地下水埋深变化的关键影响因子。结果表明:(1)松辽平原农业用水量占总用水量的74%,农业用水的增加导致松辽平原用水总量显著增长;(2)松辽平原的3个亚平原区中,松嫩平原地下水埋深呈现出显著的减小趋势,而三江平原与辽河平原的地下水埋深呈现出增长趋势;(3)GDP、工业用水是辽河平原地下水埋深变化的关键影响因子,而对于松嫩平原和三江平原,农田灌溉用水、地下水开采是影响地下水埋深变化的关键因子。

    2021年02期 v.42;No.175 58-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1709K]
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  • 农业水足迹生产和消费协调度评价及调控研究

    黄会平;王如厂;李新生;贾冬冬;韩宇平;

    水资源是京、津、冀区域发展的最大短板,农业用水所占比例虽然持续降低,但2018年仍占用水总量的54.1%,评价农业水足迹生产和消费协调度状况对提高水资源承载力有一定意义。基于京、津、冀农业灌溉用水、气象、作物产量等数据,核算并分析作物水足迹的生产和消费时间变化特征,构建水足迹生产和消费协调度评价模型,基于系统动力学模型模拟农业水资源承载力变化。结果表明:京、津、冀作物虚拟水含量在2000—2015年间年际变化整体呈下降趋势;北京、天津、河北的农业水足迹生产和消费协调度年际变化整体呈上升趋势,用系统动力学模型模拟时,入渗系数上调10%为0.77,灌溉水利用系数取北京市的值0.732,在区域蓝水消耗不增加的状况下,2015年,京、津、冀的小麦、玉米、蔬菜模拟产量分别比实际产量增加43.3万、50.1万、237.2万t,其他作物的模拟产量都可以获得不同程度的提高。

    2021年02期 v.42;No.175 66-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 2131K]
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  • 基于CSA-SIM-LSSVM的不同时间尺度参考作物蒸散发估算研究

    王文川;赵钊;张磊;

    参考作物蒸散发(ET_0)是估算作物需水量的基础指标,对区域农田用水灌溉、管理和调配具有重要指导意义。针对ET_0估算模拟精度不高的问题,基于最小二乘支持向量机(LSSVM)模型,利用由耦合模拟退火算法与单纯形法组合得到的CSA-SIM算法,进行模型参数的自适应调节,以此提出CSA-SIM-LSSVM模拟模型。以华北平原边界上4个典型站点1970年1月至2019年11月的每日气象资料为基础,以Penman-Monteith公式计算所得ET_0为标准,结合必要的影响因子筛选和时间序列降噪等技术和农时知识,提出模型进行日尺度和月尺度的ET_0估算模拟。结果表明:在控制变量的基础上,所提出的CSA-SIM-LSSVM模型整体表现最好,4个站点平均的日ET_0模拟的RMSE为0.045mm/d,月ET_0模拟对于双峰段预测较好。相较而言,CSA-SIM-LSSVM模型可作为一种较为可信的ET_0估算途径。

    2021年02期 v.42;No.175 76-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1892K]
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  • 辽宁省气温时空变化特征及其对农业的影响

    和吉;吴亚冰;马明卫;

    深入研究辽宁省气温变化特征将有利于促进辽宁省农业的高效发展。基于辽宁省33个气象站1960—2015年气温资料,利用线性回归、滑动平均、Mann-Kendall趋势分析和小波分析等方法,分析辽宁省气温时空变化特征。结果表明:1960—2015年辽宁省全年和季节气温存在不同程度的上升,年平均气温升高显著,增长速率为0.246℃/(10年);四季平均气温增长速率不同(冬>春>秋>夏),其中冬季平均气温增长速率最大,为0.384℃/(10年),夏季的最小,为0.135℃/(10年)。气温变化在空间上具有明显的地区差异性,且气温空间分布与海拔和纬度较为一致。由突变分析可知,全年和冬季、春季的平均气温突变发生在1987年前后,夏季和秋季的平均气温突变时间一致,发生在2008年。年平均气温的变化主周期为28年,次周期为8年,全年和春、夏、秋季平均气温在26~32年时间尺度上发生了"升高—降低"4次交替变化。总体上,辽宁省全年和各季节平均气温有各自的趋势和周期性,年平均气温增长趋势受冬季平均气温影响最大。研究结果可为辽宁省农业发展提供参考和数据支撑。

    2021年02期 v.42;No.175 84-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 4741K]
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  • 我国火力发电行业用耗水情况与节水潜力分析

    赵晶;吴迪;回晓莹;韩宇平;王涛;

    火力发电业用水量占工业总用水量的38%~40%,用水消耗量大,节水潜力较大。在阐述我国火力发电业发展现状与用水水平的基础上,分析该行业的用水效率与耗水情况,计算火力发电业节水潜力,并提出节水措施。我国火力发电业用水量呈先升后降的趋势,用水量的增加主要集中于南方和华东地区。近10年,我国火力发电业的用水效率大幅提高,火力发电业单位发电量的用水量由2010年的0.016m~3/(kW·h),下降到2019年的0.011m~3/(kW·h),约下降31%。整体而言,北方地区火力发电业的用水效率高于全国平均水平,尤其京、津、冀地区的火力发电业的用水效率远高于全国平均水平;循环冷却火力发电不同容量等级机组单位发电量的取水量均没有达到《重点工业行业用水效率指南》中的先进值,虽然该值满足取水定额标准要求,但大于《节水型企业火力发电行业》要求的值,甚至大于电力(燃煤发电企业)行业清洁生产评价指标体系的Ⅲ级基准值(国内清洁生产基本水平值),节水潜力巨大;直流冷却火力发电单位发电量的取水量值虽然接近《重点工业行业用水效率指南》中的先进值,但大于电力(燃煤发电企业)行业清洁生产评价指标体系的Ⅲ级基准值(国内清洁生产基本水平值),节水潜力较大;空气冷却火力发电业仅60万kW机组的用水效率达到国际先进水平,但不满足国内清洁生产先进水平的用水要求。我国火力发电行业取水量的节水潜力为7.4亿~16.0亿m~3。

    2021年02期 v.42;No.175 95-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1678K]
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  • 北方干旱半干旱地区以水定地问题探析

    李发鹏;穆文彬;肖恒;

    受自然气候影响,我国北方干旱半干旱地区长期以来处于农业耕种条件优良与灌溉用水短缺并存的窘况,生态环境状况普遍较为脆弱,如何以有限的水资源支撑国家粮食安全、维护生态环境健康发展,是当前迫切需要破解的瓶颈问题之一。基于内蒙古西辽河流域水土资源配置失衡的具体表现,系统归纳了其原因,并依据以水定地的核心目标和功能,结合西辽河流域的实际情况,提出了能科学有效地改善流域水土资源配置失衡的以水定地水土资源宏观优化配置思路。此外,还提出了建立健全多部门统筹协调机制,完善现代化的监测计量设施并强化监管,鼓励政府、市场、社会共同发力以确保多方共赢的措施建议。

    2021年02期 v.42;No.175 104-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 505K]
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  • 华北水利水电大学水资源学院简介

    <正>华北水利水电大学水资源学院成立于2019年12月,原水利学院水文水资源工程和水务工程专业划归水资源学院,与黄河科学研究院合署办公,学校水务研究院职能划归水资源学院。水资源学院设有水文水资源系、水务工程系等教学单位;设有水资源、水生态、水环境、水灾害和节水研究所等5个科研机构。有水文与水资源工程和水务工程两个本科专业,其中水文与水资源工程为省级一流专业。学院还设有"中外高水平大学交流计划班"和"汪胡帧班"。学院拥有水利工程一级学科博士学位授权和硕士学位授权资格,现有本科生820余人,在校博士、硕士研究生近100人。

    2021年02期 v.42;No.175 109页 [查看摘要][在线阅读][下载 2007K]
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