春小麦套种向日葵是河套灌区主要的粮食作物与经济作物种植模式之一。针对河套灌区目前典型种植结构以及地下水位埋深比较浅的独特情况,应用土壤水动力学理论和SPAC系统理论知识,定量分析计算作物生长季节大气水、土壤水、灌溉水、作物水和地下水的相互转换关系;同时应用FAO推荐的Penman-Monteith方法及套种模式作物系数计算方法,对作物实际腾发量进行计算;最后应用水量平衡原理对田间灌溉水有效性进行评价,为河套灌区灌溉制度改进与优化提供理论依据。
通过大田试验,探讨在不同施氮量条件下烤烟土壤中硝态氮与铵态氮的变化情况以及施氮量对烤烟地上部分干物质累积量的影响。试验根据烤烟生育期设置不同阶段,定期对土样中无机氮素以及烤烟植株干物质进行测定。结果表明,施氮量对烤烟土壤中硝态氮和铵态氮随生育期以及土层深度的变化趋势影响较小,施氮量仅明显影响同时期同深度下硝态氮和铵态氮含量。同时施氮量的增加会增强烤烟后期地上部分干物质累积强度,使得烤烟生长持续旺盛。
根据云南省4个站30~40年的逐日气象资料,应用FAO-56 Penman-Monteith计算了参考作物的逐日需水量(ET0),分析了ET0的年内年际变化特征;采用了Mann-Kendall方法,对ET0时间序列趋势进行了检验分析;采用了偏相关分析方法研究了各主要影响因子(水汽压、风速、日照、蒸发、降雨、海拔、纬度)对ET0的影响,结果表明:各站点的时空分布特征明显,各站的ET0呈下降趋势,最大值发生在70~80年代,最小值发生在21世纪,风速的变化对各站ET0的影响最大,水汽压和降雨最小,ET0随海拔的增加而降低,随纬度的增加而增加,反映了高原山区ET0的变化特点。
通过室内模拟实验,进行灌水量恒为10L,采用土壤初始含水率为0.076cm3/cm3、0.148 cm3/cm3和0.213 cm3/cm3及滴头流量为1L/h、2 L/h和3 L/h,探求土壤初始含水率和滴头流量对盐碱土水盐运移的影响,结果表明:在相同灌水量及滴头流量下,随着土壤初始含水率的增大,滴头附近高含水率的区域增大,水分水平运移速率减小,垂向运移速率增大,利于水分的向下运移,在水平方向的脱盐区域减小,而在垂向的脱盐区域明显增大;在相同的土壤始含水率条件下,随着滴头流量的增大,水分水平运移距离增大,水平脱盐效果明显,而垂向脱盐区减小,小滴头流量利于土壤中盐分的向下运移,有助于压盐;以滴头为中心,湿润锋水平、垂向运移距离及两滴头湿润锋交汇宽度与时间t具有良好的幂函数关系。
在新疆库尔勒市包头湖农场48m×56m(一根支管控制)的范围内,布置土壤水分监测点共计64个。利用地统计学方法,研究了棉花膜下滴灌条件下田间土壤含水率在空间和时间上的变异规律,以便为棉花膜下滴灌自动化灌溉系统中墒情监测传感器的合理布设及墒情预测提供理论依据。结果表明,各测次的田间土壤含水率具有中等程度的空间相关性;随着土层深度的增加,土壤含水率空间相关度降低。灌水前的空间相关度略小于灌水后的空间相关度;随着时间的推移,土壤含水率的空间相关度降低。
土中爆炸衬砌这种新型结构在农业抗旱防灾减灾中具有重要的功用,然而目前对其工作状态和承载力情况了解尚少。对不同埋深下土中爆炸衬砌的工作状态进行了有限元数值模拟,应用Hsieh-Ting-Chen破坏准则判别衬砌混凝土的弹塑性破坏,获得衬砌在不同水容量情况下的应力和变形情况,分析并比较了爆破衬砌随水容量变化下的工作状态和安全变化情况,得到爆炸衬砌安全工作的最佳工作环境和衬砌的储水能力。解决了爆炸衬砌这种新型结构形式复杂工作环境下的数值模拟问题,对明确爆炸衬砌的工作状况及安全工作能力具有指导意义,对目前国内大面积农业区的抗旱和保障农作物生产具有重要的现实意义。
土壤含盐量的预测对合理配置水资源,防治土壤次生盐碱化等具有重要的指导意义。在阐述BP人工神经网络原理的基础上,针对影响土壤含盐量的主要因素,建立了多因子土壤含盐量的3层BP网络模型,以土壤含水率、地下水矿化度、地下水pH值、地下水埋深、相对湿度、降雨量、蒸发量作为模型输入参数,土壤含盐量作为模型输出,对土壤含盐量进行了预测。结果表明,BP神经网络模型预测土壤含盐量的最大误差为8.78%,平均误差为5.99%,模型具有较高的预测精度。
黑土区是我国重要的商品粮基地,但由于黑土多年受到自然侵蚀和人为开垦,导致水土流失日益严重,土地肥力下降,粮食产量下降,威胁国家粮食安全。因此,加快黑土区水土流失防治、治理和保护黑土资源已势在必行。对黑土区水土流失现状、危害、影响因素和治理方面进行了详细的综述。
长江流域目前水资源状况堪忧,主要是水土流失严重、水资源浪费巨大、面源污染严重以及旱灾频发等问题,而南水北调工程的实施也给长江流域的水质和水量提出了更高的要求,同时长江还必须满足航运水量和生态需水要求。因此,长江流域未来的水资源形势是非常严峻的。通过农业节水可以大大减少农业用水量,提高化肥利用率,减少肥料和农药流失,并通过增加生态用水量减少水土流失,从而达到节水治污的目的。
讨论了蓝藻水华研究现状,综合现有的控藻理论,提出一套适用于中小湖泊水体的蓝藻水华综合治理措施,应用在上海市青浦区盈湖三岛水域,成功治理了该区域连续多年暴发的蓝藻水华。为保证蓝藻水华治理和污染水体水质改善的长效性,建立了一种以政府一次启动投资带动物业管理部门进行后续蓝藻水华防治以及水质改善和维护的净水渔业发展模式,成功地解决了公共区域水环境保护和水污染治理的资金来源问题。根据治理区域的特点,提出了生态陷阱控藻方法,达到了小区域、低成本、高效率的快速灭藻效果。
污水处理厂进水水质是城市污水处理工艺选择的关键环节,影响污水厂进水水质的因素众多,污染物在管渠输送过程中不断降解是因素之一。本文根据选定管段上下游的水质水量监测结果,推求得到在管渠输送过程中污染物的降解常数;以南太子湖污水处理厂为例,运用指标分析法预测主干管起端的污水中各污染物指标初始值,根据各指标在干管中的降解规律,预测南太子湖污水处理厂进水水质指标。
近年来,我国洪灾频发,尤其是广大村镇地区因其防洪标准较低而深受其苦。目前我国尚无村镇防洪设计标准,在确定防洪标准、编制相应的防洪规划时,仅能以已颁布的几部相关标准作为设计参照依据。本文从去年南方地区发生的洪灾出发,简述了村镇防洪的重要意义,并总结了我国现行的主要防洪设计标准在村镇地区的适用性。最后与美国、日本、印度等国家的防洪政策进行比较,发现我国防洪标准中存在的问题,并提出村镇防洪规范化的重要性及若干合理建议。
为缓解沿黄地区水资源供需矛盾,适应经济社会发展的需要,山东省沿黄地区陆续兴建了七百余座平原水库,为实现丰蓄枯用、水资源优化配置和提高人民群众生活水平、改善生态环境、促进社会和国民经济的发展发挥了重要作用。但是,水库富营养化、水库渗漏、泥沙淤积等典型生态环境问题对水库的健康发展影响很大,因此,采取有效措施,改善水库及周围生态环境对库区周围生态环境建设及库区和谐社会建设具有重大意义。
针对目前柳州市柳江河道上拟建景观对河道的影响,分别建立了柳州市柳江河道大范围河段和拟建景观工程局部范围曲线坐标系下的二维水流数学模型,并采用纯隐格式的混合有限分析法用来离散和求解该数学模型。建立的大范围的柳州市柳江河道二维数学模型计算成果一方面用来进行验证,另一方面为景观工程局部水流数学模型提供初始和边界条件。结果分析表明,与工程前相比,景观工程局部河道地形有挖有填,对局部水位和流态存在一定的影响;由于对工程区堤防外的房屋进行了拆迁,一定程度改善了所处位置河道左岸的过流条件。
阐述了近50年来新疆气候变化的特点,剖析了新疆洪水成因及其变化规律,指出积雪融水与暴雨是造成新疆洪水的重要诱因。但现有防洪建设与管理存在工程体系不健全,防洪标准偏低,城市洪涝灾害严重,雨洪资源利用少,干旱缺水与生态退化现象等问题突出。为此,本文提出应加强新疆防洪体系的统一规划与建设力度,提高自治区整体防洪减灾能力,并大力推行雨洪资源化利用技术,提高城市排涝能力与效率,促进该地区洪涝灾害、水资源短缺与生态环境问题的综合解决,保障经济社会可持续发展。
基于断裂力学的理论,对断层应力强度因子进行了复合及分析,研究了库区断层在库水荷载(包括库水荷载所产生的附加应力场和超孔隙水压力)和区域构造应力场叠加作用下,发生诱发地震时所产生的能量及震级,并建立了相应的计算公式及得出相应影响参数,证明了在水库运行过程中水位频繁变动加大地震诱发可能性的结论正确性。
江坪河地下洞室群出口段围岩由陡倾角、岩体力学性质变化的粉砂岩、板岩和灰岩构成,层间断层发育。在此较差的地质条件下确保洞室群的稳定尤为重要。因此,建立了地下洞室群出口段有限元模型,采用有限差分软件FLAC3D对洞室开挖及支护过程进行了模拟。比较了在两种开挖方案下,各洞室围岩变形、应力及塑性区特征,并分析了开挖过程中围岩变形规律及洞室群稳定性。分析结果对工程设计及施工有参考作用。
首先对要研究的岩质边坡进行岩体质量分级,得出边坡以Ⅲ类围岩为主。在此基础上,采用有限单元法对该边坡整体稳定性进行分析。研究了边坡开挖后,在天然与地震两种工况下边坡的应力场和位移场的变化特征,进而定量评价边坡的稳定性。对该边坡非线性有限元模型进行强度折减,获得了边坡安全系数,在天然工况下为1.78,在地震工况下为1.69。岩体质量分级、应力分布、位移特征和强度折减法分析均表明该边坡目前整体处于稳定状况。研究成果为岩质边坡的施工、除险加固提供了参考依据。
根据混凝土材料组成随机分布的特点,借用概率分布理论和数字图像技术来描述其细观成,研制数值计算和图像处理程序,进行数值试验,从细观层次上分析了混凝土的非均性,为认识混凝土的破坏机理和预测破坏形态提供了一种辅助手段。
混凝土衬砌是地下工程结构的普遍形式,但在地热条件下,除温度作用外,地下水往往也具有一定的侵蚀性,这严重地影响了混凝土的耐久性,从而影响到衬砌结构的安全性。本文基于温度梯度及环境水侵蚀条件下,对隧洞衬砌应用双层混凝土结构,内层(保护层)为C20聚丙烯纤维混凝土,外层(结构层)为C30钢筋混凝土,并通过结构计算及室内试验研究,确定了各层混凝土的厚度与材料的最佳配比。本文采用的结构设计方法与混凝土配合比可供类似工程参考。
基于锈蚀钢筋混凝土梁斜截面抗剪机理,分析箍筋锈蚀对混凝土抗剪能力和箍筋抗剪能力的影响,建立了箍筋锈蚀率与锈蚀箍筋混凝土简支梁抗剪承载力降低系数的拟合关系,考虑混凝土与箍筋的抗剪作用相互影响,提出了锈蚀箍筋混凝土简支梁抗剪承载力计算模型,该模型计算值与试验数据及ANSYS有限元分析值吻合较好;并借助Matlab软件编制了Monte Carlo计算程序,对锈蚀箍筋混凝土简支梁斜截面抗剪承载力进行可靠度评估,可为工程应用提供参考。
由于某重力坝地基工程地质构造十分复杂,其中岩体层间破碎夹(泥)层较发育,又存在较大范围的挤压破碎带,所以地基的稳定性需要数值求证。将强度折减法与有限元软件ABAQUS相结合,采用Mohr-Coulomb屈服准则来计算流固耦合效应下不同折减系数对应的坝基应力场。通过计算不收敛、特征点位移和塑性区分布三种判据相结合的方法来分析某重力坝的坝基稳定性情况。分析结果表明,该坝基稳定性满足规范要求,可以保证重力坝的正常工作。
高性能混凝土因其具有高耐久性、高强度及高工作性的"三高特征",近几年来在建筑工程中得到广泛应用。水利项目因其受力条件复杂,对建筑物稳定性要求高、需要解决防渗问题及必须妥善解决消能问题等鲜明特点,高性能混凝土具有一定得应用空间。结合水利项目工程实例,介绍了高性能混凝土的定义、性能及目前的应用现状。从混凝土原材料控制、配合比设计、施工控制等方面阐述了高性能混凝土在水利项目中的应用实践,总结了高性能混凝土施工的体会及值得商榷的问题,供广大同行探讨。
测压孔是监测坝基扬压力的主要方法之一,测压孔的工作状态对获取可靠的坝基扬压力监测资料和评价大坝安全具有重要意义。以华安水电站坝基测压孔工作状态评价为例,分析了测压孔工作状态评价的基本内容和主要方法,提出了测压孔主要评价指标的评价标准和测压孔工作状态的分类方法,为测压孔工作状态评价提供了系统的参考依据和工程经验。
合金钢网兜是目前正在水利系统推广使用的一项新技术,已成功应用于抗洪抢险、堤防、护岸以及围垦等工程。在白水泉电站中,又被成功应用于修建壅水二道坝,解决了该工程由于特殊地质条件而造成难以修建常规材料二道坝的技术难题,并取得了明显的经济效益。该项技术的成功应用,可为同类工程提供参考经验。
为了提高传统油中溶解气体分析(DGA)的诊断能力,解决传统灰色聚类分析中指标权重确定存在的问题,引用熵权原理并加以改进,通过构造梯形白化权函数对变压器故障类型进行分析和判断。该算法有二点改进:一是将诊断模型数据的单一标准值优化为范围区间,考虑了相邻灰类界限的相互影响;二是通过熵函数确定权重,避免了主观因素的影响,使评价结果更加客观,准确。通过实例介绍了该方法的具体应用,并与三比值法相比较,验证了该方法具有一定的有效性和实用性。
小型水轮机由于存在设计不合理、技术手段落后、机电设备陈旧老化和效率低等问题,具有改造的必要性。文章从小型水电站水轮机存在的主要问题出发,提出了水轮机改造的措施、改造的技术途径,以及在改造中应注意的问题。并由此指导工程实际,得到了满意的结果。
针对小水电可持续发展指标体系构建问题,基于D-P-S-I-R(驱动力—压力—状态—影响—响应)模型理论框架,运用可持续发展思想,建立了小水电可持续发展的评价指标体系,对我国小水电的可持续发展具有重要参考意义。
地方小水电的发展经历了不平凡的发展之路,其未来面临挑战与机遇。以四川小水电为例,应用SWOT市场竞争分析模型,从潜在机会和威胁两个方面分析了地方小水电的外部环境,从竞争优势和竞争劣势分析了地方小水电的内部环境。分析结果表明,影响地方小水电发展的外部有利因素主要包括良好的国际国内环境、优惠政策的扶持和国家能源结构调整,不利因素主要包括上网问题和无序开发带来的负面影响;影响地方小水电发展的内部有利因素主要包括低成本和资源丰富,不利因素主要包括资产分散,企业规模小,竞争能力差。克服内外不利因素,发扬内外有利因素是小水电的生存之本。
介绍了越南水资源概况,指出降雨分布严重不均和60%水资源量来自邻近国家是越南水资源突出特点,分析了越南水资源开发利用中存在缺乏综合水资源管理战略和行动计划、盲目超采且浪费严重和水污染严重等问题,针对越南水资源管理中存在的不足,借鉴中国水权研究与实践经验,提出从水资源所有制度、水资源使用制度和水权流转制度等三方面构建越南水权制度的设想。
森林小流域土壤的降雨入渗率大,地表产流量小,壤中流对径流的贡献相对较大,且对径流贡献较大的产流面积主要分布在河道毗邻的区域。根据上述森林小流域降雨入渗及产流的特点,以东莞市水濂山小流域为研究对象,利用DEM数据分析出各个栅格汇流路径的长短,并据此计算小流域内不同产流区域对河道径流的贡献,推导出响应的计算公式,建立了森林小流域的月径流模拟模型,取得了良好的效果。
利用暴雨管理模型(SWMM) 软件对设计排水系统进行径流模拟演算,得到排涝标准下的排涝泵站流量和调蓄池容积的对应关系。通过计算机仿真模拟和自动化设计,将成为未来城市排涝调蓄科学和合理计算的一种趋势。
信息化建设是我国灌区节水配套改造项目的主要内容之一。由于我国渠系复杂、测点众多、供电系统无法保障,使得我国大多数灌区目前仍采用人工测量的方法。研发出适合山区小流量渠道自动观测的供电系统是实现山区小流量灌区自动化得关键技术之一。本文通过对解决渠道自动测流野外作业的电源问题研究,寻找一种能为灌区量水设施提供可靠、安全的供电系统,为精准农业及中小灌区渠道水位、流量等信息监控系统打下坚实基础。
北京市农民参与式水务管理的发展经历了试点探索和全面建设两个阶段。通过总结回顾农民参与式水务管理的成长历程,分析了两个阶段的发展变化和取得的成效,指出了问题所在,并提出了建议。农民用水协会作为农民参与式水务管理的有效形式,是农村水务管理机制改革的成功之举,只有通过不断总结、完善和创新,才能实现可持续发展。
在农业用水管理中,灌溉系统管理权力的转移已经成为减少水资源浪费的一种有效手段。国内外也对灌溉系统管理转移中的农民表现出来的行为和管理方式做了大量研究。详细分析了洪都拉斯的灌溉系统管理转移过程,介绍了智利用水户协会的运作,并简单评述了中国国内的一些灌溉系统管理转移尝试。
水费是大型灌区灌溉工程维修养护经费的主要来源,是灌区可持续发展的保障,然而我国大型灌区水费实收率下降、水费收入锐减,水费征收方式存在问题。以高邮灌区为例,研究分析了灌区供水收费经纪人制度。结果表明,灌区供水收费经纪人制度有利于提高水费实收率,保证灌区正常的维修和养护,为我国大型灌区水费征收提供了新的思路。
利用最小二乘法对水泵性能曲线进行二次拟合,根据等扬程流量叠加原理建立了水泵并联运行曲线方程。对不同型号水泵配置的单调速泵站,通过建立的水泵并联调速运行方程和泵站的年供水规律,计算得到各供水指标下调速泵的调速比,可以实现完全通过改变水泵的特性来达到工况点改变的目的。
以某圩区为例,依据中小型圩区排涝泵站的特点,以排涝泵站开机机组耗电费用最少为目标函数,以各时段机组开机台数为决策变量,特定排水标准下的排水水量为约束条件。采用大系统分解协调的方法,探讨了在满足特定排涝设计标准下该圩区内排涝泵站最优运行方式,对提高圩区排涝泵站管理水平,减少运行费用有一定的指导作用。