气候变化背景下流域生态需水预估−以好溪流域为例

为探究未来气候变化对流域生态需水量的影响,保障河流生态需水量,针对好溪流域进行生态需水量计算 及预测。基于好溪流域气象数据及下垫面条件建立流域生态需水模型,并根据 GF1-WFV 遥感影像数据订正后的 地表反射率和作物种植结构提升模型模拟精度。选择 CanESM2气候模式下的 RCP2.6、RCP4.5 和 RCP8.5 这 3 种 排放情景,建立气候变化背景下流域生态需水预测方法,计算现状年并预测未来年份的生态需水量及生态需水保 障程度。结果表明,基于光学遥感影像进行数据订正后,模型模拟精度有所提升,率定期的模型精度 R2从 0.80 提 升为 0.85,验证期的 R2从 0.75 提升至 0.78。应用提升精度后的模型进行生态需水预测,在 RCP2.6、RCP4.5 和 RCP8.5 情景下,2025—2100 年的年均生态需水分别增加了 0.27 亿、0.21 亿和 0.29 亿 m3,其中 RCP8.5 情景下生态 需水保障程度最高,RCP4.5 情景下生态需水保障程度最低。     

济南市水资源环境与经济发展耦合关联性测度及前景预测

结合环境库兹涅茨曲线(EKC)与耦合关联度模型对济南市水资源环境与经济发展间的耦合作用机理进行定性与定量研究,并利用弹性预测法对二者间的发展前景作出预测。结果表明:2005—2017年间水资源环境与经济发展存在耦合关系,且现状条件下生活用水、排污量与经济发展的耦合作用要强于工业用水。此外,结合EKC走势和预测结果,引入潜在风险控制指标和重点监控指标的概念,其中生活COD、工业NH₃-N为潜在风险控制指标;重点监控指标分别为生活NH₃-N、生活废水排放量及工业、生活用水量。研究成果可为促进济南市经济增长与水资源环境协调发展提供依据。     

碾压混凝土坝弹性力学参数渐变规律分析

受振动碾压和龄期的影响,碾压混凝土坝力学参数具有空间和时间的渐变特性。这些渐变特性导致碾压混凝土坝力学参数的复杂变化,是各碾压层本体和层面的力学参数以及层面厚度难以准确确定的主要原因。本文首先针对碾压混凝土坝各相邻碾压层弹性模量和徐变度差别较小的特点,研究了碾压混凝土坝并层龄期的确定方法;然后考虑碾压混凝土的空间渐变特性,结合复合材料力学串并联模型,建立了典型碾压层弹性计算参数分析模型;进一步利用并层算法,构建了并层体的弹性计算参数分析模型;最后,在碾压混凝土坝并层等效弹性力学参数反分析的基础上,利用粒子群算法,求解出了碾压混凝土坝弹性渐变参数。工程实例表明,本文提出的方法是可行有效的。     

箱形涵洞对河床水沙特性影响的试验研究

以漳河的穿河涵洞为对象,采用物理模型的方法,就3年一遇和50年一遇洪水工况时箱形涵洞所在河道的沿程水位、上下游各断面流速及其下游河床局部冲淤变形等问题进行了试验观测,探讨了箱形涵洞对河床水沙特性的影响。试验表明:在3年一遇和50年一遇洪水工况下,箱形涵洞对上游河床的壅水较少,最大壅水高度分别为0.57m和0.3m;涵洞上游各断面的平均流速较无涵洞时有所减小,且断面横向流速分布曲线更平坦。在迎水面出现了河中心流速较左右岸流速大的现象;在涵洞下游较远的CS8断面的平均流速分别为1.8m/s和3.7m/s,与无涵洞时相差不大;在3年一遇洪水工况下,箱形涵洞洞后能形成Fr=4.52的稳定水跃,使得箱形涵洞下游CS6断面的河床局部冲刷较少,其平均冲刷深度约为0.5m。由此可见,箱形涵洞具有较优的水力条件。     

南水北调东线江苏段典型泵站运行效率模拟模型

泵站机组运行受多种因素影响,导致泵站运行理论效率与实际效率误差较大。针对泵站机组运行效率精准模拟难题,运用基于高价多项式回归、回归树、多元线性回归、向量机回归、高斯过程回归、神经网络的10个回归算法,建立泵站机组效率模拟模型并开展对比分析,优选出有效的泵站运行效率模拟建模方法。讨论分析采用“上下游水位+流量”代替传统“扬程+流量”开展泵站运行模拟的效果。以南水北调东线邳州站和遂宁二站共8台机组的历史数据开展实例分析,相关实验结果表明：在所有方法中,高斯过程回归（Gaussian process regression,GPR）模型在均方根误差（ERMS）、平均绝对误差（EMA）、均方误差（EMS）、决定系数（R2）和最大个体误差（EMI）指标上综合表现最佳,R2逼近0.95;使用站上、站下水位代替传统的扬程对模型进行训练,所有模型的综合评价指标整体有所改善。综合来看,使用GPR模型并使用上游、下游水位代替扬程进行模拟效率表现最好,以邳州站4号机为例,可将模拟效率的EMA和EMI分别从16.49%和20.40%减少至0.41%和2.30%,研究成果具有一定实际意义,可为我国调水工程泵站经济...     

新型工艺下的海上风电导管架基础水动力数值仿真与风险分析

提出一种利用半潜驳进行导管架基础立式运输安装的新型施工工艺,采用半潜驳下潜为导管架基础提供向上浮力以减小吊机起吊力的方式解决现场设备适用性的难题.基于该新型运输安装工艺,采用三维势流理论建立半潜驳运输安装导管架基础的水动力模型,通过数值仿真研究下潜深度与有义波高等因素变化对导管架基础-半潜驳系统运动及受力的影响规律,对...     

基于AHP-CRITIC-模糊综合评价的农业水价综合改革效益评估

近年来,农业水价改革广受社会各界关注,同时也是水利改革和农村综合改革的难点。以内蒙古磴口县为研究区域,构建了农业水价综合改革效益评估体系,该体系涵盖节水、经济、社会、生态等4个准则层,14项指标;后基于AHP和CRITIC相结合的方法确定各指标综合权重,利用模糊综合分析法评估,对内蒙古磴口县2017—2020四年间的农业水价改革效益进行评价。评价结果显示：2017—2020的4年间,内蒙古磴口县农业水价改革效益总体呈逐渐向好趋势,其中社会效益最佳,节水效益次之,经济效益和生态环境效益增幅不大;同时指出提高灌溉用水效率和降低农业水费支出是水价改革的主要影响因素。     

乐安河源区水库底栖硅藻分布特征及环境响应分析

为研究乐安河源区水库底栖硅藻种的群落分布特征及其与环境因子之间的响应关系,在2020年冬季测定了婺源县大塘坞水库、清华水库和石井水库3个水库的底栖硅藻群落组成和水体理化指标,并采用Pearson相关性分析和冗余分析探讨底栖硅藻空间分布特征及其与环境因子的响应关系。结果表明,从11个采样点共鉴定出硅藻24属73种,其中优势种Cyclotella stelligera的丰度为21.91%,同时Melosira、Cocconeis、Achnanthes属分布广泛。硅藻分布特征及环境响应分析显示：Melosira varians等与水体营养化水平的联系较为显著;Cyclotella stelligera与COD_Mn呈现为显著的正相关关系;Cymbella perpusilla与TP表现为负相关的关系,NH⁺₄-N、NO^-₃-N是影响硅藻属种差异的显著因子,共同解读了硅藻信息的43.1%。初步判定乐安河源区水库底栖硅藻群落结构与NH⁺₄-N、N...     

一种基于FFT变换的供水管网节点压力频域分析方法

供水管网出现漏损点时,由于其隐蔽性不易被察觉,长时间的漏损积累不仅造成水资源浪费,也会出现供水产销差的问题。将频域分析法引入到供水行业,提出一种基于FFT变换的供水管网节点压力频域分析方法,首先通过编写程序调用EPANET对供水管网进行运行优化模拟,然后将求解的最优泵阀调度方案反代入模拟漏损点工况内,借助傅里叶变换将随时间变化的节点压力转换为振幅信号,从频域的角度分析管道节点压力,从而判断漏损点距离管道起始节点的长度范围。通过验证,与以往基于压力分析漏损点相比,该方法可从频域信号视角来判断管道是否正常运行及漏损点位置范围,有利于供水行业智慧化。     

海上风电结构横风向气动力阻尼特性研究

基于横风向气动力阻尼理论计算模型,以NREL-5 MW海上风电机组为例,对其运行过程中横风向气动力阻尼进行计算,并采用FAST软件对计算结果进行验证。之后,研究转速、叶片桨距角和运行方式对横风向气动力阻尼的影响。研究结果表明：NREL-5 MW海上风电机组结构运行状态下的横风向气动力阻尼在0%~0.8%范围内变化,其随风电机组运行转速及叶片桨距角的增大而增大;此外,海上风电机组不同运行方式对其横风向气动力阻尼也会产生较大影响。