- 肖春柳;张兰霞;曹永强;李元菲;刘明阳;
潜在蒸散量(ET_0)是地球表面水循环研究及水资源规划管理中重要因素,明确其变化规律及特征对区域水资源利用及农业生产布局有重要意义。根据河北省及周边地区1960—2018年24个典型气象站点逐日气象数据,利用Penman-Monteith模型、偏相关分析、敏感性分析、M-K检验法及空间插值法分析了河北省潜在蒸散量(ET_0)时空分布特征。结果表明:(1)59a来河北省ET_0平均值为1077.13 mm,平均下降幅度为-2.31 mm/10a,整体呈由西向东、由南向北减少趋势。(2)偏相关分析与敏感性分析表明,RH(平均相对湿度)、WS(风速)和SH(日照时数)对年均ET_0变化影响程度较大;WS、SH与年均ET_0变化趋势一致,而RH与年均ET_0变化趋势相反;RH、HT(日最高气温)、SH是影响ET_0变化的敏感因子,而AT(平均气温)及LT(日最低气温)则为相对不敏感因子。(3)河北省年平均ET_0变化的主导因子为SH,其次为WS;主导因子随季节变化有所差异。春季SH主要影响偏北部地区,WS集中影响中部及偏东部;夏季SH大致影响河北省全境;秋季河北省偏北部地区主要受RH影响,中东部及偏南部地区主要受WS影响;冬季河北省大部分地区受SH影响。研究成果可为河北省水资源的优化配置及农业发展提供一定理论支撑。
2019年06期 v.50;No.548 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 2278K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：2 ] - 林宏军;王建龙;赵梦圆;孙博;谢剑飞;李俊奇;
生物滞留技术是目前应用较为广泛的雨洪控制利用措施,生物滞留技术在应用过程中也出现一些问题。针对传统生物滞留设施存在的水土流失、污染物表层累积、填料层更换困难等问题,提出了一种新型倒置生物滞留技术。通过实验室模拟试验,研究了不同重现期条件下,倒置生物滞留技术的水量、水质控制效果,并与传统生物滞留技术进行了比较。结果表明:倒置生物滞留技术在径流总量控制率、峰值削减率方面比传统生物滞留分别提高了9%～21%和1%～32%;在峰值延迟时间方面最大延长了8 min;倒置生物滞留对TP、TN、COD、NH_4~+-N等污染物的平均去除率比传统生物滞留分别提高了约6%、4%、3%、6%。研究成果可为倒置生物滞留技术在海绵城市建设中广泛应用提供技术支撑,为生物滞留技术的完善与发展提供借鉴和参考。
2019年06期 v.50;No.548 11-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1581K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：0 ] - 魏玲娜;陈喜;王文;张志才;董建志;田欣;
针对地表覆被改变带来的流域水文响应存在不确定性这一问题,为了探索我国南方山区植被变化下的水文过程时空演变规律,依据东江流域的土地覆被类型,结合野外调查试验与遥感数据提取典型植被特征信息,利用考虑水文、地形、土壤、植被等多要素综合的分布式水文模型DHSVM,对流域内各种典型覆被情景下的水文过程进行模拟,进而分析植被变化引起的径流、蒸发、土壤水变化的响应关系。结果表明:大面积人工种植桉树林,将会对流域水文过程产生较大影响,地表径流深比现状针叶林增大17.5%,蒸散发量减小18.1%,洪峰流量也有所增加,流域洪水灾害发生概率加大;当流域现有针叶林生态系统退化为草地时,多年平均径流量增加24.4%,蒸散量减少25.3%,不利于自然流域的水源含蓄;针叶林、阔叶林和混交林三类森林植被更替对流域的水文过程影响相比其他植被类型要小。研究成果为分析流域变化环境下的水文过程时空演变规律及其生态环境效应提供参考,对我国南方山区水资源管理规划和生态环境保护具有实际意义。
2019年06期 v.50;No.548 18-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 2227K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李文龙;李秀斌;王傲;
针对极值峰年对水库防洪度汛的影响特别大的特点,为了达到更好地解决防洪与兴利矛盾的目的,开展白山水库极值峰年长期预报方法的研究工作。依据可公度性理论,构建了平均为60a、53a、44a、25a和19a等5个周期的可公度网络结构图,以春汛前兆相似年,进行极值峰年来水量级的预报。研究显示:当这5个周期共振叠加到一起的时期,就是下一个极值峰年的高发期及高发年,用来进行极值峰年发生时间的预报;对8a历史极值峰年进行预报检验,综合预报合格率为81.25%。结果表明:白山水库极值峰年长期预报方法预报精度较高,在考虑预报误差的情况下,可以在生产实际中进行应用;用5周期共振加前兆方法对未来12a(2019—2030年)作了极值峰年预报,预计2020年、2024年、2026年和2030年为极值峰年高发年。
2019年06期 v.50;No.548 29-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 796K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：0 ] - 孔锋;乔枫雪;王瑞;
高分辨率的降水数据有助于科学认识全球增暖背景下不同强度降雨事件的空间分异特征。采用1961—2013年中国545个气象观测站的小时降水数据,基于50%和90%分位数,将小时降水事件分为弱降雨、中等强度降雨、强降雨和总降雨四类事件,从气候态特征、波动特征、变化趋势和时空变化模态四个方面诊断了上述四类小时降雨频次的空间演变特征。结果表明:(1)基于50%和90%分位数阈值的方法表明中国小时降雨阈值具有明显的东高、西低,沿海高、内陆低的空间分异特征。(2)中国不同强度小时降雨频次在1961—2013年呈现出东南高、西北低的空间分异特征,其中从东北至西南存在一个介于东南和西北之间的过渡带,其不同降雨频次介于东南和西北之间。(3)中国不同强度小时降雨频次波动特征首先呈现出东南波动小,西北波动大;其次呈现出南方波动小,北方波动大的空间分异特征。中国不同强度小时降雨频次均在长江流域呈现出增加趋势,强降雨和总降雨频次在京津冀地区也明显趋于增加。(4)基于EOF分析的结果表明中国不同强度小时降雨频次在长江流域趋于增加是最主要的模态特征,该模态小时弱降雨、中等强度降雨、强降雨和总降雨频次的方差解释率分别达62.49%、59.41%、46.26%和67.20%。
2019年06期 v.50;No.548 37-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 3023K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：2 ] - 刘佳嘉;周祖昊;陈松;聂雪彪;严子奇;朱家松;贾仰文;王浩;
在基于子流域划分的分布式水文模型应用中,城市区域雨水管网的存在使得原先不相连通的区域具备了汇流的条件,从而改变了天然地表径流汇流路径。另一方面,城市区域还存在着污水管网汇流,其对子流域编码的上下游关系要求往往会和通常的天然水系上下游关系相冲突。因此,在城市区域进行子流域划分和编码的时候,需要考虑雨水管网和污水管网的影响。通过将雨水管网等同于天然河道,参与DEM高程修正,实现雨水管网对汇流路径改变作用。通过对基于天然水系汇流关系得到的子流域进行重新编码,得到能够同时满足天然水系汇流以及污水管网汇流要求的编码序列。以深圳坪山河流域为例进行的实例应用表明该方法可有效地解决雨水管网和污水管网的影响问题。
2019年06期 v.50;No.548 49-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 667K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：0 ] - 胡彩虹;李东;李析男;荐圣淇;
由于贵安新区作为国家第一批海绵城市试点,对我国西南地区的其他城市有非常好的借鉴作用。本文以贵安新区示范区为研究对象,构建暴雨洪水管理模型(SWMM),并根据贵安新区海绵城市建设相关规划,结合研究区下垫面特征,在不同重现期降水情景下设计7种LID措施组合情景并进行相应的模拟与分析,评估不同LID措施组合对雨洪控制的效果,寻求最优LID措施组合。结果表明:LID措施组合方案的雨洪控制效果均优于单一LID措施,其中下凹式绿地+透水铺装组合措施对高频暴雨和低频暴雨的洪峰流量削减率高达67.2%和44.5%,延缓洪水峰现时间,可以很好地发挥雨洪控制作用,增加雨洪资源的利用量。结合径流系数控制效果,下凹式绿地+透水铺装组合的造价可以降低60.3%,综合考虑水文效应与经济效应,得到贵安新区LID措施的最优配置为:下凹式绿地+透水铺装。以上结果可为贵安新区的城市雨洪管理及海绵城市建设提供相应的理论支撑。
2019年06期 v.50;No.548 55-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1043K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：0 ] - 赵永茂;徐力刚;蒋名亮;姜加虎;
赣江流域年最大日径流量在过去60a呈现出显著的变异特征,以此为样本序列,选用广义极值(GEV)分布来对其进行拟合,并基于五种气候模式输出结果对未来设计洪水的变化情况进行分析。所选协变量包括时间t、洪水前N日降水量和下垫面信息。相关关系分析表明,N=10时降水与洪水关系最为密切,但流域内土地利用类型仅呈现出微弱的变化趋势。模拟结果表明,洪水序列服从Weibull分布,其中形状参数ξ=-0.169、尺度参数σ=2 078.9、位置参数μ=65.1c+437.1。非一致性条件下的设计洪水值与传统方法计算的设计值存在很大区别,设计洪水值在1994年要偏大4 000m~3/s以上,其面临的洪水风险要远超普通年份。未来的设计洪水在低、中、高三种排放情景下均呈现出上升趋势,峰值出现于2040年前后,较1994年估计值偏大1 000～2500 m~3/s。
2019年06期 v.50;No.548 62-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1043K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：2 ] - 屈吉鸿;张艺锋;邹浔;
为解决地下水系统功能评价过程中存在的评价指标适用性差、功能评价结果相对性的问题,本文在分析地下水系统属性和功能内涵的基础上,应用耗散结构理论,采用序参量建立了一套新的、适用性更强的地下水功能评价指标体系及其分级标准,构建了基于系统有序度和信息熵的地下水功能评价模型,并应用于濮阳市地下水功能评价。研究结果表明:范县地下水综合功能强,等级为Ⅰ级,濮阳县、南乐县和台前县地下水综合功能较强,等级为Ⅱ级,清丰县和华龙区地下水综合功能一般,等级为Ⅲ级;黄河流域地下水综合功能强,等级为Ⅰ级,海河流域地下水综合功能一般,等级为Ⅲ级;区域地下水综合功能存在差异的主要原因为地下水过量开采以及由此引发的地面沉降和地下水降落漏斗。所建立的地下水功能序参量适用性强,解决了地下水功能评价结果相对性的问题,功能评价结果能够较好表征濮阳市主要的环境地质问题。
2019年06期 v.50;No.548 70-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1068K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：0 ] - 马珊;刘昌军;何秉顺;张弛;王浩;
受降雨和地形影响,吉林省温德河流域季节性洪灾频繁。为了解温德河流域暴雨洪水规律,利用2017年7—8月3次山洪灾害的暴雨洪水监测资料,采用自主研发模块化小流域分布式水文模型模拟了流域的洪水过程,取得较高的模拟精度。并结合研究区春登河、西阳河及五里河等三个主要河段的模拟流量和暴雨时空分布特征,分析三场暴雨时空分布对洪水造成的影响,总结了该流域2017年山洪灾害产生原因。结果表明:①温德河流域三场超标准洪水由短历时强降雨引起,"雨洪同向"的降雨锋面移动特点使洪峰呈现陡涨陡落之势;②"7·13"和"7·19"洪水的降雨时空集中程度和暴雨中心分布的差异影响两场洪水洪峰峰型、流量和各河段的洪量贡献比,造成温德河流域不同程度的灾害。
2019年06期 v.50;No.548 78-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1044K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：0 ] - 吴荣础;张震;李荣;王彤;张凯;王鹏立;
为研究冬季降雪对海绵城市LID(low impact development)设施的影响,以乌鲁木齐市某城市主干道为例,借助SWMM模拟软件建立海绵化改造模型,讨论模型各重要参数的取值方式,进行降雪及融雪模拟,分析降雪在不同模拟环境下对道路海绵化改造的影响。结果显示:在冬季降雪期,蒸发速率对模型的影响较大,在没有当地准确的蒸发速率资料时,推荐使用基于Hargreaves方程的公式法进行模拟分析。利用SWMM模拟冬季融雪期径流过程,各汇水区域的积雪处理方式对模拟结果影响很大,应合理分析并结合当地实际情况进行设定。模拟结果表明:若乌鲁木齐市冬季降雪全部堆积在道路两旁生物滞留设施上,可利用融雪量达10.6万m~3,能够减轻乌市的水资源压力。研究成果对积雪量较大而水资源短缺地区海绵城市的建设具有工程上的参考价值。
2019年06期 v.50;No.548 85-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 953K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：0 ]
- 沈俊良;周勇;
锚索支护是在地下洞室围岩支护的主要类型之一,出现锚索超限的现象相对普遍。本文基于国内首个采用EPC模式的百万千瓦级水电工程——杨房沟工程,介绍了该地下洞室群的锚索负荷统计情况。为确保该地下洞群施工期及后续运营期的安全,通过对比同类工程的锚索超限比例以及超限锚索的最高超限率,并用离散元法对杨房沟地下洞群锚索进行数值复核分析,对锚索超限情况进行了研究评价,提出了相应超限锚索的安全性控制标准,整体超限比例控制在10%～20%,单根超限率在10%为宜。该锚索超限探讨可对今后的同类工程锚索施作及超限后控制其超限比例及最高超限率提供参考。
2019年06期 v.50;No.548 93-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1248K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：0 ] - 芈书贞;高传彬;
为研究钢衬-混凝土摩擦及其之间的粘性滑移等因素对水电站半垫层蜗壳结构承载能力的影响,以某水电站蜗壳结构为工程背景,在理论分析的基础上,建立了考虑钢衬与外围混凝土摩擦接触、钢筋与混凝土粘结滑移的非线性数值模型,探讨了半垫层蜗壳非线性联合承载力特性。研究结果表明,在静水压力等荷载作用下,外围混凝土虽在薄弱区域出现局部损伤带,但损伤区域的损伤值较小,混凝土裂缝开展宽度也小于规范规定。此外,钢衬及钢筋应力水平远低于其屈服强度,可以保证蜗壳结构有足够的安全储备,不会因为强度不足而引起结构的破坏。整体而言,研究对象的应力及超载能力均满足要求,设计安全储备较高。
2019年06期 v.50;No.548 101-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1374K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张磊;张国新;刘毅;郑爱武;迟福东;庞博慧;
大坝混凝土裂缝产生的一个重要原因是信息不畅导致措施与管理不到位,即信息获取的不及时、不准确、不真实、不系统,以及温控施工过程温差大、降温幅度大、降温速率大、温度梯度大等,这些问题最终导致混凝土裂缝的产生。为了解决上述问题,采用信息化、自动化、智能化技术手段,结合黄登工程建设,建立了个性化理想温度控制曲线模型、温度和流量预测预报模型、温控效果评价模型、开裂风险预警模型等在线实时分析模型;开发了全坝全过程仿真分析关键技术与程序,以及普适、稳定和高精度的自动化监测和控制的仪器和设备;研发各软件功能模块和子系统,并集成为一个完整的数字黄登大坝混凝土温控智能监控系统。本系统实现了海量温控及相关要素的全面、准确、及时地自动化采集,实现了海量温控信息的自动化分析、评价和预警报警以及干预措施决策支持,实现了全坝"无人工干预"理想化智能化通水冷却,在提高通水冷却施工质量的同时降低了施工差错率。应用该系统对黄登水电站大坝温控信息进行动态高效地集成管理和实时控制分析,从根本上达到混凝土温控防裂的目的,提高了黄登水电站建设质量和信息化管控水平。
2019年06期 v.50;No.548 108-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 1509K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：0 ]
- 董哲仁;赵进勇;张晶;
为了改善河湖水系间的物理连通关系和水力关系,从理论上系统描述河湖水系连通性特征概况,回顾了连通性相关生态模型的发展沿革,分析了河流在三个几何维度上的连通性特征,并阐述了以水为载体的物质流、物种流和信息流在三维空间流动的生态影响。在此基础上,从生态系统的结构、功能和过程出发,提出了3流4D连通性生态模型及其参数和判据,用以系统、整体地概括描述河湖水系连通性的生态学机理。结果表明,3流4D连通性生态模型一方面可以通过建立参照系统和分级系统对河湖水系连通性现状进行评估;另一方面可以对连通的生态过程进行仿真模拟计算,对河湖水系连通性特征进行模拟和分析,促使河湖水体恢复天然的水文及其伴随过程节律及生态系统功能,提高水生态修复工程的科学性和可靠性,达到改善水生态系统整体性、保障生态系统服务功能的目的。
2019年06期 v.50;No.548 134-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 1090K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：0 ] - 练继建;孙亚楠;马超;徐奎;陈亮;
生物生态法是目前国内外治理河湖水体富营养化的主要方法,但使用单一净化装置的处理效果均不甚理想,故将生物生态法中的生物膜法、曝气富氧法和生态浮床法相结合,开发了一套新型膜曝气生物膜-生态浮床立式组合净化装置。试验结果表明,组合装置较水体自净和单一净化装置可显著提高水体净化效果。具体表现在:组合装置、生物膜反应器、生态浮床和河水自净作用对NH_4~+-N的去除率分别为98.0%、96.6%、66.6%和48.5%,组合装置较河水自净作用的去除率可提高49.5%;对TN的去除率分别为34.7%、26.9%、19.3%和9.6%,去除率可提高25.1%;对TP的去除率分别为60.7%、33.9%、86.9%和38.5%,去除率可提高22.2%;对COD_(Mn)的去除率分别为78.3%、53.1%、58.4%和40.2%,去除率可提高38.1%。同时,组合装置对叶绿素a同样具有最强的抑制作用且可大幅提高水体透明度,减少水体黑臭现象的发生,这一结果为该装置应用于受污染河道的水体修复提供了科学依据。
2019年06期 v.50;No.548 142-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 1448K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：0 ] - 林希晨;倪红珍;王琳;陈根发;
为探究东南沿海平原河网区域水质改善的可行方案,针对温岭市金清水系污染来源复杂的问题,开展水质水量模型研究。采取"流域分区-用户定位-排污计算"的污染负荷计算思路,建立水质水量耦合模型,以河网主要污染物氨氮为评价指标,提出重点断面的水质改善目标以及对应的污染控制方案与引水方案。结果表明:实施削减氨氮污染物入河量至1 023 t的污染控制方案与向南官河引水10 m3/s的引水方案组合可使各重点断面平均水质达到V类水标准;实施削减氨氮污染物入河量至728 t的污染控制方案与向南官河引水20 m~3/s的引水方案组合可使各重点断面平均水质达到Ⅳ类水标准。研究成果为温岭市金清水系面向众多污染源的精细化、精准化污染治理提供参考,为类似区域的水质改善提供借鉴。
2019年06期 v.50;No.548 150-157页 [查看摘要][在线阅读][下载 1315K] [引用频次：0 ] |[下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：0 ]