沂沭泗流域年降水和年地表水资源量演变趋势

基于沂沭泗流域1956年-2010年的水文资料,运用线性倾向估计、Mann-Kendall检验、累计距平和小波分析方法对沂沭泗流域年降水、年地表水资源量的演变趋势、变化过程和趋势及周期性进行了分析。结果表明:沂沭泗流域近55a内年降水、年地表水资源量变化趋势基本一致,整体上均呈减少趋势但不显著,预计未来10多年内仍会减少;年降水和年地表水资源量大体经历了丰枯交替5个变化阶段,年地表水资源量减少的趋势比年降水量减少的趋势稍明显;年降水变化具有4a、8a、15a和27a的主周期,年地表水资源量变化具有4a、14a和27a的主周期。趋势表明,未来10多年内沂沭泗流域年降水、年地表水资源量仍会减少     

水锤泵空气罐气体热力学过程的系统辨识

通过对一种自主原创的新型水锤泵的模型实验,研究了空气罐的热力学过程及液位特性对水锤泵性能的影响,提出了分析空气罐气体热力学过程的系统辨识方法,并通过对实测数据的系统辨识,得到了影响气体热力学过程的关键参数—多变指数k的变化规律。研究结果表明:空气罐气体热力学过程的多变指数介于等温过程(k=1.0)与绝热过程(k=1.4)之间,一般小于1.2,并且随着扬程的增加而减小。输水阀关闭过程中,空气罐内的水向泵体回流,使得扬水量减小,因此,改善输水阀的启闭特性,减小回流量,可提升水锤泵的性能。     

基于二元水循环的用水总量与用水效率控制研究——以渭河流域为例

以二元水循环理论为基础,以最严格水资源管理制度中的"用水总量"与"用水效率"联合调控为目标,提出"以耗水管理为核心,用水总量与用水效率控制为约束"的理念和思路。分析了用水总量与用水效率控制的概念和关系,构建了基于二元水循环理论的用水总量与用水效率多重调控机制。为实现耗水总量控制,将用水过程划分为水源端的供水和用户端的用水两大环节。由于各类水源到达用户的供水过程存在不同的环节,水量损失有所差异。通过对基于规则的水资源配置模型的改进,建立了水源—用户供水优化模型,重点分析不同水源利用情景对于用耗水总量控制的影响。最后,以渭河流域为例进行了应用分析。     

大范围、高帧频PLIF 浓度场测量系统的开发及应用

平面激光诱导荧光技术(Planar Laser Induced Fluorescence,PLIF)是环境水力学领域研究污染物紊动扩散机理的重要手段。采用鲍威尔棱镜与菲涅尔透镜组合扩展蓝色激光束、生成光强分布比较均匀的平行片光,通过高速摄像机采集高分辨率的荧光图像,据此开发了大范围、高帧频PLIF浓度场测量系统,解决了常规PLIF技术测量区域小、采样频率低、片光分布不均匀的问题。提出了适用于矩形平行片光特点的参数标定方法及浓度场还原算法,并初步用于恒定流条件下的垂直射流浓度场研究。结果显示,喷口附近(z-z)o/lm1范围内属动量作用近区,射流轴线最大高度为(z)max-zo/lm=2.3。与已有研究成果的对比表明,本系统测量的射流浓度场合理可信,验证了系统的可靠性。     

考虑原位结构效应确定深厚覆盖层土体的动力变形特性参数

深厚覆盖层土体原位结构性强,原状样取样困难,且由于粒径、级配的改变,室内重塑样试验确定的力学参数不能反映原位土体的实际性质,如何准确确定深厚覆盖层土体的力学参数是工程建设中的难题。本文联合室内和现场试验,研究了考虑原位结构效应确定深厚覆盖层砂土动力变形特性参数的方法。研究结果表明,可以通过联合现场波速试验和室内共振柱试验综合确定的最大动剪模量Gmax反映深厚覆盖层砂土动力变形特性的原位结构效应;基于室内共振柱试验确定的砂土归一化G/Gmax-γ/γr曲线和λ-γγr曲线受颗粒大小、级配和结构性的影响很小,用其可以分别较为接近地表征原位土体动剪模量G随动剪应变γ的衰减关系及阻尼比λ随动剪应变γ的增长关系。联合现场剪切波速和室内重塑样动力变形特性试验成果,能够较好地考虑原位结构效应确定深厚覆盖层土体的动力变形特性参数。     

黄河小浪底水库拦沙后期运用方式的思考与建议

小浪底水库于1999年10月下旬下闸蓄水,2007年起进入拦沙后期。水库的运用方式,对于延长水库寿命,确保黄河下游防洪减淤,至关重要。本文基于三门峡水库数十年的运用经验,指出"拦粗排细"只有在水库淤积状态下出现,水库冲刷则可能出现"拦细排粗"或"粗细俱下、粗沙略多"的情况,评述了拟定的小浪底水库拦沙后期的运用方式,提出了水库运用应从"拦沙减淤"向"调沙减淤"转变的水库合理运用的基本原则和调整黄河中游大型水库的目的任务以确保黄河下游长治久安的建议。     

高土石坝地震动力反应特性大型振动台模型试验研究

心墙堆石坝和面板堆石坝是目前高地震烈度区高坝建设中普遍采用的两种高土石坝坝型,它们的动力反应特性和抗震性能是水电工程界普遍关注的问题。本文基于双江口高心墙堆石坝、两河口高心墙堆石坝和猴子岩高面板堆石坝等3个实际工程的大坝大型地震模拟振动台模型试验,对比、分析试验结果,研究高土石坝地震动力反应特性,重点考察了两种坝型(心墙坝和面板坝)地震动力反应特性的异同点。研究表明:高面板堆石坝和高心墙堆石坝均有良好的抗震性能;水库蓄水对两种坝型结构动力特性参数变化的影响规律有所差异;面板对堆石坝上游坝坡的保护作用明显,有效抑制了上坝坡的加速度反应;面板堆石坝虽然抗震性能优良,但对面板相关的设计和施工水平依赖性很强。     

东北黑土区膜下滴灌施氮管理对玉米生长和产量的影响

2011和2012年在东北黑土区开展了玉米膜下滴灌田间试验,研究生育期滴灌施氮次数与施氮量对玉米生长和产量的影响。施氮次数取1次(拔节期)和3次(拔节期、抽穗期、灌浆期)2个水平,施氮量取50、100、150、200 kg/hm24个水平。结果表明,施氮次数对玉米的生长和产量影响显著,1次施氮处理显著提高了玉米在生育前期的株高、叶面积指数(LAI)、干物质质量和氮素吸收量,3次施氮处理使生育后期的干物质质量和氮素吸收量显著提高,产量随施氮次数显著增加,平均比1次施氮处理提高5%;施氮量对玉米各生育期株高和LAI的影响均不显著,干物质质量和氮素吸收量随施氮量呈增加趋势,尽管2012年玉米产量随施氮量的增加显著增长,但施氮量对玉米产量的影响明显小于施氮次数。本研究建议东北黑土区玉米膜下滴灌采用3次施氮、施氮量150~200 kg/hm2的施氮管理措施。     

基于水循环模拟的干旱半干旱地区地下水补给评价

干旱半干旱地区的地下水补给评价在地下水的开发利用和保护中起着基础性的重要作用。本文从全区域水循环整体的角度出发,以水循环模拟与地下水数值模拟紧密耦合的综合性水文模型MODCYCLE为工具,以处于半干旱地区的通辽市平原区为例,探索地下水在"自然-社会"二元水循环过程中的补给规律。结果表明:通辽市平原区地下水的主要补给来源为降水入渗,占总补给量的65.2%;降水入渗补给量与降水量的变化趋势基本一致,但受众多因素影响,并不呈线性关系;年均降水入渗补给量农田区107.3 mm,非农田生态区29.1 mm,且前者较后者稳定;地下水从人口分布较少的平原坨沼区向社会经济活动频繁的中部平原区侧向净流动,年均净流量为6 570万m3,呈逐年下降趋势。模型反映的地下水补给规律基本符合研究区域的客观情况,可以为当地地下水管理提供参考。该评价方法为类似地区的地下水研究提供一种可以选择的方式。     

智慧水务建设的基础及发展战略研究

随着信息技术的快速发展和广泛利用,智慧水务已成为许多国家完善水资源科学管理的有效载体。国内目前对智慧水务建设的战略核心理念和关键因素尚没有形成共识,本研究在梳理智慧水务在国内外前期实践的基础上,总结我国智慧水务建设当前存在的主要问题,提出了智慧水务的框架,并深入探讨了智慧水务建设的可行发展战略以及关键实施途径,为我国智慧水务建设提供有效支撑。