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    2019年, 第4期 刊出日期:2019-04-15
      
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    水文水资源
  • 王元元,刘增贤,马农乐,钱 旭
    中国农村水利水电. 2019, (4):  1-7. 
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    由于江-河-湖连通的平原河网区的水动力学条件极其复杂,感潮作用明显,引清调度成效很大程度上决定于能否最大限度地发挥水体动力学特性,其关键是适宜的调水时机和合理的调度方案。本文选取太湖流域湖西区作为典型区域,结合区域自身特点和以往调水实践经验,通过水利计算、水雨情资料分析、模拟调度等方法,在对外江潮位、降雨条件、河网水位、工程能力、运行成本等进行多因素综合分析的基础上,提出了合适的调水时机,设计和优选了调度方案,为太湖流域湖西区引清调度试验开展奠定了基础,对于其他复杂江河湖连通地区的引清调度方案设计也有一定的参考价值。
  • 佟金萍,赵路路,陈 洁
    中国农村水利水电. 2019, (4):  8-12. 
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    在编制的嵌入水资源要素的黑龙江省2012年社会核算矩阵(WSAM)基础上,对相关生产部门账户进行水资源乘数分析。研究发现:服务业、农业和水部门的账户乘数更为显著,对黑龙江省国民经济的拉动作用更大;水部门与农业的水资源乘数较大,其发展与水资源联系更为紧密;服务业对水部门的乘数最大,表明两者的产业关联度大;将黑龙江与吉林、辽宁的水资源乘数做对比分析,结果显示黑龙江水部门在整个经济体系中发挥较大的作用,同时由于其农业规模最大,水资源配置存在的问题更为突出。建议优化三次产业布局,加快农业转型升级,并发展高效节水灌溉,严格执行各种水资源管理制度。
  • 闫成山,董凤军,王君诺,周伟凯,徐嘉璐,刘春彤
    中国农村水利水电. 2019, (4):  13-18. 
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    以岸堤水库流域为例,阐述了洪水资源利用及利用潜力等相关概念,根据对洪水资源可利用量、洪水资源不可利用量及洪水资源利用潜力评价方法的论述,采用极限分析理论,建立了岸堤水库流域洪水资源利用潜力评估方法,评价了岸堤水库流域洪水资源利用的现状和潜力,得出岸堤水库流域 1970-2012 年多年平均实际利用量为 1.58 亿 m3,现状利用潜力为 0.87 亿 m3,理论利用潜力为 1.90 亿 m3,实际利用率为 38.9%,计算结果可为岸堤水库流域洪水资源利用方面的管理决策提供理论依据。
  • 邱 颖,王丽萍,阎晓冉,纪昌明,张验科
    中国农村水利水电. 2019, (4):  19-25. 
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    针对既有区间数多指标评价中大多只考虑主观权重的不足,本文全面考虑评价指标的主客观信息,提出基于区间数的组合赋权方法。首先综合考虑区间数本身的性质和区间数内部数据序列的分布,依据区间数比较的可能度和传统的客观赋权法——变异系数法,给出两种确定区间数客观权重的方法;其次引入衡量数据差异性的卡方距离进行组合赋权,求解优化问题得到组合权重;最后将雷达图法引入水库调度方案评价中,对溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库洪水资源利用效果进行评价,并与TOPSIS法的评价结果进行比较分析。实例计算结果表明,基于区间数的组合赋权方法和雷达图法在水库调度方案评价中具有很好的可行性,较现有方法具有一定的优势。
  • 蒋 楠,高 成
    中国农村水利水电. 2019, (4):  26-30. 
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    应用 HEC-RAS 和 MIKE11 模型对江西省高安市锦江河段进行水面线计算,并与实测水位数据进行对比,计算模型精度,综合考虑参与建模的主要水文参数初始水位和河道糙率,并对其进行敏感性分析。结论如下: MIKE11 模型计算的水面线精确度更高,其水位结果也略高于 HEC-RAS 模型,两个模型对河道糙率的敏感性不同是造成水面线结果差异的一个重要因素。经计算,MIKE11 模型对糙率更为敏感。MIKE11 模型对锦江河道水面线的推算具有更加重要的意义。
  • 王庆杰,岳春芳,李艺珍
    中国农村水利水电. 2019, (4):  31-34. 
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    针对水资源配置的多目标性、模糊性和不确定性特点,以及水资源配置方案评价中合理确定各评价指标权重的关键问题,将层次分析法和投影寻踪聚类法集成计算融合权重,进而建立基于权重融合的灰色关联分析水资源配置评价模型。将该评价模型应用到新疆克孜河流域的水资源配置方案评价中,结果表明,融合后的权重能够修正主、客观评价结果中的不足之处,将专家意见和客观数据属性有效作用于方案决策评价中,评价结果更加合理可信。
  • 张旭昇
    中国农村水利水电. 2019, (4):  35-38. 
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    针对综合利用水库兴利调节计算长系列法中多个供水对象不同供水保证率多步循环试算特点,应用“二分法”算法将调节计算过程程序化,实现高效准确计算兴利库容和面向EXCEL对象快速输入输出。结果表明:水库兴利调节VB程序计算成果合理可靠,且兴利库容和库损计算成果更精确,为水利工程规划设计工作提供方便、实用、快捷的计算手段。
  • 陈晓群,吴雪洁,舒卫萍
    中国农村水利水电. 2019, (4):  39-41. 
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    介绍了湖北省水利风景资源概况和开发利用现状,运用SWOT分析法对湖北省水利风景资源开发现状进行分析,指出了湖北省水利风景资源现状开发利用的优势、劣势、机遇和威胁,并从规划、布局、设计、投资和管理等方面,对进一步开发利用湖北省水利风景资源提出了建议与对策。
  • 农田水利
  • 毛一男,胡振华,彭致功,张宝忠,魏 征,刘 露
    中国农村水利水电. 2019, (4):  42-46. 
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    通过试验探究不同施肥水平下夏玉米土壤呼吸速率的变化,试验于 2017 年 6-9 月在国家节水灌溉工程技术研究中心( 北京) 大兴试验研究基地开展,采用密闭静态箱法监测夏玉米农田土壤呼吸,并分析了夏玉米生育期土壤呼吸速率变化特征及其对土壤表层温湿度的响应机制。结果表明夏玉米农田各施肥处理土壤呼吸速率日均变化呈先增高后降低的变化趋势,峰值大致出现在 15 ∶ 00,最低值大致出现在 6 ∶ 00; 且增加施肥量,土壤呼吸速率也随之增加。土壤表层( 0~ 10 cm) 温度、含水率与夏玉米农田土壤呼吸速率相关性均呈极显著水平; 二者分别可解释土壤呼吸速率季节 变化的 23.1% ~ 69.9%与 15.3% ~ 50.8%,各施肥处理的 Q10值依次为 1.73、2.20、2.29,随着施肥量的提高而增加; 建立土壤 表层温度、含水率与土壤呼吸速率的联合模拟方程有更好的模拟效果。
  • 赵然杭,杜欣澄,韩 军,王兴菊,张扩成,李 倩,王宜新,李 鹏
    中国农村水利水电. 2019, (4):  47-52. 
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    为探究引黄灌溉对黄河下游盐碱地土壤水盐运移的影响,本文选择四种典型的灌水定额(38 m3/亩,52 m3/亩,66 m3/亩,80 m3/亩),通过田间试验与室内试验,从土壤含水率与全盐量综合调控的角度,对比分析灌溉前后0-100cm土层土壤的水盐变化。结果表明:灌溉前土壤含水率较低不适宜作物生长,灌溉后较灌溉前土壤含水率增加7%~12.07%,达到作物生长需求;灌溉前,1m内土壤盐渍化等级为中度盐渍化,灌溉后土壤盐渍化等级由中度盐渍化降为轻度盐渍化。综合考虑灌溉对土壤水盐含量的影响,确定52~66m3/亩的灌水定额既能有效地增加土壤含水率,又能减少土壤含盐量,为灌区理想的水盐调控灌水定额。
  • 苗恒录 徐冰 田德龙 邬佳宾
    中国农村水利水电. 2019, (4):  53-57. 
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    干旱沙区土壤有机质少,土壤持水能力、保肥能力差,不利于作物生长发育。而SAP、PAM等保水剂具有良好的保水、保肥特性,并能够改良土壤结构、降低土壤容重、提高作物产量等。通过采用SAP、PAM等保水剂进行不同施用方式下紫花苜蓿种植试验研究,探求促进沙区紫花苜蓿高产、高品质的新方案。结果表明:SAP、PAM单施及复配施用改善了土壤养分状况,促进了紫花苜蓿品质的提高、产量的增加以及水分生产率的提高。对于改善土壤养分状况以及促进紫花苜蓿增产提质而言,若采用单施,45kg/hm2SAP效果最佳;若采用复配,45kg/hm2的SAP复配30kg/hm2的PAM效果最佳。
  • 李 星,王红雨,麦文慧,马利军
    中国农村水利水电. 2019, (4):  58-61. 
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    灌区暗管排水工程规划设计需要兼顾项目区地形、地貌和既有灌排系统的布局,顺势而为,兴利除害。针对宁夏银北灌区暗管排水工程规划设计与工程管理中存在的问题,尝试将ArcGIS软件与SQL-Server数据库管理相结合,应用于暗管排水工程规划设计及其工程信息管理与查询。本文以暗管排水项目区实地调研资料为依据,重点介绍如何通过软件分析,获取暗管排水项目区地形、坡度、坡向和地形剖面等空间地理信息;建立了银北灌区暗管排水工程可视化管理平台,形成暗管排水数据库资料,以期为暗管排水工程规划设计及工程信息化管理提供参考。
  • 秦海霞 张玉顺 邱新强 路振广 王艳平 张明智
    中国农村水利水电. 2019, (4):  62-68. 
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    通过对夏玉米生长、耗水量与产量等指标利用产量、水分利用效率评价法分析获得最优灌水定额,再次利用改进的模糊综合评判法进行综合评判,并分析该综合评判法在灌水定额优选方面的适用性。采用完全随机试验设计,分析研究不同灌水定额处理对夏玉米生长、耗水量与产量的影响。结果表明:夏玉米的穗长和穗行数受灌水定额影响较小;穗粗受影响较大,灌水定额105mm处理穗粗最优。夏玉米穗粒数和产量随灌水定额的增大呈波动上升变化,其中灌水定额105mm的穗粒数和产量较大。灌水定额75、90和105mm处理的WUE普遍较高。利用改进综合模糊评判法与产量、水分利用效率评价方法获得结论基本一致,对夏玉米灌水定额综合评判具有可行性。通过产量、水分利用效率评价法与模糊综合评判法分别对3a数据分析,T5处理综合评判指数整体效果最优,该处理在不显著降低产量的同时可提高水分利用效率,实现高效节约用水。该研究为夏玉米灌水定额指标优化提供理论借鉴。
  • 王子豪,崔希东,郄志红,吴鑫淼,李 曦,任晓磊
    中国农村水利水电. 2019, (4):  69-73. 
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    为探究河北低平原区饲用谷子的水分响应规律,对四个品种饲用谷子(印度0906、饲草4号、c264、k3201)分别设置灌水处理为田间持水量的75%~90%(T1)、60%~75%(T2)、45%~60%(T3)、30%~45%(T4)进行盆栽试验。结果表明:各个品种不同灌水处理之间差异显著,且耗水量随灌水下限的降低而降低;不同灌水处理对盆栽饲用谷子的千粒重和单穗粒重影响显著,四个品种均以T1的千粒重和单穗粒重最大,与T4处理间差异十分显著;T4处理对谷子生长产生了较为严重的水分胁迫;印度0906和k3201的T1处理水利用效率最大,饲草4号和c264的T3处理水分利用效率最大;不同品种之间存在一定差异,其中k3201的单穗粒重和水分利用效率均高于其他三个品种,且k3201的抗旱性也较其它三个品种更好,更适用于在试验区种植。
  • 防汛与抗旱
  • 何 英 ,彭 亮,郑淑文,马林潇
    中国农村水利水电. 2019, (4):  74-79. 
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    叶尔羌河流域地处中国新疆南部,发源于喀喇昆仑山脉,洪水灾害频发。本文基于Copula函数分析了叶尔羌河流域卡群水文站洪峰流量与洪量的联合频率分布特征,绘制两变量组合下的联合概率分布图及联合重现期、同现重现期等值线图,并比较了同重现期条件下,洪峰流量、洪量单变量设计值与联合设计值的区别。结果表明:Gumbel-Hougaard Copula函数可较好地拟合洪峰、洪量的相关关系;对同一频率下联合分布推求的洪水设计值比单变量设计值大,偏于安全。基于Copula函数的组合变量概率分布能较好地描述洪峰流量、洪量特征的联合分布,较为全面地反映组合特征的洪水发生的概率和重现期,进一步反映洪水风险,为该流域水利工程规划设计和风险评估提供依据。
  • 牛 帅,崔信民
    中国农村水利水电. 2019, (4):  80-83. 
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    国内广大村镇地区的防洪工程措施较为薄弱,防洪标准也较低,进行洪水风险分析研究可以作为非常重要的非工程型措施。以海南万宁市万城镇易涝区洪水风险分析为例,基于一维、二维耦合水动力学模型构建了万城镇易涝区洪水风险分析模型,利用历史洪涝资料验证了模型的可靠性。考虑到实际防汛中洪水来源的不确定性,在模型中引入降雨、潮位等动态风险因子实现了万城镇易涝区动态洪水风险分析模型,实现了针对任意降雨、潮位边界条件下的洪水风险分析。研究成果对村镇地区的洪涝预测预警、抢险救灾等工作具有参考价值。
  • 李德龙,黄 萍,许小华
    中国农村水利水电. 2019, (4):  84-88. 
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    近年来,江西省洪水灾害频发,给省内社会经济发展和人民群众生命财产安全带来严重影响。洪灾难以避免,如何有效防灾减灾已成亟待解决的问题。本文以蒋巷联圩防洪保护区为例,在圩区内最大量级洪水工况下,探讨分析区内避洪转移情况,并绘制相应避洪转移图。分析结果可为该地相关部门在防灾减灾等救援工作中提供决策依据。
  • 供水工程
  • 刘龙龙,李文竹,刘 心
    中国农村水利水电. 2019, (4):  89-92. 
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    准确的居民社区时用水量预测对于水资源的优化调度和管网的稳定运行具有重要意义。为了克服传统的ANN、SVM等预测方法只能得到确定的点预测结果和未来某一时刻的预测结果,而无法给出预测的区间,也不能进行实时预测的缺点,本文提出了一种基于蜻蜓—高斯过程回归耦合的居民社区时用水量动态实时区间预测方法。用擅长全局搜索和对初始值没有依赖的蜻蜓算法对高斯过程回归的超参数进行寻优。结果表明,本模型预测精度较高,最大的相对误差为仅0.019,具有较强的实用价值,为未来水资源实时调度提供理论依据。
  • 徐 佳,张砺寒,叶 伟1,赵 妍
    中国农村水利水电. 2019, (4):  93-95. 
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    减少管网漏损可有效降低工程运行成本、增加水费收入、节约水资源、提升工程管理水平,是促进农村供水工程良性运行强身固本的必然选择,也是农村饮水安全巩固提升题中的应有之义,亟待引起行业管理部门和农村供水工程管理单位的关注和重视。本文总结了农村供水管网漏损的现状,分析了管网漏损的主要成因以及减少管网漏损的主要措施,并提出了相关建议。
  • 水工建筑
  • 丁鹏宇,马旭东,李 强,聂锐华
    中国农村水利水电. 2019, (4):  96-98. 
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    采用物理模型试验方法,研究了设置于导流隧洞出口处的前置凸坎式连续挑流坎的体型参数,通过观测衔接流态、岸边流速、河床冲刷、上游水位等指标,重点对比了首部坎高与出口挑角两项体型参数。观测成果表明,首部坎高宜小于导流隧洞出口高度的10%,以减小坎高对上游水位的影响;出口挑角介于45°~60°时,对衔接流态、河床冲刷等方面的改善明显。本文试验成果能为空间局促、常规消能设施布置受限、单宽流量大的山区河流导流隧洞出口消能设计提供参考。
  • 申 艳,许贵彬,杨 鑫,冯浩文
    中国农村水利水电. 2019, (4):  99-103. 
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    运用三维有限元计算分析软件 ANSYS 对埋藏式月牙肋岔管进行数值计算分析中,闷头及支撑的模拟方法对岔管应力计算结果和体型优化有一定的影响。在水压试验工况下进行岔管结构计算时,如按照实际情况模拟闷头和支撑,计算结果应该更接近实际情况,但会增加前期建模的复杂程度。针对 Y 型月牙肋岔管,根据某工程实例,拟定不同计算方案,并将有限元计算结果进行对比分析。分析研究认为,在水压试验工况进行岔管结构计算时,应尽量按照实际情况模拟闷头及支撑的作用。
  • 苏佳慧,郭志伟
    中国农村水利水电. 2019, (4):  104-109. 
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    磨损常发生于各类含沙水流工程中,准确的磨损模型选择可以为预防工程事故提供可靠的依据。本文采用数值模拟方法,以90度弯管冲蚀磨损测试为基础,对4种常用磨损模型对比分析。结果发现:磨损公式可以简化为常数、速度函数、攻角函数的乘积,不同公式中常数项差异最大。颗粒以低速度小角度撞击弯管壁面产生的磨损,采用四个磨损模型计算得到的磨损分布规律非常相似。Oka模型的计算结果在量级上与实验最为接近。Mclaury模型的计算结果在趋势上与实验最为接近。速度指数对磨损计算结果影响较大。
  • 罗 毅
    中国农村水利水电. 2019, (4):  110-113. 
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    空化是常见的水力学现象,空蚀破坏是常见的水力学问题,二者相互关联,严重危害过流建筑物的使用寿命和安全。无压水工隧洞作为重要的输水或泄水建筑物,确保其过流的连续性和安全性至关重要。本文以某具体输水工程为研究背景,采用物理模型试验和理论计算相结合的方法研究变水位条件下无压水工隧洞的空化和空蚀问题。通过研究,对隧洞的空化空蚀进行了科学的量化判断,并对无压水工隧洞局部边界的施工提出具体措施建议,确保了无压水工隧洞在变水位条件下的输水的安全。
  • 水利经济
  • 周录文 金彦兆 唐小娟 王军德 王英
    中国农村水利水电. 2019, (4):  114-119. 
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    在全面分析雨水集蓄利用农业补充灌溉工程系统构成、作用与基本特征的基础上,全方位进行了风险要素识别、风险源辨析,确定了农业补充灌溉工程风险种类及其导致风险发生的主要原因和形成过程;采用层次分析法,构建了多层次雨水集蓄利用农业补充灌溉工程风险评价指标体系和风险综合评价模型,提出了综合风险等级评定标准,对有效实施雨水集蓄利用农业补充灌溉工程过程风险管控,提高灌溉保证率,支撑雨养农业可持续发展具有重要实践意义和指导作用。
  • 祁永吉
    中国农村水利水电. 2019, (4):  120-123. 
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    那棱格勒河水利枢纽是那棱格勒河干流唯一的一座大型综合性控制工程,具有防洪、供水、兼顾发电等综合利用功能。应用动态分析法对枢纽工程效益费用逐一进行了分析与计算,并对枢纽工程整体进行了国民经济评价和敏感性分析,得出那棱格勒河水利枢纽经济上合理、抗风险能力强和社会效益显著的结论。
  • 曹 宸,李叙勇
    中国农村水利水电. 2019, (4):  124-131. 
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    水资源合理开发与保护是区域可持续发展的基本保障。基于水足迹理论,计算张家口市区县1995-2015年农牧业水足迹及其空间密度。结果表明:(1)张家口市水足迹在2015年为1140.2万吨,因水资源限制性开发的政策导向,水足迹逼近未来5-10年的上限值。(2)在空间尺度下,张家口市水足迹均值为42万吨/年,处于中影响开发;在时间序列下,区县水足迹在2000-2005年开发强度提升最显著。(3)区县水足迹空间密度均值在2015年逼近多年平均降水量的82.7%,且与降水量比值在40%以下时,对区域内河流生态保护起到较好作用。(4)需控制万全县、宣化县、怀来县与涿鹿县的农牧业发展规模,为洋河水系、下游官厅水库水量恢复与生态修复提供保障。
  • 聂晓 张弢 冯芳
    中国农村水利水电. 2019, (4):  132-135. 
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    利用系统分析方法构建用水效率_经济发展系统耦合协调发展指标体系,运用2005-2016年间的湖北省面板数据,基于耦合协调度模型对湖北省用水效率_经济发展系统耦合协调发展水平进行了实证分析。结果表明:2005-2016年,湖北省用水效率系统综合评价指数呈波动式递增的趋势,经济发展则呈良好的上升态势。湖北省用水效率-经济发展系统耦合度一直接近拐点值0.5,处于拮抗阶段。耦合协调度虽不断增加,但总体上较低,2016年也仅达到初级协调水平,处于向协调发展过渡的阶段。湖北省在提高水资源利用效率以及经济发展转型方面仍需做出更多努力,以实现水资源利用与经济的优质协调可持续发展。
  • 水电建设
  • 袁喜来,刘 冬,胡 晓,刘 东,肖志怀
    中国农村水利水电. 2019, (4):  136-139. 
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    水电机组作为可持续能源发电的重要组成部分,其运行稳定性长期受到关注和重视。对于装机容量较大的电站,机组可能运行在孤网模式,此时电网稳定性将严重依赖于机组的运行和调节方式。为此,本文基于水电机组状态空间方程,研究了孤网模式下水电机组的控制参数稳定域,揭示出控制参数随机组工况的变化规律。首先,根据模型综合特性曲线建立机组的神经网络模型,并推导线性化的状态空间方程。其次,利用神经网络求导法计算各导叶开度下水轮机的传递系数,得到系统特征值与控制参数的关系。最后根据临界稳定条件确定各工况的控制参数稳定域及其变化律,并通过仿真进行了验证。
  • 张帅 毛旭锋 唐文家 李全帅
    中国农村水利水电. 2019, (4):  140-144. 
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    以大河家水电站水域为研究对象,在野外调查和室内实验的基础上,结合历史数据,分析大河家水电站建成前后(2014和2018年)水生生物的变化情况,探讨水电站建设对河流生态系统中鱼类、浮游生物和底栖动物的影响。研究结果发现:(1)水电站建成后(2018年),调查发现的鱼类种类较建设前(2014年)减少约40%,且外来物种有增加的趋势;(2)浮游植物种类较电站建设前减少52.7%,平均密度增加约22.3%,平均生物量减少约21.1%;(3)浮游动物种类减少30.4%,平均密度增加约58.2%,平均生物量增加约64.4%。大河家水电站建成后,水生生物发生了较为明显的变化,水电站对水生生态的影响,还需要长期监测和研究,期望本次研究能为水电建设的水生态保护提供依据。
  • 杜华
    中国农村水利水电. 2019, (4):  145-148. 
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    藏区作为我国重要的水电能源基地是未来水电开发的重点,水库移民作为复杂的社会活动不可避免的受到文化的影响,尤其是特色鲜明的藏文化。本文在分析藏文化特点的基础上,研究了藏文化对水库移民安置规划的影响,分析了藏区水库移民安置规划评价的特点并建立了评价指标体系,以此提出了模糊综合评价的方法,为未来藏区水库移民工作提供了重要参考。
  • 李斌 赵荣珍
    中国农村水利水电. 2019, (4):  149-153. 
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    为能够揭示灯泡贯流式水电机组轴系的不平衡响应特性,以某型号灯泡贯流式水电机组为研究对象,基于Riccati传递矩阵法,建立其轴系动力学分析模型,首先通过求解轴系的临界转速,验证了推力轴承在轴系临界转速计算中的不可忽略性。在考虑推力轴承作用的模型基础上,重点研究了轴系重要部位存在不平衡质量时对整个轴系振动的影响情况。结果表明:在同等情况下,转轮处存在不平衡质量时,整个轴系的响应值最大;可通过求解不同转速下结点的不平衡响应来得到轴系的临界转速,在轴系临界转速附近,轴系位移响应值会急剧增大;在同一转速下,位移响应值与不平衡量成正比。分析结果可为灯泡贯流式水电机组轴系的设计和动平衡试验提供理论参考依据。
  • 泵站技术
  • 董敏 杨浩 陈铁桩
    中国农村水利水电. 2019, (4):  154-157. 
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    为进一步提高离心泵的优化设计水平,选择多目标优化与数值模拟相结合的方法,对一台低比转速离心泵进行优化分析,首先,以离心泵能量损失、抗汽蚀性能及运行过程的稳定性为优化目标,离心泵叶轮的七个主要几何参数为设计变量,分别建立离心泵参数优化的数学模型,采用权矩阵分析的方法,给三个分目标函数分配相应的权值,并通过评价函数将它们统一为一个目标函数,利用遗传算法对目标函数进行多目标优化求解,得出叶轮七个设计参数的最优组合,将优化后的叶轮参数反代入优化模型中,结果显示离心泵的能量损失降低了4.3%,汽蚀余量降低了0.31m;为进一步验证优化后泵运行的状态,根据优化后的叶轮参数建立离心泵水体三维模型,并利用CFX软件对水体模型做数值模拟分析,对比分析了优化前后流场中的压力脉动情况,结果显示优化后泵的蜗壳流道内压力脉动幅值降低了 ,优化后泵的运行稳定性有一定的提高。
  • 刘 翔, 张 颖
    中国农村水利水电. 2019, (4):  158-161. 
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    湿定子潜水贯流泵有别于一般贯流泵,其水泵叶轮安装在电机转子内腔,电机转子与叶轮为一体式结构。为验证此叶轮结构的安全稳定性,本文应用ANSYS workbench对其进行单向流固耦合数值模拟分析,研究流固耦合作用下叶轮结构的力学特性,获得了水动力和磁拉力共同作用下叶轮的应力和应变分布。结果表明:叶片根部与尖端出现不同程度的应力集中现象,最大应力出现在叶片工作面尖端;叶片变形分布径向梯度明显,与叶片半径呈正比关系;叶轮强度校核结果满足要求。研究成果可为湿定子潜水贯流泵叶轮结构优化设计与水力特性分析提供参考。
  • 张子旭,王 凯,陈 昆,杨建华,王淑红,王 玥
    中国农村水利水电. 2019, (4):  162-167. 
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    为了更加准确和实际地研究泵运行位置、工作水位和潜水泵高度等因素对一体化预制泵站内流状态和筒体强度的影响,基于VOF气液两相流模型对一体化泵站进行流动数值计算,并采用Workbench平台对筒体进行单向流固耦合计算。结果表明:潜水泵对称运行时,入口偏流角较小,有利于提高泵的使用寿命。液位越低时流场越杂乱,流速越高,防沉积效果也最好,但同时也需要兼顾泵站的有效容积。一体化预制泵站的应力从筒底至筒顶逐渐减小,应变则逐渐增大。随着工作水位和安装高度的上升筒体最大应力均下降,随着安装高度的上升筒体最大应变减小。
  • 李 照
    中国农村水利水电. 2019, (4):  168-171. 
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    部分泵站可进行反向发电工况运行,可以为泵站创造一定的经济效益。此时水泵转轮处于非设计工况,运用双向流固耦合对此时转轮的应力及变形规律进行研究,得出转轮最大应力发生在叶片进水侧叶片与转轮连接处,约为5.8MPa,并从轮毂向轮缘处逐渐递减;最大形变发生在转轮叶片的进水口边缘处,约为0.013mm,从轮缘向轮毂中心递减。根据转轮的应力分布情况进行疲劳寿命的理论计算值为9.24。利用workbench平台中的专业疲劳分析模块,利用疲劳分析工具Fatigue tools估算转轮的疲劳寿命,得出转轮根部为疲劳安全系数最小的部位为9.0882,与转轮最大应力分布位置相同。两者的安全系数值均在转轮的疲劳寿命在材料安全范围内,在反向发电运行时满足安全稳定的要求。
  • 王维军,王 洋,黎义斌,陆 荣,刘 敏
    中国农村水利水电. 2019, (4):  172-177. 
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    为了研究离心泵中涡结构、涡演化和涡的相互作用,基于 RNG k-ε 湍流模型和涡动力学诊断方法的正则化螺旋度、Q 准则、BVF 诊断等对离心泵设计工况下的涡旋运动进行数值研究。与传统方法获得的压力、速度云图相比较,涡动力学诊断可以准确捕捉到离心泵叶轮、蜗壳中的涡旋结构、强度变化。蜗壳蜗型段存在一对旋转方向相反的涡,与经典的卡门涡街脱落涡的旋转方向相反,该对涡来源于叶片压力面流动的分离; 蜗型段压力脉动根源是叶轮上脱落的一对周期性涡,在隔舌处尤为明显; 蜗壳扩散段存在两对涡,一对是蜗型段的主涡,一对是隔舌位置脱落的次涡-卡门涡街, 两对涡相互作用在泵出口形成了一对不规则涡。给离心泵涡控制、流动减阻提供理论依据。
  • 徐 莹,汤方平,许 乔
    中国农村水利水电. 2019, (4):  178-182. 
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    为了研究潜水搅拌器叶轮设计方法、探索搅拌流场的内部流动机理,以轴流泵叶片设计方法为基础,对其进行修正得到潜水搅拌器叶轮模型,并采用变环量流型设计叶片,利用水力设计软件设计了潜水搅拌器叶片,对叶轮进行三维建模和网格划分,并对其进行数值模拟求解。将计算结果与轴流泵ZM30模型和贝特叶轮进行对比分析,并对设计的搅拌器叶轮进行模型试验,验证了其良好的搅拌性能。
  • 汪尚红,李 泽,高超丹,庄克云
    中国农村水利水电. 2019, (4):  183-187. 
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    基于刚性水锤和水泵全特性理论,建立数学模型并计算分析采用虹吸式出水流道的轴流泵过渡过程。启泵时,以最不利工况分析了出水闸门不同的开启时间对系统参数造成的影响;事故停机时,确定了极限超驼峰水位,并在此基础上,对闸门两阶段关闭过程进行了寻优。计算结果表明:为保证机组在启动过程中不发生超载,闸门的开启时间不应超过60s;为确保泵站的安全运行,外江极限运行水位超过驼峰底部高程的值应小于1m;在正常停机情况下,闸门10s快关总行程的62.5%,90s慢关余下的37.5%为最优关闭过程。