基于LMDI和STIRPAT模型的区域用水影响因素定量分析研究

区域用水影响因素分析对落实最严格水资源管理制度、实现节水型社会建设具有重要意义。为定量表征区域用水变化和影响因素之间的关系,通过LMDI因素分解识别人口规模、经济发展水平、节水技术水平对用水变化的影响程度,采用STIRPAT模型解析用水总量对人口规模、经济发展水平、节水技术水平变化的变动响应关系,以榆林市2000—2017年用水及影响因素变化为例开展了实证研究。结果显示:人口规模和经济发展水平对用水增长起到正向促进作用,节水技术水平起到负向抑制作用。人口规模、经济发展水平、节水技术水平效应依次为8 163.124万m~3、144 238.924万m~3、-126 161.049万m~3;人口规模、经济发展水平、节水技术水平每变化1%,用水将分别变化1.208%、0.061%和0.037%;经济发展水平和节水技术水平是用水变化的主要影响因素,但用水对人口规模变化敏感程度最高。最后,结合榆林市水资源特点提出针对性措施和建议,以期为榆林市水资源规划与管理提供参考。     

面向园区的煤矿矿井水利用产业链模式研究

矿井水是宝贵的非常规水资源。为了解决矿区及园区水资源短缺问题,提高矿井水的资源化利用效率,从“节约资源、市场运作、政策引导、社会共享”的总体要求出发,提出面向园区的煤矿矿井水利用产业链的内涵、特征、模式和政策建议,对矿井水资源丰富的矿区、开拓利用渠道、走向市场化和产业化、推进生态文明建设具有重要意义。     

特高心墙坝地震反应离心模型试验研究

通过4组相同几何比尺、不同加速度比尺的土工离心机振动台模型试验,采用外延分析方法,研究了某特高心墙坝最大坝高断面在设计地震作用下的坝体地震反应、坝顶变形、地震破坏模式。试验结果表明：设计地震下坝顶地震加速度放大系数约为2.97～3.03;3次地震作用下坝顶的沉陷率分别约为0.41%,0.56%,0.64%;随着地震次数的增加,坝顶沉降也增加,但沉降增量迅速减小;心墙的沉陷量最小,且没有任何坍塌迹象,总体稳定;下游坝体受地震影响较小,仅观察到轻微沉陷;地震主要引起上游堆石料的沉陷,且主要发生在第1次地震,而后越来越小;3次地震过程导致上游堆石料沉陷至蓄水位附近;没有观察到明显的堆石滚落现象。试验揭示的破坏现象说明,需要对坝顶处的堆石料进行加固,避免心墙暴露。     

水系连通工程综合效应评价体系研究——以“引江济巢”工程为例

水系连通工程对连通区域的生态环境及社会经济有重要意义。为全面反映调水引流的效果,以"引江济巢"工程为例,构建了"结构-环境-生态-经济"评价指标体系,评价了水系连通工程对连通区域的影响效应,分析了综合效应指数时空变化特征。结果表明:水系连通对4个子系统的关联强度依次减弱;不同空间尺度连通区域(庐江县、巢湖市、合肥市和巢湖流域)的综合效应具有层次性,各区域综合效应指数在0.39～0.57之间,其大小随空间尺度增加而递减; 2008-2018年间连通效果遵循边际效应递减规律且具有一定的滞后性。研究成果可为科学地开展水系连通工程建设提供参考。     

区域抗旱能力评价技术开发与应用

在讨论抗旱能力的内涵和构成的基础上,提出了区域抗旱能力评价方法,并对我国30个省级行政区(不含台湾和上海)区域抗旱能力进行了评价,分析了我国各省级区区域抗旱能力的地域分布情势和存在问题。     

基于LHS-MC的堤防渗透破坏风险分析

以有限元法分析为基础,结合拉丁超立方抽样和蒙特卡罗方法(LHS-MC),可对不同洪水位下的堤防渗透破坏风险进行分析。在分析中,考虑堤防土体渗透系数的不确定性,将其视为服从正态概率分布的随机变量,计算得到堤防相应的最大水力坡降,并通过统计N次计算结果,根据渗透破坏功能函数,计算堤防在相应水位下的破坏概率。首先,采用拉丁超立方抽样方法对渗透系数进行N次抽样;然后,对每一次抽样进行一次确定性有限元渗流不同水位条件下的渗透破坏概率计算。结果表明:堤防渗透破坏的概率随着水位的上升而变大,渗透系数的随机性也对堤防渗透破坏影响较大,拉丁超立方抽样和蒙特卡罗方法应用于水工结构破坏风险分析,可有效提高计算效率。     

胶凝砂砾石料静、动力三轴剪切试验研究

通过不同掺量胶凝材料的静动力三轴试验,研究了胶凝砂砾石料的静、动力力学和变形特性,试验结果表明随着胶凝材料掺入量的增加,胶凝砂砾石试样的应力应变曲线逐渐由非线性向线弹性转变,其力学特性宏观上由弹塑性逐渐转变为线弹性,因此采用土工试验测试方法开展其力学特性的研究工作是适宜的。胶凝砂砾料的静、动力力学指标随着胶凝材料掺入量和养护天数的增加产生一定的提高,但增加量随着胶凝材料掺入量的提高而逐渐减缓;胶凝砂砾料的动力残余变形发展过程曲线宏观上与纯砂砾料保持相似,大体上仍符合半对数衰减规律,随围压、固结应力以及动应力的提高,其动永久变形量相应增大,仍可采用沈珠江提出的动力残余变形公式进行描述。     

基于改进遗传算法与动态规划的输水泵站日优化调度

针对我国泵站因不合理调度而导致经济效益不高的问题,基于存在多管道系统的输水泵站,考虑峰谷电价的影响,以日运行费用最小为目标,构建了泵站日经济优化模型,并以蒙开个河库连通工程二级泵站为例,基于组合变异的改进遗传算法、动态规划法,对定速节流调节、变频调节两种调节方式进行泵站日优化调度。结果表明,改进遗传算法适用于泵站优化调度问题;同时发现当机组实际工况点偏离设计工况点较远时,采用变频调节经济效益更高。     

梅雨雨带移动对1961-2020年江苏省极端降水的影响

极端降水的气候态特征及其演变对于城市内涝防控、水环境污染治理、海绵城市建设等意义重大。利用江苏省67个国家级气象观测站1961-2020年的日降水资料,采用趋势分析、M-K检验、小波分析等方法分析强降水和极强降水的气候态特征和年代际变化,以及梅雨雨带移动对江苏省内淮河流域和长江流域极端降水的影响。结果表明：江苏省沿江地区强降水和极强降水的雨量最大。强降水和极强降水分别贡献了全年34.5%和11.9%的降水量,1/3的极端降水发生在6月下旬至7月中旬。江苏省大部分地区的极端降水雨量、雨日和雨强呈增加趋势,但只有长江流域通过显著性检验。极端降水的雨强年代际波动较小,雨量年代际波动较大;年代际波动性与其平均态之间无显著的对应关系。梅雨雨带的南北移动对极端降水产生明显影响,江苏省内的长江流域和淮河流域的年降水异常度和强降水距平百分率对应关系较好,在降水异常偏多年份发生极端降水的概率较高。江苏省内长江流域和淮河流域近60年的强降水多次出现增加、减少的变化。2010年以后长江流域极端降水增多,雨量和雨日上升趋势显著,开始时间明显提前,结束时间推后,持续时间增长。     

滩涂资源承载力指标及评价方法研究

为寻求滩涂资源经济社会效益与自然环境协调发展的平衡点,在综合分析前人研究成果的基础上,对滩涂资源承载力的量化研究方法进行了初步探讨。围绕滩涂资源承载力的内涵,基于"驱动力!状态!影响!响应"框架模型,结合层次分析法,构建了承载力评价指标体系,确定了指标权重并对各指标进行了标准化处理,进而提出滩涂资源承载力的综合评价方法。