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。     

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。     

遗留桩坑对临近复合筒型基础倾斜率的影响

针对某海上风电项目,基于ABAQUS三维数值软件定量分析桩坑与复合筒型基础的距离、桩坑尺寸及深度等参数变化对复合筒型基础结构泥面倾斜率的影响,引入可反映桩坑充盈固结程度的系数γ与切线斜率K。结果表明：随着桩坑尺寸增加,复合筒型基础泥面倾斜率呈非线性增长,且均向桩坑所在方向倾斜;桩坑深度大于复合筒型基础入土深度时,基础倾斜率增长较快;研究表明筒型基础泥面倾斜率对大深度、近距离桩坑内部土体强度尤为敏感,拟通过该文研究为复合筒型基础风电机组安装船舶选型及布置提供理论依据。     

BER-BCO耦合工艺净化模拟微污染河水及除磷机理研究

针对传统生物膜法对微污染河水脱氮除磷效率不佳的问题,设计了电极生物膜耦合生物接触氧化(BER-BCO)装置,采用单因素敏感性分析方法评估了不同碳源、电流密度、水力停留时间、填料填充比对工艺脱氮除磷效果的影响,并通过红外光谱表征阳极附近沉淀物表面特征官能团,探究系统除磷机理。结果表明,在使用乙酸钠为碳源、电流密度为0.09 mA/cm²、水力停留时间控制为24 h、填料比为40%的条件下,BER-BCO系统的脱氮除磷效能得到了显著优化;NH⁺₄-N、TN、TP的去除率分别达到了83.10%、56.46%、97.93%;最终出水除TN外均优于《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中Ⅳ类水质标准;红外光谱分析显示阳极附近形成的含磷沉淀物中含有Fe-O键、P-O键、Fe-OH键,表明铁阳极具有高效除磷的特性。     

怒江源区季节冻土短历时冻融事件评价

为探究怒江源区季节冻土的冻融特性,选取源区 4 个典型试验场 5?cm 表层土壤中发生的短历时冻融事件作 为研究对象,明确事件内涵、提出事件具体判别方法并对事件发生的特性进行评价。评价内容由起止时间、总历 时、总次数、循环频率、强度共 5 项组成。其中在强度评价,采用 Copula 函数法联合温差、湿差、历时 3 个单一指 数构建更全面高效的综合指数,并针对冻结和冻融两个不同的过程分别进行评价。研究表明：怒江源区不同地理 位置的短历时冻融事件特性具有差异,中海拔区（4?500～5?000?m.a.s.l.）的事件比低海拔区（<4?500?m.a.s.l.）和高海 拔区（>5?000?m.a.s.l.）的事件呈现出总历时更长、总次数更多、循环频率更高、累加强度更大的特征规律;高频或 高强的事件能够极大影响甚至破环土壤环境,对此更应注重怒江源区北部区域的冻融监测和防护;冻结和冻融是 两个强度效应不同的过程,分别评价可避免强度被削弱的问题。研究成果有利于明晰高原寒区季节冻土冻结及 融化的特性,进而体现短历时冻融事件的影响,为源区水土保持、冻胀与融塌危害防控提供支撑。     

外洪含沙量对干渠泥沙淤积影响研究

外来洪水汇入干渠产生的泥沙淤积会减弱渠道过流能力,导致水体溢顶漫堤,严重影响堤岸边坡的稳定性。通过物理模型试验研究外洪含沙量对干渠内断面流速横向分布、流速垂向分布、泥沙淤积过程及淤积形态的影响规律。结果表明：干渠中间位置受外洪和渠道边壁阻力的影响较小,其流速较大,洪口附近和渠道边壁处流速较小;在一定水深范围内流速随水深减小而增大,靠近水面时流速减小;外洪含沙量越大,泥沙淤积厚度越大,泥沙淤积起始位置和最大泥沙淤积厚度出现位置越靠近干渠上游。     

基于水动力耦合的明渠调水工程节制闸安全调控

针对明渠调水工程中流量切换时，由于调控不当导致闸前水位突破水位上下限的问题，提出安全调控可行 域的概念及其划分原则，通过一维水动力模型耦合二分法建立明渠调水工程节制闸的安全调控模型，实现流量切 换时节制闸调控开度、安全水位和调控时间区间的计算，进而得到节制闸的安全调控可行域和调控方案，并以南 水北调中线工程陶岔渠首至淇河节制闸 4 个节制闸开展实例研究。研究过程中根据各节制闸流量变化情况，分 别设置 12 种工况进行计算，结果表明：经模型计算的调控方案调控后，闸前水位控制在安全水位区间内，划分的 安全水位区间-Ⅱ较水位区间-Ⅰ起到了降低水位变幅的作用，模型运算速度快，最长时间为 8.99?s。给出了柔性调 度方案，使得调度更为灵活，面向实际工程更实用、操作性强，为调水工程的调度决策提供了支撑。     

卸荷条件下花岗岩破裂面粗糙度特征及成因分析试验研究

【目的】为探究工程岩体在高应力下加卸载过程中的断裂形貌变化及成因,【方法】以粗糙度作为描述形貌几何特征的重要参数,定量表征形貌变化,以拉剪比作为描述断裂特征的重要参数,定量表征断裂模式变化,选取两类花岗岩,开展加卸载力学试验,通过数字图像技术对破裂面粗糙度及成因进行分析。【结果】结果显示：在高应力卸荷条件下,初始围压、卸围压速率及矿物粒径均对花岗岩破裂面粗糙程度起负相关影响;超景深显微观察发现,粗糙程度越低的花岗岩,其断口出现剪切断裂占比越高;在围压卸荷破坏过程中,30 MPa围压卸荷,岩石破裂面以沿晶拉伸断裂为主,40 MPa围压卸荷,以沿晶和穿晶拉剪复合型断裂为主,50 MPa围压卸荷,以穿晶剪切断裂为主;随着矿物粒径和卸围压速率的增大,破裂面均呈现剪切断裂占比增加的趋势。【结论】结果表明,高围压卸荷下岩石破裂时张拉断裂占比越高,其破裂面越粗糙,相反剪切占比高,其破裂面粗糙度越低。     

多洞联合泄洪通风补气系统运行特性

结合水-气分层流理论,构建了如美泄洪洞与溢洪洞联合泄洪通风补气系统理论计算模型,研究了如美多条泄洪隧洞的通风补气特性,绘制并总结了如美各条泄洪隧洞的负压、补气竖井风速及通风量随泄洪洞洞顶余幅高度及其补气竖井截面尺寸的变化规律。结果表明：泄洪洞负压出现极小值和极大值并存的3分区,而溢洪洞负压无明显变化;泄洪洞补气竖井风速和通风量出现极大值,溢洪洞补气竖井通风量反之出现极小值。综合考虑各条隧洞通气参数的变化,可为联合泄洪系统中泄洪洞及其补气竖井尺寸的选择提供参考依据。     

太原盆地地下水水量水位双控研究

近年来地下水超采问题日益严重,为了更好地保护和利用地下水,实现可持续综合利用,在太原盆地地区开展了地下水双控相关研究。本次研究以多年地下水埋深、开采量、降雨量为依据,建立了多元线性回归模型,并以2019年数据进行验证,最后预测了未来5 a的潜水和承压水水位指标和蓄变量指标,为双控指标的计算和考核奠定了数据基础。