当期目录

    2020年, 第11期 刊出日期:2020-11-15
      
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    水文水资源
  • 刘小园, 刘扬, 王芳
    中国农村水利水电. 2020, (11):  1-7. 
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    基于1956-2016年青海湖流域逐月径流量实测资料,采用集中度、累积距平法、线性趋势回归检验法、M-K突变检验法和小波分析法等方法,分析了60年来青海湖流域径流量的年内、年际变化特征和演变趋势。结果表明:①青海湖流域径流年内分配不均匀,四季径流量变化较大;②径流的年际变化特征,大体经历了“枯-平-丰”的演变过程,即1956-2003年的枯水期、2003-2012年的平水期和2012-2016年的丰水期;③流域内径流量总体呈现增加趋势,其中夏季增加趋势最为显著,其次是冬季季节,径流突变发生在2002-2005年左右,小波分析年径流具有24年的主周期。未来一段时间,青海湖流域年径流量还将持续增加。研究结果可为青海湖水资源保护和生态恢复提供科学依据。
  • 张顾 王加虎 罗晓春 鲍婧 张敏 杨茜茜
    中国农村水利水电. 2020, (11):  8-13. 
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    雅砻江流域水量丰沛,水能资源丰富,流域水利工程规划建设、水库调度及防汛抗旱均需要径流预报的支撑。建立基于DEM栅格的分布式水文模型,产流计算选取改进的SCS模型,汇流计算选取概念性源汇模型;提出基于空间分布的T-G融合方法修正TRMM数据;TRMM修正数据驱动水文模型进行径流模拟。结果表明修正后TRMM数据误差减小,误差分布更为稳定;TRMM修正数据驱动分布式水文模型,模拟径流峰形相似,RT和V7模拟精度等级为丙级和乙级,次洪误差控制在合格率内,符合预报要求;考虑TRMM数据适用性评价、驱动水文模型径流模拟结果,TRMM数据可作为雅砻江流域实测降水数据的补充。研究方法可为雅砻江流域径流预报提供参考,同时可为无资料或缺资料区域提供TRMM数据能否作为实测资料替代或补充的参考。
  • 张志高 耿益新 蔡茂堂 尹纪媛 张秀丽 孙梓欣
    中国农村水利水电. 2020, (11):  14-18. 
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    基于河南省15个气象站1960-2018年汛期(6-9月)逐日降水数据,运用线性回归、趋势分析、降水集中度Q指数和GIS等方法对河南省汛期降水集中程度及时空分布特征进行了分析。结果表明:1960-2018年河南省汛期降水量和Q指数均呈上升趋势,倾向率分别为0.45 mm/10 a和0.002 /10 a。降水日数以-0.107 d/10 a的倾向率呈减小趋势,河南省汛期降水趋于集中。河南省汛期Q指数呈东北向西南逐渐减小趋势,汛期降水量呈东南向西北递减趋势,降水日数呈由西南向东北递减趋势,表明河南省汛期降水多的地区,其降水日数较多,降水较为分散。59年来河南省汛期有效降水日数以-0.257 d/10 a的倾向率呈减小趋势,强降水和极端降水日数分别以0.027、0.012 d/10 a的倾向率呈增加趋势,表明河南省强降水和极端降水日数占比呈增大趋势,降水更为集中,更容易产生洪涝灾害。从空间分布来看,东北部地区有效降水日数相对其他地区较少,但强降水和极端降水日数相对较多,降水更为集中。
  • 盖永岗 陈松伟 马莅茗
    中国农村水利水电. 2020, (11):  19-23. 
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    孟加拉国地处恒河(Gange河)、布(拉马普特拉)河(Brahmaputra河)和梅格纳河(Meghna河)形成的三角洲,由于其独特的地理位置和地形地貌特点,三条大河均处于世界强降雨区域,季风季节大量的暴雨洪水汇聚于孟加拉国后入海,尤其是布河和恒河流域汇集了大量的境外流域洪水,使得孟加拉国极易遭受洪水灾害。在梳理孟加拉国地形地貌、河流水系和洪水灾害情况的基础上,分析了孟加拉国布河和恒河洪水成因及类型,解析了其洪水来源,概括了其洪水发生季节及洪水汛期峰型类型,统计了其洪水峰量特点、剖析了其年最大洪水发生时间和遭遇特征,从探索孟加拉国布河和恒河洪水特性的角度揭示了孟加拉国极易遭受洪水灾害的原因,为孟加拉国洪水研究和洪灾治理提供了一定的技术参考。
  • 张璐 董增川 任杰 王诗韵 贾晴雯 金大伟 马嘉忆
    中国农村水利水电. 2020, (11):  24-27. 
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    针对部分地区缺乏河流水量实测资料的问题,提出一种基于Landsat遥感影像的河道水量估算方法。该方法用ENVI提取遥感图像水体面积,结合已知的水量数据,构建水面面积-水量曲线得到估算方程。选取秦淮河流域为研究区,基于1999-2016年的Landsat7和Landsat8遥感影像,分别构建秦淮河水面面积-年/月径流量关系曲线,结果显示水面面积与径流量之间具有较强的相关性(R2>0.75)。通过对不同线型模型估算效果进行分析选取最优模型并进行精度验证,发现不同时间尺度下指数模型都最适用于秦淮河的径流量估算。结果表明这种方法可以有效解决流域水文资料不足等问题,并且具有良好的精度。
  • 胡顺强 崔东文
    中国农村水利水电. 2020, (11):  28-34. 
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    为拓展生长模型在径流及地下水位预测中的应用范畴,提高模型预测精度,提出人工生态系统优化(AEO)算法-组合生长预测模型。选取6个标准测试函数和本文Schumacher、Usher模型参数优化实例对AEO算法进行仿真验证,并与鲸鱼优化算法(WOA)、灰狼优化(GWO)算法、教学优化(TLBO)算法、粒子群优化(PSO)算法的仿真结果进行比较。基于Schumacher、Usher单一生长函数构建Schumacher-Usher组合生长模型,针对组合模型参数及权重系数选取困难的实际问题,利用AEO算法同时对组合模型参数和权重系数进行优化,提出AEO-Schumacher-Usher组合生长预测模型,并构建AEO-Schumacher、AEO-Usher、AEO-SVM模型作对比,以文献径流及地下水位预测为例进行实例验证。结果表明,AEO算法寻优精度优于WOA、GWO、TLBO、PSO算法,具有较好的寻优精度、全局搜索能力和稳健性能。AEO-Schumacher-Usher模型对两个实例预测的平均相对误差绝对值分别为2.32%、0.15%,预测精度优于AEO-Schumacher、AEO-Usher、AEO-SVM模型及文献相关模型,具有较好的预测精度和泛化能力。AEO算法能同时有效优化组合生长模型参数和权重系数,AEO-组合生长模型用于径流及地下水位预测是可行和有效的,模型及方法可为相关预测研究提供参考。
  • 其他
  • 易彬, 陈璐, 路岚, 覃叶红萍
    中国农村水利水电. 2020, (11):  35-41. 
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    开展系统深入的生活需水预测研究,对保障社会经济可持续发展具有重要现实意义。研究引入了社会水文学的基本概念,融合了自然、人口、经济和环境意识等一系列综合影响因素,提出了耦合社会-水文多因素的生活需水系统动力学建模方法,辨识了影响生活需水量的关键社会经济因子,推导了人口、城镇化率、收入水平的预测方程,首次提出了表征节水意识演化规律的函数表达式,揭示了影响生活需水关键因子的发展趋势,在此基础上,建立了生活需水预测系统动力学差分和微分方程组,实现了自然、社会双重驱动下的生活需水预测。最后,以珠江上中游为例,开展了模型的例证研究。结果表明,所提模型可以模拟人口、城镇化率、收入水平、节水意识等客观发展规律,生活需水预测结果与历史真实值较为接近,所建模型可用于未来生活需水预测的研究,为生活需水预测提供了一种新的途径和方法。
  • 鲁汉, 叶林媛 罗鹏, 刘攀 熊立华, 夏军, 程磊
    中国农村水利水电. 2020, (11):  42-49. 
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    蒸散发(Evapotranspiration, E)是水循环及其演变规律检测分析最关键的变量之一,特别是受人类活动显著影响的区域。研究以受人类活动影响而水循环发生显著变异的长江流域为研究区域,基于7种可公开获得并广泛使用的蒸散发产品,包括4种诊断模型产品(EMTE、EGLEAMv3a、EPML、EMTE-WB)和3种再分析产品(EMERRAa、EMRRRAs、EERA),参照水量平衡法获取的蒸散发(EWB)数据,对7种蒸散发产品的时空特征及其长期演变规律进行了分析研究。结果表明:7种蒸散发产品的多年平均蒸散发量均高于EWB,在645~955 mm/a之间;年蒸散发变异系数在0.01 ~ 0.05之间。7种蒸散发产品在长江流域均表现出上升趋势,平均速率为1.25±0.46 mm/a2(约22.3±8.2 亿m3/a),中下游地区蒸散发上升幅度最大。该研究结果可以为长江流域的水循环变化研究提供参考。
  • 水文水资源
  • 李扬
    中国农村水利水电. 2020, (11):  50-56. 
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    部分概率权重矩法和高阶概率权重矩法都是基于概率权重矩法的改进参数估计方法,比较了部分概率权重矩法和高阶概率权重矩法的统计特性并研究它们在洪水频率分析计算中的应用效果。通过蒙特卡洛试验,对部分概率权重矩法和高阶概率权重矩法的统计特性进行模拟和分析对比,以神木水文站年最大流量序列为例,估计广义极值分布参数及不同重现期的设计值,并对拟合效果进行评价。结果表明,高阶概率权重矩法估计的无偏性和有效性均显著优于部分概率权重矩法,部分概率权重矩法和高阶概率权重矩法均适宜用于进行洪水频率分析且拟合效果相当,其中高阶概率权重矩法的计算相对更简便。
  • 水环境与水生态
  • 王谦 李永业 陈卓 束德方
    中国农村水利水电. 2020, (11):  57-61. 
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    为了进一步研究圆柱体间流场水流特性,利用粒子图像测速仪(PIV)对双圆柱体间断面轴向流速的流场进行模型试验,对比分析了不同断面中的轴向速度分布。结果表明,随着与后圆柱体距离的增加,圆柱体间轴向速度分布呈现旋转对称-轴向速度分布均匀化-趋向旋转对称的发展规律;不同直径的测环圆柱体间流场中,下游部分水流在上游导流条引流作用下轴向流速分布逐渐整体偏离管轴中心线;水流沿后圆柱体导流条及支撑体流动至测试范围内,受旋转对称支撑体影响,紧贴后圆柱体支撑体横截面中轴向速度出现负值。
  • 何寿奎 刘浩
    中国农村水利水电. 2020, (11):  62-66. 
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    由于我国经济步入新常态,推动农村绿色产业升级是保证农村经济持续发展的关键,在面对环境问题日趋严峻的同时,如何实现水环境治理和推动农村绿色产业升级的双赢局面值得研究。采用全国30个省级行政区2012-2015年面板数据,探究了水环境治理下农村绿色产业升级的机理,并建立随机效应模型检验了水环境治理对农村绿色产业升级的影响。结果表明:水环境治理对农村绿色产业升级具有一定的促进作用;在经济发展程度不同的地区水污染治理的促进效果也存在差异,经济发达地区水环境治理的影响更加明显。同时,根据研究结果提出了建立农村水污染治理与绿色发展融合机制、加强经济欠发达地区水环境治理强度等政策建议。
  • 宋嘉 李怀恩 李家科 郝改瑞
    中国农村水利水电. 2020, (11):  67-72. 
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    为探究丹江流域陕西段非点源污染物负荷量及污染源空间分布,运用输出系数法和等标污染负荷法对2017年丹江流域陕西段5个县区的污染负荷量进行估算评价。通过GIS分析各县区不同污染负荷的空间分布情况及贡献量,并根据主要污染源提出针对性的管控措施。结果表明:2017年污染负荷量分别为总氮6 209.22 t,总磷369.56 t,氨氮2 187.88 t,化学需氧量22 681.14 t。对于总氮和化学需氧量贡献率最大的污染源是农业农地,总磷及氨氮则是畜禽养殖。各污染物在空间分布上有很强的一致性,但各县区的等标污染负荷仍存在差异。研究旨为丹江流域陕西段非点源污染的防治提供了决策参考。
  • 李继政 李传奇 王复生 张焱炜
    中国农村水利水电. 2020, (11):  73-76. 
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    为了对城市暴雨洪水进行快速响应,基于元胞自动机构建城市暴雨洪水模型,以期在发生暴雨事件时能够快速模拟洪水演进过程。设置符合城市复杂下垫面特征的产汇流规则,充分考虑各种产流因素以及特殊情况下的解决方案。以济南市主城区为研究区域进行案例分析,结果表明:元胞自动机对大区域洪水模拟除本身具有快速计算的优点外,也能得出可靠的结果,计算得到的淹没水深与实测数据大致吻合。与传统基于数学物理方程的模型相比,元胞自动机模型对数据需求较低,表现形式直观,能够很好的应用于城市洪涝演化模拟中。
  • 沈海岑 薛联青
    中国农村水利水电. 2020, (11):  77-82. 
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    为揭示塔里木河流域实施综合治理后20 a下游区土地利用变化及其对生态风险的影响,利用2001、2010、2019年三期Landsat遥感影像,构建土地利用变化下的景观生态风险评价模型,开展塔里木河下游区的土地利用变化、景观生态风险评价及其时空分异研究。结果表明:2001-2019年,塔里木河下游区未利用地面积减少,水域湿地、林地、草地面积显著增加。景观生态风险的空间分布呈现显著正相关性,主要为高-高和低-低集聚模式。塔里木河下游区以低和较低生态风险区为主,占流域面积72.61%以上,高生态风险区主要分布于水域湿地,较低生态风险区多分布于林地、草地,低生态风险区主要分布于未利用地,耕地分布区由较高转变为中生态风险。整体生态风险先略有增加后逐渐降低,高、较高生态风险面积显著减少了42.4%,塔里木河下游区生态系统正在逐步恢复。
  • 温春云 刘聚涛 胡芳 杨平 韩柳
    中国农村水利水电. 2020, (11):  83-88. 
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    为及时掌握鄱阳湖水生态环境变化,分别于2017年4月(平水期)、8月(丰水期)、12月(枯水期)采集了湖区表层水样,对水质理化参数进行了测定分析,并通过单因子指数法和综合营养状态指数法对水质进行了综合评价。结果表明:鄱阳湖水体理化参数存在显著的时空差异,水质总体为Ⅴ类水。其中,枯水期水质最差,丰水期水质相对较好。不同时期各样点水体pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、氨态氮等指标均达到或优于Ⅲ类标准,但大部分水域的总氮和总磷为Ⅳ类或Ⅴ类水。鄱阳湖平、丰水期为中营养状态,并向轻度富营养化过渡,枯水期表现为轻度富营养状态。湖口至屏峰、都昌至棠荫两段水域3个时期总体呈现轻度富营养状态,而星子至都昌水域为中营养。
  • 农田水利
  • 徐涛 才硕 时红 时元智 谢亨旺 刘方平 梁举
    中国农村水利水电. 2020, (11):  89-93. 
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    为研究淹水胁迫对水稻生长发育、叶片酶活性和产量形成的影响,并提出相应的水稻淹水后排水指标,试验采用水稻盆栽试验模拟水稻淹水胁迫状态,研究中稻拔节期淹水胁迫环境下生理性状和产量构成的响应特征。结果表明,中稻拔节期受淹胁迫后,水稻分蘖生长会受到抑制,株高随着淹水时间和淹水深度增加显著增长,水稻剑叶中的MDA质量摩尔浓度随着淹水时间和淹水深度的增加会逐步升高,POD酶活性随着淹水时间的增加会逐步升高,剑叶中SOD酶活性表现为:当淹水天时为1、3、5 d时,随着淹水深度的增加而升高,当淹水天数达到7 d时,随淹水深度增加反而降低, 在产量构成方面主要表现为淹水胁迫后水稻有效穗、结实率和实际产量的显著降低,受淹水深为40 cm时,受淹历时1、3、5和7 d的产量分别较对照减少12.64%、15.37%、23.42%和28.75%,构建了水稻产量与淹水深度(H)和淹水时间(D)以及地面累积水深度(SFW)之间的回归模型,根据模型假设若以水稻减产20%为排水指标,当中稻拔节期淹水深度为20、30和40 cm时,应在8.5、6.5和3.5 d内将田面水层排到10 cm左右。
  • 韩宇 曹文轩 李彤姝 吴章生 陈建
    中国农村水利水电. 2020, (11):  94-100. 
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    引入测速法线的概念,对以圆弧底为基础的渠道断面流速分布进行分析,探究最适合用于圆弧底断面流量量测的方法。基于流速分区理论推导能够代表测速法线平均流速的特征位置点,构建用于圆弧底断面测流的数学模型。结合在多个物理模型下获得的多组试验数据,对构建的数学模型进行验证校核,并进一步探究测速法线在不同水力条件下的布控规律。结果表明:在圆弧底断面中流速是沿着法线方向分布的;测速法线在圆弧底断面中的测流精度要高于测速垂线;任意测速法线上存在能够代表测速法线平均流速的特征位置点,且在同一精度要求下测速法线的布控数量要小于测速垂线,操作更方便。
  • 翟丽妮, 马丽梅, 关洪林, 林沛榕, 赵一方
    中国农村水利水电. 2020, (11):  101-106. 
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    研究借助CNKI、WOS数据库,定量分析了近五年国内外水旱灾害防治各领域研究论文的发文量、被引量和高频关键词。结果表明,近五年国内外水旱灾害防治发文量呈现增加趋势,学科发展态势良好;国内外处于首位的高发文方向均为模型方法,其中又以水文模型的发文量最多;从各方向的发文量和篇均被引量分布情况来看,国内产出优势大多滞后于影响力优势,而国际产出与影响力大体呈现正相关态势;从高频关键词的综合分析来看,国内前沿热点是洪水预报和城市内涝防治;国际前沿热点是遥感技术在水旱灾害防治中的应用以及农田排水的水污染问题。
  • 卢珍, 曾文明, 李光辉, 阮红丽, 李玉玲, 刘波
    中国农村水利水电. 2020, (11):  107-111. 
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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。水泵是提灌站系统组成的核心设备,其设计选型是否合理直接影响水泵寿命、投资成本以及建成后的稳定、安全、低耗运行。针对管道沿线具有多出水口的提灌站,选择了两个具有代表性的典型工程案例,进行了工程现状和存在问题的详细介绍。通过水泵选型设计及分析可知,当管道沿线存在多出水口情况时,可优先考虑采用水泵变频运行方案解决不同出水口的供水问题;当管道沿线两个出水口扬程相差较大但需水流量相差不大,采用水泵变频方案不能满足供水要求时,可采用两台水泵串联运行的方案解决供水问题。
  • 刘有亮, 胡斌超
    中国农村水利水电. 2020, (11):  112-117. 
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    基于Bentley HAMMER V8i水锤分析软件对甘肃省引洮供水二期配套秦安县城乡供水好地梁工程中三座超高扬程及长距离泵站进行停泵水锤分析及防护设置,泵站扬程分别为276、199和246 m,三座泵站输水管线受地形影响起伏十分复杂,事故停泵时管线负压及水锤升压十分明显。通过模拟分析计算,三座泵站采用液控止回偏心半球阀、空气阀、压力波动预止阀等防护设备后,有效消除了事故停泵时管线负压和降低水锤升压。
  • 吕桂军 袁巧丽 刘小刚
    中国农村水利水电. 2020, (11):  118-120. 
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    为探寻不同因素交互作用对土壤电导率值的影响情况,通过室内模拟试验研究了土壤含盐量、体积含水率、密度几种因素交互作用下的土壤电导率值变化规律,并对土壤电导率值的主要影响因素进行了分析。试验结果表明:盐渍土壤中,不同土壤密度下的土壤体积含水率与土壤电导率都存在显著的正线性相关关系;盐渍土壤中,土壤体积含水率和含盐量对土壤电导率都有影响,但土壤体积含水率变化对土壤电导率的影响不显著,土壤含盐量变化对土壤电导率的影响显著。
  • 罗灿, 刘浩, 施伟, 成立, 祁卫军
    中国农村水利水电. 2020, (11):  121-128. 
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    基于ANSYS CFX求解器,采用N-S方程和RNG k-ε湍流模型,对该泵站侧向进水前池内的流动特性开展了数值模拟研究,计算结果发现,老站单独运行、新站单独运行、“老站+新站”同时运行3种工况下原方案流态分布都不均匀。为了解决上述问题,提出了底坎、立柱、“底坎+立柱”3种导控措施。对比不同工况下各导控方案的导控效果发现,上述3种导控措施均能显著改善前池流态,其中导控方案2能有效消除大范围的回流区,进水池进口断面轴向速度分布均匀度整体优于导控方案1、3,水流能够对称均匀的流入出水管,不良流态基本得到解决。通过定量和定性地对比试验测试结果和数值模拟结果发现二者吻合性好,数值模拟结果得到了验证,这表明该数值计算方法是可靠的,其计算结果是可信的。
  • 张亚东 郑世宗 卢成
    中国农村水利水电. 2020, (11):  129-131. 
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    灌区用水计量设施是农业水价综合改革的基础。针对浙江省灌区工程类型和管理水平差异性大的特点,结合农业水价综合改革现状,通过全省灌区计量设施调查,分析了农业水价综合改革计量设施的建设情况与运行管理现状,总结归纳了不同地域类型下的计量模式及其适用条件,对加强灌区农业用水管理及推进农业水价综合改革具有重要的指导作用,为南方同类型地区完善灌区计量设施提供了借鉴和参考。
  • 曹永强 李玲慧 路洁 张若凝 宁月
    中国农村水利水电. 2020, (11):  132-137. 
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    为了揭示玉米生育期不同阶段主要气象因子对其产量的影响关系,基于1960-2017年辽宁省内23个站点逐日气象数据及1998-2017年玉米播种面积及总产量数据,运用Mann-Kendall检验法、5年线性调和滑动平均法,对各气象因子及玉米产量的年际间变化趋势进行定量分析,在此基础上探讨气候变化对辽宁省玉米产量的影响。结果表明:①近58年辽宁省平均气温以0.21 ℃/10 a的速率显著增长(p<0.05);日照时数显著下降(p<0.05),变化幅度为23.42 h/10 a;降水量减少速率为3.37 mm/10 a。②近20年来辽宁省玉米单产量变化趋势并不明显,整体表现为以59.12 kg/10 a速率减少;气象产量相对离散,总体呈上升趋势。③从气象因子对玉米产量的影响关系上看,生育期内平均气温、日照时数与气象产量均主要呈负相关关系,降水量对玉米产量产生的正效应多于负效应;喇叭口期是各气象因子影响玉米产量的关键期。研究成果旨在为合理利用气候变化规律以实现当地粮食增产和安全保障提供一定科学依据。
  • 黄成真, 王娟, 仲昭易, 庄晔
    中国农村水利水电. 2020, (11):  138-142. 
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    探究生物炭以及改性生物炭对盐渍土入渗、蒸发能力以及含水率、pH、含盐量的影响。通过室内土柱试验,研究了2种生物炭(普通小麦秸秆生物炭A、磷酸改性生物炭B)3个添加量(2%、4%、8%)共计6个试验组以及1个对照组(CK、A1、A2、A3、B1、B2、B3)条件下,盐渍土入渗、蒸发过程中湿润峰运移、累积入渗量、蒸发量、含水率、pH以及含盐量的动态变化。结果表明,①在入渗阶段,观测累积入渗量以及湿润峰运移距离两项指标,发现添加生物炭和改性生物炭均能够有效促进土壤水分入渗,且添加量越多,促进效果越明显。②添加改性生物炭更能增大土壤入渗结束1 d后的土壤含水率,且对土壤pH的改良效果更好,B3处理显著增大了0~15 cm土层土壤的含盐量,A1处理显著降低了15~30 cm土层土壤的含盐量。③各处理对土壤蒸发的影响较小,仅在A3处理下对土壤蒸发产生了抑制。添加4%的改性生物炭能够有效降低土壤的pH,促进土壤水分的入渗,对改良盐渍土具有良好作用。
  • 翟厚松
    中国农村水利水电. 2020, (11):  143-146. 
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    我国是一个水资源严重短缺的国家,农业用水占全部用水总量的一半以上,因此测算农田灌溉水有效利用系数、评估农业用水效率成为重要的课题。以2019年安徽省淠史杭灌区的淠河总干渠为实例,利用安徽省淠史杭灌区灌溉试验站的多年试验资料为基础估算灌溉水有效利用系数,并与首尾法测定结果进行对比。结果表明,2019年淠河总干渠灌溉片的灌溉水有效利用系数实测值为0.52,估算值为0.53。估算所得的净灌水量、灌溉水有效利用系数与实测法值的均方根误差(RMSE)分别为17.982 5和0.014 1,标准化均方根误差(MSR)分别为3.60%和1.39%,具有较好的准确性和稳定性,说明在特定条件下估算可以作为一种有效的测算灌溉水有效利用系数的方法,亦可用于大型灌区验证实测数据的准确性和可靠性。
  • 连利叶 李润杰 刘得俊
    中国农村水利水电. 2020, (11):  147-150. 
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    青海省因其独特的太阳能资源优势,光伏提水技术开发潜力巨大。为了解决青海边远、无电牧区的草地灌溉及人畜饮水问题,通过已有的研究项目和成果,总结、提炼出四种适宜青海高寒干旱区草原光伏提水灌溉模式及其技术指标。同时,分析了光伏提水灌溉技术在青海牧区的推广应用情况与取得的社会、经济、生态效益。结果表明:适宜青海草原光伏提水灌溉模式主要包括集雨灌溉模式、地表水灌溉模式、浅井提水灌溉模式、中深井灌溉模式;与柴油发电系统相比,光伏提水系统可节约柴油量337.5 t,二氧化碳减排量1 032.75 t,节省标准煤491.77 t;相比传统灌溉,可节约水量55.56%,增产20%~45%。光伏提水灌溉技术提高了当地人民生活水平,促进生态环境改善和经济发展,具有良好的推广应用前景。
  • 刘能胜
    中国农村水利水电. 2020, (11):  151-155. 
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    受限于河渠水位变化过程复杂且无具体函数形式,无法求解建立的该类边界条件控制下半无限域潜水非稳定运动模型,采用不考虑边界条件形式的Laplace变换求解,利用Laplace变换中的微分定理和卷积定理,给出模型的理论解;同时对河渠水位变化过程进行Lagrange插值,给出模型解在实际问题中的运用,并与数值解进行对比。结果表明,该方法简单可行,且给出的模型解析式也均为常规函数,同时结合插值函数,利用相应的求参方法,借助实例进行验算,结果基本吻合,可为河渠附近潜水非稳定流模型解的研究问题提供相关参考。
  • 李学胜 罗孝兵 王启飞
    中国农村水利水电. 2020, (11):  156-160. 
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    为更精确的量水、取水及水资源的合理分配与利用,更有效的节约用水,设计了一种高精度、高稳定性、结构简单、集水位测量、流量换算、数据显示和全网通通讯等功能为一体的多功能水位监测设备。从测量原理,结构设计及电路设计出发,详细介绍了磁致伸缩一体化水位计的设计研发过程。另外,设计了标定平台,该平台得到水利部水文仪器及岩土工程仪器质量监督检验测试中心的认可,并在该平台上验证了仪器的性能。该仪器还通过了水利部水文仪器及岩土工程仪器质量监督检验测试中心进行的委托检验,各项指标均符合电子水尺国标1级精度的要求。目前,已有40台仪器安装到大安灌区,已运行一个灌季,状态良好,得到了客户的肯定。
  • 水电建设
  • 郑双, 张斌, 符文熹
    中国农村水利水电. 2020, (11):  161-165. 
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    为研究充填裂隙网络岩体的渗透特性,结合Navier-Stokes方程和Brinkman-extended Darcy方程,构建了部分充填条件下的单裂隙渗透模型,推导了单裂隙渗流场分布特征,给出单裂隙渗流量的解析解,无充填的情况下该解析解可简化为立方定理表达式;后基于裂隙网络渗流原理,构建含充填介质裂隙岩体渗流网络的数学模型,并通过算例探讨了充填介质对裂隙岩体渗透特性的影响。算例结果表明:在相同裂隙宽度条件下,相比于立方定理,利用半充填裂隙岩体数学模型计算得到的渗流量减少约36.44%,充填介质对裂隙渗透特性具有显著影响;并且随着充填介质渗透率K减小、裂隙填充比β增大,裂隙渗流量逐渐减小。同时充填物的存在会导致充填裂隙的水力比降增加,进而渗流流速增大,局部发生冲刷侵蚀破坏的可能性提高,影响裂隙岩体的整体强度。
  • 杨牧 杨江骅 王辉敏 蒋志强 刘懿
    中国农村水利水电. 2020, (11):  166-173. 
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    围绕以往梯级蓄能调度图研究中存在的不足,在简述蓄能调度图原理、构成、绘制方法及模拟应用方法的基础上,针对调度线出力系数不确定性(条数和值)对蓄能调度图结果影响较大的问题,提出了一种调度线出力系数初始解构造方法和基于逐步优化算法的出力系数优化流程,能够快速准确的找出蓄能调度图的最优调度线出力系数,有效解决了传统方法在确定调度图出力系数时存在的人为因素影响大、精度低、效率差的技术问题。以雅砻江下游5库梯级为例进行实例研究,得到了最优调度线出力系数和对应的最优蓄能调度图,所得蓄能调度图模拟结果虽然相比于多维动态规划的确定性优化结果有一定的差距,但是其计算时间大大小于多维动态规划的计算时间,同时其水位过程更具规律性,实用性较强,对梯级水库群的实际调度运行具有重要的指导意义。
  • 赵瑜 陈传宇 张建伟 孙凯
    中国农村水利水电. 2020, (11):  174-178. 
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    土石方调配是大型水电工程建设项目的核心问题之一,对工程施工进度、质量及造价有十分重要的意义,合理的土石方调配方案对整个工程顺利进行具有至关重要的作用。针对河南五岳抽水蓄能电站上水库面板堆石坝土石方调配困难的问题,在对比甄选相关问题解决方法的基础上,改进了传统方法,采用系统分析的方法,并利用遗传算法对问题进行求解。在数学模型方面,以总调配费用最低为目标,深入而细致地考虑了各种实际施工中的约束条件,增强模型的准确性;在程序方面,基于Microsoft Visual Studio C#语言自主编程操作简单、界面友好、适用性强的软件,通过软件确定土石方最优调配方案,并结合实际工程验证了此次研究的合理性和实用性。
  • 芮钧 华涛 夏洲 郑健兵
    中国农村水利水电. 2020, (11):  179-181. 
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    水电工程投资大、社会影响面广,定期对大坝进行安全检查,确保大坝安全显得尤为重要。以往大坝水下部分的安全检查主要依赖人工潜水作业的方式,面临效率低、风险大、成本高等突出问题。近年来,机器人技术快速发展,使得在智能水电厂中用机器人取代人工进行水下安全检查成为可能。在该背景下,分析了国内外有缆遥控潜水器(ROV)的发展现状,研究了当前主流ROV在水电工程中的应用情况及遇到的问题,在此基础提出了适用于水电工程的ROV需要解决的关键技术问题,为研制水电工程ROV装备提供科学依据。
  • 黄勇, 杨党锋, 苏锋, 刘晓东, 贾新会, 刘立峰
    中国农村水利水电. 2020, (11):  182-187. 
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    伴随着BIM应用诞生的新型工程数据移交方式基于BIM的数字化移交,正有力地推动着BIM模型在工程全生命周期不同阶段的流转和应用。面向水电工程全生命周期,深入研究了基于BIM的数字化移交形式、实现流程、实现要素和移交特性;在此基础上,从水电工程建设、运维等不同阶段详细阐述了基于BIM的水电工程数字化移交实现过程和数字化移交成果在工程全生命周期管理中的应用,对相关水电工程开展基于BIM的数字化移交具有较强的参考借鉴意义。
  • 夏欣 钟权
    中国农村水利水电. 2020, (11):  188-192. 
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    随着全球水电的大力开发,水电站建设带来的环境效应日渐受到广泛关注。简要介绍了水电站温室气体排放的评估,总结了近年来国内外水电站生命周期温室气体排放的研究进展,可以看出水电站单位碳(CO2)排放的范围大致为3.7~44 g/kWh,并且随着水电站装机规模增加,温室气体排放系数呈现减小的趋势。与传统火电相比,水电温室气体排放远小于火电,大力开发水电对减少碳排放具有显著的意义。
  • 赵文胜 徐轶
    中国农村水利水电. 2020, (11):  193-198. 
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    混凝土面板堆石坝在国内外大坝建设中得到了广泛应用,其坝型优势在于对地基适应性强、填筑材料可就地取材、安全性高、施工进度快等。为更大限度地利用当地材料或开挖料,尤其是在硬岩缺乏的地区,软岩料筑坝越来越受到关注。因其特殊的力学特性,软岩筑坝坝体的应力及变形性状与硬岩面板坝存在显著区别。以柬埔寨达岱水电站工程为背景,探究软岩筑坝的变形性状及其安全性。该工程主坝为面板堆石坝,最大坝高115 m,采用料场开挖砂岩、泥质粉砂岩料填筑,通过变形监测资料及三维有限元仿真分析了软岩筑面板堆石坝的变形特性,评价了大坝安全运行状况。分析表明,达岱水电站主坝的变形性态基本稳定,运行状况良好,软岩用于高面板坝坝体填筑是安全可行的,大坝变形性状分析成果可供同类工程借鉴与参考。
  • 供水工程
  • 杜政 王海俊 谈震 黄华东
    中国农村水利水电. 2020, (11):  199-203. 
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    针对当前水利工程BIM 数据格式繁杂、计算机性能要求高、数据交互效率低等问题,提出了基于IFC标准与WebGL技术的水利工程BIM轻量化应用的总体思路,详细论述了BIM轻量化应用的关键技术,以长距离引供水工程为例实现了水利工程IFC标准的扩展,然后借助Xbim工具包实现了IFC文件的解析与轻量化,最终基于WebGL技术完成Web-3D可视化应用的开发。研究表明:基于IFC与WebGL的水利工程BIM轻量化应用具备数据标准开放、数据轻量化、应用跨平台等优点,可以满足多数据源、多平台、大场景的水利工程BIM数据共享与交互需求,有助于提升BIM模型在水利工程的应用价值。
  • 李凤丽 徐嘉璐 张游 韩宇
    中国农村水利水电. 2020, (11):  204-209. 
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    威海市属于资源性严重缺水的地区,随着社会经济的发展,水资源供需矛盾日益加剧,为了缓解这一矛盾,在母猪河下游拟建地下水库,进行河道拦蓄,增加地表水和地下水的利用率。结合母猪河下游的水文地质条件,利用Visual Modflow进行数值模拟,对地下水库进行调蓄分析,确定较为合理的开采方案,得出以下结论:母猪河地下水库建成后,有较大的开发潜力,潜水含水层有较大的可调蓄空间,丰、平、枯和特枯年的最大调蓄水量分别是2 392.8、2 056.5、1 743.3和1 012.8 万m3;推荐布置36眼开采井(下级库23眼、上级库13眼),全年以0.015 m3/s的开采量进行开采作为地下水库水源地开采方案。
  • 陈成植
    中国农村水利水电. 2020, (11):  210-213. 
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    工程质量是工程的生命线,水利工程质量监督管理是政府进行工程质量管理的重要手段。针对青海省水利工程建设、水利工程质量监督管理工作开展的现状、成效和质量监督管理工作中存在的问题;提出了青海省水利工程质量监督管理的工作思路,在规章制度的建设与监管体系建立、机构队伍建设、经费投入、全方位监管、监管手段创新、人员素质提高等方面有针对性地提出了具体对策。
  • 陈斌 邬年华 邵仁建
    中国农村水利水电. 2020, (11):  214-218. 
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    针对碧湖水库溢流坝水翅及出坎水流对冲右岸山体现象,结合工程实际,通过试验对尾墩及挑坎体型进行优化,对比分析了在闸墩后设置尾墩及溢流坝边墙偏转不同角度的优化效果。结果表明,通过在闸墩后设置合理尾墩,可基本消除闸室出口水翅现象;右侧边墙逆时针偏转5°(起始为反弧段)的优化方案使溢洪道出口水舌合理归槽,避免了水流对冲右岸山体的现象,同时满足了下游消能要求。
  • 邢建营 杜嘉宇 王均星 李双
    中国农村水利水电. 2020, (11):  219-226. 
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    白水水库工程溢流坝为中水头泄水建筑物,采用底流消力池消能。受下游地形及施工布置影响,消力池长度受限,传统消力池无法达到理想的消能效果。采用整体水工模型试验,比较研究传统设计方案和跌坎+传统T形墩、跌坎+改良T形墩的两个优化方案,对比分析了消力池内流速分布、出池流速大小、消力池消能率情况。试验结果表明中高水头、大流速的底流消力池中,跌坎+改良T形墩联合消能工有效降低了出池流速,提高了消力池消能率,能达到消能防冲的目的,为工程设计提供了可靠依据。
  • 李玉起 罗德河 郑杰锋
    中国农村水利水电. 2020, (11):  227-229. 
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    随着我国一批节水供水重大水利工程的开工,水利工程建设进入了又一个建设高潮,而工程质量对于工程建设来说至关重要,在水利行业强监管的总基调下,工程建设质量巡查已成为常态。通过实地参加重大水利工程的质量监督巡查,并跟踪统计分析工程建设出现的质量管理违规问题,从中揭示了一些工程建设质量管理违规问题存在的特点,对其原因进行了分析,并提出了相应对策,以期为今后更好地开展质量监督巡查工作并提高水利工程建设质量提供指导和借鉴。
  • 张游 夏夕雯 曹倩 王伟 何君
    中国农村水利水电. 2020, (11):  230-233. 
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    输水渠道面临着政策性弱、无序取水、管护低效、监管乏力等各式各样的问题,“渠长制”作为创新型的管护制度,能有效借助行政和民间力量,针对性地制定目标任务与措施体系,服务于提高输水渠道管护的质量与效率。胶东调水工程是南水北调东线工程中山东“T”字型调水大动脉的重要组成部分,是青烟威潍胶东四市供水的保障。“渠长制”在胶东调水工程的实践探索进一步证明,“渠长”全覆盖网格化管护效果显著、优势明显,能增强管护合力,更好地保障输水渠道有序平稳运行。
  • 张巧, 杨晟, 张建, 谢帮蜜, 尹雪, 朱婷婷, 彭盛华, 孟海涛
    中国农村水利水电. 2020, (11):  234-237. 
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    通过现场调查和监测分析手段,对水库入库支流、外来引水及散流入库的氮磷污染负荷进行核算,旨在摸清其污染来源,并针对主要污染来源提出相应污染控制对策,为该市饮用水源地管理和饮用水安全保障提供技术支撑。结果表明,S水库NH3-N和TP污染负荷来源中本地源占比高达90%和81%,其中以支流R5贡献最大,分别贡献40%和21%;TN污染负荷来源中外来引水占比最高,为67%。一方面该市需要新建流域内污水管网,推进雨污分流,提高污水收集处理能力;另一方面需要协调推动引水水源保护工作,从而降低该水库供水风险,保障该市饮水安全。