当期目录

    2018年, 第6期 刊出日期:2018-06-15
      
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    节水灌溉
  • 刘春伟 邱让建 孙亚卿 葛鹏程 孙雨情 高马丹
    中国农村水利水电. 2018, (6):  1-5. 
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    为了研究不同尺寸和材料的微型蒸渗仪在南京地区的适用性,2016-2017年在大田玉米和冬小麦田中采用不同尺寸和材料的微型蒸渗仪的观测棵间土壤蒸发量,对不同作物和气象条件下的测定土壤蒸发量的差异性进行统计分析,并得到玉米和冬小麦土壤蒸发量的季节变化。结果表明,叶面积指数较小时,降雨或灌溉后的晴天微型蒸渗仪测定的玉米和冬小麦的会出现最大土壤蒸发量,分别为6.0和4.6 mm/d;不同材料的蒸渗仪对玉米的土壤蒸发量没有显著性影响,但不同的尺寸对蒸发量的影响达到了显著性水平,大尺寸微型蒸渗仪测定的土壤蒸发量高于小尺寸;微型蒸渗仪的不同尺寸对冬小麦蒸发量的影响不显著;建议采用直径125 mm的铁皮或者PVC外筒,直径118或114mm的铁皮内桶测定南京地区玉米和冬小麦的棵间土壤蒸发量。
  • 陈 磊1,2 ,乔长录1,2 ,何新林1,2 ,王 艳1,2
    中国农村水利水电. 2018, (6):  6-11. 
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    摘要:为探求绿洲区膜下滴灌对棉田蒸散过程的影响,通过对膜下滴灌棉田蒸散过程的连续监测,分析了棉田蒸散变化过程以及膜下滴灌对棉花生长指标的影响,为新疆绿洲区棉田灌溉制度提供理论依据。结果表明:苗期的蒸散强度较低,覆膜与不覆膜条件下的蒸散分别为2.84 mm/d、3.98 mm/d;蕾期的蒸散强度高于苗期,覆膜与不覆膜条件下的蒸散强度分别为4.48 mm/d、6.14 mm/d;花铃期的蒸散强度最高,覆膜与不覆膜条件下的蒸散强度分别为4.89 mm/d、6.65 mm/d;吐絮期的蒸散强度低于蕾期和花铃期而高于苗期,覆膜与不覆膜条件下的蒸散强度分别为3.61 mm/d、4.90 mm/d。苗末期至吐絮初期,膜下滴灌的总蒸散量为397.54 mm,不覆膜的总蒸散量为542.02 mm,覆膜使蒸散降低了26.65%。而且,覆膜条件下的棉花生长指标均优于不覆膜条件。综合分析:与不覆膜相比,膜下滴灌方式可降低绿洲区棉田蒸散强度,促进棉花生长。
  • 苟琪琪 朱永华 吕海深
    中国农村水利水电. 2018, (6):  12-17. 
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    为精确研究不同耕作方式对夏玉米土壤水分变化的影响,选择常规耕作秸秆还田和深松秸秆还田两种耕作措施,通过对两种耕作方式下玉米全生育期土壤水分的实时监测,分析玉米土壤水分在不同时间尺度的动态变化规律。研究结果表明:(1)深松能提高10cm、30cm、70cm土壤含水量,分别提高了7.66%、8.74%和6.37%,两种耕作方式下30cm土层的土壤含水量变化呈现较大差异;(2)从小时尺度研究发现两种耕作方式下雨后各层土壤含水量的变化过程差异较大。雨后土壤水达到饱和后常规耕作时10cm土壤水在晚上突降,而深松耕作在一天内逐渐下降;(3)除出苗期外,深松能显著提高其他生育期的土壤含水量,拔节期和灌浆期提升最多,分别提升5.00%和6.03%;(4)深松增产5.70%。
  • 吴 萍1,2 ,孟昭睿1,2 ,吴 莉3 ,张艳辉4 ,巴瑞寿1,2 ,祁泽学1,2
    中国农村水利水电. 2018, (6):  18-21. 
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    利用青海西宁气象站点1970~2016年的逐日气象资料,以Penman-Monteith估算结果作为计算参考作物蒸散量(ET0)的标准,讨论Hargreaves-Samani法、McCloud法与1948年修正Penman法三种方法在青海省西宁地区的适用性。结果表明:1948年修正Penman法和Hargreaves-Samani法优于McCloud法;McCloud估算结果显著偏小;Hargreaves-Samani法,在ET0较小时估算值与Penman-Monteith方法计算值相当,在ET0较大时,估算结果显著高于标准值;1948年修正Penman法与Penman-Monteith法相关系数较高,一致性最好,可以对1948年修正Penman法的估算值乘以一个常数就能够近似代替Penman-Monteith公式的估算值。
  • 乔帅帅1,2,3 ,胡振华1 ,魏 征2,3 ,张宝忠2,3
    中国农村水利水电. 2018, (6):  22-26. 
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    为了研究DNDC模型在华北平原典型作物-冬小麦的适用性,利用DNDC模型对冬小麦不同灌溉制度下小麦生长进行模拟和验证,并对模型精度进行评价。本试验基于2015和2016年冬小麦生育期实测数据,建立了不同灌溉制度下冬小麦DNDC模型,分析了不同作物参数对冬小麦生育期的生物量和产量的敏感性排序,率定和验证了DNDC模型参数,并对模型精度进行了评价。结果表明,作物需水量对产量和地上部生物量的敏感性较大;不同灌溉制度下冬小麦生育期的土壤水分、地上部生物量以及产量的实测值与模拟值的各项评价指标均在可接受范围内,DNDC模型可以较好的模拟华北地区冬小麦生育期间的土壤含水量、地上部生物量和产量,对冬小麦的生产有一定的指导意义。
  • 水文水资源
  • 严冬 桂东伟 薛杰 孙怀卫 廖卫红
    中国农村水利水电. 2018, (6):  27-32. 
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    由于我国水资源的时空分布和社会需求间存在巨大矛盾,地区间农业灌溉虚拟水流动能够有效缓解不同地区的水资源短缺的矛盾,促进水资源向更高效益的产业或地区流动。本文采用我国2007年30省(区、市)区域间6部门投入产出表和北京气候中心气候系统模式输出结果,开展了地区间农业灌溉虚拟水流动特征及其对气候变化响应的研究,通过对不同气候变化情景下各省市农产品流动蕴含的虚拟水流量的计算和虚拟水流动对各省市的重要性的评价,量化全国农业灌溉虚拟水输出格局相对水资源分布、虚拟水输入格局相对经济总量分布的不均衡程度。研究发现,采用农业灌溉虚拟水流动强度、输入份额和不均衡程度等评价指标能够对地区间虚拟水流动特征进行良好评价,高虚拟水流动强度省市在气候变化条件下的虚拟水流动强度变幅较其他地区大很多;未来大部分时期虚拟水输入对具有高输入份额省市的重要性还将进一步增加;中国虚拟水输出格局与水资源分布不匹配,气候变化有加重这一状况的趋势。
  • 黄景光1,2,3 ,吴 巍1,2 ,程璐瑶1 ,于 楠1,3 ,陈 波1,3
    中国农村水利水电. 2018, (6):  33-39. 
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    河流径流预测作为水库调度和发电的重要前提,其预测精度直接影响水利工程的综合效益。基于径流历史数据,本文针对其波动和随机性提出一种小波分析-支持向量机(SVM)特征分类组合预测模型。该模型首先利用小波分解提取原始径流序列的高低频能量谱作为SVM样本标记,并对原始序列进行特征分类,分为“平稳型”和“突变型”序列,对应不同类型序列的小波近似信号和细节信号分别采用自回归和滑动平均模型(ARMA)和BP神经网络模型进行预测,再重构各序列预测结果。以2013年1月至2017年11月宜昌站三峡入库径流为例,最后采用平均绝对百分比误差(MAPE)、均方根误差(RMSE)、希尔不等式系数(TIC)作为模型评价指标。结果表明:在3个评价指标下相比ARMA和BP神经网络,文中模型在枯水期MAPE为1.16%,预测精度提高6%,在丰水期MAPE为1.84%,预测精度提高8%,由此验证了本文所提模型的精确性,且预测序列平滑,模型具有更好预测稳定性。
  • 苏辉东1,2 ,贾仰文2 ,倪广恒1 ,龚家国2 ,曹雪健1 ,张明曦1 ,牛存稳2 ,张 迪2
    中国农村水利水电. 2018, (6):  40-43. 
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    机器学习在各个领域以及交叉学科中有着广泛的应用。本文运用两种机器学习方法支持向量机回归SVR和BP人工神经网络,对长江流域河溶水文站2009~2014年逐日径流与日降水资料进行学习、训练以及预测。采用 效率系数和相对偏差 作为比较指标,与传统的分布式水文模型(THREW)进行比较。结果表明:THREW模型模拟效果好, 效率系数为0.609,具有清晰的物理过程和水文机理,但是模拟结果的相对偏误差 较大,数据要求较多,操作复杂。两种机器学习方法在相对偏误差 指标表现较好,都较好的模实现了对径流的预测,泛化能力较好,即具有将学习成果应用于新知识的能力。但是对数据依赖较大,数据样本容量越大,预测的结果会更理想。BP神经网络预测径流结果在相对偏误差 指标表现很好,但是在径流极大值的预测失真。本次模拟结果显示BP神经网络优于THREW模型优于SVR模拟结果。
  • 仇宝瑞1,2 ,桑学锋2 ,周祖昊2 ,刘 俊3
    中国农村水利水电. 2018, (6):  44-48. 
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    随着全球气候影响和快速城市化的发展,近年来暴雨洪水频发。通过分析鄂州1959-2016年最大日降雨可知,鄂州暴雨日降雨量呈现上升趋势,变化倾向率为4.4mm/10a,58年间增加了25.5mm。通过不同重现期区域洪峰量和湖泊水量平衡计算,分析了鄂州市最大的两个湖泊——梁子湖、上鸭儿湖在不同重现期其调蓄洪水和削峰作用。梁子湖对20年一遇、50年一遇、100年一遇洪水的调蓄水量分别为3.29、3.73和4.04亿m3,调蓄水量分别占入湖水量的87%、83%和80%;上鸭儿湖对20年一遇、50年一遇、100年一遇洪水的调蓄水量分别为0.39、0.22和0.23亿m3,调蓄水量分别占入湖水量的35%、32%和30%。分析论述鄂州市湖泊在洪灾中的调蓄和削峰作用对鄂州市防洪有重大意义。
  • 谭璟 张永祥 张大胜
    中国农村水利水电. 2018, (6):  49-51. 
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    水文地质参数是地下水数值模拟中重要的参数,通过抽水试验进行水文地质参数的反演,用一个复杂的非线性优化问题来描述,由于传统方法如图解法等因人为因素造成计算结果精度低。本文利用鱼群算法良好的全局搜索能力和模拟退火较强的局部寻优能力相结合的混合算法反演含水层参数。实例证实,混合算法计算结果比传统方法计算结果更可靠、精度更高,反演的参数代入泰斯公式后计算降深值符合实际降深值,与人工鱼群算法相比,运行更短,计算效率更高,是一种求解出含水层参数的简单、有效的方法。
  • 张春辉1 ,王炳亮 1,2
    中国农村水利水电. 2018, (6):  52-57. 
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    为探究传统气象站数据和中国大气同化数据集(CMADS)驱动下的SWAT模型在气象站稀缺的干旱流域径流模拟效果,本文分别利用上述两种气象数据驱动宁夏苦水河流域SWAT模型,并以水文站实测月径流资料对模型进行了参数率定及验证。结果表明:率定期(2008-2012年)CMADS和常规气象数据支撑下的模型纳什系数分别为0.846和0.642,决定系数分别为0.741和0.597;验证期(2013-2016年)模型纳什系数分别为0.816和0.619,决定系数分别为0.752和0.628,即CMADS驱动的模拟精度高于传统气象站数据的模拟精度,CMADS可为缺少气象数据的区域建立SWAT模型提供数据支撑和精度保证。
  • 吴素娟 王双银 牛晨
    中国农村水利水电. 2018, (6):  58-62. 
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    研究暴雨公式参数可为小流域设计洪水计算、山洪灾害防治和城镇排涝提供科学依据,对城镇规划和流域生态环境建设具有重要的意义。论文以陕西省18个主要气象站1984~2013年实测暴雨资料为依据,采用年最大值选样法选取了10min、30min、60min、90min和120 min 5个短历时的暴雨系列,分别依据经验频率点据的全系列和P<50%半系列以及P-Ⅲ型频率曲线拟合得到的全系列和P<50%半系列4个系列,应用麦夸尔特法求解了4参数暴雨公式的参数,分析了参数的精度,并研究了暴雨公式参数的地区性规律。结果表明:(1)基于经验频率点据计算的暴雨公式精度比基于P-Ⅲ型曲线计算的公式精度高;(2)基于P<50%半系列比基于全系列计算的暴雨公式精度高;(3)基于经验频率点据P<50%半系列推求暴雨公式参数是最有效的途径;(4)暴雨公式各参数与站点经纬度和高程在秦岭以北具有显著的线性相关性。
  • 侯丽娜
    中国农村水利水电. 2018, (6):  63-67. 
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    金沙江是我国西部重要的水电基地,也是滇中引水等一批重要的跨流域调水工程的取水水源地。气候变化正在逐渐改变全球的水循环现状,也必然会对金沙江干流水文情势产生影响。本文采用RS水文模型对金沙江流域水文过程进行模拟,以IPCC第5次评估报告给出的排放情景和GCM情景相组合的方式设置气候变化情景,研究在气候变化情景下,金沙江干流在未来2021-2050年以及2070-2099年两个时期内径流的变化趋势。结果表明,在未来两个时期内,金沙江干流径流量呈增加趋势,但径流的年内分配将更加不均,汛期径流呈增加、非汛期径流呈减少趋势;此外金沙江干流的丰水流量和枯水流量也将分别呈增加和减少趋势,这都将对金沙江干流的水资源应用提出新的挑战。
  • 水环境与水生态
  • 赵翠平 龚家国 王浩 王英 杨苗
    中国农村水利水电. 2018, (6):  68-71. 
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    本文以湟水流域为研究对象,利用LANDSAT8 TM和MODSI遥感影像,基于ERDAS软件和ArcGIS软件空间分析技术,得到流域土地利用类型分布图和植被覆盖空间分布图。根据《生态环境状况评价技术规范》,计算生物丰度指数、水网密度指数、植被覆盖指数、土地胁迫指数和污染负荷指数等,对流域的生态环境状况进行评价和分析。结果表明:流域生态环境状况一般,主要是由于西宁市城区和民和县生态环境状况指数较低。现阶段加强水资源管理和控制污染排放是生态环境治理的重点。
  • 蒋任飞 王丽影 乔睿至 付意成
    中国农村水利水电. 2018, (6):  72-78. 
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    为实现梯级水库多目标生态调度综合效益最大化,论文以梯级水库的生态环境效益、社会效益、经济效益整体最大化为目标函数,构建了梯级水库多目标生态调度模型。模型借助POA算法进行优化求解,利用物理栖息地模型给出生物良好生存所需的生态流量目标。论文将生态调度结果与常规调度结果进行对比分析,发现基于生态调度的梯级水库运行模式利于保护流域内典型特有生物。论文选取我国西南地区某流域为典型进行生态调度计算,结果表明:实施生态调度后适于鱼类A、B生存的栖息地面积有较大增加,梯级水库的社会效益达到最大化。
  • 徐 震1 ,赵进勇2 ,李庆国1 ,董亚楠1
    中国农村水利水电. 2018, (6):  79-83. 
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    本文运用River2D栖息地模型对玉符河在不同流量下河段水深和流速分布进行模拟,计算河道内目标生物的栖息地数量,即加权可用面积(WUA),在其计算结果上,归纳其生态水文规律。同时分析不同采样点处的底栖生物完整性与流量之间的关系。从以上两个方面综合分析针对玉符河进行的补水方案的有效性,为玉符河生态保护与修复以及水资源分配提供量化的依据。
  • 曹文翰1 ,张 强1 ,罗孝芹2 ,时 晓1 ,李红叶1
    中国农村水利水电. 2018, (6):  84-87. 
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    为了研究贵阳某机场机场附近居民饮用水源中硝酸盐浓度的空间分布情况,对 24个居民饮用水点分别进行普通克里金和协同克里金插值,并对插值结果进行比较分析。结果表明:通过距离模型判断出镁离子同硝酸盐的相关性最高,相关系数达到0.726但无法提供显著性P值;偏相关分析对两者相关性进行检验,相关系数为0.787,P=0.001表明两者相关性极强,可以将镁离子的浓度作为协变量进行协同克里金的插值;运用克里金插值时发现,协同克里金模型的标准平均值和标准均方根预测误差均优于普通克里金插值,表明将镁离子的浓度作为协变量,可以弥补主变量硝酸盐样本点少,变异函数欠稳定的缺点;通过协同克里金插值进而可以得到研究区内的硝酸盐浓度预测分布图,期待能给当地的水污染治理提供一定的指导价值。
  • 杨开 田中凯 邓涛 杜敬 刘毛 王旭峰 车晖
    中国农村水利水电. 2018, (6):  88-91. 
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    探究混凝-溶气气浮-过滤工艺在污水深度处理方面的可行性。以武汉市某污水处理厂A2O工艺二沉池出水为原水,进行了混凝-溶气气浮-过滤深度处理工艺中试研究。试验完成了回流比、加药量、表面负荷三个主要影响因素的三因素三水平正交实验,以COD、总磷、浊度去除率为考察指标,结果表明:加药量对COD、总磷、浊度去除效果影响均最为显著,推荐工艺最佳运行参数为表面负荷11.11m3/m2?h,加药量10mg/L,回流比12%,且在此运行条件下,单位水处理电耗与药耗总共为0.039元/m3;同时在固定表面负荷10m3/m2?h条件下进行了连续流实验,结果表明:在一定水质波动条件下,该工艺连续运行可靠、处理效果稳定,出水COD浓度稳定低于15mg/L、出水总磷浓度稳定低于0.1mg/L,出水浊度低于0.5NTU,有一定工程应用前景。
  • 牛永华
    中国农村水利水电. 2018, (6):  92-96. 
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    本研究以山西省人工湿地系统中常用挺水植物美人蕉、香蒲和茭白为研究对象,研究单一植物对农村生活污水、农田回水、村田混合水的生长适应性及其污水净化效果。30 d静态试验结果表明,在农田回水和村田混合水条件下,3种供试植物的生长特征和氮净化能力均无明显不同,茭白的磷净化能力最强。在农村生活污水条件下,美人蕉、香蒲长势良好,茭白死亡;美人蕉生物量显著大于香蒲,分别为112.5 g/株、80.04 g/株;挺水植物对农村生活污水的氮净化效果为:美人蕉>香蒲>茭白,分别为57.09%、46.38%、19.11%。综合考虑植物的氮磷净化能力、生长特征和实际应用效果,适宜污染物浓度范围内,美人蕉和茭白具有良好氮磷净化效果,可以作为汾河流域利用人工湿地系统处理农村非点源污染的优选植物。
  • 郑宁捷1,2 ,唐登勇1,2,3 ,胡洁丽1,2 ,张 聪1,2 ,胥瑞晨1,2
    中国农村水利水电. 2018, (6):  97-101. 
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    以芦苇秸秆为原料制备生物炭,对生物炭进行超声共沉淀混合改性,优化制备改性炭的条件,探究改性炭对水体中磷酸盐吸附特性。结果表明:氯氧化锆和氯化铁混合溶液改性芦苇生物炭吸附性能最好,最优改性条件为锆铁质量比1:1,锆铁总浓度为0.03mol/L。溶液pH对该材料吸附磷有比较大的影响,随着溶液pH的增大吸附量随之降低。在磷溶液浓度为10mg/L和投加量为0.8g/L时,去除率达90%以上,剩余磷浓度达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B排放标准。溶液中阴离子对磷的吸附有所影响,抑制作用顺序为HCO3->NO3->SO42->Cl->F-。不同温度的吸附等温线拟合更符合Freundlich模型,温度升高有利于吸附。动力学实验数据拟合更符合准二级方程。
  • 周光涛
    中国农村水利水电. 2018, (6):  102-107. 
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    研究河流生态径流,对维持河流健康、稳定具有重要意义。以梧桐河主要控制站-宝泉岭站1951~2013年逐月天然径流为基础,采用逐月次最小(大)值法、频率排位法分别计算该站最小(大)生态径流,参考RVA法,以逐月频率法计算河流适宜生态径流阈值,运用Tennant法评价上述计算值,并分析河流生态径流满足程度;同时,分析流域现状水资源开发以及未来水利发展对河流生态径流的影响。结果表明,频率排位法计算的最小、最大生态径流过程更利于维持河流生态健康和稳定;在非汛期的1~2月和12月,河流容易遭受极端流量条件,但大部分月份河流的流量条件对河流生境都是比较有利的;关门嘴子水库及关门嘴子灌区的建设会进一步提高河流水资源开发利用程度,同时宝泉岭站断面4~11月的最小生态径流和敏感期(4~8月)正常生态需水可能得不到满足,未来可尝试通过关门嘴子水库及细鳞河水库的综合调度,以确保下游河流生境尽量处在一个较为有利的流量条件下。上述研究成果可为未来流域科学开展水资源管理工作提供一定的参考和借鉴。
  • 供水工程
  • 肖学 李传奇 韩典乘 杨幸子
    中国农村水利水电. 2018, (6):  108-112. 
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    在设有与主干管以支路形式近距离连接的调节池的长距离重力输水管道工程中,基于特征线法对管道的开关阀输水过程进行数值模拟,提出了水锤防护方案。结果表明: 采用输水首先联通调节池与主干管,再依次开启管道中间阀门、上游进水端阀门、下游出水端阀门; 停水在调节池与主干管保持联通情况下,首先关闭下游出水端阀门、再关闭调节池与主干管的连通阀门的操作方案,可以有效降低管路水锤压力,达到安全输水目的
  • 赵星明 王萱
    中国农村水利水电. 2018, (6):  113-117. 
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    本文对给水环状管网进行优化搜索,采用Kruskal算法达到了自动生成树的目的。通过在AutoCAD平台上遍历所有管段,筛选出应删除的管段,拆分环状网为树状管网,同时识别每个管段的权重以保留管道,实现自动生成树可提高环状管网初分配管段流量的设计效率。
  • 宋卫坤1,2 ,邬晓梅1,2 ,李晓琴1,2 ,贾燕南1,2 ,廖丽莎1
    中国农村水利水电. 2018, (6):  118-121. 
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    对农村供水工程的取用水量进行计量是贯彻落实有关法律法规的需要,是践行最严格水资源管理制度的需要,也是保障农村供水工程工程良性运行的需要。通过调研发现,我国农村供水工程进出厂水主要计量设备主要有超声波流量计、电磁流量计等;用水户水计量设备主要有机械式水表、IC卡智能水表、远传水表等。最后,分析了不同地区、不同供水规模农村供水工程计量设备安装率存在差异的原因以及量值不准的原因,提出了做好农村供水工程计量工作,促进工程的良性运行的建议。
  • 灌区建设与管理
  • 陈雨霖1 ,朱 斌1 ,魏 俊1 ,崔宁博1,2 ,张青雯1 ,冯 禹1,4 ,胡笑涛3 ,龚道枝4
    中国农村水利水电. 2018, (6):  122-127. 
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    灌区运行水平综合评价是灌区投资决策的首要依据,也是推进灌区现代化建设的基础。为提高灌区运行水平综合评价精度,本文以四川省7个典型灌区为例进行了实证研究。根据系统性、科学性及实用性等原则建立了灌区运行水平综合评价指标体系,运用博弈论法将G1法确定的主观赋权与改进熵权法确定的客观赋权进行综合赋权,基于加权秩和比法(加权RSR法)构建了灌区运行水平综合评价模型,结合四川省典型灌区的实际情况对7个典型灌区进行评估,基于加权秩和比法评价模型的结果表明:四川省7个典型灌区运行水平(加权RSR估计值)由高到低依次为金堂县团结水库灌区(0.7296)、安州区一大渠灌区(0.6807)、乐山市高中水库灌区(0.6461)、南充市磨尔滩水库灌区(0.6233)、夹江县东风堰灌区(0.5992)、阆中市石滩水库灌区(0.5744)和凉山州西礼灌区(0.5418),模型评价结果与灌区实际运行水平基本一致。因此可为灌区运行水平综合评价提供一种新的途径。
  • 许欣然 杨路华
    中国农村水利水电. 2018, (6):  128-132. 
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    2017年中央一号文件明确提出建设现代化灌区,大型灌区现代化提升改造是实现水利现代化、进而实现社会主义现代化的重要环节。本文对新时代下的现代化灌区的内涵及其特征加以阐述,提出“安全”、“健全”、“先进”、“高效”、“绿色”型现代化灌区特征,建立了5个一级指标23个二级指标的评价体系,讨论了到2035年现代化灌区评价指标的阈值,基于可变模糊集理论建立了灌区现代化评价数学模型。以潘庄大型灌区为例,对灌区现状及现代化改造后状况进行评价,灌区现状评价结果为H=2.543,处于未实现现代化程度,与灌区实际情况相吻合;现代化改造后评价结果为H=1.416,处于全面实现现代化程度,表明灌区现代化改造措施合理有效。并对影响灌区现代化的因素及措施进行分析,为大型灌区现代化提升改造提供参考。
  • 水工建筑
  • 关许为 肖庆华 张庆
    中国农村水利水电. 2018, (6):  133-135. 
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    堤防安全信息的有效统一管理对于堤防安全预警至关重要。为此,基于物联网云平台等先进技术,研发了具有智能化、模块化和可视化等特点的长江口与杭州湾北岸堤防安全及防护信息管理系统,实现从堤防监测与检测数据智能化采集、资料整编与统计分析、报告与图表自动生成等多项先进功能。该系统根据堤防监测与检测数据以及设定的安全评价规则,可适时给出堤防安全影响的评估意见,为堤防管理相关单位及时提供堤防安全预警信息。
  • 邹 健1 ,李 涛2,3 ,曲少军2 ,王 玮4
    中国农村水利水电. 2018, (6):  136-139. 
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    明渠侧向取水受取水口门形态的约束,水流流态紊乱,对支渠引水影响很大。对此采用Mike21数值模拟手段模拟三种边坡系数分别为0、1、2的断面在流量1-10L/s下的水流运动,分析分流口门处的流态,研究各参数对分流比的影响。研究结果表明:相同边坡系数,随着上游来流流量的增加,回流区范围增大,有效宽度减小,收缩系数减小,分流比减小;相同流量,随着边坡系数的增大,支流内回流区范围变小,有效宽度增加,收缩系数增大,分流比增大;随着弗劳德数的增加,分流比逐渐减小,且边坡系数越大,变化越明显。最后获得了分流比与弗劳德数与收缩系数之间的关系式,相关度较好,并得到了验证。
  • 蒋琳琳1 ,赵 川2,3 ,张炅冏4
    中国农村水利水电. 2018, (6):  140-144. 
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    为了系统研究我国西南地区砂岩石渣料沥青心墙坝的坝坡渗流稳定,以象鼻咀沥青混凝土心墙堆石坝为例,基于室内坝料性能试验提供的力学参数指标,采用极限平衡法计算分析了象鼻咀沥青心墙坝在不同运行工况下的坝坡稳定,结果表明: 坝坡破坏以深层贯通滑动为主,建议采用非线性强度指标进行坝坡稳定性计算; 在所有运行工况下, 上、下游坝坡的稳定安全系数均大于规范最小要求值,满足规范要求; 堆石料渗透性好,水位骤降工况下无潜水位滞后现 象。研究成果可供西南地区沥青心墙坝的设计和施工借鉴和参考。
  • 向云龙1 ,符文熹1 ,周洪福2
    中国农村水利水电. 2018, (6):  145-150. 
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    为研究地表径流拖曳力对多层边坡稳定性的影响,建立了多层边坡渗流-径流耦合模型。该模型采用Navier–Stokes方程描述地表径流,用Brinkman-extended Darcy方程描述土层渗流,径流区和渗流区的流体运动均满足连续性方程,且在交界面处的流体满足流速相等和切应力连续双边界条件。根据上述条件推求出径流区和渗流区的流速分布,并引入Newton内摩擦定律求出坡面径流区与渗流区交界面处的水流拖曳力。基于每层土的受力特性,利用刚体极限平衡理论对径流状态下多层边坡的稳定性进行分析,得出每层土的稳定系数。并结合工程实例讨论径流水深、边坡坡度和上下部土层厚度分别对上下部土层稳定系数的影响。结果表明,考虑地表径流拖曳力效应时,上部土层的稳定系数为0.92,下部土层的稳定系数为1.18;当不考虑拖曳力效应时,上部土层的稳定系数为1.02,下部土层的稳定系数为1.23。上部土体的安全系数下降了9.95%,下部土体的安全系数下降了4.99%。因此,在进行多层边坡稳定性分析与计算中,应考虑地表径流拖曳力作用。
  • 董 理1 ,侯天顺1,2 ,骆亚生1 ,Sibel Pamukcu2
    中国农村水利水电. 2018, (6):  151-156. 
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    为研究EPS颗粒混合轻量土的动强度特性,以黄土作为原料土制备试样,对EPS颗粒掺入比为0.14%,0.31%,0.54%,0.86%,1.31%,水泥掺入比为10%,15%,20%的EPS颗粒混合轻量土进行室内动三轴试验。试验结果表明:EPS颗粒混合轻量土在动荷载作用过程中,动应变增长比较平稳,没有出现变形急速陡转的情况,而且压应变明显大于拉应变。选择5%压应变作为破坏标准进行分析。随着围压和水泥掺入比的增大,EPS颗粒混合轻量土动强度增大;随着EPS颗粒掺入比的增大,EPS颗粒混合轻量土动强度减小。相比较于本试验配制的重塑黄土动强度,不同配比的EPS颗粒混合轻量土的动强度增大幅度为20.8%~232.9%。该结论可为EPS颗粒混合轻量土在地基改良方面的应用提供参考和理论支持。
  • 俞 瑾1 ,曾 鹏1 ,李 德2 ,曹平周1
    中国农村水利水电. 2018, (6):  157-161. 
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    以青海省云谷川倒虹吸为工程背景,采用有限元分析软件ANSYS,建立考虑热-固耦合效应的压力钢管全熔透坡口焊三维焊接有限元模型,选用单向顺序耦合法,对输水压力钢管进行数值模拟分析,提出合理的焊接工艺,计算不同焊接工艺的压力钢管焊接残余应力和残余变形分布。焊接热源采用内生热率热源模型,多道施焊过程采用热源生死单元法模拟焊接全过程,从压力钢管施焊后内部残余应力与残余变形的大小及分布等方面进行对比分析,提出压力钢管制作的焊接工艺建议,为实际工程压力钢管制作提供技术依据,为类似工程提供技术参考。
  • 胡松涛1 ,张宇驰1,2 ,高江林1,2
    中国农村水利水电. 2018, (6):  162-166. 
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    针对铜鼓县大塅水库运行期存在的一系列安全问题,以6号非溢流砌石体坝段为研究对象,建立了该坝段除险加固前后的三维有限元模型,基于渗流场与温度场的相似性,利用ANSYS热分析模块,分别对运行工况和正常蓄水位工况下坝段进行了渗流分析计算。结果表明:运行工况下加固后坝段的压力水头计算值与监测点的实测值吻合较好,数值模拟计算所得渗流场整体上能够较好的反映坝体和基岩的渗流场分布特征;正常蓄水位工况下,加固后的坝体自由面、压力水头和渗透压力均显著降低,砌石坝体区和防渗帷幕体的渗透坡降都较小;当设有衔接帷幕时,在坝基主帷幕与坝面防渗面板之间区域内水头值明显小于无衔接帷幕情况下该区域内的水头值。可以认为,新设的衔接帷幕能够将坝体防渗体与坝基防渗体有效连接,形成了一个完整封闭的防渗体系;综合加固措施的实施有效改善了坝体的渗流场状况,在防渗处理上能够取得预期的良好加固效果,同时,研究成果可为同类砌石坝工程渗流控制提供参考。
  • 水利经济
  • 陈 芳1,2,3 ,刘 颖1,2 ,钟 燮1 ,郭春晶1
    中国农村水利水电. 2018, (6):  167-168. 
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    过去的几十年,我们以牺牲生态环境为代价去追求现代水利工程技术的应用,然而一次次洪涝灾害、干旱灾害和地质灾害告诫我们,以牺牲自然环境为代价的短期效益工程不可取。本文以槎滩陂古代灌溉工程为例,从历史文化价值、工程价值、科学价值、经济价值四个方面剖析槎滩陂水利工程“道法自然”、“人水和谐”的治水理念,提出现代水利建设领域存在的问题,以期探索古代水利工程传承与创新、利用与保护、管理与发展过程中得出的宝贵经验,为现代生态水利的建设提供借鉴。
  • 苏慧 张仲伍 王娟
    中国农村水利水电. 2018, (6):  169-173. 
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    本文以山西省为研究区域,选取GDP、人口、土地面积三个经济发展要素,建立协调度评价模型分别计算经济发展要素与水资源总量和水资源使用量的协调度,分析两者空间协调特征。结果表明:(1)以水资源总量为评价指标时,水资源丰富地区,协调状况好;(2)以水资源使用量为评价指标时,经济发达地区,协调状况好;另一方面,分别计算两个水资源指标与各经济要素的基尼系数,分析其时间协调特征。结果表明:水资源总量和水资源使用量与各经济要素的协调状况在2008-2015年间总体波动不大。水资源总量与土地协调性好,而水资源使用量与人口和GDP协调性好。
  • 水电建设
  • 徐建林1 ,何中伟2
    中国农村水利水电. 2018, (6):  174-177. 
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    针对抽水蓄能电站过渡过程独特的水力特性。应用调速器的水位监控性能,实现水头的实时采集。根据宁海抽水蓄能电站为例,研究了在最大水头、额定水头、最小水头下机组甩负荷后导叶关闭规律对抽水蓄能电站的过渡过程影响,通过对各水头下过渡过程分析计算。结果表明:当机组运行水头大于额定水头低于最大水头之间,宜采用延时直线关闭规律;水头低于额定水头时,宜采用简单20s直线关闭规律,可有效改善蜗壳与尾水管压力,降低机组甩负荷时的运行风险。
  • 谭剑波1,2 ,马孝义2 ,何自立2
    中国农村水利水电. 2018, (6):  178-181. 
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    为获得小流量、小开度区域水轮机调节特性数据,采用遗传算法优化BP网络神经元连接参数,同时联合比例间隔型值点延拓算法,对水轮机的力矩和流量特性相对值数据进行学习训练和全工况区延拓仿真。实验结果表明,将水轮机多值非线性复杂调节特性转换为空间特性曲面,经神经网络系统自动学习训练,实现综合特性曲线的数值化、智能化延拓处理。建立的水轮机非线性神经网络模型,能预测生成全工况准确数据,为机组调节保证计算及控制决策提供详细数据支撑。
  • 李崇智1 ,翟光耀2
    中国农村水利水电. 2018, (6):  182-184. 
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    介绍了对港二期电站的基本情况,分析了改造的必要性,提出了技术改造的原则与方案,结合实际运行情况分析了电站技术改造后效果。