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2002年  第13卷  第6期

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非规则网格下二维浅水流动的数值模拟
陈祖华, 赖冠文, 王光谦, 王志石
2002, 13(6): 657-664.
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建立了一种在非规则结构化网格上求解平面二维浅水流动的有限体积方法。通过采用地形在离散网格内双线性变化及离散网格界面间地形连续的地形逼近方法和应用可以有效处理间断问题的Roe格式来离散浅水方程中的对流项,并通过VanLeer提出的状态插值法提高格式精度。在计算原始变量在网格内的插值梯度时,采用最小二乘方法求变量的最优梯度代替差分计算梯度,从而可采用任意形状的不规则四边形网格离散计算域。计算实例表明,该方法能够计算间断问题并能够处理各种复杂流态的过渡,具有较好适应性和计算精度,能够满足不同实际问题的计算要求。
平面二维水流泥沙数值模拟
张细兵, 殷瑞兰
2002, 13(6): 665-669.
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基于三角形网格划分,采用有限元方法,建立了河道平面二维水流泥沙数学模型。采用质量集中的简化处理和预估校正的时间推进算法,较好地解决了有限元计算存储量和计算速度问题。以空腔流和突扩段两种情况为例对模型进行了检验计算,结果表明,模型能较好地模拟河道水流泥沙运动及河床变形情况,且计算稳定性好、速度快、精度较高。
顺直河流横向紊动扩散系数
郑旭荣, 邓志强, 申继红
2002, 13(6): 670-674.
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利用垂直紊动扩散系数及水利几何形态关系,借助于抛物线型断面形态方程,提出了顺直河道中局部水深沿横断面的分布,在此基础上确定了横向紊动扩散系数的断面分布及其平均值表达式,阐明了无量纲横向紊流扩散系数间的关系,计算的断面平均横向紊动扩散系数与138组试验资料吻合良好。比较结果表明,建立的顺直河道横向紊流扩散系数计算公式能给出与实测值最接近的预测值。与现有的其它横向紊流扩散系数计算公式相比,其公式在理论上更加合理,机理上更加清楚,并且具有最小的预测误差。
混流式转轮中流场的大涡模拟
张昌兵, 杨永全, 鞠小明, 桂林
2002, 13(6): 675-681.
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建立了基于微可压缩流体理论的相对运动的大涡模拟方法,并对混流式转轮流场进行了三维非恒定粘性数值模拟,计算方法采用了有限体积法和预测-校正方法,对固体边壁的处理使用了“壁函数”法。得到了混流式转轮的三维速度场和压力分布,与k-ε模型计算结果进行比较表明,所建立的相对运动的大涡模拟方法对转轮性能预测更加精确、合理,对转轮改型设计具有十分重要的参考价值。
Muskingum法及其分段连续演算的若干理论探讨
芮孝芳
2002, 13(6): 682-688.
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根据水力学原理和洪水波运动理论,通过对Muskingum法的关键参数X与特征河长、扩散波动力方程和运动波数值扩散之间关系的分析,给出了X更为全面的物理解释;证明了Muskin gum法槽蓄方程是扩散波动力方程近似的表达;指出了Muskingum法演算公式在一定条件下是扩散波方程的二阶精度解。讨论了Muskingum法的使用条件和分段连续演算的必要性;应用Z 变换方法导出了Muskingum法的分段连续演算的汇流系数公式。
复杂系统模糊模式识别动态规划模型研究
陈守煜, 伏广涛, 王建明
2002, 13(6): 689-695.
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将模糊识别集合算子和非结构决策分析方法引入模糊动态规划中,推导出了两种求解复杂系统多目标多阶段决策问题的方法:级别特征值最小法和阶段模糊识别递推法。这两种方法具有不同的递推方程,可以应用于不同的情况,从而形成了模糊模式识别动态规划模型。此模型可以有效地获取和集成决策者的经验知识和偏好。此模型已应用到实践中,并取得良好效果。
水资源系统的点权核及层次结构
罗强, 宋朝红, 雷声隆
2002, 13(6): 696-700.
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将点权核度与点权核的概念引入水资源系统。通过对节点根据功能的大小来赋权,以便从功能和结构两方面出发,对系统内各元素的重要性进行测度,从而找出系统的核心工程。并利用该定义,研究了系统的层次结构的确定方法,给出了建立系统层次结构的算法。
2001年《水科学进展》被美国《工程索引(Ei)》光盘数据库收录情况
何闻
2002, 13(6): 700-700.
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根据上海大学图书馆鲍国海“2001年《Ei》光盘数据库收录的中国科技期刊”(中国科技期刊研究,2002年第5期)的分析,2001年被《Ei》收录的中国科技期刊共113种(其中英文版期刊35种)比2000年的统计增加了3种,2001年收录的论文达9346篇,比2000年增加了991%.其收录的期刊每年有不同程度的调整,与2000年相比,2001年新增收录的期刊10种,恢复收录的6种,不再继续收录的13种。
通量向量分裂格式的二维水流-水质模拟
赵棣华, 姚琪, 蒋艳, 杨珏, 逄勇
2002, 13(6): 701-706.
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在有限体积法框架下应用通量向量分裂(FVS)格式进行平面二维水流 水质模拟。通过对偏微分方程进行有限体积的积分离散、利用通量的旋转不变性,把二维问题转化为一系列局部的一维问题进行求解,采用FVS格式计算各跨单元边界的水量、动量及污染物输运等通量。应用该格式计算了理想条件下的浓度输移,其结果与精确解拟合很好;模拟了长江江苏靖江段的水质及污染带,计算结果与水质监测值相当吻合,为长江江苏干流段水质评价提供了科学依据。
河口海域SDZY水质预测模型的研究及应用
王祥三, 李重荣
2002, 13(6): 707-713.
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根据弱混合型河口海域的水流条件及边界条件,针对温热排水污染源,从物理机制入手,提出了三维 多层二维平面综合预测模型,对排污口区域,用三维模型考虑了垂直方向的流动及流场的梯度变化,同时考虑了垂直方向的热量交换和温度场的梯度变化,对远离排污口区域,用多层平面二维模型,考虑各层的流速场和温度场的梯度变化。通过对实际河口海域流场和温度场的模拟计算,模型具有较高的精度和实用价值。
南水北调中线工程对汉江水华影响研究
窦明, 谢平, 夏军, 张万顺, 侯丙亮
2002, 13(6): 714-718.
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汉江中下游近年来出现水华的根本原因是汉江下游水体污染严重,氮、磷等污染物浓度过高,春季光照充足、水温升高,汉江枯水时长江水位偏高导致汉江流速变缓。在污染负荷保持现状的前提下,建立水动力学模型和富营养化模型,并通过在诱发水华的各环境因子样本集合中抽样组合,计算南水北调中线工程调水前与调水后的水华发生概率。结果表明,调水145亿m3后汉江水华发生的概率将会增加,而引江济汉工程的兴建能有效控制水华的发生。
塔里木河水质盐化及改善途径
樊自立, 马英杰, 张惠, 杜莉
2002, 13(6): 719-725.
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摘要:
塔里木河在1958年前是一条淡水河,河水的矿化度在各段及不同季节均未超过1.0g/L,现全河段各月平均矿化度除8月洪水季节<1.0g/L,其余各月都在1.0g/L以上。上游阿拉尔水文站平均每年有5个月为1～3g/L,4个月为3～5g/L,2个月超过5g/L,最高5月份达到6.3g/L.阿拉尔的淡水所占比例不足年平均径流量的35%.下游卡拉全部为微咸水。造成塔里木河水矿化度升高的原因,除气候干旱、蒸发强烈、土壤含盐量高等自然因素外,主要是灌溉、排水不合理,上游三条主要支流灌溉引水增加,使补给干流的淡水资源量由1960年前的50.0亿m3减少到1990年后的42.0亿m3;与此同时大量农田排水泄入塔里木河,每年带入盐量达467.4万t.要改善塔里木河水质,必须减少农田排水泄入,实行咸、淡分流,退耕还林;并在源流区适度开发地下水,使三源流向塔里木河输水量每年不少于46.0亿m3。
干旱内陆灌区土壤水盐模型
胡安焱, 高瑾, 贺屹, 于延凤
2002, 13(6): 726-729.
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研究干旱内陆区土壤水分运移规律以及土壤盐分运移规律,有助于合理利用水资源,减少潜水无效蒸发,防止土壤盐碱化。根据水量平衡和盐量平衡原理,建立了土壤水盐模型,计算土壤水盐迁移量,并对干旱内陆区土壤水盐运移规律做了初步研究。
Jensen模型水分敏感指数的新定义及其解法
丛振涛, 周智伟, 雷志栋
2002, 13(6): 730-735.
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在总结已有的作物水分生产函数Jensen模型研究工作的基础上,针对以往研究中水分敏感指数与生育阶段划分密切相关的问题,对Jensen模型进行了改造,提出了水分敏感指数的新定义。并在Jensen模型水分敏感指数的累加性分析的基础上,提出了确定Jensen模型水分敏感指数及累积曲线的更为简洁的新方法,新方法得到了田间试验的验证并与传统方法有很好的一致性。
作物水分氮素生产函数模型的研究
王康, 沈荣开, 王富庆
2002, 13(6): 736-740.
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在水分生产函数动态产量模型的基础上,考虑土壤氮素对作物生长的影响,建立了作物水分 氮素生产函数动态产量模型,根据作物生长过程中水分和氮素状态,可以对干物质生长过程进行跟踪和预测预报,利用北京永乐店试验资料进行模型参数的拟合,并应用该模型对不同生育阶段干物质产量进行预测,效果良好。
水流入渗和气体驱替过程二维问题的耦合求解
马国涛, 邵龙潭, 丛龙飞, 冯恩民
2002, 13(6): 741-746.
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摘要:
采用孔隙介质力学分析方法,把土体骨架、孔隙水和孔隙气体分别作为独立的研究对象,结合孔隙水和孔隙气体在气、液交界面上的力学条件建立耦合方程,研究非饱和土中孔隙水的入渗和孔隙气体的排出过程,为水流入渗问题的求解提供了一种新的方法。将此种方法应用于二维水流入渗问题的数值求解,利用简单的工况校验了这种计算方法的可靠性。通过对砂体和粉煤灰断面进行的二维水流入渗计算表明,孔隙气体的排出过程影响孔隙水的入渗运动。
中国旱灾分维及其灾情演变趋势研究
朱晓华, 杨秀春
2002, 13(6): 747-750.
摘要 PDF
摘要:
根据分形理论,首先分析了中国旱灾中的分形结构,然后运用常规统计方法分析了中国旱灾灾情的趋势,在此基础上探讨了对我国实施可持续发展战略的有益启示。
基于GIS技术的秦淮河流域水系分维研究
王倩, 邹欣庆, 朱大奎
2002, 13(6): 751-756.
摘要 PDF
摘要:
流域水系是一种自然分形,基于GIS技术在MapInfo和MapBasic平台下,采用编程手段,通过改变粗视化程度求维数的数盒子法求取了秦淮河流域水系的盒维数,并在此基础上讨论了水系分维的意义。指出水系的分维不仅反映了该流域水系的发育程度,而且和流域的地貌系统、土地利用以及道路网都有着密切的关系。
土地利用变化对流域生态需水的影响分析
丰华丽, 王超, 朱光灿
2002, 13(6): 757-762.
摘要 PDF
摘要:
人类对流域生态系统的干预,导致季节性淹没区减少,天然湿地丧失,生态环境的恶化和生物多样性锐减,土地利用方式发生了剧烈变化。以流域整体性理论、物种多样性理论、物种耐性理论和景观生态学理论为基础,分析了土地利用方式对生态需水的影响。结果表明,河岸天然植被生态系统通过削减洪峰、增补枯水和截留污染物的作用,来影响流域的水量分配和水质改善,使流域受水分不足威胁的程度降低,即在更大的时间与空间尺度上,保证了流域对生态水的需求。因此,为了流域生态系统的可持续发展,应采取保护湿地、河溪森林植被、水陆交错带等合理的土地利用方式。
提高期刊论文英文摘要写作质量, 促进学术期刊的国际交流
《水科学进展》编辑部
2002, 13(6): 762-762.
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摘要:
今年9月25日,中国科协学会学术部发[2002]054号文件《关于进一步提高期刊学术论文英文摘要写作质量以及在有关期刊编辑部开展英文摘要达标荐优活动的通知》,文中强调为了促进中文学术论文的国际交流,应充分发挥英文摘要的作用。目前学术期刊中的英文摘要绝大多数比较粗糙,离参与国际交流和国际着名检索系统的要求相距甚大。
防洪安全建设中的移民建镇布点方法及应用
袁汝华
2002, 13(6): 763-767.
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摘要:
针对防洪安全建设规划中运用机率小、预见期较长的蓄滞洪区,在保证其合理有效利用的前提下,考虑蓄滞洪区内工农业发展状况,自然地理环境以及移民后的生产生活条件,运用区域布局理论,提出移民建镇优化规划的布点方法,并将该方法应用于洪泽湖圩区规划。
黄淮海流域及南水北调中线东线受水区工业节水分析
沈福新, 耿雷华, 秦福兴, 徐澎波
2002, 13(6): 768-774.
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摘要:
南水北调供水的重点是城市,而城市用水最大的是工业,受水区工业用水占城市总用水的65.6%.遵照朱镕基总理关于南水北调工程“先节水后调水”的指示,开展受水区工业节水的分析工作意义重大。重点对黄淮海流域以及南水北调中、东线工程受水区的工业用水、节水现状、节水潜力及节水投资与效益等进行了分析。得出了区域工业节水在全国处在相对较高水平,工业节水的重点在现有工业及乡镇工业,但节水不能完全解决工业用水增长需求等结论。
利用DEM提取地貌指数的方法述评
熊立华, 郭生练, Kieran M. O' Connor
2002, 13(6): 775-780.
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摘要:
介绍了几个广泛应用于水文科学的流域地貌指数(包括地表坡度、流量分配系数、单宽集水面积、集水面积以及湿度指数)的计算方法,阐述了这些地貌指数在水文科学中所代表的物理意义和对流域水文过程空间分布的描述能力。对了解流域地貌对降雨径流的影响,揭示产汇流过程的物理机制,研制和开发分布式水文物理模型均有重要意义。
不同尺度条件下的土壤侵蚀实验监测及模型研究
唐政洪, 蔡强国, 许峰, 朱远达
2002, 13(6): 781-787.
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摘要:
土壤侵蚀的实验和监测是获取水土流失资料的重要手段,土壤侵蚀模型研究是水土保持规划、管理的重要内容。本文对点、小区、田间和坡面、流域及区域尺度条件下的土壤侵蚀的实验和监测研究进行了综述,分析了当前国际上实验研究和监测研究的侧重点及其不足;并对当前国际上土壤侵蚀模型的总体发展趋势进行了评述,特别分析了这些模型在全球气候变化背景下的作用;最后对当前土壤侵蚀、试验及检测研究作出展望。
2000年度《水科学进展》的综合评价
范文田
2002, 13(6): 788-788.
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摘要:
2002年4月中国科技信息研究所出版的《2000年度中国科技期刊引证报告(扩刊版)》中公布了2000年度全国2832种科技期刊的五项科学计量指标。当年,《水科学进展》的这些指标及其在55种“水利类”科技期刊中的序次如表1所示。

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