跨流域调水的大尺度分布式水文模型研究与应用

变化环境下区域分布式水循环模拟研究,是地球系统科学中的重大科学问题,也是区域水安全和水资源风险管理需求的重要应用基础。本文开展了以南水北调中线工程联系的跨汉江、黄河和海河多个流域的区域水循环模拟、环境变化影响与水安全研究。重点论述了跨流域调水的大尺度分布式水文模型(LDTVGM)的研究与展望。目的是探讨变化环境下跨流域调水的分布式水循环模型的建立,发展区域水循环动力学-非线性系统-多源不确定性分析与综合的理论与影响评估方法,为分析应对气候变化和高强度人类活动影响的区域水资源安全及应对措施的风险管理,提供科学依据。     

自然和社会水循环的能量驱动机制及其综合评价

为揭示流域自然水循环和社会水循环演变动力机制，基于自然水循环和社会水循环能耗过程解析，研究了能量输入与水循环通量的定量关系。在剖析能量驱动水循环的物理基础、科学内涵和驱动过程的基础上，提出了自然水循环驱动能量和社会水循环驱动能量的评价方法，并在包括海河流域在内的10个全国一级流域应用。结果表明：相变和位移是水循环运动的本质，不同能量对水循环驱动方式具有一致性，单位面积社会水循环与自然水循环的驱动能量比能够反映人类对流域水循环的干扰程度；2020年10个一级流域中海河流域单位面积社会水循环与自然水循环驱动能量比最高(0.19),西南诸河流域最低(0.02),1980—2020年海河流域单位面积社会水循环与自然水循环驱动能量比平均为0.21;人工能量过度输入导致水循环加速是引发社会水系统失衡的主要原因，调控社会水循环输入能量是维系健康水循环的关键。     

海河流域农田水循环模式与水平衡要素

基于海河流域农业的现状与发展,分析了海河流域农田水循环的驱动机制,提出了海河流域农田综合二元水循环模式,揭示了农田水循环的机制,并根据农田水循环的结构与模式分析了海河流域农田水循环的各项输入输出等水平衡要素。对海河流域农田水循环模式和通量的分析结果表明,海河流域种植结构和耕作方式的改变使有效降水利用量增加,蒸散发的输出量整体增加,农业系统退水量减少。根据海河流域农田水循环模式和通量的分析结果,提出了海河流域农田水循环的调控措施,包括节水灌溉、发展旱地农业等。     

栅格新安江-地表地下双人工调蓄分布式水文模型

为了提高地表地下双重人类活动干扰下的流域洪水模拟精度,基于调蓄水库概念提出了考虑地表水利工程和地下水超采影响下的网格化降雨径流模拟方法,通过在栅格新安江模型基础上引入地表地下双调蓄模块,构建了栅格新安江-地表地下双人工调蓄分布式水文(GXAJ-DAR)模型,将该模型同半分布式新安江-海河模型在海河的典型流域清水河流域进行了验证比较。结果表明：GXAJ-DAR模型在清水河流域的模拟精度高于新安江-海河模型;基于栅格的双调蓄结构能根据水利工程控制区域和地下水埋深的实际空间分布对地面和地下径流人工调蓄过程进行准确模拟;GXAJ-DAR模型对自由水蓄水库蓄水容量参数的取值较新安江-海河模型更加合理,能有效提高清水河流域的洪水模拟精度。     

变化环境下海河流域水文循环及时空演化规律分析

受人类活动和自然因素共同作用的结果,对海河流域水文循环过程产生影响。通过对降水量过程、径流量过程和入海水量等进行分析,降水量呈递减趋势,导致径流量和入海水量也呈递减趋势。递减原因除降水量减少因素外,人类活动对水循环及水资源影响也是一个重要原因。通过对环境变化下海河流域水文循环时空分布影响分析,为今后制定水资源开发利用规划提供参考依据,使水资源得到充分利用。     

变化条件下干旱内陆河流域水循环特征研究

为探索干旱内陆河流域降水稀少、生态环境脆弱、人类长期活动和剧烈气候变化等对流域内水循环产生的影响,以玛纳斯河流域为例,根据天然-人工二元水循环系统理论,建立了二元水循环模型,并对该流域水循环每一环节的蒸发、渗漏进行了计算.结果表明:玛纳斯河流域平原区天然水循环通量为9.38亿m3/a,占流域降水通量的11.70％;人工水循环通量为18.35亿m3/a,占流域降水通量的22.88％;平原区的人工水循环通量已经远远超过了天然水循环通量.玛纳斯河流域总水循环通量为80.26亿m3/a,现状条件下全流域天然水循环通量为61.91亿m3/a,流域天然水循环通量与人工水循环通量的比例为77.14∶22.86.     

海委科研成果获大禹奖一等奖

近日,水利部正式公布2011年大禹水利科学技术奖评审结果,由海委与中国水利水电科学研究院共同完成的国家重点基础研究发展计划(973计划)项目海河流域水循环多维临界整体调控阈值与模式(国家编号:2006CB403408)荣获一等奖。这是海委首次作为第一完成单位获得大禹奖一等奖。此次获奖的海河流域水循环多维临界整体调控阈值与     

海河流域水资源需求合理性评价

针对海河流域水资源特点,根据流域经济社会发展和生态环境保护现状,以及对需水相关主要因素的分析,从开发利用、公众认知、行业效率、生态文明等四方面的合理性出发构建了水资源需求合理性评价指标体系,基于层次分析法(AHP)建立了海河流域水资源需求合理性评价模型。利用评价模型对海河流域2010年水资源需求合理性进行了评价,并分析了近年来影响需求合理性变化的主要因素,为流域合理规划发展布局提供了支撑。结果显示模型反映出了海河流域需水的主要影响因素,评价结果基本反映了流域的真实情况。     

《海河水利》2003年总目次

专家论坛恢复海河流域生态环境全面建设小康社会王志民11“历史模型”———现代科研方法的新进展(一)周魁一13做好水利规划计划工作促进流域经济社会发展户作亮21海河流域中小洪水调度探析田友杨学军24“历史模型”———现代科研方法的新进展(二)周魁一26华北地区水循环与水资源安全:问题与挑战(一)夏军31水资源承载力支撑理论探讨孙富行34华北地区水循环与水资源安全:问题与挑战(二)夏军41试论世纪之交我国防洪减灾方针的战略调整周魁一,谭徐明,等44对推进水资源流域管理与行政区域管理相结合的几点思考王文生51潘家口水利风景园的建设构…     

新安江-海河模型在烟台市典型流域的径流模拟

为建立适用于烟台市半湿润地区的水文模型, 考虑流域水文特征及下垫面条件的影响, 采用新安江-海河模型 对 2011- 2018 年烟台5 个典型流域进行径流模拟。2014 年起烟台连续 3 年干旱, 河道干涸, 径流量与2014 年前相 比大幅减少。考虑到干旱的影响, 采用 Mann-Kendal 检验法对年径流序列进行突变检验,确定 2014 年为年径流突变点, 将模拟序列分为 2 个时间段。结果表明: 径流过程分段模拟之后, 新安江-海河模型在烟台市典型流域的径流模拟精度较高, 参数取值较为合理, 模型能够反映实际的产汇流情况, 有较好的适用性。     

南水北调西线工程水环境影响分析

南水北调西线工程调水后，引水坝址下游局部河段水量明显减少，但影响范围和程度十分有限。随着两岸环保力度的加大，排污量的减少，径流量减少对局部江段水质的不利影响，可得到控制。预估调水后下游水质不会发生类别变化。     

前置掺气坎坡度对阶梯溢洪道掺气水流影响的数值模拟

为研究复杂边界条件下气液两相界面的流动及混掺现象对工程建设的影响,结合某大型水电站的溢洪道,利用RNG k-ε模型对其进行三维流场模拟,采用有限体积法离散控制方程,并用GMRES算法进行压力求解,对前置掺气坎式阶梯溢洪道和传统阶梯溢洪道泄流壁面上的高速掺气水流进行数值模拟。结果表明:随着掺气坎坡度的增加,其掺气空腔及掺气浓度均有所增大,随着水流下泄掺气浓度沿程降低,达到一定距离后趋于稳定,掺气浓度值达到了减免空蚀破坏的要求;与传统阶梯溢洪道的模拟结果进行对比可知,增设前置掺气坎后,既可以增加前几级阶梯的掺气浓度使水流提前达到水气平衡,也没有降低阶梯式溢洪道的消能率,为解决传统阶梯溢洪道中出现的工程难题提供了一种新思路。     

稳定河床水位流量关系单值化原理

采用数理计算方法建立流量与综合落差、稳定流流量计算公式，从而使受洪水涨落和变动回水影响的非单元值的水位流量关系单值化。为精减测次、简化外业洲验，水文预报、水文及整编工作电算化提供了新的分析手段。     

改性聚丙烯纤维影响混凝土抗压强度的机理初探

本文对田内外某些改性聚丙烯纤维影响混凝土强度的现象进行了分析。认为在改性聚丙烯纤维混凝土中，同时存在增强和损强因素。当增强因素大于损强因素时，混凝土强度增加．     

桥梁对水流的影响分析

根据哈尔滨水文水资源勘测总站实测水下地图及水文资料,针对桥梁上、下游浅滩变化,分析桥梁对水流的影响。     

浅谈急流槽入水簸箕口与路面连接处裂缝的防治

对高等级公路急流槽入水簸箕口与路面连接处的裂缝的防治,是对急流槽病害防治的关键,其原因是随着高等级公路通车运营时间的推移,该处基本上都出现开裂的现象,开裂的裂缝导致急流槽出现病害,是急流槽病害的主要成因之一;而且在处治的过程中可采取新材料和新施工工艺,并且实施治理之后经济和质量的优良效果较传统维修方法更为明显。     

强化监管 优化服务 促进行业良性发展

本文在简述浙江省农村水电"十一五"发展概况和"十二五"发展目标的基础上,深入分析了在市场经济体制改革不断深入的大背景下,加快政府职能转变,通过强化监管和优化服务,推进农村水电行业良性发展的必要性。同时,从行业实际出发,阐述了做好监管和服务工作的主要途径。     

船闸输水廊道门楣研究

门楣通气措施不仅可以消除阀门顶缝空化,而且可以抑制阀门底缘空化。通过对门楣缝隙比和掺气坎长度的研究,得到其临界条件和通气量大小,从而确定较优的缝隙比和掺气坎长度。     

土石坝绕坝渗流分析方法及防渗措施研究

如何科学合理地进行具有强透水层坝肩土石坝的绕坝渗流分析,对于此类土石坝的防渗设计具有十分重要的意义.本文结合一工程实例,进行了水力学法与三维有限元法的比较研究.结果表明:由于有限元法避免了某些人为的假定,且计算模型更为接近实际,因此其计算结果更为合理.同时,关于该工程绕坝渗流防渗措施的研究结果表明,坝肩混凝土防渗墙的延伸长度与绕坝渗流特性的改善呈正相关性,但其长度超过一定值时,改善的效果将趋于明显减小.     

长江中游微弯河段码头对航道的影响分析

微弯河段存在着螺旋流及横比降,水力特性相对复杂,在微弯河段修建码头对航道的影响势必与顺直河段不同。以微弯河段处的左岭卸煤码头为例,通过对数模结果及实测资料的分析,发现该工程的兴建对附近水位、流速影响较小,工程前后流速变化等值线横纵向延展长度相当;工程的建设对附近水域河床演变与船舶航线影响较小,但对附近航标的功能发挥有一定影响并需对航标进行优化配置。