流域水环境多目标多部门综合管理数据库关键技术研究

流域尺度水环境综合管理数据库的设计和应用是水环境精准化管理的前提。以清潩河流域(许昌段)水环境多目标多部门综合管理数据库构建为例,针对水质、水量、水生态等管理目标,利用相关多部门基础数据,对流域尺度多目标多部门水环境数据建库的关键技术进行研究。关键技术主要包括多源海量异构的多部门数据整合技术(数据库规范设计、要素编码设计、图层及属性表设计、多目标数据库索引设计)、多部门矢量数据与栅格数据无缝拼接技术及一键入库技术等。研究结果表明:(1)利用数据整合技术,能够有效地实现海量异构数据集成化管理;(2)使用无缝拼接技术能够解决网内信息共享及数据冗余问题,实现多部门水环境信息联动共享;(3)设计一键入库技术可大大提高数据入库的效率和可靠性。通过构建流域水环境多目标多部门综合管理数据库,可实现流域水环境管理数据库建设的规范化和科学化,为许昌市水环境综合决策平台的搭建提供数据支撑。通过3个水环境管理综合决策应用系统实例,验证了数据库的实用性,可满足多目标管理、多部门信息共享的需求。     

环境变化影响下人水关系研究的关键问题及研究框架

本文在综述目前国内外关于人水关系研究的基础上,提出了研究面临的4个关键科学问题,包括环境变化对人水关系的影响作用机理。环境变化影响下人水关系的系统模拟、人水关系的量化评估以及人水关系的优化调控;从多学科、多方法角度构建了环境变化影响下人水关系的研究框架,旨在为科学地量化人水关系,有效地调控解决人水矛盾,以为实现人水和谐提供理论方法支持。     

水工机械装备系统监测点传感器优化分配研究

监测水工机械装备系统的运行状态对水利设施发挥防洪、灌溉、水资源调度等功能具有重要意义。针对现有监测方案往往只针对单一传感器或单一结构,缺乏对整体系统监测点传感器优化分配方案研究的问题。依据典型水工弧形闸门及启闭机设备常见故障类型构建层次模型,建立其监测点传感器优化分配评价指标,采用模糊层次分析法(FAHP)对指标赋权,最终确定水工机械装备系统监测点传感器优化分配方案。结果表明:所提方案适用于水工机械装备系统的监测点传感器分配的应用场景,为水工机械装备系统结构健康监测提供理论依据,避免系统整体传感器布局的盲目性,相比传统传感器优化布置方案具有一定的全局性与可行性。     

供水安全判别准则及评价体系——以出山店水库供水区为例

为了探究水库对城市供水安全的影响,根据提出的供水安全的3个判别准则,构建包含供水水源安全、供水过程安全和用水主体安全3个准则层的供水安全评价指标体系,并基于单指标量化-多指标综合-多准则集成(SMI-P)方法定量分析了出山店水库供水区供水安全状况。研究结果表明:出山店水库供水区供水安全水平整体不高,但呈上升趋势,基本处于接近安全和较安全水平;各评价指标供水安全度存在较大差异,随着城镇化水平的提高以及基础设施的完善,出山店水库供水区的供水安全度得到有效提高。本研究提出的供水安全判别准则、评价指标及案例分析可为供水安全评价提供参考和借鉴。     

区域水资源-能源-粮食耦合系统和谐评价

针对水资源-能源-粮食耦合系统和谐可持续发展问题,筛选水资源、能源、粮食系统相关指标,并将模糊多属性决策方法与和谐量化方法相结合,提出基于和谐量化模型的水资源-能源-粮食耦合系统评价指标体系。以河南省2011—2018年水资源–能源–粮食耦合系统发展水平及其和谐程度为依据,分析各子系统与三者耦合系统的时空变化特征。结果表明:8年间全省水资源-能源-粮食耦合系统和谐程度逐年提高;各子系统发展特征不同,但均呈现上升趋势,水资源子系统和谐度提升幅度最大,粮食子系统次之,能源子系统最小;水资源子系统和谐度波动上升,粮食子系统发展水平较高且表现稳定,能源子系统发展存在波动且稳定性较差。基于模糊多属性决策的和谐量化方法不仅能够解决指标量化中的不确定性问题,而且通过耦合系统和谐评价结果,为水资源、能源、粮食综合管理提供依据。     

安阳市平原区浅层地下水对暴雨洪水的响应

在系统分析安阳市“7·19”特大暴雨洪水事件的基础之上,探讨典型极端降雨条件下安阳市东部平原区地下水对暴雨洪水事件的响应。在利用灰色关联分析法确定安阳市东部平原区浅层地下水水位和降雨量二者之间的相关程度的基础上,提出一种基于ArcGIS软件的地下水补给量计算模型。研究结果表明：安阳市平原区浅层地下水水位与降雨量的关联系数大于0.85,地下水资源量变化受降雨补给影响显著;“7·19”事件降雨强度大,雨量集中,受大范围强降雨影响,地下水位变幅沿河道向两岸方向没有形成递减的变化趋势,水位变幅与降雨分布呈正比;此次洪水为单峰型洪水,模型计算研究区地下水补给量为5.19亿m3,洪水转化率0.8 %。该计算模型适用于资料缺乏地区地下水补给量计算和雨洪资源化定量分析,对雨洪资源利用和地下水响应分析具有一定的参考价值。     

引黄灌区水资源调配模型及和谐评估

基于引黄灌区普遍特征及存在的水资源问题,构建考虑水资源、经济社会和生态环境多维目标的水资源优化调配模型,建立引黄灌区水资源和谐评估指标体系,并将模型和评估体系应用到赵口引黄灌区二期工程。基于模型解集中选取的4种代表性优化调配方案进行水资源、经济社会、生态环境的效益分析,选定P₄方案为赵口二期水资源多目标优化调度方案,并基于该方案开展和谐评估和多方案调控研究。结果表明：模型优化后灌区和谐度明显提高,通过对和谐度较低的地下水开采率、农业用水比例、城镇化率、人均粮食产量、绿化覆盖率等指标调控后,和谐度可进一步提高到0.790。     

超高速相变致裂技术在坚固性粉砂岩巷道掘进中的试验研究

为了解决库里火沙兔煤矿坚固性粉砂岩巷道掘进困难问题，采用超高速相变致裂技术，分析了超高速相变致裂原理以及相变破岩技术优势，以1435采区永久避难硐室为试验工作面，根据试验工作面地质特点，对楔形掏槽眼进行了布置，对工作面进行了超高速相变致裂技术。研究得出，相变致裂能够有效进行楔形掏槽试验，并且能量过剩，起爆能量远远超过设定的抵抗线，但存在工作效率差，需改进施钻设备和施钻工艺，达到在坚固性粉砂岩快速掘进的目的。     

河南栾川矿集区深部钨钼矿体特征及资源预测

为了对“中国钼都”栾川的钨钼资源总体情况进行可靠的预测评价，利用栾川矿集区核心区域的冷水—赤土店地区以往勘查资料和近年来在该区施工的深孔资料，对区内的钨钼矿体重新进行了圈定，对基 于高精度重磁资料推断的成矿期岩体顶界面进行了校正，总结了钨钼主矿体的分布特征和找矿标志，统计了钨钼矿体在成矿期岩体顶界面的分布范围。在此基础上，以校正后的成矿期岩体顶界面为基础，结合区内钼 多金属矿成矿模式开展了三维定量预测。研究表明：栾川矿集区钨钼矿属岩浆—热液成矿系统，钨钼矿体在空间上受晚侏罗世中酸性岩体控制，矿体主要分布在成矿岩体的内外接触带，其成矿地质体在2 000 m深度连 为一体。预测栾川矿集区内钼金属资源量1 448万t，WO3 425万t，并指出了开展进一步深部勘查工作的范围。     

红缘拟层孔菌子实体和发酵菌丝体营养成分比较分析

采用多种分析方法对不同产地红缘拟层孔菌子实体（吉林1号、黑龙江1号和云南1号）及其发酵菌丝体的营养成分进行比较分析。结果表明，3?种红缘拟层孔菌子实体及发酵菌丝体中碳水化合物、蛋白质、氨基酸、脂肪酸和矿物质元素的含量差异较大，并且红缘拟层孔菌子实体样品中的碳水化合物和脂肪含量均高于菌丝体，而菌丝体样品中的蛋白质和灰分含量相较子实体高。所有样品均含有丰富的氨基酸、不饱和脂肪酸和微量元素（Zn、Fe、Mn、Cu）；其中必需氨基酸总量由高到低依次为发酵菌丝体＞黑龙江1号＞云南1号＞吉林1号；不饱和脂肪酸占比由高到低依次为黑龙江1号＞发酵菌丝体＞吉林1号＞云南1号；微量元素总含量由高到低依次为黑龙江1号＞吉林1号＞发酵菌丝体＞云南1号。