冰期河湖与大气的热交换模型

河湖与大气的热交换模型是计算分析冰凌形成、发展、消融时空变化规律的基础。基于现有太阳辐射、长波辐射、蒸发和对流模型研究成果,以现场冰情要素观测及历史天气资料为依据,建立了适用于冰期计算分析的河湖与大气的热交换非线性模型。提出了考虑晴天散射的太阳辐射计算模型,以Iziomon公式计算大气长波逆辐射,以俄罗斯冬季公式计算蒸发和对流。基于现场观测雪面或冰面温度Ts接近于Ta的实际,提出了在Ts=Ta点对河湖与大气的多参数非线性热交换模型线性化,然后利用历史天气资料,采用线性回归的方法确定热交换系数hsa。研究证实:(1)气象站风级或者风速资料一般不能准确估计地势低洼河面的风速;(2)采用典型年历史天气资料得到的hsa可用于预测其他年的热交换;(3)hsa与Ta成正比,且北京、沈阳、保定、包头的hsa的平均值10.0 W/(m2·℃);(4)漠河和拉萨的hsa略小于北京等地区。     

鄱阳湖水龄时空特征和影响因素分析

换水能力是表征湖泊水动力和污染物输移扩散的关键指标,鄱阳湖水文情势波动显著,换水能力时空特征和影响因素复杂。本文选取水龄描述鄱阳湖换水能力,建立鄱阳湖水龄模型,研究了鄱阳湖水龄的时空特征和影响因素,分析了水龄对鄱阳湖江湖关系演变的响应规律。结果表明:(1)鄱阳湖水龄具有显著的时空异质性。夏季和秋季水龄明显大于冬季和春季,碟形湖和湖湾区域水龄明显大于主河道和滩地。(2)湖口水位和流域入流是影响鄱阳湖水龄的主要因素。湖口水位对鄱阳湖水龄的影响大于流域入流;湖口水位越高则鄱阳湖水龄越大,流域入流与之相反;鄱阳湖水龄年内显著波动的主要原因是湖口水位的年内显著变化。(3)2003年后,随着江湖关系的演变,鄱阳湖水龄有所减小,其中秋季减小最为明显。研究成果能为鄱阳湖水资源保护提供科学支撑,也可为其他大型湖泊换水能力研究提供参考。     

白格堰塞湖抢险处置应急管理与经验启示

基于2018年金沙江白格堰塞湖应急处置工作,全面总结了部际联合会商、央地协同联动等应急抢险工作机制,深入分析了金沙江中游梯级水库群联合调度削峰对防灾减灾所发挥的重要作用。研究表明,若无梨园水库拦蓄,将可能新增淹没面积约160 km²,必对沿江两岸造成更大的损失。据此认识到,迅速获取堰塞湖信息是抢险处置的前提,快速研判堰塞湖风险是重要支撑,精准分析溃决洪水是核心技术,协同联动工作机制是基本保证,动态抢险工程管理是科学方法,完善的高坝水库群是应对洪灾的根本手段。进而提出加强乏信息条件下堰塞湖多源信息快速获取与处理技术、乏信息条件下风险快速研判技术能力、抢险处置专用装备研发、抢险工程统筹管理和协同联动体系完善、高坝水库群开发建设和风险防控与应急调度体系建设等建议,为堰塞湖应急管理水平提升和流域综合防灾减灾提供借鉴。     

智慧水利解析

智慧水利是水利高质量发展的显著标志,是运用大数据、人工智能、物联网、云计算、移动互联等新一代信息通信技术,基于自然水系、水利工程体系和水利管理体系,智慧地将适量适质的水适时送到适地,为实现长久水安澜、优质水资源、宜居水环境、健康水生态提供支撑。智慧水利包括目标、对象、时空、技术、价值、成效等六个维度的内涵。目标维度包括问题识别与目标制订,对象维度包括服务主体与水利业务,时空维度包括监控环节与决策过程,技术维度包括赋能体系与核心技术,价值维度包括概念模型与推进路径,成效维度包括功能表征与建设愿景。在智慧水利建设中,数据是基础,要高度重视水利数据的收集、开放和共享;信息是关键,要高度重视监测数据的信息提取和分析;知识是核心,要加强水利知识的挖掘、提升和知识的积累;智能和智慧是目的,要重视人工智能的使用和标准化管理体系的构建。     

一种新型竹材生态护岸型式及其稳定性模拟分析

本文以济南创新谷小刘河山区河流段为研究区域,提出一种竹材式柔性锚固框架生态护岸结构,并对该结构进行稳定性模拟分析,旨在确定新型竹材生态护岸所能发挥最佳锚固作用的合适工况。研究通过ABAQUS有限元软件进行强度折减计算,将竹筋模拟为"锚固杆"的部件作用于边坡,模拟不同的坡角、土质类型对于边坡模型稳定性的影响。数值模拟计算结果表明:新型竹材护岸锚固框架结构可有效地对粉质黏土边坡和黄棕壤土边坡进行锚固。随着坡度的增加,竹筋深层锚固作用效果愈加明显,安全稳定性能得到了稳定的提升。其中60°边坡锚固后效果最佳,两种土质边坡的塑性应变与位移均减小近100%。     

近20年塔里木河干流生态环境变化遥感监测分析

针对塔里木河流域综合治理后生态环境的变化状况及植被的恢复状况等热点问题,基于遥感时空变化分析方法从土地利用、地表水体和植被覆盖度的时空变化方面分析了近20年来塔里木河干流生态环境的变化状况。结果表明:(1)塔里木河干流土地利用受到人类活动的影响显著,自2000年以来,塔里木河干流耕地面积增加显著,净增2 229 km~2,草地面积整体下降,萎缩3 157 km~2;(2)综合治理以来,下游河段2009—2018时段水体出现频率明显高于2000—2008时段,水体出现频率提高约15%;(3)2000年以来,塔里木河流域的植被覆盖度持续增加,特别是下游河段植被覆盖度增加明显,覆盖度增加18%。但中、上游流域的植被覆盖度的增加趋势主要贡献来源于耕地,中上游地区耕地的增加仍会对塔里木河流域的生态保护和恢复造成一定的影响。     

磷酸镁水泥制备试验研究

基于水工建筑物的应急抢险与快速修补加固处理的需要,运用常规的水泥凝结时间、强度等基本性能试验,研究各材料组成对磷酸镁水泥性能的影响,确定磷酸镁水泥配方,并对不同粒径砂土的磷酸镁水泥砂浆水胶比、养护条件、强度等进行了试验研究。结果表明,硼砂是磷酸镁水泥的有效缓凝剂;氧化镁细度对水泥性能有明显影响,氧化镁越细水泥早期强度越高,但细度过细凝结时间将难以满足施工要求;磷酸镁水泥配方为:P/M值1∶3,硼砂掺量10%,氧化镁细度宜为195 m~2/kg左右;磷酸镁水泥砂浆抗压强度与胶水比具有线性相关性,与龄期呈对数关系;水中养护与标准养护相比,抗压强度降低约6%～27%,磷酸盐水泥在长期水下环境中的适用性需论证。研究成果可为水工建筑物的应急抢险与快速修补加固处理提供参考和依据。     

汉江碾盘山电站水力一体拦导漂排设计研究

汉江流域水草漂浮物多发,影响水生态环境、发电、航运、供水等,故对碾盘山水电站拦导漂排设计方案进行了比选研究。当前水电站工程漂浮物治理多依靠人力与船只机械清理,存在安全、失控、低效等诸多问题,不利于工程发挥长期稳定效果。根据汉江漂浮物特征及碾盘山枢纽运行特点,经对设计方案结构荷载和安全稳定分析,运用已开发的水力一体拦导漂浮排技术装备和实用成果,在电站引水渠布置水力一体拦导漂排,将漂浮物引导至泄水闸适时开闸排向下游。该方案有利于充分发挥电站发电效益,保障工程安全运行。水力一体治漂适应漂浮物规律,系列技术适应各类工程综合治漂,解决工程治漂短板。     

基于级差最大化组合赋权法的地下水功能评价

针对地下水功能评价中单独采用主观赋权法或客观赋权法存在的问题,结合二者的优点,采用基于主观赋权的层次分析法与客观赋权的熵权法相结合的级差最大化组合赋权法评价地下水功能,并通过计算不同赋权方法权重结果与平均值的相对偏差来衡量级差最大化组合赋权法的准确性。将该方法应用于伊犁河谷西北部平原区浅层地下水功能评价,评价结果基本符合评价区实际情况,验证了该评价方法在地下水功能评价中的可行性。     

流域水文、水动力、水质模型联合应用研究进展

流域水文、水动力、水质模型联合应用可以实现水资源从源头运动到不同水体的全过程模拟,对水资源开发利用与综合管理决策具有重要的意义。为深入了解流域耦合模型的发展与演变过程,总结了水文、水动力与水质3类模型的结构与特点,探讨了各类模型在耦合应用中的作用,综合评价了单向传输耦合、双向传输耦合与接口传输耦合各自的优势与不足,并对耦合模型中的时空匹配问题进行了讨论。指出目前耦合模型中存在着结构松散和参数率定、应用标准不明确等问题,未来耦合模型将成为解决流域智能管理与决策问题的重要手段。