管道瞬变流水击计算模型全局参数敏感性分析

针对长距离管道输水工程的事故停泵时管道瞬变流水击计算模型,采用拉丁超立方抽样法抽取样本参数,基于偏相关分析法进行全局敏感性分析,探究了模型参数间的相关性,增强了对模型参数的识别和理解。结果表明:对于最大水击压力,管道直径、泵后阀关阀时间、管道输水流量是灵敏度较高的3个参数。     

水稻灌区基于多过程耦合的分布式水转化模型

水稻灌区灌溉-排水过程频繁,定量表征灌区水转化过程对于灌区水资源管理具有重要的意义。针对水稻灌区供-耗-排过程的时空复杂性以及灌区水转化对地下水补排过程的影响,本研究建立了灌区尺度基于灌排过程-农田土壤水分运动与作物生长过程-地下水运动过程耦合的分布式水转化模型,实现了对灌区的供-耗-排动态过程的定量表征。采用黑龙江省和平灌区水稻生长指标、灌区蒸散发量、地下水位变化以及排水沟流量等数据对模型进行了率定验证,结果表明模型具有较高精度。相对于传统灌区水转化模拟方法,该模型有效表征了灌区水转化所涉及的灌排过程、土壤水及地下水运动过程、作物生长过程的时空动态耦合,实现了灌区水转化的分布式动态模拟。同时,模型所需参数较少,避免了以往灌区水转化过程计算复杂的难点。该模型为水稻灌区多环节水转化过程模拟及用水效率评估提供了重要方法。     

四平市四水转化产流模型研究

利用公主岭、十屋、周户屯三个站的基本水文资料和流域内的工农业用水情况,研制了四平市四水转化产流模型,研究降水、蒸发、地表水、土壤水、地下水的转化关系,为四平市的水资源评价、开发提供了科学依据。     

第二松花江干流“四水”转化模型研究

“四水”是指大气水、地表水、土壤水、地下水。“四水”转化模型是建立在流域水文模型基础上的一种用于水文水资源数量评估计算的模拟技术。模型的建立过程可分为参数初值的确定，参数的率定，参数综合，模型检验等。通过在2个小流域和2个大区间流域上的应用，征明该模型用于平原区的四水转化的分析计算是可行的。     

辽宁省水资源三水转化计算模型的研究

辽宁省水资源三水转化计算模型，它以降水为输入，以计算水资源量为输出，建立降水，地表水，地下水三水转化的机制及模型结构，为了评定误差，以１９９１～１９９５年水资源公报原始资料输入模型计算相关分项成果，证明精度可靠，水资源三水转化模型可用于估算水资源量。     

基于能耗和效率计算的灌排泵站系统研究

文章对小型泵站系统从能耗的角度给予了定义,以便更好的掌握泵站及其组成部分的能量特性.依据能量传递过程提出典型环节及系统总效率的计算公式,并以丹东市某灌排泵站为例,准确计算了各部分及泵站系统的效率、能耗比和能耗.研究表明:泵站系统中能耗较大且不能忽视的的部分位于泵机组以外,泵站系统工况、组成、形式与各部分能耗和效率相关;...     

第二松花江干流四水转化模型研究及应用

文中叙述了四水转化模型的结构及制作,并详细介绍了模型中各项水文要素及计算方法。     

城市水系统关联模型研究

为了理清城市水系统中多因素间的复杂关系,对系统解决城市水问题提供帮助,基于水系统理论与城市水系统模拟相关研究,提出了城市水系统中水-经济社会-生态环境各因素之间相互作用和反馈的关联模型理论框架,建立了城市水系统演变过程中由针对经济发展的正反馈回路和针对可持续性的负反馈回路共同控制的新模式,构建了模拟城市水-经济社会-生态环境内在联系的城市水系统关联模型。以武汉市为例,应用建立的城市水系统关联模型,采用2001—2017年的历史统计数据,建立了武汉市城市水-经济社会-生态环境各要素之间互馈作用的模拟模型,预测了武汉市的城市发展轨迹,并与武汉市2030年的远期规划进行比较,验证了模型的有效性,表明城市水系统模型能够揭示城市水-经济社会-生态环境多要素的耦合驱动机制,体现了节水技术与绿色发展相关政策两大因子导向下的生态环境、经济社会协同发展的良好预期。     

基于四水转化的灌区耗水量计算模型研究

针对以往灌区耗水量计算方法的不足和灌区水循环机制的特点,建立了基于四水(大气水、地表水、土壤水、地下水)转化的灌区耗水量计算模型。该模型考虑了灌区来水在不同介质之间的转化与消耗,并重点考虑引水灌溉、地下水开采、工业生活排污等对灌区农业、工业、生活和生态耗水量的影响,把灌区划分为农田、林草地、荒地、湖泊湿地和城乡居工地5类水均衡模块,各模块间通过地表渠系、排水沟、地下水侧渗进行水量交换。应用该模型可计算灌区各耗水类型的耗水量,并能对灌区各水均衡模块之间的水量交换进行分析计算。     

基于流固耦合的富水软岩地层隧道排水方案研究

为研究富水软岩隧道最优排水方案,以甘肃省道S304线关山隧道为研究对象,基于流固耦合分析理论,建立了应力场和渗流场作用下的隧道开挖模型。借助SoilWorks有限元软件对隧道全排水、全封堵及堵水限排三种施工方案进行了模拟,并对孔隙水压力及水位线、位移场及应力场、围岩塑性区的分布规律进行了研究。结果表明:富水软岩隧道开挖时,采用堵水限排方案可以有效减小对地下水位的影响,经济效益显著;三种施工方案中,堵水限排方案隧道的拱顶沉降、隧底隆起以及地表下沉量最小,但围岩的应力最大,仰拱最大拉应力为全排水方案的2.2倍;全排水方案与全封堵方案围岩塑性区主要产生在仰拱,堵水限排方案围岩塑性区主要产生在边墙两侧,塑性区的范围较小。研究结果可为富水软岩地层同类工程排水方案的确定提供借鉴。     

河北省井灌区灌溉用水与耗能变化规律研究

开展农业灌溉节水、节能研究既是支撑区域农业可持续发展必然要求,也是支撑国家节能减排承诺的具体实践。受农业节水、地下水位下降的影响,河北省井灌区灌溉用水和灌溉耗能之间关系复杂,分析了1980-2015年河北省井灌区灌溉用水、灌溉耗能、地下水位变化等规律,得出以下结论:(1)地下水埋深与提取单方水耗电量呈幂函数关系,地下水埋深越大,地下水位下降带来灌溉能耗的增加幅度越来越大;(2)由于地下水位下降,每度电可开采水量从1980年的8m~3减少到2015年的0.9m~3,相比1980年2015年灌溉水量减少了13亿m~3,但是灌溉能耗增加了131亿kW·h。(3)1997年后由于灌溉水量减少而降低的能耗不足以弥补地下水位下降增加的能耗,由此导致1998-2015年每公顷灌溉能耗额外损失为20 850kW·h。本研究对指导河北省农业灌溉水-能关系协调发展提供有益的参考。     

基于作物需水的灌溉用水量核算方法及应用

用水量核算方法是最严格水资源管理制度实施的一项技术支撑。以山东济宁市梁山县为研究区,采用FAO(国际粮农组织)推荐的Penman-Monteith公式,计算了该县3种主要农作物的逐日作物需水量及净灌溉需水量。研究中考虑到研究区的作物种植面积、灌溉水利用系数等因素提出理论需水量和折算系数的概念,通过推求理论需水量与实际用水量的折算系数,对2011年和2012年梁山县灌溉用水量统计数据进行核算,核算的相对误差分别为0.08%和-1.52%,核算结果较好。     

长距离多泵联合运行输水系统停泵水锤防护措施

运用水锤理论和特征线法,结合工程实例,对采用缓闭式蝶阀、空气阀和单向调压塔等防护措施的长距离多泵联合运行输水系统停泵水锤进行计算和分析,得到了管道沿程的水头包络线以及泵端性能参数相对值的变化曲线。计算结果表明,无防护措施下最小水锤水头较低,泵端性能参数变化较大;泵端蝶阀防护可以有效地控制泵端性能参数流量和转速变化幅度,但水头的变化出现了振荡,最小水锤水头值降低;采用空气阀+泵端蝶阀防护可以有效地增加最小水锤水头值,只在管道局部出现负压,但与泵端蝶阀防护相比性能参数变化有所增大;单向调压塔+泵端蝶阀对停泵水锤防护效果最为明显。为了减小单向调压塔数目,最终选择单向调压塔+空气阀+泵端蝶阀的组合作为最终的防护措施,与无防护措施相比,组合防护下整个管道不出现负压,泵端水头虽出现了振荡,但幅度不大,流量最大变化幅度下降0.15,转速最大变化幅度下降0.7,转矩振荡时间变短。     

北京市用水结构演变及归因分析

用水结构的分析和预测是水资源管理和规划的前提和基础。以北京市为例,分析了1988-2016年北京市用水结构的演变特征,揭示了导致用水结构变化的驱动因素,讨论了未来北京市用水结构可能出现的变化及其对水资源供给的影响。结果表明,近30年来北京市总用水量先升后降,而后缓慢增加,农业用水和工业用水持续减少,而生活用水和环境用水则持续增加。农作物播种面积的减少和工业节水分别是导致农业用水和工业用水减少的主要原因,生活用水的增加主要是由于人口的增长和人们用水方式的变化,而环境用水的增加和园林绿化面积的增长关系密切。预计未来北京的农业用水仍将持续减少,而工业用水的变化取决于产业结构调整的力度。生活用水仍将缓慢增长,这将是未来北京市水资源安全供给面临的最大压力。     

水资源系统分析模拟模型的应用

文章结合图们江流域水资源规划，参考美国麻省理工学院ＭＩＴＳＩＭ 模型，利用松辽流域北水南调工程水资源系统规划模拟模型对各种水资源规划方案进行了模拟计算，并对其进行了改进和二次开发。得到了可靠的计算成果。     

引汉济渭隧洞TBM施工环境热害扩散规律研究

引汉济渭工程是解决关中、陕北缺水的重要工程,其将穿越秦岭主脊段,主要采用TBM法施工。理清TBM掘进段的施工环境热害扩散规律,用以指导TBM掘进隧道内的现场施工。以引汉济渭隧洞工程为依托,主要采用数值计算方法对不同围岩级别和不同通风条件下TBM掘进段的施工环境热害扩散规律进行计算研究。研究结果表明:在Ⅳ级围岩中施工时,掘进机段环境空气温度小于28℃,满足规范要求。随着围岩级别提高,掘进面附近区域温度和高温区范围逐渐扩大,最高温度达到50℃,最大热害扩散范围达到165m,最小的通风有效降温距离仅为45m;随着风管出风口风速的增大和送风温度的降低,热害扩散范围逐渐减小,但仍难以使掘进面附近环境温度满足规范要求,建议在掘进面附近区域采用局部降温措施。     

基于 SWAT 模型的北山水库流域地表径流模拟

为评价北山水库流域地表水资源,选用SWAT软件构建了该流域的分布式水文模型。基于2016-2018年实测水文数据以及高程、土地利用类型、土壤类型等数据,完成了对北山水库流域的SWAT模型构建,利用SWATCUP软件对参数进行率定及敏感性分析,选取决定系数(R~2)、纳什效率系数(NSE)、平均相对误差绝对值(MARE)和均方根误差(RMSE)作为模型评价指标。结果表明:北山水库月蓄水量模拟值与实测值吻合良好,模型率定期和验证期的R~2均达到0.89,NSE分别达到0.88与0.85,MARE分别为5.04%与4.23%,RMSE分别为1.15×10~6 m~3与0.90×10~6 m~3,由此表明该模型能近似反映研究区的径流变化特征,展示了SWAT模型在该流域的适用性。此外,基于验证的水文模型对主要参数进行敏感性分析,表明影响该区径流模拟最为显著的两个参数是浅层地下水回归流阈值和径流曲线数。     

调水工程投资费用分摊与两部制水价测算方法

投资费用分摊对于分清调水工程各受益地区之间、部门之间的经济责任大小以及水价测算和定价等工作具有重要作用。提出基于过程和产生机制的调水工程投资费用分摊与两部制水价测算方法,旨在在分摊时反映水价要素的变化过程以及费用产生机制。在阐述投资分摊和费用分摊的原则、方法和具体步骤的同时,分析了两部制水价与单一制水价之间的关系以及供水量、还贷等要素变化过程对水价的影响。最后以产芝水库调水工程为例,研究了向多地区供水的、具有多种费用产生机制和要素变化过程的调水工程投资费用分摊与两部制水价测算方法。     

基于污染物总量控制的流域水环境 管理绩效优化研究 - 以吉林省招苏台河流域为例

为探寻流域污染物总量控制和水环境管理绩效之间的关系,建立覆盖流域社会、经济、生态的水环境综合管理绩效指标体系,计算环境绩效并分析其变化趋势,以水污染物削减量为决策变量,以投入资金量最小为优化目标,设置环境绩效优化、控制断面水质达标、污染物削减提升的约束条件,构建基于结构、工程、监管提升的流域水环境管理绩效优化模型。以吉林省招苏台河流域为例,利用Lingo8.0软件编程进行优化求解,得到优化方案总投资15.09亿元,COD、氨氮总削减量分别为9 879.1t,619.68t,规划期末水环境管理绩效提升至0.856。水环境管理绩效指标体系可较全面的反映绩效值的定量变化,得到的优化方案满足流域水环境质量改善和污染物总量控制的要求,有效降低资金投入,为流域管理和发展提供参考。