当期目录

    2020年, 第5期 刊出日期:2020-05-15
      
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    农田水利
  • 王乐 张娜 杜斌 张红玲
    中国农村水利水电. 2020, (5):  1-3. 
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    为了明确温室生产中不同耕作措施的水热盐调控效果,采用温室小区试验方法,以翻耕(CK)、翻耕结合地表覆盖地膜(M)、翻耕结合秸秆深埋(J)为对照,研究了翻耕结合地表覆盖地膜结合秸秆深埋(J+M)措施对温室土壤水热盐动态变化的影响。结果表明,与M、J及CK处理相比,J+M处理全生育期平均土壤含水率可分别提高8.96%、5.45%、14.32%,土壤温度分别提高3.35%、5.21%及8.32%,土壤全盐量分别降低24.44%、19.65%、26.64%,这一结果可为宁夏温室种植实施地膜覆盖与秸秆深埋改良措施提供参考。
  • 王宁 刘玉春 姜长松 赵晗 王遥 赵光耀
    中国农村水利水电. 2020, (5):  4-9. 
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    青贮玉米是河北省粮改饲的主要目标作物。为制定合理的水肥管理措施,提高青贮玉米的产量,选取灌水方式和施肥量作为因子进行青贮玉米试验。灌水方式设置畦灌和沟灌两个水平,施肥量设置4个水平,肥料用量在300~750 kg/hm2之间。研究结果表明,沟灌与畦灌相比,株高和鲜重分别增加2.2%和3.6%,沟灌有利于青储玉米的生长和产量的提高。施肥量对青储玉米的生长和产量影响显著,施肥量600 kg/hm2时青储玉米生长状况和产量最好,与750、450和300 kg/hm2施肥量水平相比,株高、叶面积指数、叶绿素和鲜重分别增加0.11%~27.8%、4.01%~10.55%、1.1%~1.8%和3.6%~15.6%。青储玉米鲜重产量介于69.09至81.4 t/hm2之间。相关性和回归分析结果表明青储玉米鲜重与株高和叶面积指数之间呈极显著正相关,沟灌、施肥量600 kg/hm2的处理组合有助于株高和叶面积生长,因此也有助于获得较高的青储玉米产量。
  • 付桃秀 邓海龙 谢亨旺 陈昱
    中国农村水利水电. 2020, (5):  10-12. 
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    为响应农业水价综合改革的要求,以江西省赣抚平原灌区为研究对象,采用完全成本定价法测算了灌区农业终端供水成本,即赣抚平原灌区国有工程水价为850.54 元/hm2,典型灌区末级渠系水价为849.53 元/hm2,合计1 700.07 元/hm2;分析了灌区农业用水户对测算水价的经济承受能力和心理承受能力,发现全成本水价在其经济可承受范围之内,但远高于其心理支付意愿。因此,建议灌区农业终端水价实行两部制,国有骨干工程水价按照其成本水价的60%收取,对高附加值的农作物可适当提高,其余40%由政府补贴;末级渠系工程水费全部采取由政府补贴农业生产发展的形式承担。
  • 黄滟淳,崔宁博,陈宣全,徐浩若,张艺璇
    中国农村水利水电. 2020, (5):  13-20. 
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    为探究不同数值模拟模型在川中丘陵区的适应能力,提高川中丘陵区气象资料缺失下的参考作物蒸散量(ET0)预报精度。选取7个代表性站点1961-2016年逐日气象资料,分别建立基于M5回归树(M5-RT)、双隐含层优化的反向传播神经网络(H-BPNN)和交叉验证优化的广义回归神经网络(CV-GRNN)的ET0预报模型。并选取3个在川中丘陵区具有较高精度的经验模型与其进行对比,在日尺度上评估模型的预报精度,利用可移植性分析评价3种模型在川中丘陵区的泛化能力。结果表明:①基于温度、风速和大气顶层辐射输入的M5-RT2、CV-GRNN2和H-BPNN2模型都具有较高的模拟精度,其R2分别为0.987、0.967和0.988,NSE分别为0.987、0.937和0.988;②日尺度误差分析表明,4类输入项组合下,M5-RT模型最优,H-BPNN模型次之,CV-GRNN模型最差,但3种模型的均方根误差均小于0.5 mm/d、平均相对误差均小于13.59%,优于Jensen-Haise、Hargreaves-Li和Irmak-Allen模型,M5-RT2(输入大气顶层辐射、最高/低温度和风速)、M5-RT3(输入最高/低温度和风速)和M5-RT4(输入大气顶层辐射和风速)在川中丘陵区内具有广泛的适应性,均可作为气象数据缺失下川中丘陵区ET0预报的推荐模型;③可移植性分析发现,训练、预测站点交叉组合下,3种模型的预报精度都有降低,但M5-RT泛化能力最强,模拟输出稳定,H-BPNN和CV-GRNN在ET0大于6 mm/d时出现明显截断误差,预测值普遍偏小,同时CV-GRNN模拟结果于标准值的趋势线斜率较小,模拟数值整体偏小。基于M5回归树的ET0预报模型在川中丘陵区具有较高精度,模拟结果稳定,可作为推荐的ET0简化模拟模型。
  • 雷蕾,于敏荣,高军,邵光成,孟佳佳,汤树海
    中国农村水利水电. 2020, (5):  21-27. 
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    为探究生物炭施加后控制灌排对水稻生长发育及产量的影响,于2016年在涟水县水利试验站开展了测坑试验,共设置轻旱控排W1、重旱控排W2两种控制灌排模式及无生物炭施加B0、生物炭施加B1两种生物炭施加水平,对水稻生长指标、水稻抗倒伏性能、产量指标进行了监测与分析。结果表明生物炭添加及控制灌排W2条件下,水稻株高均得到显著提高。施加生物炭可以缩短水稻节间长度、增大茎壁厚度及节间外径,显著提高水稻的抗倒伏能力,但在控制灌排W2条件下,水稻的倒伏指数升高,累积破坏能量下降,水稻抗倒伏能力呈现下降的趋势。控制灌排与生物炭添加均对水稻穗长和空秕率有显著影响,其中控制灌排的影响更为明显,生物炭添加和控制灌排W2单因素作用均显著提高了水稻产量,但两者交互作用却对产量影响不显著,相关水炭耦合效果还需进一步试验研究。
  • 水文水资源
  • 陈鑫 刘艳丽 刁艳芳 关铁生 刘翠善 王国庆 金君良 鲍振鑫 贺瑞敏
    中国农村水利水电. 2020, (5):  28-32. 
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    在气候变化和人类活动影响下,近年来很多流域的水文序列发生了突变,呈现出了时间序列上的非一致性。同时,水文序列的自相关性影响其突变点的准确识别。为研究关河流域降雨以及径流序列的变化规律,根据流域内5个雨量站以及2个实测径流站点近50年的实测资料,利用Mann-Kendall秩次检验其趋势性,同时利用3种突变检验方法分别在无、有去趋势预置白(trend free pre-white, TFPW)前处理的条件下对序列突变点进行识别,并使用Morlet小波对序列进行周期性分析,从突变点诊断、周期性分析和驱动机制3方面剖析关河水库流域水文序列非一致性变化特点。研究结果表明:对系列的自相关性去除以后,TFPW对水文系列中初步识别出来的多个伪突变点有校正作用,有助于识别出真正的突变点,这一结论在随后的周期性分析Morlet小波方法中得到了验证。研究区降雨在1978年发生突变,径流在1979年发生突变,降水是引起两站径流产生突变的原因,且突变点前后径流序列的状态发生了根本性变化;相较于受单一气候影响的石栈道站,受气候因素以及人类活动双因素影响下的关河站其径流总量下降更为明显,径流变化周期不稳定且峰值有所减小。
  • 郑楠炯
    中国农村水利水电. 2020, (5):  33-38. 
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    水系分维值反映河网的复杂程度。利用Arcgis平台及其ModelBuilder基于30和90 m精度DEM(Digital Elevation Model,数字高程模型)提取泗合水流域、韩江流域及子流域河网,采用盒维数法计算系列阈值下的可能水系分维值,并与实际河网计算的分维值比较。结果表明:①泗合水流域分维值相关系数R2大于0.98,韩江流域R2大于0.97,二者分别在无标度区间内统计自相似,表现出较好的分形特征;②DEM分辨率对盒维数法计算水系分维值影响小;③流域水系分维值随汇流阈值的初增而骤减,然后平缓减小至趋于1;④选择合适的汇流阈值使数字河网与实际河网吻合时,数字河网的分维值一定程度上可以代表实际河网的分维值;⑤流域水系发育均匀时,具有较强的统计自相似性,整个流域与各子流域分维值相近,水系分维值与流域面积不相关。
  • 谢南 刘攀 宋平 郑颖 徐锐
    中国农村水利水电. 2020, (5):  39-41. 
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    在人类活动强烈的在平原湖区,由于DEM精度较低,很难反映围湖造田形成的大量堤垸,径流的汇流过程亦会受到人工排涝的影响。针对人类活动强烈的洞庭湖湖区,结合GoogleEarth遥感卫星数据,识别出堤垸区的边界,以此修改研究区域的DEM来实现子流域的划分。对于堤垸区的汇流计算,采用天然出流过程的过去n d平均,以此反映人工排涝过程,从而能更好地利用SWAT模型对洞庭湖未控区间进行模拟。利用修改的DEM和过去n d平均出流的模型对流量进行了模拟,结果表明,改进后模型率定期的效率系数从0.88提高到了0.9,验证期的效率系数从0.85提高到了0.88。提出的模型改进方法,可为于平原湖区的水文模拟提供参考。
  • 杨无双 霍苒 曾强 陈华
    中国农村水利水电. 2020, (5):  42-46. 
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    降雨作为水文模型的主要输入,其观测站点的密度和不均匀的空间分布是降雨误差的主要来源,因此分析雨量站网密度和空间分布的影响对于提高水文模拟的精度具有重要意义。研究选择雨量站点较多且分布相对均匀的湘江流域为研究区域,使用新安江模型分析了不同雨量站网密度和空间分布对水文模拟的影响。结果表明,提高雨量站网密度能够有效降低模型最优参数的估算误差,水文模拟精度随着雨量站网密度的增加而显著上升,但当站点密度达到一定阈值后,模拟精度不再显著提高。另外当站点密度较低时存在部分雨量站网组合可以得到较好水文模拟结果。因此,增加雨量站数目、优化雨量站空间分布均能提高水文模型的模拟精度。
  • 鲍振鑫 张建云 王国庆 刘翠善 严小林 刘晶 刘悦
    中国农村水利水电. 2020, (5):  47-52. 
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    科学诊断水文序列的突变特性,对于认识水文循环的演变规律,研究环境变化对水文过程的影响具有重要的科学意义。基于漳河观台水文站1951-2015年实测径流序列,利用降水-径流双累积曲线、有序聚类突变检测法、Mann-Kendall突变检测法、基于水文模拟的突变检测法等多种方法对比分析了其突变特征。结果表明:1951年以来,观台水文站实测年径流序列呈现出显著的下降趋势,20世纪50和60年代处于丰水期,从70年代初开始年径流持续下降,80年代以后进入连续枯水期。4种突变检测方法得到观台水文站实测年径流序列的突变点位于1971-1978年。4种方法相比,降水-径流双累积曲线检测的突变点反映的是流域降水-径流关系发生明显改变的时刻;有序聚类突变检测方法检测的突变点反映的是径流序列的聚类特征;Mann-Kendall突变检测方法检测的突变点反映的是径流序列的综合突变特征;基于水文模拟的突变检测方法检测的突变点反映的是人类活动对流域降水径流关系干扰的起始点。
  • 水环境与水生态
  • 徐驰,董庆华,张宏雅,张浮平
    中国农村水利水电. 2020, (5):  53-57. 
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    城市水网的防洪功能是城市社会经济发展的重要保障,同时,现代城市普遍面临水资源短缺问题,其防洪需求应与水资源利用相结合,提高雨洪资源利用效益。固城湖是高淳区最重要的水源地,若无闸门和泵站调控,在丰水年易受洪水威胁。通过闸门和泵站调控后,可将固城湖水位控制在13 m(50年一遇防洪标准)以内;通过水网的雨洪资源利用,在保障防洪安全的前提下,固城湖丰水年可新增供水量约4 400 万m3。研究建议在未来的城市建设中进一步加强雨洪资源利用的研究,兼顾水网的防洪效益和水资源利用效益。
  • 周之悦 夏继红 蔡旺炜 叶继兵 刘瀚 窦传彬
    中国农村水利水电. 2020, (5):  58-62. 
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    滩地是河流的重要组成部分,具有调蓄洪水、净化水质、供生物栖息等功能。以浙江龙游县灵山港为典型山丘区河流,在现场勘测的基础上,提出了弯曲度指数(Ie)以表征滩地边缘内凹形态。基于Ie,滩地内凹形态可划分为低弯(Ie < 2)、中弯(2 ≤ Ie < 4)和高弯(Ie ≥ 4)3个等级。根据对灵山港下游18个滩地4次现场监测数据,并应用Mike 21构建该河段的二维水动力-水质耦合模型,定量分析了近滩区溶质运移过程。现场监测与数值模拟均表明随着Ie升高,河流水质风险随之呈极显著升高(P< 0.01)趋势。模拟结果进一步表明,适当降低高弯内凹形态可有效降低河流水质风险;而根据维持生境多样性的需求,不宜将内凹形态降至低弯。所获取的不同边缘形态下的溶质时空分布可为滩地保护及修复提供重要参考。
  • 高仕春 刘宇栋 程西方 李丽华
    中国农村水利水电. 2020, (5):  63-67. 
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    为解决复杂流域水资源配置和水库群生态调度问题,以闸坝众多的沙颍河流域为研究对象,以流域关键断面的生态基流为基础,建立以“保证河道生态用水,优先生活用水”为目标的水资源配置模型。以近年用户的实际用水为基准年的需水水平,在丰、平、枯、特枯来水条件下,应用改进大规模线性规划方法求解,得到水库生态调度控制线和运行规则,以及地表水资源分配方案,并以枯水年85%来水条件进行验证。结果表明,与原常规调度相比,水库生态调度可充分利用可调水量的时空分布以及水库群的调控能力,更有效地提高沙颍河流域关键断面生态用水的保证率。研究为沙颍河流域水资源综合管理提供了技术支撑和决策支持。
  • 黄金凤 宋云浩 董庆华
    中国农村水利水电. 2020, (5):  68-72. 
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    <现代城市多面临水质型缺水问题,城市水系多因污染物超标排放、水系不流通导致水质较差,无法达到相应水功能区水质目标。城市水网的构建是解决区域水资源调配不均、水环境不达标的重要手段之一。以南京市高淳区固城湖、水碧桥河、石固河、官溪河为研究对象,通过构建一维、二维水动力水质耦合模型,选取COD、NH3-N作为水质指标,模拟不同水资源利用情况下研究区域内水体水质分布情况,评估河湖水网连接对水体水质的改善效果。研究表明,河湖水网健康连通及科学调度可显著改善水体水质。
  • 刘慧
    中国农村水利水电. 2020, (5):  73-77. 
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    《指南》提出了试算法与模型模拟法对海绵城市专项规划中的年径流总量控制率这一刚性指标进行分解落实,但由于《指南》尚处于试行阶段未对如何运用模型模拟法进行指标分解作出解答,且以SWMM为典型代表的水文水力模拟研究也较少以此作为切入点展开探讨。因此,研究借助SWMM模型探索出一条具有普遍适用性的指标分解途径,通过现状评估、刚性指标分解及引导性指标分解三个阶段完成年径流总量管控指标的分解,并借助案例对分解赋值方法进行详尽阐述,愿能为今后海绵城市专项规划的编制工作提供些许参考。
  • 顾准 黄金柏 黄涌增 罗迪文
    中国农村水利水电. 2020, (5):  78-83. 
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    城市中的池塘是城市水体的重要组成部分,为揭示城市化背景下池塘水体水质的时间变化特性,选取扬州大学江阳路南校区池塘为研究区,对该池塘2018年7月至2019年6月的水质参数蓝绿藻浓度(Phyco)、水温(WT)、溶解氧(DO)、pH与电导率(EC)进行观测,采用变异系数法、单因子水质标识指数法以及多元线性回归法对各参数的变化特性进行评价。结果显示:池塘WT呈季节性变化;观测期间pH变化范围为7.74~9.98,水体呈碱性;DO变化的随机性较强,未表现出明显变化规律;各水质参数变异性及权重从大到小依次为WT>DO>EC>pH;以DO为指标的单因子水质标识指数结果表明:池塘DO达到Ⅲ类水要求的时段占总观测时段的84%;多元线性回归分析结果表明:DO与WT、pH呈正相关,与Phyco呈负相关,Phyco及pH的变化对DO浓度的影响相对于WT大。
  • 水工建筑
  • 王华敬 杨洁 王坤 张艳青 孙颖君
    中国农村水利水电. 2020, (5):  84-86. 
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    影响重塑细粒土渗透系数测定的因素之一是土样的制备。以华北地区某平原水库粉质黏土为研究对象,通过变水头试验和压汞实验,研究制备试样的固结时间和渗流起始水头对水工建筑物建筑材料渗透性和孔隙的影响。结果表明:制备试样的固结时间对渗透系数的影响更显著,固结8 h的渗透系数是24 h的3.8倍;起始水头对渗透系数的影响不超过2倍;固结时间越短,渗透系数受水头的影响越大;对重塑粉质黏土,以至少固结10 h且起始水头为100 cm为宜;固结使大孔隙(>40 μm)减小为小孔隙(<10 μm),土中的孔隙趋于均匀;对渗透性起决定性作用的是10~40 μm的孔隙含量,随其增多,渗透性增大。结论对重塑细粒土渗透系数的测定和工程中渗透性的应用有借鉴意义。
  • 袁以美,叶合欣,陈广海
    中国农村水利水电. 2020, (5):  87-91. 
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    为了赋予技术成熟、安全可靠、应用广泛的传统混凝土挡墙生态特性,将其直立的墙面适当放缓后退,浇筑成阶梯形状,在阶梯边沿上设置矮墙,形成生态槽,充填种植土,栽培适宜的景观植物,即为植绿型挡墙。结合植绿型挡墙在叉仔河治理中的应用,优化了挡墙设计,临水侧墙面综合坡比为1∶0.8,生态槽净宽0.65~0.85 m,槽深0.4 m,槽壁厚0.15 m,相邻槽距1.0 m,同时,墙背调整为仰斜式,坡比为1∶0.25,墙趾处设格宾护脚防冲。植绿型挡墙用于河道治理中,既经久耐用,又可形成生态美景,还有利于不幸落水者攀爬上岸自救。
  • 李瑛 林楚凌 惠建伟 贺昌海
    中国农村水利水电. 2020, (5):  92-97. 
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    围堰是水利水电工程施工的临时挡水建筑物,其施工方案对施工进度有着重要影响。邕宁水利枢纽工程采用分期导流方式,一期临时土石围堰具有工期紧,水深大,涉及多个区段、多种材料等特点,是该工程施工的一大难点。为了对一期临时土石围堰的施工方案进行深入研究,采用循环网络技术建立了围堰施工运输系统仿真模型,并用C语言编制了仿真程序。首先,基于工程特点拟定了3种施工方案,根据仿真计算结果优选了施工方案;其次,针对优化方案分别对装载台数和卸料点数进行了优化,得到了优选配置方案;最后,利用BIM技术实现了优化方案施工的可视化。研究成果为围堰的精细化施工提供了依据,可为类似工程提供参考。
  • 王凯 李同春 程井
    中国农村水利水电. 2020, (5):  98-102. 
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    考虑到重力坝沿岩基软弱结构面的深层滑动问题属于典型的局部位移非连续的接触问题,传统算法在求解此类问题上有较大的局限性,采用分区有限元与块体界面元混合算法对某重力坝进行深层抗滑稳定分析。鉴于该算法需预先知道可能的接触面,先采用弹塑性有限元强度折减法搜索出可能的深层滑动面,然后在滑面上生成接触点对。再采用分区有限元与块体界面元混合算法,整体折减滑动面的抗剪断强度参数,定义接触点对全部失效时重力坝失稳,求出抗滑稳定安全系数,并将结果与传统的弹塑性有限元强度折减法计算结果进行比较。结果表明该方法能较好模拟岩基不连续结构面的力学行为,计算效率高,有效避免了弹塑性有限元强度折减法在失稳判据上的人为性。
  • 高志良 张瀚 熊敏
    中国农村水利水电. 2020, (5):  103-108. 
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    国内多座深厚覆盖层上兴建的高心墙土石坝坝顶均出现不同程度的开裂,对坝体的长期安全稳定构成威胁,受到业内广泛关注。通过地质雷达、高密度电法等物探技术确定某高心墙堆石坝顶裂缝时空分布情况,根据变形实测资料分析了其变形破坏特征,并结合工程建设情况、结构特征、运行情况等对开裂原因进行分析。结果表明坝顶裂缝产生的根本原因是土体承受的应力超过其抗拉强度或抗剪强度后而发生的破坏,直接原因为坝顶的不均匀沉降,其中水荷载、湿化变形、蓄水速度、坝顶材料特性是坝顶不均匀沉降的关键影响因素。
  • 何育聪
    中国农村水利水电. 2020, (5):  109-113. 
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    近年来,悬链线形断面渠道得到越来越广泛的应用。悬链线形断面的临界水深和正常水深的计算需求解超越方程,无解析解。首先,结合悬链线形断面的几何特征、水力要素、均匀流与临界流的基本方程,引入合适的无量纲参数,导出悬链线形断面的均匀流和临界流方程;经数学变换后得到悬链线形断面正常水深和临界水深的牛顿迭代式,并利用优化拟合原理求出二者的初值计算公式,一次迭代后得到正常水深和临界水深的直接计算公式。最后对公式进行误差分析及比较,表明在工程适用范围内,正常水深和临界水深直接计算公式的最大相对误差绝对值分别为5.33×10-5%和5.05×10-5%,二次迭代后精度可分别提升108和106倍。
  • 泵站技术
  • 窦元之 顾靖超 陆立国
    中国农村水利水电. 2020, (5):  114-119. 
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    泵站正向进水前池扩散角大小是影响正向进水前池水流流态及池长的主要因素,通过盐环定扬黄工程三泵站水工模型试验,观测正向进流前池不同水沙条件、不同工况下泵站进口流态、流速分布、前池的淤积形态。在前池进口扩散角20°、25°、30°、35° 4种工况下,结果表现为:主流带流速值随着扩散角增加而增大;前池两侧淤积厚度大于中部,含沙量越大,前池淤积厚度越大;相同水沙条件、运行相同时间,扩散角越小淤积量越大;泵站前池前池扩散角25°和30°的布置较合理,水流、淤积等综合表现较好。
  • 陈绪勋,吴瑕, 张建涛,潘少斌,黄成
    中国农村水利水电. 2020, (5):  120-122. 
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    以小型灌溉泵站为例,对比4种不同结构形式的潜水泵优缺点,设计了一种管轨一体斜拉式潜水泵。相比于其他方案,其具有以下优点:工程投资少,施工工期短,泵站管理及维护均比较方便,并且解决了泵站淤积问题。经过4年的运行,该泵站运行情况良好。管轨一体斜拉式潜水泵在河道取水工程中逐步得到应用,应用前景广泛。
  • 陶东 李娜 肖若富 伏志梅 张克强
    中国农村水利水电. 2020, (5):  123-127. 
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    泵站可用于田间配水、城市用水,多级泵站大多建在西北黄土高原地区,由于各区域用水分布不均,输水系统复杂以及运行管理等问题,多级提水泵站需要进行系统的优化调度。以某多级提水泵站为研究对象,当泵站在正常情况下运行时,即流量为6.1 m3/s,对于泵站级间采用粒子群算法,优化结果与实际运行情况相比,各级泵站水位发生微调,在该流量下水位实现一个相对较好的组合,单位时间内可节约1.66%的能量,一年大约可节约98万kWh。优化后多级泵站从整体降低了能耗,在尽可能提高其运行效率、降低能耗的基础上,使其在安全、经济的情况下运行。
  • 张焱炜 李传奇 孙策 崔佳伟
    中国农村水利水电. 2020, (5):  128-132. 
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    为了提高梯级泵站的运行效率,对其进行优化调度研究十分必要。以济南市玉符河卧虎山水库梯级泵站为例,基于分解协调法建立了能耗优化模型和日运行电费优化模型,利用修正的Morris筛选法对模型进行了局部敏感性分析。结果表明:对于能耗优化模型,能耗和单位流量(扬程)能耗随着瞬时流量、后池水位的增加和前池水位的降低而增加,参数的敏感性排序为瞬时流量、前池水位、后池水位;对于日运行电费模型,参数的敏感性排序为日调水量、高峰时段最小流量、低谷时段最大流量。在不超过机组承受能力和满足各种运行条件的情况下,高峰时段最小流量越小和低谷时段最大流量越大,日运行电费相对来说越小。研究为梯级泵站的优化调度提供了一定的参考和指导意义。
  • 程效锐 陈红杏 王晓全
    中国农村水利水电. 2020, (5):  133-138. 
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    为了研究空间导叶叶片进出口有效过流面积比和其过水断面面积变化规律对潜水泵性能的影响,保证导叶其他参数不变,设计了9种面积比模型,以效率最优的面积比导叶为基础模型,设计了4种过水断面面积变化规律的导叶,包括线性式、上凸式、下凹式和S形。运用CFD数值模拟方法对其内部流场进行了计算,模拟计算结果与试验结果较为吻合,设计工况下的扬程和效率的误差均在3%以内。通过对潜水泵外特性分析表明:导叶过水断面面积变化规律在设计工况下对泵的效率有显著影响,变化过程中效率的增幅约为4%,但对其扬程影响甚微,最大扬程差仅为0.7 m;各个方案导叶流道的内流场分布结果表明:下凹式面积变化规律能有效改善导叶内流体的流动状态,降低导叶内的能量损失。非线性下凹式面积变化规律优于线性,S形及上凸式面积变化规律,但如何寻找最优变化规律仍需继续探索。
  • 杨从新 杨藤 刘满
    中国农村水利水电. 2020, (5):  139-144. 
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    为分析叶轮直径对双蜗壳离心泵压力脉动特性的影响,采用SST k-ω湍流模型和SIMPLEC算法对不同叶轮直径下的双蜗壳离心泵进行数值计算,将外特性参数试验结果与计算结果进行对比。研究表明,离心泵外特性参数(扬程H与输出功率P)随直径变化是等梯度的,并且计算值与试验值基本吻合;小流量工况下压力脉动幅值高于其他流量工况,叶轮直径变化会使叶片弯曲度发生改变,受动静干涉以及射流-尾迹的影响会出现脉动叠加现象,从而在叶片通过频率的倍频处(3fBPF或4fBPF)产生高幅值脉动;隔舌区域流动混合现象最为明显,且除D′2/D2=1(模型3)以外,隔舌位置处的压力脉动峰值均出现在叶片通过频率处。对于所选取的模型,除过隔舌区域监测点之外的其他监测点处压力脉动峰值处的脉动幅值随叶轮直径增大逐渐增大,且最大幅值波动达到23.8%。叶轮直径变化时射流-尾迹与动静干涉作用对离心泵内部压力脉动特性有重要影响。
  • 水电建设
  • 鲁志航 伍鹤皋 严利冰 石长征 胡蕾
    中国农村水利水电. 2020, (5):  145-149. 
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    平底三梁钢岔管结合了月牙肋和三梁岔管的特点,整个钢岔管底部平齐,有利于解决管道系统检修排水难题;但其结构复杂,无可靠的结构力学计算方法。在进行岔管设计优化或者设计变更时,需采用有限元软件反复建模计算,流程繁琐,工作量大。通过CATIA软件二次开发计算机辅助设计系统进行平底三梁钢岔管体型设计和有限元分析,可有效提高设计效率和精度。程序系统按岔管布置形式开发的对称和卜形两个模块,均包括体型设计、三维建模、网格划分、数据转换等功能。采用程序系统进行埋藏式平底三梁钢岔管与围岩联合承载设计,可使计算结果更加合理,管壳和加强梁尺寸得到进一步优化,应用前景非常广阔。
  • 孙毅 岳晓娜 胡蝶
    中国农村水利水电. 2020, (5):  150-154. 
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    根据标准k-epsilon湍流模型,采用欧拉法对水轮机混凝土蜗壳内水沙两相流进行仿真分析。仿真条件是两因素三水平。第一个因素是含沙量,设为0.5%、1%和1.5% 3个水平;第二个因素是颗粒直径,设为0.05、0.1和0.5 mm 3个水平。结果表明:随着含沙量的增加,蜗壳内的压力升高。在含沙量相同的条件下,粒径的增加会引起蜗壳内沙粒体积分数的增大。在粒径相同的条件下,随着蜗壳进口含沙量的增加,蜗壳内沙粒的体积分数也随之增加。
  • 邓聪 曾永忠 刘小兵 朱乔琦
    中国农村水利水电. 2020, (5):  155-159. 
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    混流式水轮机在偏离最优工况下运行时,转轮叶道内会出现旋转涡流,影响水轮机的高效稳定运行。为研究低比速混流式水轮机在小开度工况下叶道涡的流动特性,基于Navier-Stokes方程及Sparlart-Almaras一方程湍流模型,对运行在小开度不同转速工况下的某低比速混流式水轮机,进行三维全流道定常流动数值模拟。计算结果表明:在小开度工况下,两种转速条件存在着分布位置不同、形状大小不一的叶道涡;随着转速的增加,旋涡结构趋于不稳定,内部流场的流态变得非常紊乱,水轮机能量转化效率降低,叶道涡的流动特性与转轮转速密切相关。
  • 王凯利,何林,陈明千,廖嘉玲,李永,李克锋
    中国农村水利水电. 2020, (5):  160-164. 
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    四川省是长江上游的重要生态屏障,生态环境脆弱。四川省“三线一单”编制对处理好长江上游生态屏障保护与长江经济带发展的关系极其重要。四川省水资源丰富,小水电开发众多,随生态环境保护要求的提高,小水电无序过度开发导致的生态环境问题逐渐突出,为切实维护长江经济带河流生态系统健康,推动四川省“三线一单”的编制,亟待开展小水电管控要求研究。研究拟从流域的角度建立小水电退出标准,提出小水电管控要求,为国家清理小水电、政府管理小水电以及推动“三线一单”的编制提供技术支撑;为探明小水电绿色发展之路提供理论依据。
  • 涂勇 陈自然 卢舟鑫
    中国农村水利水电. 2020, (5):  165-168. 
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    液压随动系统主配电气中位未整定准确和温漂作用是调速器系统出现主配频繁调节的主要原因之一。技术人员对调速器液压随动系统进行深入的理论研究,提出了静态平衡理论和主配中位纠偏原理,探索出了主配电气中位自适应方法,进而通过调速器电气控制系统自适应控制功能软件开发,实现了主配电气中位自动诊断及智能纠偏功能,并通过真机测试验证其功能效果,完美解决了液压随动系统主配电气中位未整定准确或由于温漂作用导致的调速器系统主配频繁调节问题,保证了机组和电网安全稳定运行。
  • 吴永风 张浓浓 胡碧辉
    中国农村水利水电. 2020, (5):  169-171. 
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    农村水电站资源开发对促进当地经济发展发挥重要作用,但仍存在一定的安全生产及运行管理问题。以江西省农村水电站安全生产标准化90座试点电站为例,介绍了江西试点水电站评审方法,从安全生产目标及投入、人员配置和职责、生产设备设施、作业安全、隐患排查治理及应急救援、事故报告及调查处理6个评审要素统计了常见问题,并重点从装机容量、评级情况对江西省农村电站总体及各地市情况进行了探讨,分析了常见问题产生的原因,提出了相应建议措施。研究成果可为促进科学有序的开发农村水电资源提供参考。