当期目录

    2017年, 第10期 刊出日期:2017-10-15
      
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    水文水资源
  • 薛联青 时佳 陈新芳 张洛晨 孙超
    中国农村水利水电. 2017, (10):  1-5. 
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    水资源的承载能力是其所在区域内整个社会经济-水资源-生态环境复合系统功能的宏观体现。通过计算系统有序度熵值,评测调控各子系统发展协同程度,并利用可变模糊综合评价方法对水资源复合系统的调控效果作出评价,旨在加强各子系统联合效应,提高流域水资源承载水平。将构建的水资源承载力调控评价模型应用于叶尔羌河流域,经评测,2013年水资源承载力评分为0.51~0.73分,此时流域各子系统发展严重失衡,照此趋势发展,2020年评分为0.36~0.60,分值下降,承载力降低;经过系统熵值分析调控后分值维持在0.69~0.88,承载力水平明显提高。结果表明,该模型可以科学的模拟优化各子系统发展趋势,提高水资源复合系统承载水平,有利于流域可持续发展。
  • 朱昊宇 段晓辉
    中国农村水利水电. 2017, (10):  6-12. 
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    土壤水分入渗过程是土壤水分运移形式之一,对土壤养分和盐分运移及作物根系和微生物活性均有较大影响。目前描述土壤水分入渗过程的模型主要包括:Kostiakov模型、Philip模型、Green-Ampt模型等,Green-Ampt入渗模型表达式简单、涉及参数较少,具有一定的土壤物理基础,是当前使用最广的土壤水分入渗模型。国外关于Green-Ampt入渗模型研究很多,本文对Green-Ampt模型国外研究现状进行系统地总结。从Green-Ampt入渗模型的基本表达式出发,总结了该模型优缺点及涉及参数(饱和导水率Ks、湿润锋面吸力Sf、土壤水分入渗率i(t)等)的改进算法;综述了Green-Ampt入渗模型的国外应用现状;并对比分析了Kostiakov模型、Philip模型、Green-Ampt模型等,Green-Ampt入渗模型。基于Green-Ampt的国外研究现状,为国内该领域的研究指明方向。
  • 陈一明 何子杰 贲月 董庆华
    中国农村水利水电. 2017, (10):  13-17. 
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    基于五郎河总管田水文站(1959-2014年)径流和丽江气象站(1959-2014年)降水资料,采用Morlet复值小波函数,分析年径流和年降水在不同时间尺度下的小波变换时-频变化及其丰-枯(多-少)交替变化的周期规律,并运用交叉小波变换,从多时间尺度的角度探讨径流和降水在时频域中的相关性。结果表明:五郎河年径流和丽江年降水量时间序列分别存在12年、3年和18年、6年、4年的主周期变换规律,同时预测2014年后径流与降水均有减少的趋势,且分别在2014年后的8年和10年时期内,径流和降水量由枯转丰(少转多);年径流与年降水存在2~4 年的显著性的共振周期,且两者呈现出非常好的一致性,说明丽江站降水量可作为五郎河流域径流预测的控制因素。
  • 赵逸超 王正中 刘铨鸿 王羿
    中国农村水利水电. 2017, (10):  18-23. 
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    我国海绵城市建设仍处于探索和起步阶段,海绵城市规划建设中有关城市水文学问题急需解决。针对西北旱区海绵城市建设规划中雨洪资源计算问题,通过Google Earth提取陕西、甘肃、宁夏、青海及新疆五省主要城市2015年的遥感影像资料,利用SWMM建立模型,最终通过模拟得到各地市汛期雨洪资源量,从宏观上探讨西北旱区主要城市雨洪资源潜力,并进一步提出西北旱区主要城市进行海绵城市建设的顺序。
  • 薛丰 石朋 胡健伟 瞿思敏 周闫明 李漫漫 谢志刚
    中国农村水利水电. 2017, (10):  23-27. 
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    降雨输入是水文模型不确定性的主要来源之一,开展降雨输入不确定性对分布式水文模拟影响的相关研究具有重要意义。基于SWAT分布式水文模型,将最邻近法、泰森多边形法、距离平方倒数法和克里金法引入子流域的面雨量计算,模拟淮河流域息县水文站1985-2000年的径流系列,并在改变站网密度及空间分布的条件下进一步研究了不同降雨输入模式对径流模拟精度的影响。结果表明:总体而言,四种插值方法的径流模拟精度较高,说明SWAT模型在息县流域具有较好的适用性;在息县流域现有雨量站数目下,距离平方倒数法的整体模拟效果最佳;当雨量站密度变化时,最邻近法的模拟精度更加稳定,说明在雨量资料不充足的地区该方法可能更具有优势。
  • 水环境与水生态
  • 徐存东 程慧 .刘璐瑶 王国霞 田子荀 韩立炜
    中国农村水利水电. 2017, (10):  28-34. 
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    针对干旱扬水灌区的水土环境演化具有多介质驱动的模糊性及多过程耦合的不确定性特征,选定具有典型性的甘肃省景电灌区为研究区,应用云模型转化的方法开展区域水土环境演化响应评价,构建了基于云模型的干旱扬水灌区水土环境演化响应评价的指标体系,采用改进AHP法确定指标权重,利用正向云发生器实现了对水土环境演化变迁的定性描述到定量表征。研究表明:灌区2004年水土环境综合最大隶属度为0.3698,对应“较高敏感(IV)”,2014年综合最大隶属度为0.2619,对应“高敏感(V)”,近10年来灌区综合水土环境朝着敏感度高的方向演化,其中灌区提水量、灌溉水量、地下水矿化度、土壤盐碱化程度、盐渍土含盐量等指标因子响应较为强烈。应用云模型开展干旱灌区水土环境的演化响应评价,可在兼顾模糊性和随机性的基础上,实现评价指标的不确定性映射,为相关区域的水土环境评价提供了一种新的思路。
  • 张彩玲 刘增进 张关超
    中国农村水利水电. 2017, (10):  35-39. 
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    基于Johns输出系数模型,对河南18个地市的非点源氨氮负荷进行了估算。结果表明:2013年河南省农业非点源氨氮负荷、氨氮排放强度分别为381 862.18t、464.79 kg/hm2;氨氮负荷与氨氮排放强度在空间分布上差异性很大;污染源对氨氮负荷、氨氮排放强度在各地市的贡献规律基本相似;畜禽养殖是最主要的污染源;不同污染源类型对氨氮负荷贡献率差异较大;不同地市对氨氮污染负荷输出量及其排放强度的影响也有较大差异。农业非点源氨氮污染负荷排放及其排放强度的研究,为河南省农业结构调整提供了理论支撑和科学依据。
  • 郭永丽 姜光辉 赵红亮 王紫燕 苑晓雨
    中国农村水利水电. 2017, (10):  40-44. 
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    峰丛洼地地下水埋深大,含水层结构复杂,水资源储存困难;水柜作为桂西北峰丛大石山地区解决农村饮水的有效手段,水柜的水量和水质影响着当地农村的经济和生态等多方面的效益。本文选取峰丛洼地典型的家庭水柜,分析不同条件下水柜水质特征、及某一典型家庭水柜水量和水质动态变化特征,获知①同一形成条件下,SPC值与pH整体上呈负相关关系;②凹面型坡面中的水流中的SPC值大于凸面型;③岩溶泉水SPC较大、DO值较小、pH值符合饮用水标准,周围环境相对封闭,更适合直接引入供村民使用;④典型家庭水柜的用水量与降水量和气候因素密切相关,其范围为0.12–0.32 m3/人/天;⑤水柜的更替速度由降水量和降水频率决定;⑥水柜水质状况由降水过程、水资源径流过程、集流过程和储蓄利用过程决定。峰丛洼地典型家庭水柜的水量、水质的动态变化特征及其影响的探索,可为合理开发利用峰丛石山地区水资源、执行利国利民和精准扶贫政策提供科学依据。
  • 张铖铖 杨侃 刘建林 钟金华 邱光树 谷桂华 文娅丹 姜敏 范莹
    中国农村水利水电. 2017, (10):  45-51. 
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    针对目前再生水评价中的片面性、权重计算的不合理性及指标相邻等级的模糊性三个问题,引入更加全面的“压力-条件-影响”评价指标体系,运用熵值法与超标倍数法相结合的组合赋权法确定各指标的权重,将集对分析方法(SPA)与区间三角模糊数(ITFN)加以耦合,建立多元SPA-ITFN再生水评估模型。通过某市的4个县区对该模型的合理性进行验证,结果表明:4个县区的再生水综合发展能力评估值由大到小分别为Q县、F县、Z县、M县,验证结果显示评价结果与实际相符,该模型可为再生水综合发展能力作出合理的评价。
  • 谢在刚 许士国 汪天祥 刘键
    中国农村水利水电. 2017, (10):  52-56. 
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    随着水库运行时间的延长,水质管理遇到了诸如入库污染物的累积效应,水质要素的多维多相性,水源连通影响等新问题,直接影响供水安全。为此,碧流河水库实施了水库水质综合调查研究,在水质样本采集空间上,补充强化了水库入流河口段和库区特殊断面的样本采集;在采样时间上,除了常规的非冰冻期样本采集,增加了12月至次年3月的冰冻期样本采集与分析;在水质分析样本类型上,除了采集水体样本外,增加了悬浮物和沉积物样本的采样和分析。此外,在大洪水汇入、特低水位、外流域输水初期的特殊时机,也及时收集了不可多得的数据。为水库水质管理提拱了重要技术支撑,增强了水库水质管理的科学性和自信心。
  • 解启蒙 林茂森 杨国范 夏晓芸 张曦 阎孟冬
    中国农村水利水电. 2017, (10):  57-61. 
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    以清河水库为研究区,选用landsat8卫星OLI数据与同步实测高锰酸盐指数(CODMn),通过SPSS软件分析OLI数据的单波段及波段组合与实测CODMn之间的相关关系,建立比值线性回归模型和比值非线性最小二乘支持向量机(LS-SVM)模型,对清河水库CODMn进行定量遥感反演研究。结果表明,相比于比值线性回归模型,LS-SVM模型更适合于清河水库CODMn的定量反演研究。LS-SVM模型将预测值与实测值的相关系数R2从0.6931提升到0.9427、误差的算数平方根RMSE从4.76减低到2.71、平均相对误差从7.89%减小到6.26%,利用LS-SVM模型明显提高了清河水库CODMn的反演精度。
  • 盛登宝 吕义清
    中国农村水利水电. 2017, (10):  62-64. 
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    以山西省定襄县贾家庄村抽水引起的地面沉降为例,采用多物理场耦合分析软件Comsol Multiphysics中的多孔弹性接口,基于Boit固结理论,建立抽水区-地面沉降流固耦合模型。通过计算,分析了地面沉降产生的原因,即当水位下降到一定深度后,土中的孔隙水压力降低,由于总压力基本不变,则有效应力相应增大,从而引起土体固结压缩产生地面沉降,并得出了地表变形位移以及含水层水头、土体孔隙水压力分布情况。最后,通过设定不同的开采条件计算工况,给出合理的开采管理建议。
  • 祁泽学 汪生斌 贺海松 王万平 吴萍
    中国农村水利水电. 2017, (10):  65-69. 
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    基于Landsat TM遥感数据对格尔木河流域1993—2014年植被覆盖类型及覆盖度时空变化规律进行了分析。结果表明:格尔木河流域植被发育较差,植被覆盖度较低,裸地面积占较大比例,但22a来流域内裸地面积持续下降,植被覆盖度显著提高,生态环境呈明显好转趋势。降水与地下水是流域植被分布的主要控制因素,近年来流域植被生态环境的改善与降水量增大及地下水位上升具有密切关系。此外,地形地貌和人类活动也是影响流域植被时空分布的重要因素。
  • 许小华 雷声 张秀平 章重 黄萍
    中国农村水利水电. 2017, (10):  70-74. 
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    以鄱阳湖区为研究对象,结合鄱阳湖区特征及生态建设需求,在遵循评价指标选取原则的基础上,初步建立了反映鄱阳湖区自然地理状态、社会经济特征、水环境特征、水生态特征、政府管理等综合功能特征的主要指标。通过对鄱阳湖区的水文、工程、生态、经济社会资料进行了调查研究。运用定量遥感方法反演鄱阳湖流域相关的水量、水质和生态环境特征参量,建立长时间序列的生态环境特征参数,综合分析鄱阳湖区生态系统特征。分析鄱阳湖区生态系统面临的主要问题,有针对性的提出了生态系统调控对策。为解决维持和增强鄱阳湖区生态系统的结构和功能、增大生态系统的负荷能力、保证生态系统服务功能的正常发挥提供全方位的数据支持。
  • 吴艾欢 杨婷婷 吕谋
    中国农村水利水电. 2017, (10):  75-79. 
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    以山东省胶州市为例,分析了农村污水处理存在的问题,介绍了大集中方案、区域整合方案和各乡镇独立建厂方案三种村镇污水处理系统构建方案并对其进行对比研究,分析了三种方案的优劣,阐述了三种方案的社会效益、环境效益和经济效益,找到了适合胶州市的村镇污水处理系统构建方案,为其他村镇污水处理系统方案构建提供了参考。
  • 宋为威 逄勇
    中国农村水利水电. 2017, (10):  80-84. 
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    综合考虑水文、水质、污染源等因素,对影响秦淮河流域七桥瓮断面水质的污染源区域划分了控制单元。建立研究的影响区域水环境数学模型,并根据最不利水文条件(典型枯水年)和边界水质,建立了考核断面水质与概化排口污染源响应关系,通过响应关系从而计算出控制断面水质达标时各个概化排口所允许的排污量,从而得到本控制单元的水环境容量。结论表明:为了保证国家考核断面七桥瓮控制断面的水质达标,在近期(2017~2019年)七桥瓮污染物控制单元内COD水环境容量为24536 t/a,氨氮水环境容量为2132t/a,总磷水环境容量为173.7t/a,需要调水30m3/s;在远期(2020年以后)七桥瓮污染物控制单元内COD水环境容量为24536 t/a,氨氮水环境容量为609t/a,总磷水环境容量为49.6t/a,无需调水。
  • 李跃 梁英 杨毅 李成乐 邢文雅
    中国农村水利水电. 2017, (10):  85-88. 
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    以四川大学江安校区为例,进行了成都市雨水径流水质分析,可利用径流量、生活杂用水和景观用水的平衡分析。在此基础上,针对成都市的雨水利用问题,提出了夏雨冬用的调配雨水方案,为年内降雨不均导致的雨水利用效率低的问题提供解决思路。进行的年内雨水径流利用分析得出:成都市的雨水径流存在初期冲刷效应,并且,成都市的年径流量存在满足城市杂用水和景观用水需求的潜力。
  • 崔婷婷 王银堂 金义蓉 胡庆芳 刘勇
    中国农村水利水电. 2017, (10):  89-93. 
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    快速城镇化进程中城市下垫面发生显著变化,其中以城市不透水面快速增加最为显著,下垫面的变化又将进一步影响城市降水。采用光谱混合分析(SMA)方法提取苏州市1995~2010年间苏州市城市不透水面信息,分析苏州城市扩张过程,并基于城市不透水面扩张选取受城市扩张影响大和受城市扩张影响小的苏州站和洞庭西山站分析1979~2013年年降水量和极值降水量变化规律。研究结果表明,苏州市2000年前城市扩张速度缓慢,2000年以后城市扩张十分迅速,扩张的范围随着经济的快速发展而逐渐增大。城市快速扩张过程中降水也发生了显著的变化,2000年之前,洞庭西山占年降水量显著高于苏州站,但2000年以后,苏州站年降水量越来越接近于洞庭西山站,两站年降水量差距减小。同时,2000年之前苏州站极值降水量均值均小于洞庭西山站,而2000年后苏州站1d、3d最大降水量均值超过了洞庭西山站,且两个站点在这两个时间段7d极值降水量均值差距也显著缩小。
  • 水工建筑
  • 苏怡 胡笑涛 王文娥 刘海强 薛城
    中国农村水利水电. 2017, (10):  94-97. 
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    针对底坡大于1/200的U形渠道的量水设施匮乏,设计了一种斜坎量水堰,通过在U形渠道上对9种不同体型斜坎量水堰在4种流量下的36组过堰水力性能原型试验,分析了水面线变化趋势、堰高及量水堰坡度对上游壅水高度的影响,研究了各断面水深与流量的关系。结果表明:量水堰上游坡度和堰高对水面线、上游壅水高度影响较大,且堰高的影响大于量水堰坡度对其的影响;建立的斜坎量水堰测流公式精度较高,平均误差约为0.505%。量水堰建议堰高P小于10cm,堰长L为(10-12)P。
  • 魏晶晶 李连侠 廖华胜 刘德伟 李秋林
    中国农村水利水电. 2017, (10):  98-103. 
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    渗流计算对土石坝安全问题研究具有重要作用,传统的坝体渗流计算多是采用基于宏观模型的有限差分法、有限元法等。将基于介观模型的格子玻尔兹曼方法(LBM)应用于坝体渗流计算中,通过矩形坝体和梯形坝体两个模型,对坝体内浸润线和渗透压力等进行了模拟,计算结果与传统的有限元方法相一致,证明了LBM在坝体渗流计算中的可行性、可靠性,而LBM方法编程简单,边界条件处理简单,且具有天然的并行特性,因此在大型渗流计算中具有优越性。
  • 张曙光 尹进步 蒋俏芬 何军龄 刘志明
    中国农村水利水电. 2017, (10):  104-109. 
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    为研究低水头水闸的泄洪消能问题,选择合适的消力坎,基于VOF方法采用RNG k-ε双方程紊流模型,对池内设置不同高度直墙式消力坎的消力池水流进行了数值模拟,并结合水工模型试验对其流态、流速分布及消能效果进行了对比分析。结果表明:RNG k-ε紊流模型能较好地模拟出水流在消力池中发生的水跃状态,就本文中的直墙式消力坎而言,随着消力坎高度的增高,水流的紊动逐渐靠近上游,消力池平均出口流速随之降低,但其表层流速增大,对比分析找到了合适高度的消力坎,可以为此类工程设计及施工提供参考。
  • 马恒臻 刘明明 陈君 王旭辉
    中国农村水利水电. 2017, (10):  110-114. 
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    岩土体非饱和参数的确定是进行岩土体非饱和渗流分析的关键。考虑岩土体非饱和非稳定渗流过程中地下水位的动态变化,根据监测点水位变化数据,通过正交设计、非饱和渗流正分析、BP神经网络和遗传优化算法相结合的分析方法,确定了基于van Genuehten模型的岩土体持水特征曲线参数,较好地解决了岩土体非饱参数确定的困难。并以一次降雨过程中岩质边坡非饱和渗流场的动态变化为例,验证了该方法的可行性和可靠性。反演分析结果可为进一步分析降雨过程中岩土边坡强度及其稳定提供了依据。
  • 徐波 高琛 陆伟刚 许伟健 毕超 刘鹏程
    中国农村水利水电. 2017, (10):  115-119. 
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    闸站结合布置方式结构复杂,泵站运行时前池易存在不良流态,降低泵站运行效率。以安徽某闸站结合工程为例,采用计算流体力学(CFD)对该工程进行模拟分析,研究其闸站工程布置的合理性和船舶通航的安全性以及改进优化方案。结果表明,原设计方案下的导流墩过短,导致斜流和回流的产生。针对原设计方案存在的不足,采取了2种导流墩优化方案,对2种优化方案改进的结果进行对比,发现仅对导流墩进行延长时,能减小前池内的回旋范围,降低通航的轴向速度,但横向速度的改善并不明显。而在导流墩延长的基础上,对导流墩进行开孔,能够降低通航的横向速度,保证闸站的稳定运行和安全通航。
  • 马福印 罗伯特·利维纳尼 杜喜龙
    中国农村水利水电. 2017, (10):  120-124. 
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    青海省引大济湟调水总干渠隧洞工程全长24.17km,采用德国维尔特产直经为5.93米TBM机和沈阳重工产直径5.75米的NFM-TBM机施工掘进,因隧洞围岩具有高应力、大断层、大埋深等罕见技术难题,历时11年之久才全面贯通。本文总结分析了在引大济湟调水总干渠隧洞施工过程中遇到的部分难题、卡机问题、以及采取的脱困技术,提出了一种非常规拆卸方式,即同时拆卸两台TBM掘进机,避免按照顺序的拆卸,可节省50%的时间,极大地减少了拆卸费用,为以后类似高原、高寒地区隧洞施工有效节省投资、节约拆卸时间提供了参考依据。
  • 水电建设
  • 高成昊 郑源 李东阔
    中国农村水利水电. 2017, (10):  125-130. 
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    越浪式波浪发电装置日益成熟,具有适应性好、转换率高和可靠性高等优点,水轮机是该装置的核心。结合山东某地的波浪发电系统,研发出一种设计水头为15m的竖井贯流式水轮机。基于N-S方程,采用SIMPLEC算法对该水轮机进行数值模拟,分析了转轮叶片翼型、叶片安放角及导叶开度对其性能的影响。通过对多个方案水力性能进行比较,选出性能最佳的贯流式水轮机。结果表明,在满足某地波浪发电系统的设计要求下,水力损失较小,效率高达85.36%,且所设计的水轮机具有良好的水力特性,能满足波浪发电波动大的特点。通过数值模拟设计出适合波浪发电系统的水轮机,为以后波浪发电系统的研究提供技术支持。
  • 李永兴 肖志怀 陈启卷
    中国农村水利水电. 2017, (10):  131-135. 
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    为研究长引水隧洞水电站的运行稳定性,结合巴基斯坦Neelum Jhelum水电站,建立了封闭管道不定常流动模型,给出了水轮发电机组以及阻抗式调压井的边界条件,优化了机组导叶关闭和启动规律,根据优化结果,进行了过渡过程计算分析,计算表明:选定的机组参数和导叶关闭规律既能满足引水系统在极端工况下甩负荷的要求,也能满足机组负荷调整时转速的稳定性要求,还能满足机组并网后负荷变化时对稳定性的要求,为电站引水系统的设计提供了参考依据,也为电站后期经济、安全优化运行提供了理论依据。
  • 王邦旭 蔡家林 蒙淑平 田继在 肖志怀
    中国农村水利水电. 2017, (10):  136-139. 
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    水轮机效率试验是评价水轮机性能的重要指标。为了评定改造效果,检验机组在试验水头下的效率特性,对改造后的江西柘林水电厂A1号机组进行了原型效率试验研究。用流速仪法测量出机组在试验水头下的实际流量,计算水头、出力和实际效率并率定出蜗壳流量系数。试验结果验证了机组的更新改造达到了设计要求。
  • 供水工程
  • 赵微 李铁男 杨继富/
    中国农村水利水电. 2017, (10):  140-142. 
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    饮水安全是农村经济社会发展的基础,规范化和科学化的水源地选址技术研究对于保证居民能够喝到放心水具有重要的现实意义。因此,按黑龙江省农村分散式地下水水源地选址的时间顺序,结合黑龙江省的实际情况,分别从水源选择、保护区建设及管理等环节对现有水源选址相关规范进行分析与总结,提出了适用于黑龙江省农村分散式地下水饮用水水源地的选址技术,以期为分散式地下水水源地选址提供参考。
  • 徐燕
    中国农村水利水电. 2017, (10):  143-147. 
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    结合工程实例,对长距离重力流输水工程中减压消能技术进行了分析,介绍了减压阀的设置方式,并对其口径选择及配套设施进行了分析。根据可调式减压阀的特点,结合典型工程实例,对减压方案进行了比选,采用两级减压方案较为经济合理。利用KYpipe2010水锤分析软件进行了数学模拟计算,通过对稳态分析我们发现,设计在正常运行工况下,一、二级减压阀减压比均小于3,发生气蚀的可能性很小;在极端小流量工况下二级减压阀后减压比大于3,气蚀系数为0.52,阀后会出现气蚀现象,为防止气蚀发生,在二级减压阀处并联一个小口径的网孔套筒式调节阀(DN400),在小流量及极端小流量工况下,关闭大的减压阀,开启网孔套筒式调节阀,防止气蚀破坏;通过对关阀水锤计算,可以看出,末端关阀和减压阀的关闭存在一定的时间差,末端关阀时间应大于到减压阀处的压力波的传导时间,以确保减压阀正常关闭,达到减压效果。
  • 邓涛 何帅 刘理 杨涛 周航 杨开
    中国农村水利水电. 2017, (10):  148-152. 
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    近年来,我国大力开展农村供水工程建设,但受限于自然条件、社会条件、经济现状等因素,农村供水工程运行管理缺乏科学性统筹规划,运行管理水平低下。本文从水厂制水、供水服务、运营财务、组织管理四个方面构建了农村集中式供水工程运行管理考核指标体系。通过层次分析法(AHP)对指标体系进行了评价,同时结合国家规定和工程特点,制定了评价标准。并对湖北省武汉市黄陂区王家河街典型农村集中式供水工程进行了运行管理评价,为类似地区相关工程运行管理评价提供了一定参考。
  • 水利经济
  • 唐德善 孟令爽 史毅超 段松长
    中国农村水利水电. 2017, (10):  153-157. 
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    使用DEA模型计算综合用水效率需满足自由度的限制,即投入产出指标数之和的2 倍小于决策单元数量,否则造成区分度较低,出现多个决策单元综合效率同时为1,造成难以排序的问题,因此限制了综合用水效率评价指标个数。为解决以上问题,提出了基于DEA-CCR模型与复合系统的综合用水效率评价方法,根据水资源主要用途将综合用水效率分解为生态用水效率、生活用水效率、生产用水效率3个子系统,利用DEA-CCR模型计算各子系统的用水效率。根据多目标线性加权和法决策理论,通过子系统用水效率与各子系统熵权,求解综合用水效率。最后以上海市2001-2015年综合用水效率为例进行研究,通过分析评价结果,提出了全面的改进措施。利用基于复合系统与DEA模型的综合用水效率评价方法所得评价结果符合上海市实际情况,证明了该方法合理可用。
  • 张建岭 窦明 赵培培 李桂秋
    中国农村水利水电. 2017, (10):  158-162. 
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    开展节约用水和水权交易是解决我国北方地区水资源短缺和时空分布不均的有效途径。为此,依托南水北调中线工程,以河南省受水区为研究对象,探索开展跨区域取水权交易的可行方案,力图解决沿线地区水资源供需不平衡的问题,为实际的城区间水权交易工作提供参考。首先,根据计算单元内的各行业当前用水水平并参考国内外先进用水标准,结合供需水关系,核算各计算单元的可交易水权;其次,以受水区经济社会效益值最大为目标函数,以用水总量控制、用水效率控制以及交易优先级选择等为约束条件,构建了地区间水权交易模型;最后,通过计算机及Matlab软件实现对模型的优化求解,优选出河南省受水区的水权交易方案。结果显示,通过实施水权交易,河南省受水区在不增加外来供水的前提下可有效缓解当地的缺水问题,受水区11个城市GDP总量新增762.04亿元,增长率达3.1%,经济效益显著。
  • 徐娜 朱磊
    中国农村水利水电. 2017, (10):  163-168. 
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    针对工程施工成本优化与进度风险分析问题,提出了耦合S曲线和贝叶斯网络的施工成本-进度仿真分析方法。根据成本-进度S曲线对施工成本进行优化与控制;利用贝叶斯风险分析方法研究小型水利工程因工期短而普遍存在的进度风险问题,通过贝叶斯网络对进度风险的敏感性分析确定关键进度风险因素,为工程施工成本与进度管理提供有力依据。该方法成功应用于某河渠防护工程中,河渠防护工程成本优化及关键进度风险因素的确定为施工成本与进度的定量分析提供了有效支持。
  • 防汛与抗旱
  • 周永华 胡宝清 王钰
    中国农村水利水电. 2017, (10):  169-173. 
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  • 程中阳 张行南
    中国农村水利水电. 2017, (10):  174-178. 
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    为探讨站网分布与面雨量误差的关系,利用抽站法原理,选取125种雨量站网分布,分析涪江桥流域站网密度、均匀度、平均高程对面雨量误差的影响。结果表明:站网密度对面雨量计算精度有显著影响,站网密度增大到一定程度时,面雨量误差变化趋于平缓;与子单元相比,全流域面雨量误差对站网密度变化的灵敏度更高;站网密度相同时,均匀度越大,面雨量误差越小;站网密度较小时,均匀度对面雨量误差波动范围影响较大;只有流域站网密度较大,站网平均高程与流域平均高程接近时,计算的面雨量才更可靠。
  • 李东 荐圣淇 王慧亮 胡彩虹
    中国农村水利水电. 2017, (10):  179-182. 
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    随着气候变化和人类活动影响加剧,城市化水平进一步提高,城市区域面积急剧扩大,城市化所带来的水文效应使城市洪涝灾害出现频率不断增大。以郑州大学新校区为研究区域,应用SWMM模型对该区域在不同暴雨重现期、不同峰值比例、不同城市化程度和LID情境下进行暴雨洪水模拟。结果表明:暴雨雨型对模拟结果有重要的影响,该模型较好的预测了研究区域排水管网的排水能力,以及在不同情境下的模拟结果。
  • 农田水利
  • 沈洪政 王仰仁 韩娜娜
    中国农村水利水电. 2017, (10):  183-187. 
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    以土壤入渗Green-Ampt模型和Horton公式为例,提出利用泰勒级数法确定非线性模型参数拟合初始值的方法,并以天津农学院水循环试验基地入渗数据为依据,验证了方法的合理性。结果表明:对于非线性的Green-Ampt模型和Horton公式,利用泰勒级数法确定入渗模型参数初始值具有很好的准确性,相关系数均达到0.85以上,经最小二乘法拟合后,相关系数可提高到0.99以上。同时,引入温度修正系数对入渗结果进行修正,显著地改善了入渗曲线拟合精度。在给定入渗试验条件下,Horton公式拟合的参数更稳定,具有更好的适用性。
  • 贾茜淳 丛沛桐
    中国农村水利水电. 2017, (10):  188-193. 
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    为解决柬埔寨滨海平原区农田普遍雨季洪涝、旱季严重缺水的问题。研究以得朗县水稻种植区为例,采用地表水库与地下水联合设计技术,在农田开挖水库,水库库底与含水层联通。实现雨季时洪水入库,并通过弱渗透介质进入地下含水层中蓄存;旱季时,经雨季降水补给后的地下水水位抬升,反过来补给水库。当含水层厚度2m时,水库设计8m开挖深度的灌溉水量是有保证的,小于8m开挖深度的方案不可行。当含水层厚度5m以上时,可有多种开挖深度方案供选择。各方案均具有年际间的水资源补充调节能力,达到多年平均设计水平。
  • 牛利民 姜雅莉
    中国农村水利水电. 2017, (10):  194-200. 
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    在构建农户参与小型农田水利合作灌溉意愿影响因素的基础上,选取咸阳市双照镇12个村的调查数据,对农户灌溉的基本情况进行统计项描述,然后运用DEMATEL方法对影响因素进行分析。结果表明,农户参与小型农田水利合作灌溉的意愿受到了农户灌溉中的费用、灌溉中的用水纠纷、可灌溉耕地面积、政府对水利设施的投入、农户对灌溉设施的满意度、农户的个体特征、亲朋好友的参与等多方面以素的影响。
  • 灌区建设与管理
  • 杜国明 张志宇 高君峰 于凤荣 冯悦 春香
    中国农村水利水电. 2017, (10):  201-205. 
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    晒水池用地优化布局是保证寒地井灌水田区高产稳产、实现耕地节约集约利用、推动土地整治技术创新的关键。以资源三号遥感卫星数据空间影像,全国第二次土地利用调查数据作为主数据源,提取黑龙江省农垦建三江分局七星农场晒水池用地数据,分析晒水池用地分布格局,旨在为寒地水田区晒水池用地布局提供参考。主要结论如下:①七星农场晒水池用地平均规模为2146.98m2,平均最邻近距离为331.87m,不同管理区晒水池用地平均最邻近距离与平均规模间存在着显著的正相关的线性相关关系;②七星农场晒水池用地最邻近指数为0.852458,晒水池用地占水田面积比例越大,集聚分布特征越明显;所占比例越小,随机分布特征越明显;③晒水池用地面积占所服务水田面积的0.8%时,灌溉用水量和水温能够达到水田需水高峰期的要求。但布局晒水池用地过程中,并不只是按照水田需水高峰期来确定用地规模,同时还会利用灌溉渠道的长度及其增温作用。④晒水池用地空间布局的合理性主要受晒水池用地选址和晒水池用地规模两个方面的影响。晒水池用地必须处于水田独立灌溉小区的最高处,晒水池灌溉半径应控制在300m以内;根据三江平原地下水的最高温度和最低温度,该地区晒水池用地规模占服务水田面积的比例范围应控制在0.74%-0.89%左右。
  • 刘柏君 权锦 雷晓辉 蒋云钟 王浩
    中国农村水利水电. 2017, (10):  206-212. 
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    土壤盐渍化是影响干旱区灌区农业发展的重要因素之一,且地下水过度开采阻碍土壤的脱盐作用,严重危害作物生长甚至导致出现弃耕现象,威胁国家粮食安全。在分析干旱区开都河流域典型灌区水盐特征的基础上,采用基于层次分析法的BP神经网络对不同水盐调控模式进行综合评价。结果表明,增加灌区作物滴灌比例、限制地下水开采量、实行冬灌措施既可以减少地表用水量,保证河流下游生态健康,维持地下水位的年际稳定更可以促进土壤的脱盐作用,降低土壤矿化度,减缓土壤盐渍化进程。研究结果探索出了以“地表-地下水资源统筹配置-土壤盐分控制-灌溉节水”三元一体的土地资源保护、灌溉模式改进和流域水资源开发的综合调控模式,可为干旱区灌区土壤盐渍化防治提供一定的参考依据。
  • 泵站技术
  • 方进 晏清洪
    中国农村水利水电. 2017, (10):  213-217. 
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    泵装置模型试验是检验和优化泵装置水力性能的重要手段。滁河四级站是驷马山灌区的最后一级提水泵站,为了验证滁河四级站建成后原型泵装置的性能指标是否满足设计要求,在江苏大学多功能水泵装置模型试验台上进行了泵装置模型的能量特性、空化特性、压力脉动特性和飞逸特性等试验。针对该泵站出水管道较长、坡度较大的特点,设计了一种试验方案,既保证了模型流道与原型流道的水力损失相似,又使模型泵装置在试验台能够完整布置。结果表明,该泵站进出水流道型线设计合理,泵装置在不同扬程工况下可安全、稳定的运行,性能优良,能够满足滁河四级站的设计和运行要求。该泵站模型泵装置的试验方法和试验结果可为类似的大型立式泵站模型试验研究提供重要的参考价值。
  • 徐占国 高超丹 庄克云 贾梧桐
    中国农村水利水电. 2017, (10):  218-222. 
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    压力脉动是引起离心泵机组振动和噪声的关键因素之一,严重影响机组安全稳定运行。采用ANSYS Fluent软件分别模拟某大型双吸离心泵在叶片交错0°、15°和30°时的流态,分析了叶片交错角度对双吸泵水力特性和蜗壳流道压力脉动的影响规律。结果表明:叶片交错角度对双吸离心泵水力性能影响极小;采用两侧叶片交错布置的双吸叶轮能有效降低压力脉动;随着交错角度的增大,压力脉动幅值呈递减趋势;叶片交错布置时蜗壳流道叶频脉动显著减弱,脉动主频由叶频向叶轮转动频率转移。
  • 高超丹 符向前 贾梧桐 庄克云
    中国农村水利水电. 2017, (10):  223-228. 
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    基于标准κ-ε湍流模型和Eulerian多相流模型,模拟某大型单级双吸离心泵输送含沙水流时的非定常流动,分析不同沙粒粒径和不同含沙体积分数时,蜗壳流道压力脉动的变化规律。结果表明:泵在输送低体积分数含沙水时,蜗壳流道压力脉动随着沙粒粒径的增大而减小,且均低于清水;沙粒粒径一定时,蜗壳流道压力脉动随着含沙体积分数的增大而增大,当含沙体积分数达到一定值后,除隔舌监测点以外其余点的压力脉动均大于清水;蜗壳流道压力脉动以轴频和2倍叶频为主。