当期目录

    2018年, 第9期 刊出日期:2018-09-15
      
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    水环境与水生态
  • 孙凯迪 徐明德 安静
    中国农村水利水电. 2018, (9):  1-6. 
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    北方干旱地区水库承担供水、灌溉、防洪及生态调节等多项功能,故进行水库突发污染事件研究具有重要意义。本文以汾河水库为载体,结合水库二维水动力-水质耦合模型,采用实测数据对模型进行率定与验证,考虑事件源、排放入口及风的影响,研究不同情景下污染物的扩散路径、扩散范围以及浓度分布规律。结果表明:风向决定污染物的扩散路径,风速决定污染物的扩散速率,污染物扩散面积、超标面积与风速近似服从线性关系;各排放口污染物扩散范围为东侧排放口>北部上游干流入口>西部涧河入口;建立汾河水库突发事件应急预估表可对水库突发污染事件进行应急处置。
  • 陆泉志 陆桂军 范稚莲 罗明智 莫良玉
    中国农村水利水电. 2018, (9):  7-11. 
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    摘 要:运用考虑非期望产出的超效率SBM-Undesirable模型,在全要素用水效率测度框架下,对“十二五”期间化肥污染排放约束下的广西种植业用水效率进行测度。在此基础上运用探索性空间数据分析方法(ESDA)对种植业用水效率的时空格局演变规律与特征进行了初步探索。研究结果表明:2011~2015年,化肥污染排放约束下的广西种植业用水效率整体不高,只有南宁、防城港、崇左达到有效前沿面,形成“三足鼎立”态势。研究期内,污染排放约束下的广西种植业用水效率呈现显著正向的全局空间自相关性,但其空间溢出效应逐年减弱。不同地市种植业用水效率的空间关联类型变化较小,广西有一半以上地市稳定存在低低集聚区;高高集聚区从由南宁、防城港、崇左组成的三核心热点集聚模式逐渐转变为防城港、崇左双核心的热点集聚模式。
  • 水文水资源
  • 罗万琦 崔宁博 张青雯 冯禹 龚道枝 吕明礼
    中国农村水利水电. 2018, (9):  12-19. 
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    为深入分析中国西北地区近50 a气象因子演变特征与驱动因素,选取西北地区69个站点1966~2016年逐日气象资料,使用Mann-Kendall检验、Morlet小波分析、GIS空间插值及相关性分析方法,定量分析了气象因子的时空变化规律及相互关系。结果表明:近50 a来西北地区风速、辐射、相对湿度均呈下降趋势,降幅分别为0.105m/(s·10a)、0.054MJ/(m2·d·10a)和0.378%/10a,降水及气温均呈上升趋势,增幅分别为4.9mm/10a、0.427°C /10a;各气象因子近50 a来呈“增大-减小”的周期振荡变化,变化主周期均为28a,且风速、辐射、相对湿度、降水、气温均存在局部突变;各气象因子的空间分布存在区域差异,风速呈不连续的东部大西部小分布趋势,辐射呈中部大东西部较小分布趋势,降水呈由东南向西北递减趋势,气温呈由青海省向外扩增趋势;各气象因子之间存在较强相关性且相互响应关系复杂,其中辐射与风速、降水和气温均呈极显著正相关(P<0.01),相对湿度与风速呈极显著负相关(P<0.01)。
  • 郭新 李升 邓恩松 余斌
    中国农村水利水电. 2018, (9):  20-24. 
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    采用稳定同位素D、18O对塔里木盆地南缘皮山河绿洲带主要水体进行研究,探明其在空间上的变化规律,弄清各水体之间的相互联系。通过对样品D、18O的分析,结合全球大气降水同位素监测网(GNIP)和田站1988-1992的降水同位素数据和前人研究成果开展研究,结果表明:(1)研究区全年降水同位素值具有明显的季节差异,大致可分为4~10月、12~3月两部分,4-10月降水同位素相对富集,12~3降水同位素相对贫化;(2)由于不同时期内各水体受到不同季节降水和冰雪融水持续补给的影响,研究区不同时期的水体在区域降水线的同一块区域交错分布,具有相似性;(3)对于南疆地区主要接受冰雪消融、降水混合补给的河流,在应用各水体稳定同位素D、18O差异判别地表水地下水转化关系时,需要对由接受补给造成的各水体之间的同位素差异进行充分考虑。
  • 王筱译 吕海深 朱永华 王建群 苏建宾
    中国农村水利水电. 2018, (9):  25-29. 
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    全球降水测量计划的最新卫星降水产品(Global Precipitation Measurement,GPM),虽然提供了更精细的空间分辨率,但是受限于地形、气候等自然因素,GPM(IMERG)产品在不同区域仍存在较大的系统偏差和随机误差,因此在水文应用方面通常需要预先校正。本研究以渭河流域为典型示范区,选取2014年4月~2015年12月的地面实测降水数据为参照值,引入由遥感土壤水分数据反演的降水数据集SM2RAIN-CCI,通过加权最小二乘估计的融合方法提升IMERG的数据质量,并在日尺度上对IMERG产品和融合数据进行评估分析。结果显示:(1)在站点尺度上,尽管BIAS的提升有限,但融合数据的CC和RMSE都有明显改善,特别在流域中低纬度区域融合效果良好;(2)比较时间序列上的流域逐日平均降水量,融合数据能有效减小统计误差;(3)在空间分布上,融合数据的各项统计误差较原始IMERG数据均有较大的改善。
  • 陈晓旸 林炳章 王敏 林智琛 兰平
    中国农村水利水电. 2018, (9):  30-35. 
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    分时段地形增强因子法(SDOIF)是适用于山区可能最大降水(PMP)估算的暴雨分割技术。为了探讨不同类型的极值降雨系列对山区地形增强因子估算成果的影响以及分析SDOIF的不确定性,本文基于香港71个站点历史雨量资料,应用地区线性矩法推求各站点不同重现期(100年一遇、200年一遇和500年一遇)的24小时降雨频率估计值,比较24小时年最大降雨系列和同时段的降雨稀遇频率估计值对定量推求香港地区平均地形增强因子的影响。研究结果表明,采用降雨稀遇频率估计值系列,譬如百年一遇,能够更稳定和合理地估算地形增强因子的空间分布。另外,基准雨量站的选择会在一定程度上影响地形增强因子的估算成果,所以使用SDOIF时需要有足够的资料和对研究地区进行充分的调查。
  • 王丽萍 李宁宁 马皓宇 纪昌明 李贵博
    中国农村水利水电. 2018, (9):  36-41. 
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    为解决径流预报因子筛选中存在的信息量不足、或冗余等问题,本文引入一种具有普适性的新的相关关系分析方法——最大信息系数(MIC),并结合主成分分析法剔除冗余信息实现变量空间降维的能力,提出最大信息系数—主成分分析耦合算法(MIC-PCA)。以雅砻江流域打罗水文站日径流预报为例,将MIC-PCA与多种因子筛选方法的筛选结果进行对比,并将各方法筛选出的因子集输入到BP人工神经网络对日径流进行预报以验证其合理性。结果表明,该方法较现行方法,能为预报模型提供更加科学有效的输入,从而提高模型的预报精度,对水文预报研究有着一定的理论意义。
  • 冯德锃 , 赵玲玲 , 李 翀
    中国农村水利水电. 2018, (9):  42-45. 
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    基于饶河流域1952~2014年3个水文站的逐日径流系列,采用年际变差系数Cv、年际极值比、距平百分率、Mann-Kendall趋势检验等多种分析方法,分析了饶河流域径流年内、年际丰枯变化特征和变化趋势。结果表明,饶河流域干支流天然径流年内分配和年际变化较为相似,径流年内分配极不均匀,而年际变化极不稳定;饶河流域出现枯水年的几率比丰水年的几率大,丰、枯水期交替变化周期约为20年;1952~2000年,各站径流总体上均小幅度递增,但21世纪以来各站径流则呈现减小的趋势。研究结果可为饶河流域水资源综合利用开发和水生态保护提供参考。
  • 梁冀雨 林炳章
    中国农村水利水电. 2018, (9):  46-51. 
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    识别地区分布相同的站点,划分为一致区,是运用地区线性矩法进行降雨频率分析的基础。雨量序列间的相关性往往导致Hosking-Wallis一致性检验的结果偏小,影响检验的准确性。本文利用江西省936站24小时年最大降雨量序列,研究实测雨量资料间的相关性随资料长度及站点距离的分布。结合Hosking-Wallis一致性检验的定义,定性分析雨量资料相关性对检验结果产生影响的原因,并通过蒙特卡洛模拟实验,定量分析相关性大小对检验结果的不同影响。同时,根据雨量资料相关性对一致性检验产生影响的原因及特性,基于正态Copula函数生成与研究区域资料序列具有相同相关性的人工模拟资料,对Hosking-Wallis一致性检验进行修正,以蒙特卡洛模拟实验证明该修正方法的有效性。
  • 赵微
    中国农村水利水电. 2018, (9):  52-57. 
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    为明确黑龙江省农村山丘区的地下水赋存及成井规律,本文采用资料收集与现场调查相结合的方法,对山丘区地下水赋存条件、成井类型和井深进行研究。研究结果表明,黑龙江省山丘区可分为黑龙江干流、松花江、嫩江、乌苏里江和绥芬河。各山丘区中,地下水埋藏和开采条件为:第四系山间河谷孔隙水区的水层埋藏浅、富水性较弱-中等富水、便于开采,成井类型主要为管井,井深30~70m;第三系裂隙孔隙水区和白垩系孔隙裂隙水区埋藏深,富水性弱--中等富水,差别较大,成井类型主要为管井,井深80~120m;玄武岩孔洞裂隙水区不宜大面积开采;基岩裂隙水区不宜成井。旨在通过对地下水赋存和成井条件的分析,为我省山丘区的打井工作提供参考依据。
  • 贺欣悦 刘国东 胡月 刘稳
    中国农村水利水电. 2018, (9):  58-63. 
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    对于水资源承载力评价中存在不确定性的特点,将熵权法和云理论有机结合,避免权重确定的主观性同时兼顾概念的模糊性和随机性,实现评价等级的定性与定量间的转换。将其应用于对成都市各区县2010年、2015年两个历史年和2020年、2025年、2030年近中远期三个目标年水资源承载力进行预测评价,研究区按行政区划分15个区块,选取人口密度、城镇化率、人口自然增长率等20项指标,并制定5级评价标准。结果表明:成都市在2010年水资源承载力整体较好,除个别区县外水资源处于强无压力状态,开发潜力较大。而在2020年出现了水资源承载力整体评价结果并不乐观的状态,主要集中在中心城区周边。在历史演变中龙泉驿区水资源承载力一直处于一级状态,中心城区一直处于四、五级,温江区、大邑县分别在2015年、2025年出现过一次评价结果很差的状态外均处于一级。
  • 李 文1,李永欣1,王兴浩1,何云霄1,罗学科2
    中国农村水利水电. 2018, (9):  64-68. 
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    摘 要: 针对目前水利业务分散、建设目标单一和基础设施冗余等问题,设计了水资源信息化监控管理平台的融合方案。水资源信息化监控管理系统融合设计主要基于“数据核心技术”思想,总体融合策略采用服务组件的剥离与融合技术。根据水利业务需求,系统平台共划分为数据融合平台,应用支撑平台,信息协同平台,综合业务平台4个子系统;通过集数据融合、数据共享为一体的综合性平台,实现水利信息的共享与水利业务的协同。
  • 张卫国1 ,范仲丽1 ,钟 伟1 ,江雨田1 ,孙飞飞1 ,陈 娟2
    中国农村水利水电. 2018, (9):  69-73. 
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    强对流天气的临近预报极具挑战性。随着天气雷达的发展,其高时空分辨率的优势使其迅速应用于短时临近预报研究中。利用雷达回波数据计算其在相邻时次内最优空间相关,得到不同时次的移动矢量序列;在此基础上,叠加前一时次雷达回波变化量,完成雷达回波形状和量的外推。采用SCE-UA算法对雷达回波强度与降雨强度的关系式进行参数估算,从而达到预报降雨的目的。结果表明,利用雷达回波最优空间相关方法的预报图像与实况较为接近,方法具有较强的可操作性和较高的实用价值;利用SCE-UA算法的预测降雨强度,与雨量站实测雨强进行误差分析,均方根误差 ,相较于利用经验参数进行的降雨预报精度明显提高。
  • 节水灌溉
  • 刘学军 翟汝伟 李真朴 刘平 王文
    中国农村水利水电. 2018, (9):  74-78. 
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    为了促进宁夏扬黄灌区玉米滴灌技术的推广应用,针对宁夏扬黄灌区规模推广玉米大田滴灌缺乏相关水肥一体化制度的突出问题,采用大田小区对比试验方法,开展了玉米裸地滴灌水肥一体化灌溉、施肥制度试验研究。在综合分析不同灌溉量、施肥量时玉米生育期土壤含水率变化、耗水量、作物产量、水分生产效率的基础上,研究提出了玉米生育期滴灌灌水定额225~450m3/hm2、灌水11次、灌溉定额3600m3/hm2、纯施肥量459kg/hm2、其中N、P2O5、K2O 分别为255、123、81kg/hm2,分10次在次灌水中部时段施肥的水肥一体化灌溉、施肥制度。玉米大田滴灌产量达到17250kg/hm2,水分生产效率达到2.80kg/m3以上。
  • 艾力亚·艾尼瓦尔 玉米提·哈力克 买尔当·克依木 艾萨迪拉·玉苏甫
    中国农村水利水电. 2018, (9):  79-84. 
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    摘要:蒸散量的时空格局分析不仅对理解气候变化对区域水资源和能量平衡的影响具有重要的意义,且为探讨旱涝灾害成因以及区域生态需水量研究提供一定的理论依据。本文以塔里木河流域为研究区域,利用MODIS全球蒸散产品MOD16数据,通过趋势分析法和相对变化率,统计分析了2000-2014年塔里木河流域地表实际蒸散(AET)与潜在蒸散(PET)的年际和年内时空变化特征与趋势。结果表明:(1)MOD16-PET产品在塔里木河流域的验证精度达到极显著相关(R2=0.81),能够满足蒸散量时空变化分析的要求;(2)在年尺度上,塔里木河流域AET与PET的年际变化波动不大,AET在306.54~383.77 mm之间、PET在1551.97~1744.85 mm之间,多年平均AET与PET值分别为345.04 mm和1641.52 mm。月尺度上,AET与PET呈先增大后减少的变化特征,夏季AET与PET之差最大,导致流域处于极端干旱、缺水状态;(3)多年平均AET与PET的空间分布格局体现出从盆地中心往外环状分布的特征,且AET与PET值的增减趋势正好相反。流域外围天山、阿尔金山、昆仑山、帕米尔高原等边疆山区AET较高,PET较低。环塔里木盆地的山脚绿洲平原区AET较低,PET较高;(4)2000-2014 年,塔里木河流域AET总体上处于减少趋势,PET 处于增加趋势,说明该地区近15年内干旱加重。
  • 何振嘉
    中国农村水利水电. 2018, (9):  85-89. 
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    为了探明不同覆盖方式对涌泉根灌条件下山地枣树各生育期的土壤水分特性及产量的影响,以陕北山地枣树为研究对象进行了非充分灌溉试验。结果表明:涌泉根灌灌水后各覆盖处理对应的土壤含水量大小关系依次为秸秆覆盖(12.06%)>地膜覆盖(11.27%)>CK(10.36%);全生育期内土壤水分在埋深分布表现为表层低(0-30cm)、中层高(30-60cm)、底层低(60-100cm)的规律,各处理间垂直方向(0-30cm,30-60cm,60-100cm)平均变异系数的大小为:秸秆覆盖(0.407,0.336,0.304)<地膜覆盖(0.416,0.340,0.316)<CK(0.411,0.355,0.323),秸秆覆盖条件下的土壤含水量变化更加稳定,保水性能最好;不同覆盖条件枣吊的平均增长率大小为:地膜覆盖(0.185)>CK(0.175)>秸秆覆盖(0.160),地表温度对枣吊生长阶段具有显著影响,秸秆覆盖处理较地膜覆盖与CK,产量分别提高29.32%和39.40%。秸秆覆盖的保墒措施更适用于陕北黄土高原山地枣树,不同秸秆覆盖量及覆盖厚度对涌泉根灌枣树耗水规律的研究将是下一步工作的重点。
  • 泵站技术
  • 杨敬江 沈宇翔 向清江 刘成强
    中国农村水利水电. 2018, (9):  90-95. 
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    在诱导轮设计过程中引入环量分布规律来控制叶片不同叶高处的叶片安放角,根据轴流泵相关设计经验,选取非线性环量分布,在原型泵的基础上,设计了一新型诱导轮,并通过数值计算的方法,研究非线性环量分布对诱导轮性能的影响。水力设计计算结果表明:出口环量分布规律可作为诱导轮设计的控制参数,它直接影响诱导轮的包角大小和叶片长度。数值计算结果表明:非线性环量分布诱导轮对泵空化性能有明显提高,对泵外特性影响有限;诱导轮对泵空化性能的提升主要在于其提供的入口能量和预旋,诱导轮自身的空化不会影响主叶轮。
  • 颜蔚 滕军 李扬
    中国农村水利水电. 2018, (9):  96-100. 
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    江都第四抽水站立式全调节轴流泵水导机械密封静环座弹簧座结构经过2次改造,2009年江都四站整体改造后机械密封在使用中存在弹簧松动、锈蚀难以更换等问题,2012年通过在弹簧座轴孔切出一个角,从而增加弹簧座轴孔接触面的方法,解决了弹簧安装检修时难以压入的问题。但是实际使用中出现多组弹簧脱落、锈蚀现象,在将材质更换为不锈钢的基础上经过计算增加弹簧长度。通过运行基本解决了脱落锈蚀等问题。2013年进一步进行改进,将弹簧座由连体式改为哈夫式,实现了检修时无需拆卸动静环系统即可便捷更换弹簧的效果,提高了动静环机械密封的检修效率。经运行检验,此次改造提升了立式全调节轴流泵水导机械密封检修效率和运行安全可靠性,为工程运行提供了保障,具有结构简单、可靠性高和价格便宜的优点。
  • 卢珍 周小波 李光辉 曾文明 李玉玲 阮红丽 梁君 赵九洲 郭跃生
    中国农村水利水电. 2018, (9):  101-105. 
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    提灌站是保障丘陵地区农业灌溉用水的重要基础设施。在提灌站方案设计中,提灌站稳态和过渡过程仿真计算对合理确定设计参数和防止水锤破坏非常重要。为此,作者将专业的流体系统仿真软件Flowmaster与可视化编程技术相结合,开发了提灌站稳态和过渡过程运行仿真软件。该软件可以方便地计算提灌站稳态运行下实际运行工况点参数和过渡过程运行下阀门后压力、水泵流量和转速等参数的变化。通过实际案例计算表明:仿真软件的计算结果与实际测试结果基本吻合,为提灌站工程设计人员提供了一个较为方便快捷、安全可靠的设计方案优化工具。
  • 供水工程
  • 李斌// 杨继富/ 赵翠 纪雪梅
    中国农村水利水电. 2018, (9):  106-110. 
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    为了解农村高氟水处理现状,本文深入河北、河南、安徽、山西、天津5省(市)进行调研与水质检测,共调研了39处工程。从实际运行情况看正常运行处工程只有21处,而其中处理效果达标的仅14处,占全部调研工程的35.9%,说明目前高氟水处理情况并不乐观。其原因主要是水质不稳定、技术选择不合理、分质供水可操作性差、制水成本高等。目前采取的降氟措施,更新水源措施相对安全、可靠、方便,更容易得到群众认可,但是不具备换水源条件时可通过建设规模工程集中降氟、提高分质供水管理水平、提高认识加强宣传、严把工程设计和审查关、继续开展科技攻关等措施,逐步提高高氟水处理水平,改善高氟水处理现状。
  • 刘亚贺 裴宏伟 郝桂珍 曹媚婷
    中国农村水利水电. 2018, (9):  111-115. 
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    在我国北方干旱缺水地区,用水量不断增加与水资源占有量少的矛盾持续加剧,尤其以小城镇的生活用水供需矛盾更为突出。本文以张家口市蔚县蔚州镇为例,选取18个住宅区,实地调查了居民用水结构及其与居民收入水平的关系。结果显示,1、生活供水量的季节性变化强烈,7月份最高,人均约1.96m3/天;2月份最少,人均约1.31m3/天。2、居民生活用水量与收入水平在一定范围内满足二次函数关系(y=-0.26x2+3.79x-5.39,R2=0.94),即随着居民收入水平的增加,居民生活用水量不断增加并趋于稳定。3、居民用水普遍存在浪费,未来具备较大的节水空间。4、居民饮水安全意识和供水设施均存在一定隐患,需要在未来居民公共安全教育以及城镇规划与建设中引起重视。
  • 防汛与抗旱
  • 马志鹏1,2 ,王 森1,2 ,李善综3 ,邹华志1,2
    中国农村水利水电. 2018, (9):  116-120. 
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    针对龙滩水库原调度规则精细程度不足的问题,结合流域洪水类型多样化的特点,推求优化了龙滩水库分类洪水防洪调度规则。该规则的优化思路主要分为3个步骤:1)从调度可操作性和实用性出发,将不同量级的预报信息纳入调度规则中作为判别条件,构建自识别控泄方式,并拟定包含预报变量和控泄变量的分类洪水调度规则一般形式;2)以控制断面场次洪水集加权平均削峰最大为优化目标,通过模拟调度优选预报变量和控泄变量;3)选取不同类型的典型洪水检验分类洪水调度规则的优越性。实例研究表明,分类洪水调度规则能充分发挥龙滩水库的防洪效益,有效改善不同类型洪水的调度效果,具有较强的可操作性和实用性。
  • 刘卫林 陈祥 刘丽娜 朱圣男
    中国农村水利水电. 2018, (9):  121-126. 
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    以庐山风景区为例,基于GIS 技术和层次分析法开展了山岳型景区暴雨山洪灾害风险区划研究。结合庐山风景区山洪灾害的特点,从洪灾危险性和易损性两方面选取了年最大1h、6h、24 h暴雨均值等8个指标构建了山洪灾害风险评价指标体系;采用层次分析法确定各指标因子权重,利用ArcGIS进行空间叠加分析,得到景区山洪灾害危险性程度图和易损性图;在此基础上,根据山洪灾害风险评价模型,基于自然间断点重分类法,对庐山风景区山洪灾害风险进行了区划,并对景区山洪灾害进行风险评价。结果表明:景区西部山洪灾害风险明显高于东部,山洪灾害高风险区主要分布在景区西北部,包括星龙索道、石门涧、仙人洞和牯岭街心公园等地,山洪灾害低风险区主要分布在景区东北部。研究结果可为庐山风景区旅游气象灾害的防治提供科学依据和参考借鉴。
  • 牟时宇 石朋 赵兰兰 崔彦萍 冯颖 董丰成 陈琛
    中国农村水利水电. 2018, (9):  127-132. 
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    设计洪水地区组成是流域开发方案设计中需要解决的问题。本文以淮河流域鲁台子断面、中渡断面1951-2010年洪水资料为基础,充分考虑Copula函数的尾部相关性,选用双参数GH Copula函数构造鲁台子断面与鲁中区间年最大30天洪量的二维联合分布模型。对比分析条件期望组合法、条件最可能组合法、最可能组合法、同频率组成法四种设计洪水地区组成方法在中渡断面设计洪水分配中的合理性,揭示在不同量级情境下以鲁台子断面为界的上游及区间洪水对中渡断面洪水组成的贡献率。对于中渡断面而言,从洪泽湖的安全及设计合理性的角度出发应选择最可能组成分配方案作为设计参考。
  • 李雪纯 赵君 徐进超
    中国农村水利水电. 2018, (9):  133-136. 
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    基于安徽省1965-2014年15个气象站点的降水资料,以降水距平百分率(Pa)为干旱指标,从年和季(3个月)时间尺度定量的分析安徽省时空变化特征。研究结果表明:安徽省干旱在空间尺度上分布不均,北部和西南地区干旱发生频率高,中部和东南地区发生频率较低,自北向南干旱频率逐渐降低。通过对季节尺度干旱结果的比较,其中秋旱发生频率最高、强度最大、干旱范围最广,其次是夏旱、冬旱和春旱。其中春旱和秋旱有加重趋势,而夏旱和冬旱趋势不明显。分析安徽省干旱时空特征和发生规律,可以为安徽省干旱的评估及预警工作提供科学依据。
  • 张晓鹏1 ,葛 杰2 ,赵建芬3 ,雍志勤2
    中国农村水利水电. 2018, (9):  137-143. 
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    以湟水流域13个站点1959~2006年逐月降水量资料为基础,采用距平分析法、Mann-Kendall检验对流域内降水过程变化特征进行分析,结合重标极差法分析流域未来降水的变化趋势;并用游程理论和马尔柯夫链分析了流域内干旱特征和未来干旱趋势。结果表明:研究区降水年际变化较为明显,过去48年间全年、夏季和秋季降水量呈现减少趋势,而春季和冬季降水量呈现增加趋势,其中冬季增加趋势最为显著。在1年时间尺度上,年降水量表现为较弱的反持续性,在5年和10年时间尺度上呈现持续性特征,未来短期内年降水量可能有所增加;但长期来看可能持续减少。四季降水均呈现持续性特征,夏秋两季降水量将继续减少,春冬两季降水量将继续增加。从流域统计结果来看,各个地区普遍存在连枯水发生概率大于连丰水,年内春、冬两季发生干旱的概率最大,用加权马尔柯夫预测2007年降水状态,全年、春季、秋季和冬季为平水,夏季为偏丰。
  • 水工建筑
  • 王毓国 张爱军 郭敏霞 林志松
    中国农村水利水电. 2018, (9):  144-148. 
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    水泥土作为一种土体加固改良技术,已得到广泛应用,但目前对影响水泥土抗裂能力的抗拉强度研究相对较少。本文以新疆伊犁一水电站引水渠道防渗垫层工程为对象,开展了伊犁黄土中掺水泥形成的水泥土单轴拉伸试验,并与素土抗拉强度对比,探讨水泥掺入量、养护龄期对水泥土抗拉强度、极限应力的影响规律,提出了综合考虑水泥掺入量、养护龄期的水泥土抗拉强度计算公式。同时,开展了水泥土的渗透试验,研究了水泥土的渗透特性规律。试验发现,水泥土的抗拉强度随水泥掺入量的增加和养护龄期的增长而增大,且成型后7-14d抗拉强度增大较为明显;水泥掺量为10%时抗拉强度随水泥掺量的增大而增加的比率较大,大于10%后则增量趋缓;水泥土极限应力集中在2-3%;养护条件对水泥土的抗渗能力影响很大。
  • 于春亮 李斌 张伟 张爱军
    中国农村水利水电. 2018, (9):  149-152. 
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    为了确定拦沙坝坝料的填筑及碾压参数,进行了室内试验和现场碾压试验。通过室内试验,获得了细砂、反滤料、过渡料及堆石料的物理特性,现场碾压试验得到了不同坝料合理的加水量、碾压遍数和铺料厚度等参数,并对试验结果进行了分析。结果发现,随着洒水量和碾压遍数的增加,坝料的干密度增大,其存在最优值,施工的参数可由该最优值处确定,但也应当考虑施工的便利。提出了相应的质量控制措施和建议,可为同类工程提供借鉴。
  • 朱潇枭1 ,王海波2 ,方朝阳1 ,常耀峰3 ,石裕友4
    中国农村水利水电. 2018, (9):  153-156. 
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    樊口二站底板混凝土采用商品混凝土,浇筑时间安排在1月初。通过ANSYS有限元三维仿真分析,原浇筑方案的底板混凝土施工期的温度应力超标。结合现场情况,经过反复试算和方案比较,最终采取预留宽缝的温控浇筑方案。该方案为实际现场施工采用,并加强表面保温,经多次检查没有出现温度裂缝。低温季节流道底板施工预留宽缝的做法可供类似工程参考。
  • 黄朝煊
    中国农村水利水电. 2018, (9):  157-160. 
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    对爆炸挤淤置换法处理海堤淤泥基础技术进行介绍,结合相关技术规程对爆炸挤淤置换法技术特点、施工方式等进行说明,认为爆炸挤淤置换法具有处理地基置换深度深、范围大以及施工进度快等显著优势。根据土力学理论,给出了自重挤淤深度D0和悬浮式结构置换深度D的理论计算式,通过工程案例验证对比。最后以漩门三期围垦工程为例,对爆炸挤淤置换法进行详细介绍分析,并通过相关雷达物探进行对比验证,认为实际施工成形断面与设计断面基本一致;由于受结构性淤泥软土灵敏度的影响,其爆炸法处理扰动后的淤泥土抗剪强度指标一般折减0.8~0.9倍。
  • 周全 严俊 程涛 张定邦 陈易 陈爱清
    中国农村水利水电. 2018, (9):  161-165. 
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    通过分析国内外直接剪切试件和叠合梁(板)两种不同类型的叠合面受剪试验的试验数据,发现叠合面的受剪承载力除与配箍率、叠合面粗糙度及后浇混凝土强度等级有关外,还与叠合梁(板)的破坏形态、叠合面沿梁(板)高度位置的变化、剪跨比以及二次受力影响等因素有关。在综合分析国内外叠合梁(板)试验研究成果的基础上,提出了叠合梁(板)叠合面受剪承载力的计算方法和相应的构造要求的建议,供规范编制选用参考。
  • 张建强 卜一峰 李若华
    中国农村水利水电. 2018, (9):  166-170. 
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    依托平湖和湖州的航道护岸工程,开展现场试验,分析 U 形钢筋混凝土板桩和 U 形钢板桩的变形和受力特 性及岸后土体的位移规律。结果显示: 规范土压力计算方法与本研究中的 2 种板桩的实测值差距较大; 钢筋混凝土板桩 后方回填土后,板桩的受拉区应力明显增大,验证了钢筋主要是发挥其优良的受拉承载性能; 钢板桩的施工过程在垂直 于板桩墙的方向上的沉降要比平行于板桩墙方向的沉降要小; 钢筋混凝土板桩和钢板桩从桩尖到桩顶方向上,横向位移 均呈现出先增大后减小的分布规律。
  • 杨昌斌 高超 王勇
    中国农村水利水电. 2018, (9):  171-175. 
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    在设计单排钢板桩围堰时如果不设拉撑结构,设计成悬臂式钢板桩围堰,将导致钢板桩在软土地基中变形量大,甚至发生倾覆。基于华南地区某船闸工程实例,利用有限元软件建立三维可视化地质模型计算分析了施工垫层、搅拌桩施工时对地基土扰动和产生的超静孔隙水压力等因素对钢板桩围堰变形及受力的影响。由于当地软土具有压缩性高、抗剪强度低、固结时间长、灵敏度高、扰动性大等性质,深厚软土搅拌桩连续施工过程中存在土体强度因扰动降低的时段,施工荷载、水压力、土压力等综合因素作用导致钢板桩围堰产生大变形。结合监测数据及专家意见,提出围堰变形预警控制及加固措施。
  • 韦海勇 王满玉 冯晓波 李馨馨
    中国农村水利水电. 2018, (9):  176-181. 
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    洋溪水利枢纽工程溢流坝弧门推力达70000 kN,在国内已建和在建枢纽中位居前列,必须采用预应力闸墩以改善闸墩的应力状态及控制闸墩的变形。本文采用有限单元法对该工程预应力闸墩进行应力应变分析,计算对比了3种支承结构型式方案(混凝土深梁式、钢结构深梁式和钢锚块式方案)下预应力闸墩的结构特性和应力状态,据此选取最优方案,并通过优化分析确定了锚索轴向拉力最优设计值。结果表明:钢梁和钢锚块方案中闸墩混凝土拉应力控制效果要优于混凝土深梁方案,且钢锚块方案中闸墩颈部压应力分布不均匀,因此选定钢梁方案为优化方案,且建议主锚索轴向拉力控制在3610 kN。本研究成果对类似预应力闸墩工程具有一定的借鉴作用。
  • 奚鹏飞 徐青
    中国农村水利水电. 2018, (9):  182-186. 
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    网格生成在有限单元法中占有重要的地位。水工建筑物及其基岩中,由于存在廊道/孔洞、防渗设施、软弱夹层、节理等空腔结构、薄层结构等,网格划分难度较大,在网格生成过程中不可避免地会出现质量较差的单元,引起数值分析结果出现偏差,甚至错误;二维网格自动生成问题已经解决,但在遇到一些特殊区域时,仍常常会出现异常中断等问题。本文基于行波法,针对水工建筑物及其基岩中存在水平边和铅直边的薄层结构,以及其他复杂边界时,开展了四边形网格自动生成算法优化研究,改进并提高了复杂区域四边形网格全自动划分的鲁棒性,对有限单元法在水利工程中的普及应用具有重要意义。改进后的网格自动生成方法成功应用于土石坝渗流分析案例,验证了本文提出的改进方法的可行性、鲁棒性和合理性。
  • 农田水利
  • 帅雨婷 张展羽 冯宝平 吴蕴玉 郑成鑫
    中国农村水利水电. 2018, (9):  187-192. 
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    排水沟系统承担排水蓄涝、环境保护等效能,多目标排水沟系统规划具有十分重要的现实意义。本文综合考虑工程费用、减污与产量效应构建排水沟系统多目标规划模型,运用粒子群算法(PSO)生成规划方案非劣解集,并耦合灰关联投影法(GRA)优选非劣解集进行方案决策,将模型应用于上海松江高标准农田稻作区规划排水沟系统。结果显示,稻作区优选规划方案推荐排水历时5d,农沟与支沟沟深1.3m、1.7m,间距77m、270m,优化水面率7.64%。与传统单目标规划方案相比,设计降水条件下,增加滞涝水量648.5m3/hm2,总氮的单位面积削减能力4.22kg/hm2,削减率增加28.1%,水稻相对产量96.2%。该模型能客观权衡多目标的矛盾性进行科学决策,对南方稻作区的排水系统节水减排规划建设具有一定的指导意义。
  • 李娟 陈超 孙绪博
    中国农村水利水电. 2018, (9):  193-198. 
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    研究陕西卤泊滩盐碱地在传统排水和生态蓄水处理下土壤容重、孔隙度、水分、全盐量和养分特征,分析说明不同治理模式下土壤理化特征的差异性,从而为治理盐碱地提供科学依据及论证治理模式的可行性和准确性。在陕西富平设置盐碱地模型试验,分别设置传统排水和生态蓄水2种处理,测定分析0~30cm土层土壤容重、孔隙度、电导率、全盐量、有机质、全氮、速效钾、速效磷及分形维数;分析0~160cm土层土壤含水率及贮水量,并综合分析在0~30cm土层,土壤分形维数平均值与土壤养分平均值相关关系。结果表明:(1)在0~30cm土层,两种模式下,土壤容重与孔隙度呈现趋势一致,生态蓄水模式较传统排水可有效降低土壤容重,增加土壤孔隙度。(2)同等水量下,在0~160cm土层,生态蓄水处理下土壤平均湿度和平均贮水量较传统排水处理分别高4.47%和2.57%。(3)在0~30cm土层,传统排水和生态蓄水处理较试验前显著降低土壤pH值、电导率和全盐含量,且生态蓄水处理减少显著;(4)在0~30cm土层,各处理下各养分含量表现趋势一致即随着土层的增加而减小,且生态蓄水处理下有机质、全氮、速效钾和有效磷平均含量较传统排水处理分别高18.96%、4.76%、10.67%和9.35%,处理间差异显著(P<0.05)。(5)在0~30cm土层,不同处理下土壤团聚体在干筛和湿筛的分形维数呈现相反趋势,且与土壤平均容重、有机质、全氮、速效钾和速效磷存在良好的线性关系(R2=0.8006~0.9499),差异性显著(P<0.05)。综上所述,生态蓄水处理较传统排水处理可有效改善土壤理化性质,提高土壤稳定性及土壤质量,可良好的实现盐碱地治理。
  • 吴强 刘汗
    中国农村水利水电. 2018, (9):  199-201. 
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    乡村振兴战略是新时期指导农业农村发展的重要行动指南。水利作为农业农村发展的重要基础设施,是支撑乡村振兴战略实施的根本保障。本文在阐述水利支撑乡村振兴战略实施重要作用的基础上,分析了当前与实施乡村振兴战略目标相比,水利发展现阶段面临的主要问题,从加强乡村防洪、农业节水、农村供水等方面提出了相关建议。