当期目录

    2020年, 第4期 刊出日期:2020-04-15
      
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    水环境与水生态
  • 王琳,陈刚,王晋
    中国农村水利水电. 2020, (4):  1-4. 
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    以济南市韩仓河流域为例,运用SWMM模型模拟分析不同降雨强度、不同雨峰系数条件下,流域宏观LID措施对流域水文和水质的控制效果。结果表明,随着降雨重现期P值的增大,流域雨水湿地体系规划方案对流域平均流量、峰值流量、污染物负荷的削减效果逐渐减弱。在降雨重现期相同条件下,雨峰位置系数较小(r=0.4)时,流域污染物负荷更少,峰值流量减少率更高,河道径流峰值延迟效果更好,但污染物的削减率不受单次降雨的雨峰系数影响。
  • 高晓曦 左德鹏 马广文 徐宗学 李佩君
    中国农村水利水电. 2020, (4):  5-12. 
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    阿什河是松花江一级支流中污染最为严重的河流之一,农业非点源污染所带来的环境问题堪忧。以位于哈尔滨阿城区的阿什河流域为研究区,应用SWAT模型对阿什河流域总氮总磷进行模拟,分析研究区不同土地利用、土壤类型和坡度条件下营养物输出负荷规律。结果表明,不同土地利用总氮输出负荷最大的是农业用地,其次为森林、草地等,其中农业用地总氮输出量占总输出量的81.2%;不同土地利用总磷输出负荷较高的是农业用地和草地,其次为灌丛、湿地和森林,农业用地总磷输出量占总输出量的72.3%。不同土壤类型总氮输出负荷最大的是城区,其次为水稻土、黑土和草甸土等,而各土壤类型总氮输出量占比较高的是黑土、草甸土和暗棕壤,分别占38.5%、27.3%、24.0%;不同土壤类型总磷输出负荷及输出量占比顺序同总氮相一致。不同坡度下总氮总磷输出负荷大小随坡度增高而减小,不同坡度下总氮总磷输出量占比相似。
  • 董立俊 董晓华 魏冲 喻丹 薄会娟 郭靖
    中国农村水利水电. 2020, (4):  13-21. 
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    气候变化和人类活动是影响流域水文循环和水资源调配的两个主要驱动因素。雅砻江流域为我国重要的水电基地,其规划总装机容量达3 000 万kW,量化分析土地利用/覆被变化(LUCC)对水文极值的影响对于雅砻江流域梯级水库群防洪调度和确保流域防洪安全具有重要的理论价值和现实意义。首先建立了雅砻江流域日尺度SWAT模型,然后采用CLUE-S模型模拟了城镇化发展情景下的土地利用空间分布,并在现状土地利用基础上进行退耕还林操作,进而模拟了3种土地利用情景(基准期、城镇化情景及退耕还林情景)下的日径流序列,结果表明:建立的SWAT模型能较好模拟和重现雅砻江流域基准期水文极值,模型率定期和验证期的Nash-Sutcliffe系数、确定性系数均在0.70以上,除洼里站的验证期外PBIAS的绝对值小于10%,模拟精度较高。城镇化土地利用情景下,城镇面积占比由0.12%增加到0.37%,耕地和未利用地面积占比略有减少;雅江站、麦地龙站及洼里站的日最大流量整体上增加,增幅依次为4.6%、3.4%及2.3%,增幅从上游至下游逐步减小。退耕还林土地利用情景下,耕地面积占比由5.43%降至2.85%,林地和草地面积占比相应增加;雅江站、麦地龙站及洼里站的日最大流量略有减少,但减少幅度十分有限,洼里站减少幅度最大,也仅为-1.2%。
  • 周佳楠 傅国圣 安浩 蒋陈娟
    中国农村水利水电. 2020, (4):  22-29. 
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    江苏里下河地区河网密布、水体流动性差,水生态环境问题突出,水质时空特征分析可为水资源管理与水生态环境改善提供科学依据。基于2017年里下河泰州地区39个断面的全指标水质监测数据,综合运用单因子水质标识指数法、综合水质标识指数法和GIS空间分析方法,分析里下河腹部典型区水质时空变化特征及其原因。里下河腹部泰州地区水质呈现显著的年内变化,水质年内变化主要受丰水期降雨和逐月外引水源水量影响。1-5月,降水量少,外引水量增加,水质好转;6-9月,引水量下降,降水量上升,水质恶化;10月降水量和引水量都较少,水质为年内最差;10-12月,降水量少,引水量增加,水质好转。水质最差的7-10月主要污染因子为溶解氧、高锰酸盐指数、总磷;水质较差的1-2月主要污染因子为五日生化需氧量、高锰酸盐指数、总磷、化学需氧量;水质较好的3-6月主要污染因子为五日生化需氧量和总磷。里下河腹部泰州地区水质亦有显著的空间差异,外引水源水量大的月份,水质由西南部向东北部和东南部逐渐变差,水质空间变化与引水路线有较强的相关性;外引水源水量小的月份,水质总体上呈现南优北劣的特征,主要受到降水、地形和当地污染物积累的影响。
  • 黄子雍 王军德 张育斌
    中国农村水利水电. 2020, (4):  30-34. 
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    利用GIS和RS技术,对柬埔寨洞里萨湖流域2003、2008和2013年土地利用数据进行解译,从土地利用的自然景观和人类景观两个方面,揭示洞里萨湖流域近10年的土地利用类型变化特征,并以研究期的柬埔寨国家法律体系和政策、经济变化特征为基础,结合实地考察调研,分析洞里萨湖流域土地利用景观变化与人类活动的关系,揭示人类活动对土地利用景观的影响及其程度。研究表明,受人类社会和经济活动的影响,柬埔寨洞里萨湖流域自然景观整体面积减少、人类景观面积整体增加,减少和增加的面积基本相等;自然景观中,减少以人类活动与自然交接区域的灌木林、疏木林和草地等脆弱的自然景观为主;人类景观中,增加以农业用地为主。洞里萨湖流域近十年的土地利用类型变化特征,说明了人类的社会和经济活动严重影响并左右着土地利用景观的变化趋势和程度。
  • 夏治坤,朱木兰
    中国农村水利水电. 2020, (4):  35-38. 
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    植草沟对农村污水水质净化效果仍不清楚。为定量化评价植草沟对农村污水的净化效果,以厦门市英村为典型研究区,随机选取三处污水点,进行野外采样和室内试验,每次采样和实验均重复3次。分别测定BOD5、COD、氨氮、总氮和总磷的经过15和30 cm土柱的前后变化。结果显示,植草沟厚度为15 cm时,对BOD5、COD、氨氮、总氮和总磷的去除率为39.3%、52.0%、53.9%、36.2%、85.1%,且可完成大部分去除效果;植草沟厚度为30 cm时,对BOD5、COD、氨氮、总氮和总磷的去除率为56.0%、67.5%、64.8%、43.7%、64.6%。可见30 cm厚度的植草沟其净化效果的70%是在0~15 cm之间完成。植草沟对农村污水的净化效果明显,是改造硬化排污沟渠和改善农村生态环境的一种有效方式。
  • 孙滔滔 赵鑫 尹魁浩 彭盛华 林青 吴静
    中国农村水利水电. 2020, (4):  39-43. 
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    东江流域是广东、香港的水资源供应地,确定其氮、磷等污染物的确切来源以及其时空分布特征,是有效地达成东江流域污染控制目标和保持水质的关键所在。开发了一个基于HSPF的分布式模型来研究东江流域点源及非点源氮、磷污染。HSPF模型在12个水文站上的校准达到了良好标准。校准后的模型用来分析了东江水量和水质在时间和空间上的变化。分析结果表明东江干流上游龙川站氨氮浓度最低,河源站最高,但总氮浓度上下游变化不大;总磷浓度和氨氮呈现相似的趋势,从河源到岭下再到博罗浓度递次降低。增江河、公庄河、新丰江水库和西枝江四条支流对东江的负荷总贡献为71.9%的氨氮,61.6%的总氮和73.8%的总磷。因此东江负荷控制的重点应该放在这几条支流。
  • 李浩,刘云
    中国农村水利水电. 2020, (4):  44-48. 
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    东营市是黄河三角洲城市,是我国最重要的湿地之一;水生态系统是湿地生态环境的重要构成因素,是人类和自然界生存与发展的基本条件。水生态系统复杂多样,涉及的内容较广;普通的理论方法难以定量地描述影响水生态系统变迁的影响因素,以及具体的影响程度。根据科学性、全面性和可操作性原则,构建以时间序列的人口密度、人均用水量、废水排放量等8 个指标的水生态系统体系,基于主成分分析法,提取指标数据的主成分,定量描述水生态系统受影响因素的实际程度,并评价各年水生态系统的优劣。将指标体系和主成分分析法应用于东营市鉴定水生态系统影响因素和水生态优劣的评价中。研究结果表明:东营市的水生态系统呈现逐年恶化趋势,对水生态系统的主要影响指标有5 个,次要影响指标有2 个;为黄河三角洲地区相关部门制定水生态系统保护措施提供了决策依据。
  • 水文水资源
  • 魏光辉 向怡衡 陈杰 夏军 刘洁 巴音达拉
    中国农村水利水电. 2020, (4):  49-55. 
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    基于MODIS积雪产品分析了塔里木河流域2001-2013年间积雪覆盖(SCA)的时空变化,建立了其子流域叶尔羌河与玉龙喀什河的SRM融雪径流模型,并估算了融雪径流对总径流的贡献率(Qs)。结果表明:4-10月为塔里木河流域的融雪期,SCA在七八月达最低值;多年平均SCA为21.7%,源流区SCA高于45%;研究时段内的年均SCA呈统计不显著的波动下降趋势,年递减率为210 km2。SRM模型能较好地模拟子流域的径流,率定期与验证期的纳什效率系数均在0.7以上,体积差的绝对值在15%以内;叶尔羌河、玉龙喀什河Qs年际变化呈现波动状态,分别以0.3%、1.0%每年的速度缓慢上升,多年平均Qs分别为68.6%、70.2%,表明塔里木河是典型的以融雪径流为主的河流。以上研究结果对于塔河流域水资源管理具有一定的指导意义。
  • 陆晓 吴云 杨侃 汤梓杰
    中国农村水利水电. 2020, (4):  56-60. 
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    为有效求解考虑水库调度的多目标水资源配置问题,充分实现有限水资源的科学利用,提出一种改进的多目标布谷鸟算法(IMOCS),与传统布谷鸟算法相比,IMOCS引入了混沌理论以保证初始种群的多样性,利用自适应发现概率和步长以平衡算法全局寻优和局部搜索,并采用3-点最短路径法作为外部档案集删除和保留机制,以保证非支配解的均匀性和多样性。将改进的算法用于“山西大水网”背景下的同朔供水区,结果合理有效,验证了模型的可行性,为该区域水资源配置提供了一定的依据。
  • 邓坤 张璇 王敬斌 杨鹏
    中国农村水利水电. 2020, (4):  61-64. 
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    实施最严格水资源管理制度以来,各地重视最严格水资源管理制度,推动了各项水资源管理工作,支撑了水资源的可持续利用。介绍国家“十二五”期间实施水资源管理考核基本情况,总结水资源管理考核实施情况,梳理近年考核工作重点和指标设置变化,分析了国家和江西省在考核工作取得的成效和存在的问题,并提出建议和对策,以期进一步完善考核制度,推进水资源管理、节约和保护工作。
  • 李福臻 曹升乐 刘阳 陈一
    中国农村水利水电. 2020, (4):  65-70. 
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    我国北方地区水资源供需矛盾突出,建立区域水资源预警机制尤为重要。以非汛期为例,提出了基于水量和基于水质水量耦合的警戒线与预警区的划定方法及对应的水资源预警方法。考虑到预警期长短,提出了点预警和过程预警;考虑预警期间降水对预警级别的影响,提出了动态预警和静态预警,并以济南市东城区为例进行应用。应用中统筹考虑了水质与水量对预警级别的影响,并给出了相应的预警方案。
  • 张华栋 桑宇婷
    中国农村水利水电. 2020, (4):  71-75. 
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    剖析气候对径流变化的影响,在区域水资源合理开发利用及科学管理等方面具有重要意义。基于汾河上游上静游站、汾河水库站、寨上站及兰村站1956-2000年径流数据及多变量ENSO指数(MEI),采用交叉小波分析方法,探究ENSO循环对汾河上游流域径流变化的影响。结果表明:MEI指数呈上升趋势,径流枯水期持续时间也随之增长,且MEI指数较大年份,径流量较少,反之径流量较大,径流序列的丰枯变化对ENSO循环有一定的响应关系;4个水文站径流量与MEI指数在20世纪70年代之前,有相同的1~4 a周期,且相关关系显著,同时在11~12 a尺度上具有较好的相关性,即ENSO循环对径流量影响较大;在20世纪70年代之后,虽然在1~3 a尺度上仍有一定的相关关系,但没有相同的显著周期,即ENSO循环对径流量影响相对减小,径流变化由气候驱动转变为气候与人类活动共同驱动模式。
  • 陈军 刘意 李婷
    中国农村水利水电. 2020, (4):  76-81. 
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    近年来,人类活动导致气候异常,暴雨洪涝灾害频发。建立有效的径流汇流模型模拟流域径流过程具有重要意义。然而,流域前期水情误差成为进一步提高模拟精度的瓶颈。为此,以纳维-斯托克斯方程(N-S方程)为指导,提出一种基于稳定流场的流域径流汇流模型模拟方法。首先,通过对N-S方程分解,建立了栅格模式下的径流汇流模型;然后,针对模型存在“汇流水流方向异常”问题,加入水流混合模拟环节,包括栅格单元水速增量修正和邻域栅格单元水流混合模拟。实验表明,当上游供水稳定时,模型能产生稳定的水流场;最后,以岷江上游为实验流域,将模拟时段24 h前的小时上游流量代入模型创建稳定流场,模拟流域前期水情;利用600 h的实测降水数据和上游流量数据进行径流汇流模拟,获取流域出口水文站的模拟水位序列,并与实测水位对比,发现算法能提高流域径流模拟精度,在暴雨洪涝灾害的预警预报中具有一定的理论意义和实践价值。
  • 孟梅 范文慧
    中国农村水利水电. 2020, (4):  82-86. 
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    结合新疆水资源利用情况与耕地后备资源分布状况,通过建立DPSIR指标体系利用均方差决策法计算出各指标权重值,从而测算出新疆14个地区的水资源承载力等级水平,结果表明东疆地区耕地后备资源水资源承载力水平高于南疆地区,且耕地后备资源分布与水资源承载力等级较为吻合,承载力水平高的地区应当优先开发耕地后备资源,承载力差的地区应当根据实际情况适度开发,合理开发利用每一寸耕地后备资源。研究结果有助于进一步科学规划水资源利用方式,合理开发耕地后备资源,缓解当前土地压力,改善耕地生态环境。
  • 项宁,李连文,詹健,姜章泽君,周金琨
    中国农村水利水电. 2020, (4):  87-91. 
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    在模型模拟过程中,子汇水区的划分对水文结果的影响成为学界研究的一个重要问题。分别构建了软件自动划分汇水区和传统手动划分汇水区两种MIKE FLOOD模型,分别从一维管网模型和二维淹没模型结果进行对比。结果表明:软件自动划分汇水区的方式管网流量更加集中,管道超载数量和内涝程度均高于传统手动划分汇水区。
  • 刘海滢 甘永德 贾仰文 仇亚琴 牛存稳
    中国农村水利水电. 2020, (4):  92-96. 
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    目前分布式水文模型在进行流域水文过程模拟时,还未考虑土壤膨胀性对降雨入渗的影响,这会造成模型模拟失真,制约着流域分布式水文模型的适用性。对传统降雨入渗产流模型(TGAM)进行修正,引入膨胀性土壤导水系数和膨胀性土壤饱和含水量,提出考虑土壤膨胀性影响的降水入渗产流模型(GJGAM),并将其应用到流域分布式水文模型WEP-L模型中。最后,以南小河沟流域作为研究区域,选择十八亩台断面为控制断面,分别利用改进前、后的WEP-L模型模拟研究区的降水径流过程,对比验证WEP-L模型改进后的适用性。结果表明,利用改进前后的WEP-L模型,率定期内研究断面的月径流模拟值与实测值的相对误差变化不大,但Nash-Sutcliffe效率系数显著提高。验证期内相对误差减小,Nash-Sutcliffe效率系数提高。通过考虑土壤膨胀性对降雨入渗的影响,WEP-L模型对南小河沟流域降雨入渗过程的模拟效果明显改善,具有较好适用性。
  • 农田水利
  • 杨雪苑 朱玉春
    中国农村水利水电. 2020, (4):  97-101. 
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    基于黄河灌区6省12个县的农户调查数据,运用有序probit模型,分析了基层组织和社会网络对小农水管护效果的影响。研究结果表明:基层组织和社会网络均显著正向影响小农水管护效果。进一步将社会网络细分为亲友网络和一般网络发现,一般网络对管护效果的影响更加显著,且通过交互分析发现,基层组织会增强一般网络对管护效果的积极影响,而对亲友网络会起到负向调节作用。
  • 王腾飞 张芮 张梅花 张永胜 蔺宝军 杨昌钰 王春宏
    中国农村水利水电. 2020, (4):  102-106. 
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    为研究不同沟灌方式对马铃薯生长发育的影响。设置交替隔沟灌溉(AFI)、常规沟灌(CFI)、固定隔沟灌溉(FFI)3种灌水处理,研究不同灌水模式下马铃薯茎粗、株高及叶面积的膨大速率、产量及其内在品质的变化,且用隶属函数值法进行综合评价。马铃薯在出苗35 d后,AFI处理的植株增长速率显然高于CFI和FFI两个处理;AFI鲜薯比其他两个处理增产10.43%、40.24%,商品薯率增加30%、48.43%;AFI处理下马铃薯淀粉、蛋白质含量显著高于CFI、FFI处理。通过隶属函数值法分析,将3种灌水方式下马铃薯产量及品质的各项构成要素及茎粗、株高、叶面积等10个指标综合评价,表现优良的是交替隔沟灌溉。在同一土壤水分水平下,交替隔沟灌溉在促进马铃薯的茎粗、株高及叶面积生长时优势显著,并且显著提高其经济产量和商品薯率,亦可改善其品质。
  • 曹大禹 吴鑫淼 郄志红
    中国农村水利水电. 2020, (4):  107-111. 
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    以华北平原区20个代表性观测区域为基础,选取1996-2015年的20年完整观测序列的气象资料作为分析对象,对华北平原区传统种植作物冬小麦-夏玉米设计典型年下生长期的作物亏缺水量进行计算,通过经验频率法确定了降水频率分别为75%、50%、25%的设计典型年及相应的降水量,计算确定参考作物腾发量,结合冬小麦、夏玉米的作物系数得出作物需水量,进而计算出设计典型年下作物亏缺水量,基于ArcGIS对华北平原整个地区的水分亏缺量进行了插值,绘制亏缺水量等值线图。为合理制定灌溉制度、调整农业作物种植结构以及优化农业水资源配置提供参考依据。
  • 沈莹莹 陈梦婷 崔静 张绍强 罗玉峰
    中国农村水利水电. 2020, (4):  112-115. 
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    为合理确定样点灌区数量,减少用水量统计的工作,提高用水量统计推算的精度,研究提出了一种农田用水量推算工作中样点灌区的选取方法,确定了样点灌区的选取原则、基本要求和选取方法。该方法要求,设计灌溉面积667 hm2及以上的所有大中型灌区水量直接填报,设计灌溉面积667 hm2以下的小型灌区水量需选取样点灌区进行推算;小型灌区根据取水类型分别进行样点灌区选取,纯井灌区根据最低数量要求进行样点灌区选取,地表水源灌区根据“样点灌区数量初步确定-样点灌区最低数量要求-样点灌区数量最终确定”3个阶段最终确定;根据该方法,全国按照灌溉分区共需布设2 218个小型地表水源样点灌区和602个小型地下水源灌区。
  • 刘卫林 朱圣男 刘丽娜 万一帆 黄一鹏
    中国农村水利水电. 2020, (4):  116-123. 
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    采用鄱阳湖流域13个气象站点1958-2018年的气象资料,计算不同时间尺度标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index ,SPEI),结合M-K检验、小波分析方法、经验正交函数分解(EOF)和干旱评价指标等方法,分析了鄱阳湖流域61年来干旱的演变趋势和周期变化规律,讨论了干旱特征与多变量ENSO指数(MEI)的关系。结果表明:SPEI年际变化在1967年发生突变,由干转湿,春季整体干旱趋势最显著,夏季次之,秋、冬两季仅在局部地区有干旱趋势;流域干旱强度呈不明显轻微上升趋势,主要以轻旱和中旱为主,干旱发生范围主要是全流域干旱与局部性干旱;EOF结果表明第一空间模态干旱变化在空间分布上具有一致性的干旱的情况,第二空间模态以28°N为分界,由南向北呈纬向分布逐渐增加;小波分析的结果表明鄱阳湖流域26~32年尺度范围内存在着干-湿-干交替的周期变化,MEI在1977年和1999年发生冷暖位相的相互转变,MEI、降水、气温年际变化整体呈现冷-暖-冷趋势;MEI和SPEI存在正相关关系,即MEI暖相位时,存在湿润趋势,反之则出现干旱。
  • 田强明 温宗周 李丽敏 张顺锋
    中国农村水利水电. 2020, (4):  124-128. 
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    针对现有温室中采用基于定时器、流量计以及利用模糊控制方法实现的灌溉决策系统,没有考虑到作物各生育期的水分消耗情况,容易导致灌溉决策精度的损失问题。提出了一种基于自适应粒子群极限学习机(Adapation Particle Swarm Optimization-Extreme Learning Machine,APSO-ELM)算法和模糊逻辑系统的灌溉时间决策的设计。因APSO能够提高跳出局部搜索的能力以及ELM具有学习速率快等优点,所以将其结合来实现对参考作物蒸发蒸腾量的预测。因模糊逻辑系统能够满足灌溉是一个时滞性、非线性过程,所以利用作物蒸发蒸腾量和土壤下降率输入模糊逻辑系统,输出当前作物需要灌溉的时间。实验结果表明,该设计可以输出准确的灌溉时间。
  • 武慧芳 刘学军 陆立国
    中国农村水利水电. 2020, (4):  129-132. 
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    选取宁夏灌区中部干旱带枸杞种植基地,建设痕量灌溉试验示范区,对灌水均匀度、供水压力与灌水器出水量、土壤纵横剖面湿润范围以及痕量灌溉技术应用的经济效益进行监测与评价,结果表明:痕量灌溉具有较高的灌水均匀度,且能够有效节约水资源;供水压力与灌水器出水量成多项式关系,随着供水压力增大,灌水器出水量增加,当供水压力达到20 m水头时,灌水器出水量骤减,且灌水器损坏无法恢复;痕量灌溉运行较滴灌投资较大,运行成本高。
  • 防汛与抗旱
  • 王兴华 付成华 穆宵枭
    中国农村水利水电. 2020, (4):  133-138. 
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    为了研究溃坝水流在演进过程中的水位变化规律及负波的存在对水流演进过程产生的影响,利用FLUENT软件建立溃坝洪水三维数值模型,对溃坝时水面流动状态进行数值模拟分析。该模型耦合VOF法和k-ε紊流模型求解雷诺平均N-S方程,采用有限体积法将模型离散为六面体结构性网格,并用PISO算法进行数值求解。考虑下游有水的全溃坝、下游无水设障碍物的全溃坝、下游无水的局部溃坝3种工况,分别模拟计算溃坝水流的流动状态,首先通过与前人的实验数据进行对比分析,验证了该数值模型的正确性,然后分析溃坝水流在3种工况下水流水位变化趋势和分布状况,进一步研究了溃坝水流的流动特性和演进过程。
  • 贺方舟 黎昔春
    中国农村水利水电. 2020, (4):  139-144. 
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    基于澧水洪道实测水文资料、不同年代水下地形资料、断面测绘资料及现有相关研究成果,系统分析研究了澧水洪道及七里湖槽蓄量变化、洪道重点部位冲淤变化特征、纵断面及典型横断面冲淤演变规律等。结果表明1995年来澧水洪道平面调整不大,但河槽冲刷较明显,滩地存在淤积,洪道整体表现为冲刷。七里湖槽蓄量1995-2003年间略有减小,2003-2011年槽蓄量增长较快。随着上游水库的运用,2003年后河道深泓下切速率加快,洲滩普遍存在泥沙淤积,新河口、柳林咀河段存在较强的演变趋势,需要加强观测并采取必要的稳定河势措施。
  • 许小华 丁志雄 李德龙 张秀平
    中国农村水利水电. 2020, (4):  145-150. 
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    基于二维非恒定流水动力学方程,根据地形、地物特点,采用不规则网格技术,构建了大型复杂条件下的防洪保护区洪水风险动态分析模型,并选用典型年洪水实测资料分别对模型进行了率定和验证,获得了较高的模拟精度。在此模型基础上,采用面向服务的整体架构及基于SOA技术路线的多层分布式应用体系架构,研发了洪水风险动态模拟系统。结果表明该系统实现了任意条件和任意工况下实时洪水演进分析和动态模拟,且具有较好的稳健性和灵活性,可为洪水调度、防洪减灾、工程建设与规划等多个领域提供决策支持,具有较好的应用前景。
  • 水工建筑
  • 杨小妮 马娟娟 李永业 孙西欢
    中国农村水利水电. 2020, (4):  151-157. 
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    管道车水力输送作为一种新型的、节能的输送方式,对其在管道中的流场特性和受力情况的研究有重要的意义。分析不同径长比管道车静止于管流中时其壁面应力分布情况。一种是利用激光多普勒测速仪(LDV)测量管道车壁面速度分布,通过理论计算获得管道车壁面切应力的分布情况;另一种是通过定制管道测力系统直接测量管道车壁面主应力的分布情况。试验是在管径100 mm,管长27 m的循环系统中进行。结果表明管道车壁面的切应力和正应力的3个分量都关于Z轴对称分布。管道车车身壁面的切应力对管道车的作用力很小,管道车径长比ε=0.53时,管道车壁面切应力的平均值最大;ε=0.63时,管道车壁面切应力的平均值最小。管道车车身壁面主应力对管道车作用力很大,且3个分量中周向分量σc最大,轴向分量σa次之,径向分量σr最小,即σc>σa>σr。在该试验工况下,管道车车身壁面主应力轴向分量应包含管道车壁面的切应力,而且水流的紊动对管道车车身壁面的雷诺应力不能忽略。
  • 张建伟 刘鹏飞 王涛 焦延涛 李兆恒
    中国农村水利水电. 2020, (4):  158-165. 
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    为探究高拱坝在超强地震下所出现的结构损坏与失稳问题,从高拱坝超载能力的角度出发,结合混凝土材料在地震动拉-压循环荷载作用下的非线性特征,并考虑了高拱坝在地震前施工中形成的施工初始应力场,应用附加质量法分析了天然地震波频谱特性下的高拱坝损伤开裂特征。研究结果表明,坝踵基岩胶结面和水平向顶拱中部是损伤开裂的严重区域;在地震峰值呈梯度增大的设计工况下,坝基胶结面的损伤呈现规律性增大;在地震峰值为0.4 g的工况下,水平顶拱出现损伤,且地震峰值工况为0.6 g时,拱坝中部出现了贯穿性质的裂缝。同时将物理模型试验结果与拱坝损伤开裂仿真试验结果进行对比分析,结果表明二者的损伤开裂部位及发展趋势基本一致,进一步论证了仿真模拟试验的合理性。
  • 吕海深 丁然 朱永华
    中国农村水利水电. 2020, (4):  166-171. 
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    淮河流域是我国第六大流域,面积27 万km2,位于中国南北气候过渡带,流域内水系高度规范,但闸坝的过度建设也导致水环境进一步恶化,目前,淮河流域正面临着洪涝灾害、水资源匮乏、水生生态退化严重等水问题,研究流域内大坝和水闸引起的自然水流状况和水文特征变化,是对淮河流域进行流域综合管理不可或缺的重要方法之一。采用Mann-Kendall非参数检验法,对高调节性河流(沙颍河)和低调节性河流(淮河干流、洪汝河以及南部山区)流域1961-2016年及1961-2000年(即南水北调工程之前)15个水文站的径流月、季(雨季及旱季)和年变化趋势进行比较分析,并根据分析结果对几个具有代表性的站点径流变化趋势进行评价。本研究有助于认识淮河流域水文变化,为淮河流域水资源综合管理提供科学依据。
  • 卢晓鹏
    中国农村水利水电. 2020, (4):  172-176. 
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    针对中叶水库工程大坝工程地质条件及工程区防渗土料缺乏的实际情况,对大坝坝体防渗方案进行比选,工程采用沥青混凝土心墙方案。结合水库工程,从技术特性、防渗布置、施工工艺、填筑方法等方面进行研究。施工结束后,对墙体进行质量检查,沥青混凝土容重2.35~2.43 g/cm3,孔隙率0.5%~2.8%,渗透系数均小于1×10-8 cm/s,质量满足要求,高水位时,水库外坝坡无渗漏现象,大坝防渗效果明显。沥青混凝土心墙应用于大坝坝体防渗,解决了防渗土料缺乏地区的筑坝难题。这项技术在中叶水库工程的成功应用,对类似工程具有借鉴作用。
  • 袁以美 叶合欣 罗日洪
    中国农村水利水电. 2020, (4):  177-180. 
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    传统混凝土挡墙缺乏生态特性。在传统混凝土挡墙临水侧墙面上设置数排生态槽,即为植绿生态挡墙,可有效解决传统混凝土挡墙生态特性不足的问题,并提出两种施工方法及相应的设计参数。雨水收集自动浇灌系统及太阳能墒情监测自动浇灌系统可保证生态槽内植物健康生长,最终可在挡墙临水侧形成全覆盖的生态美景效果,且有助于不幸落水者攀爬上岸自救。在适用于传统混凝土挡墙之处,均可采用植绿生态挡墙。经过生态化改造后的传统混凝土挡墙,具有可预期的生态功能。
  • 水利经济
  • 李扬
    中国农村水利水电. 2020, (4):  181-185. 
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    基于区位熵和洛伦兹曲线理论研究了山西省各地市2003-2017年用水结构的演变,分析了各类用水的空间分布及变化特征。结果表明:山西省用水总量总体呈上升趋势,用水结构比例相对稳定,农业用水量占主导地位且空间分布较为均衡,生活用水的空间分布随时间变化趋于均衡,工业用水和生态用水的空间分布较不均衡且差异有增大趋势,未来需进一步优化用水结构,提高工农业用水效率,更加重视生态用水,以实现山西省各地市经济、社会、生态的均衡发展。
  • 刘海英 王强
    中国农村水利水电. 2020, (4):  186-191. 
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    通过构建俱乐部物品的一般模型,讨论俱乐部规模与最优设施规模的关系,证明特定种类的水利设施存在适度使用范围,再建立潜在政府供给条件下,俱乐部与牧民博弈的两种均衡,证明政府以较高价格供水能为市场化的高效完善与俱乐部治理提供基础。研究表明:政府治理、组织化治理和个人治理应同时存在,政府的干预可以帮助解决用水困难,但是完全依赖于政府,会让小规模水利设施供给不足,也会导致政府供给的水利设施超负荷运转。因此,政府干预应在保障生存权的前提下引导利益相关者关系向稳定组织关系演变。
  • 赵亮
    中国农村水利水电. 2020, (4):  192-197. 
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    透过虚拟水视角,基于3E标准构建鄱阳湖流域农产品出口贸易的绩效评价体系,然后搜集2008-2017年方案层指标数据,运用AHP方法从经济性、效率性、效益性三维层面展开事后评价。在考量得到影响鄱阳湖流域农产品虚拟水贸易各分类绩效表现的关键指标基础上,进一步研究发现经济绩效评分的增长波幅更平缓,效率绩效评分长期垫底,效益绩效评分总体居中且在2013年后提升更显著。总绩效历年评分呈现波动中整体提升的正向趋势,但评分总体不高,表明农产品虚拟水贸易虽未引致显著的水禀赋“资源诅咒”,但是对流域内经济社会整体驱动还不强。