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2003年  第14卷  第3期

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流域水资源实时监控管理系统研究
谢新民, 蒋云钟, 闫继军, 杨小庆, 卞敬珍
2003, 14(3): 255-259.
摘要:
根据我国流域水文水资源特点和供用水特征,基于目前流域所面临的水资源短缺和污染问题,需要研究和开发流域水资源实时监控管理系统.其重点应放在现有监测站点的调整与完善,水库运行规则、技术参数的校核与调整,洪水资源调控与地下水人工回灌,污水处理回用与生态环境需水量,防洪与兴利统一调度,地表水与地下水资源联合运用管理等技术研究,以及水资源实时调度管理方案付诸实施后效益与风险分析、系统的标准化等方面.
用水合理性评价指标探讨
贾绍凤, 张士锋, 王浩
2003, 14(3): 260-264.
摘要:
用水合理性不能简单根据灌溉定额、万元工业产值用水量的高低来判断.在比较各地灌溉定额、工业用水定额的高低时,应考虑各地种植制度、产业结构的特殊性.用水合理性评价应该考虑用水的可持续性、社会公平和经济效率三个方面,并建立和采用较全面的评价指标体系.尤其值得注意的是:因为其它资源及其开发的空间分布的限制,水资源利用效率的空间分布偏离了越是资源紧缺的地区资源利用效率越高的一般规律,耗水大的行业如煤炭采选业、火电工业也可能布局在水资源较缺乏的地区.
区域水资源可持续利用评价指标体系的建立
刘恒, 耿雷华, 陈晓燕
2003, 14(3): 265-270.
摘要:
立足于区域(或流域)水资源的特点,考虑到区域(或流域)内社会经济发展对水的依赖程度,以及社会经济发展水平的不平衡和科技水平的差异,借鉴国际可持续发展标准和国内其它资源可持续发展的认知水平,遵循科学、实用及简明的原则,构建水资源可持续发展评价指标体系,探索性地提出了水资源可持续发展能力的五级划分标准.
模糊物元模型在区域水资源可持续利用综合评价中的应用
潘峰, 梁川, 王志良, 付强
2003, 14(3): 271-275.
摘要:
在模糊物元分析的基础上,结合欧氏贴近度的概念,提出了基于欧氏贴近度的模糊物元分析方法.在对区域水资源可持续利用进行综合评价时,把各地区各开发利用阶段作为物元的事物,以它们的各项评价指标及其相应的模糊量值构造复合模糊物元,通过计算与标准模糊物元之间的欧氏贴近度,并采用层次分析法计算各评价指标的权重,实现对各地区水资源可持续利用的综合评价与排序.该模型被应用到西安市的水资源可持续利用综合评价中,取得了较好的效果,对西安市水资源的可持续利用具有重要的指导意义.
塔里木河下游输水过程的分析与模拟
丛振涛, 周海鹰, 雷志栋, 吴六一, 吾买尔江
2003, 14(3): 276-279.
摘要:
塔里木河下游已经干涸断流多年,其"绿色走廊"濒临消失.自2000年5月至2001年11月,先后3次实施向塔里木河下游输水,使下游的水文状况得到了改善,生态得到了一定程度恢复.根据塔里木河下游3次应急输水的有关资料,在输水过程的分析与模拟方面进行了研究,重点是第2次输水过程的分析模拟.从流量沿程损失率及水头前进速度出发,模拟了历次输水的流量沿程分布、输水距离、输水历时及输水水量,为评价输水的水文效应及选择适当的输水方案提供了初步依据.
冬小麦水肥生产函数的Jensen模型和人工神经网络模型及其应用
周智伟, 尚松浩, 雷志栋
2003, 14(3): 280-284.
摘要:
作物水肥生产函数研究是非充分灌溉理论的重要内容,也是提高农田水、肥利用效率的基础.在作物水分生产函数Jensen模型的基础上,引入肥料因子构造了水肥生产函数的Jensen模型;同时构造了作物水肥生产函数的人工神经网络模型.利用北京地区冬小麦田间试验资料对以上2个模型进行了分析,表明以上模型均可用于描述水分、肥料等因素对作物产量的影响,进而可对作物产量进行预测,且模型都具备一定的精度.
水分配网络综合研究
都健, 李英, 孟小琼, 樊希山, 姚平经
2003, 14(3): 285-289.
摘要:
水分配网络(WAN)是特殊的质量交换网络(MEN).介绍了水分配网络综合的研究内容、方法和研究进展,并着重对其研究方法中的目标设定法和数学规划法详细介绍.指出今后应加强质量集成思想在水分配网络综合中的应用研究,进行能量集成和水分配网络集成相结合的全面的过程集成研究,以满足清洁生产、可持续发展战略思想的实施.
处理DEM中闭合洼地和平坦区域的一种新方法
孔凡哲, 芮孝芳
2003, 14(3): 290-294.
摘要:
数字高程模型(DEM)中的闭合洼地和平坦区域影响着流域排水网络的自动提取.目前已提出很多方法来处理这两种地形,但均针对已经形成的DEM单元网格进行处理,结果往往生成伪河道及平行河道.在回顾分析了这些方法存在的问题后,提出了一种新的处理方法,该法认为DEM中的闭合洼地和平坦区域是由于低质量的资料输入、生成DEM时的内插误差等引起的.通过增加输入地形高程信息,避免了DEM中平坦区域和闭合洼地的生成,从而使由DEM生成的河网与实际河网能够精确拟合.实例分析表明,该方法效果明显.
鳌江流域洪水预报调度决策支持系统
唐勇, 胡和平, 田富强, 卢麾
2003, 14(3): 295-299.
摘要:
位于浙江省温州市南部的鳌江是一条洪水灾害频繁的河流.介绍了鳌江流域洪水预报调度决策支持系统的总体设计、功能模块、逻辑结构、模型组织以及应用水文学及水力学的方法对流域洪水演进过程进行模拟计算的方法等,建立了一个可以在中小流域推广应用的防洪预报调度系统.
流动环境中二维铅垂纯射流的试验研究
槐文信, 李爱华, 那宇彤, 杨中华, 童汉毅, 黄纪忠
2003, 14(3): 300-304.
摘要:
对均匀流动环境中的铅直二维射流进行了试验研究,得到了流动转变的条件.采用超声多普勒流速仪(ADV)对射流流场进行了测量,得到了流速矢量图和流线图,发现在射流的迎流面存在流线跌落现象.探讨了流速比对射流背流面涡心和分离点位置的影响.给出低流速比为8的射流流场的实测结果,以供数值模拟对比使用.
嵌套叉树网格的FDS数值模式在近海水域污染混合区计算中的应用
华祖林, 刘晓东, 王童远, 路学军
2003, 14(3): 305-310.
摘要:
鉴于海域覆盖面积大而污水排放形成混合区相对集中的特点,基于四叉树网格布设的思想,分层次对不同研究区域按不同尺度网格对近海水域进行嵌套网格联合布置,重点模拟污水排放形成的混合区范围,在此基础上建立了Godunov型通量差分裂(FDS)格式有限体积法计算模式,实现了在不同尺寸的网格联立求解,提高了数值计算效率,又保证了计算精度.以海州湾近海水域为例,对海州湾近海水域流场及污染物混合区的范围进行了模拟计算,由此建立了排污量与混合区面积之间的响应关系,为环境管理部门对入海排污量的总量控制提供了依据.
河道沿岸芦苇带对氨氮的削减特性研究
王超, 王沛芳, 唐劲松, 杨敏
2003, 14(3): 311-317.
摘要:
氨氮污染已成为我国江河湖库水质下降和水生态系统退化的重要因素之一.借助现场对比观测试验和理论分析的方法,研究不同季节氨氮对河流水质的影响规律,得到了雨洪初期汇流河流水质污染最为严重的结论.系统地研究了沿河岸芦苇带对氨氮的削减净化效应,得到了芦苇带吸附氨氮的主要影响因素为:芦苇生长期、水体污染物浓度、河道流速及气象条件.运用数值模拟和参数优化估算技术,确定氨氮在河道两岸有、无芦苇等植物条件下的衰减系数和削减量,分析了衰减系数的变化规律和削减量大小的影响因素,为河流水生态系统修复和水质预测预报提供科学依据.
河流中污染源垂向紊动混合过程研究
杜彦良, 褚君达
2003, 14(3): 318-322.
摘要:
着重研究了河流中点源及线源污染物的垂向紊动混合过程.根据大江河中污染物在排放口近区范围内的垂向紊动混合过程,提出了部分均匀混合水深的新概念,建立了点源及线源的垂向紊动混合过程基本方程.通过求解方程,得到部分均匀混合水深随纵向距离变化的基本规律和全水深垂向均匀混合距离的理论公式,且用相关实测资料进行了验证.将所建立的垂向紊动混合过程基本规律引入数值模型中,建立了部分均匀混合水深平均二维水质模型,并用现场罗丹明示踪实测资料进行验证,表明该模型较传统的全水深平均模型在近区具有更高的计算精度,与三维模型相比则有更高的计算效率.
用生态环境再改变理论研究湖泊富营养化治理方法
陈鸣钊, 丁训静, 许京怀
2003, 14(3): 323-327.
摘要:
湖泊的生态环境,由于大量有机污染物排入而发生变化,结果破坏了生态系统食物链,形成藻类优势物种,产生富营养化.研究一种局部、小的生态环境再改变的方法,采用大量培养轮虫(类)吃掉藻类,使生态系统食物链恢复.恢复一小块再移动恢复另一小块,最终可根治湖泊富营养化.
缓坡地形上非线性波浪变形的并行计算
郑永红, 游亚戈, 沈永明, 吴必军
2003, 14(3): 328-332.
摘要:
基于椭圆型缓坡方程和消息传递接口机制,提出了缓坡地形上非线性波浪变形的一种并行数值模拟方法,并在微机群集并行系统上进行了数值实现.对一种典型缓坡地形上的非线性波浪传播变形进行了数值模拟,数值结果与实验数据的比较表明,在椭圆型缓坡方程中应用非线性波色散关系可有效考虑波浪的非线性效应,同时从获得的并行效率和并行加速比来看,并行数值方法可有效提高数值模拟效率.
波浪作用下沙纹床面底层流动特性研究
蒋昌波, 白玉川, 赵子丹, 张红武
2003, 14(3): 333-340.
摘要:
涡动沙纹很大程度决定着床面阻力和波浪衰减,针对涡动沙纹作用下的绕流结构具有强二维特性,建立了立面二维曲线坐标下的数值模型.利用国外公开发表的试验数据进行验证,表明模型能模拟波浪作用下底层分离涡随时间、空间变化的动力特性,对底层流动的紊动特性、床面剪切应力的随时间、空间的变化以及涡动结构的尺度分别进行了讨论.
长江芦家河浅滩段石泓大开挖方案的研究
陈立, 崔承章, 谢葆玲
2003, 14(3): 341-344.
摘要:
三峡水库蓄水运用后,长江芦家河浅滩段将出现局部坡陡流急的航道问题,石泓大开挖为解决此问题的方案之一.采用全沙动床模型实验方法,研究了石泓大开挖方案实施后对改善航道条件、对本河段及上游河段河势变化可能产生的影响等.研究表明:石泓大开挖方案将改善本河段的航行条件;也将使本河段枯水期的主、支汊易位;改变松滋河的分流特性;与此同时石泓大开挖方案将加剧上游水位的下降,并可能因此影响葛洲坝船闸的正常运行;挖槽中推移质泥沙的回淤有待于今后的进一步研究.
长江苏通公路大桥区原状淤泥质亚粘土起动试验研究
洪大林, 张思和, 高正荣, 唐存本
2003, 14(3): 345-349.
摘要:
在河道中,受水压力和土体本身压力的作用,淤积物的密度增大,物理力学特性发生了很大的变化,如采用公式计算起动流速,则出现较大的偏差.针对实际工程中经常遇到的淤泥质亚粘土的起动流速问题进行了试验研究,研究在特制的矩形管道中进行.通过试验得到了起动临界状态下的摩阻流速,利用天然河道的阻力关系将摩阻流速换算到天然情况,并以河道稳定性为比较目标,与河道水流动力条件进行比较,验证了试验研究结果的合理性和有效性,这为解决河道边界淤积物的起动临界条件问题提供了一种新的思路和方法,因此无论从研究方法上还是解决实际工程问题都具有一定的创新意义.
河网水流数值模拟方法研究
吴作平, 杨国录, 甘明辉
2003, 14(3): 350-353.
摘要:
讨论了河网概化的一般原则,并在分析单一河段水流数学模型的基础上,建立了可以适用于一般河网体系水流数值计算的数学模型,并采用荆江—洞庭湖的相关资料进行了验证.结果表明,模型的计算值与实测值吻合较好,说明该模型具有较好的适用性.
长江口动量系数分布特征研究
宋志尧, 章卫胜
2003, 14(3): 354-357.
摘要:
基于长江口1996年3月和9月共23个测点实测水流资料,计算了动量系数的时空变化,并应用线性回归法,计算了特征时间段内的平均动量系数,获得了长江口动量系数时空分布的基本特征:时间上,涨潮大于落潮,洪季大于枯季,而大、中、小潮则依次递增;空间上,自口外向口内,北支呈逐渐增大,而南支呈先增大后减小、口门附近最大的基本特征.由动量系数分析了潮流的摩阻特性,为数值模拟合理选取曼宁系数提供参考.
GIS支持下人类活动对地下水动态影响的定量分析
杨建强, 罗先香, 高振会
2003, 14(3): 358-362.
摘要:
应用地球动力学原理分析和研究了人类活动对水资源变化的影响,提出可将人为作用影响作为一个综合性的抽象指数,通过求取其它因素的变化利用余差法反求得到的计算思路.借助于GIS技术,建立了度量人为作用对地下水动态影响的通用数学模型,并用实例进行了验证,计算结果与实际情况相符,表明所提的方法是可行的.
地下水有机污染处理的渗透性反应墙技术
崔俊芳, 郑西来, 林国庆
2003, 14(3): 363-367.
摘要:
系统介绍了一种新的地下水污染原位治理方法(渗透性反应墙),具体包括渗透性反应墙的布置形式、介质选取、反应机理、应用现状以及存在问题等.在工程实践中,根据现场的水文地质条件和地下水中有机污染物的特点,可以通过改变反应墙的布置形式来有效地截获羽状体.与传统的抽出-处理系统相比,渗透性反应墙具有处理费用低、使用寿命长等特点,特别对高密度非水溶相液体(DNAPLs)形成的污染羽状体有较好的处理效果.
水文实验求是传统水文概念——纪念中国水文流域研究50年、滁州水文实验20年
顾慰祖, 陆家驹, 唐海行, 王全九
2003, 14(3): 368-378.
摘要:
回顾了径流实验研究50年来的曲折历程.对于建立实验水文学和相应的实验水文系统作了概述.列举了使用环境同位素所得到的若干初步结果,用以说明通过实验研究对于传统水文概念进行订正是必要的也是有效的.建议恢复径流实验研究,并就其方向、策略等问题在以往经验教训的基础上作了讨论.
海南琼北复式含水层系统水循环特征
郭纯青
2003, 14(3): 379-383.
摘要:
目前,琼北复式含水层系统(面积4300km2)的水循环方式,以垂向互补互渗为主,水平径流为辅,最大限度截取地下水入海径流量.海水与复式含水层系统发生水量交换必须同时具备两个条件:(1)存在水量交换通道;(2)有势能差(位头、压头和咸淡水密度差别产生的重力势头组成).由于琼北复式含水层系统地下水资源多年连续被开采,承压自流水位在15~20年前就已降低至海平面之下,但至今尚未发现明显的海水入侵迹象.
美国20世纪洪水损失分析及中美90年代比较研究
姜付仁, 程晓陶, 向立云, 吴玉成
2003, 14(3): 384-388.
摘要:
分析了美国20世纪洪水损失的演变情况及洪水损失对国民经济的影响,探讨了美国的洪水响应政策,并对中国和美国20世纪90年代的洪水损失进行比较研究.主要结论如下:①美国20世纪年均洪水损失以1.58%的增长率缓慢上升,20世纪末年均损失约为55.6亿美元;②洪水损失占GDP的比重逐渐下降,由20世纪30年代的0.334%下降到90年代的0.068%;③美国许多重大洪水政策的调整几乎都与特大洪水发生有关,呈由"遏制洪水"、"控制洪水"发展到"洪水管理"的演变历程;④通过比较研究发现,整个90年代是中国和美国洪水频发的时期,中国的年均洪水损失为1343.1亿元,损失占全国GDP的2.386%;而美国年均洪水损失虽然也达到了55.6亿美元,但只占全美GDP的0.068%;洪水对中国国民经济的影响远远大于对美国的影响.