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2005年  第16卷  第6期

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引黄水在北大港水库蓄存期水质咸化的研究
赵文玉, 王启山, 吴国平, 吴立波, 孙增峰, 郑力燕
2005, 16(6): 763-766.
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依据引黄水在北大港水库蓄存期水质咸化的事实以及传质理论,定性地分析了引黄水水质咸化的主要原因,包括盐碱土传质作用、蒸发浓缩作用以及风的扰动加速传质作用等.在北大港水库旁修建了一个模拟试验水池,进行了现场模拟试验研究.依据水量平衡和氯离子总量平衡的原理,分别定量地计算了传质作用和蒸发浓缩作用对水质咸化影响的比重.结果表明,在模拟水池蓄水后的30 d内,传质作用对水质咸化影响的比重有随时间增加而增长的趋势;30 d后,传质作用对水质咸化影响的比重稳定在80%,蒸发浓缩作用对水质咸化影响的比重稳定在20%,说明导致水质咸化的最主要因素是盐碱土传质作用.
汞等重金属元素在黄浦江中迁移富集研究
程金平, 刘彩娥, 王文华
2005, 16(6): 767-772.
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为了探讨生物膜对重金属元素的富集,以及生物膜在水-沉积物交换过程中的影响和贡献,研究了生物膜和沉积物对于汞等重金属的吸附以及吸附前后汞形态的变化.结果表明沉积物中的汞和大部分重金属元素以残渣态为主,可交换态、有机质结合态、碳酸盐结合态百分含量相对较少.生物膜中有机质含量很高,生长时间,光照,季节都是影响生物膜中重金属元素含量的重要因素.可以推断,光照越强,温度越高,生长时间越长,生物膜中重金属元素含量越高.
沿海堵港蓄淡水库加快水体淡化措施的研究
毛献忠, 朱小敖, 陈甫源, 余祈文, 翁葆忠
2005, 16(6): 773-776.
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兴建堵港蓄淡水库是浙江省沿海解决水资源短缺措施之一.以浙江省玉环县漩门二期堵港蓄淡水库为例,针对库内深潭分布和盐度分布特点确定抽排位置和规模,并采用Delft3D三维模型计算设计水文条件下采取深水泵抽排深潭底部咸水措施后库内水体淡化过程及其效果.计算结果表明,采用深水泵抽排库内深潭底部咸水,3年后库内剩余盐分只有未采用抽排措施的40%,加快了水体淡化过程,缩短了该水库投入供水的时间.
三峡库区支流富营养化模型开发研究
李锦秀, 禹雪中, 幸治国
2005, 16(6): 777-783.
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为保护三峡库区水环境,应对库区支流富营养化演变态势进行模拟预测.以受三峡水库蓄水影响显著的代表性支流大宁河为例,在考虑营养盐、气候条件(包括水温和光照)对藻类生长速率影响的基础上,针对三峡库区特点,着重研究水动力条件对藻类生长速率的影响规律,进行富营养化模型综合开发研究,并利用三峡水库蓄水后大宁河回水影响区河段实测资料进行模型验证计算.结果表明,该模型能较好地反映三峡水库蓄水后,库区支流水环境条件发生显著变化状态下藻类生长繁衍特点,能够用来进行三峡库区富营养化预测,也可为其他类似水域研究富营养化问题提供参考.
城市环境水体生态规划问题研究
朱亮
2005, 16(6): 784-787.
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对城市环境水体生态规划的目标、原则及要求进行了分析,并对城市环境水体生态结构设计的方法进行了讨论.利用生态学的理论与方法,在维护生态系统的完整性和平衡的基础上,根据环境水体的地理位置、不同的功能要求、不同的利用方式、不同的开发潜力,研究生态功能区划、环境水体生态分析,从宏观和微观角度对城市环境水体进行综合规划.通过水体生态系统的结构设计,实现城市环境水体的生态功能和目标,构建良性的、完整的及可持续利用的水体生态系统.
水环境非线性时序预测的高精度RBF网络模型
杨晓华, 杨志峰, 沈珍瑶, 陆桂华, 郦建强
2005, 16(6): 788-791.
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为提高水环境非线性时序预测模型的精度,用自相关技术分析水环境时间序列的延迟特性,确定径向基函数(RBF)网络的输入、输出向量,建立了水环境时间序列预测的高精度RBF网络模型.用32年海洋水温时间序列实测资料来训练和检验网络并用于预测.用该模型对长江流域望江楼站8年总硬度、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、氨氮、溶解氧、挥发酚、镉、氯化物、硫酸盐等9种水环境要素时间序列进行预测.实例分析表明,所建模型预测误差均较小,好于门限自回归模型,BP神经网络模型和ELMAN神经网络模型.所建模型不仅精度高,而且收敛速度快.
赤道太平洋潜流变化特征及其与异常海温东传
陈锦年, 吕新艳, 胡敦欣
2005, 16(6): 792-798.
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应用TOGA-TAO实测海流资料(ADCP)和SODA同化海流和海温资料,分析探讨了赤道太平洋潜流的季节和年际变化特征,以及与赤道异常暖水东传的内在联系.揭示了El Nino事件中异常暖水东传的物理机制.结果表明,赤道太平洋潜流具有明显的季节变化和年际变化特征.潜流的垂直最大深度可由海表层至300~400 m,其多年平均最大流速可达100 cm/s.潜流最大中心的纬向变化位置基本维持在160°W-130°W之间.在年际变化中,赤道潜流变化特征非常明显,尤其是在El Nino事件发生过程中,赤道潜流出现明显的加强现象.其最大流速可达140 cm/s以上.在西太平洋暖池区域次表层暖水东传之前,位于中东太平洋次表层的赤道潜流就已出现加强,其最大流速中心沿温跃层不断加强和东移,“引导”来自西太平洋暖池区域次表层的异常暖水向东传播.因此,可以认为西太平洋暖池区域异常暖水的东传与赤道潜流的强度和东传存在密切关系,也就是说在El Nino事件中,赤道潜流的变化是导致西太平洋暖池区域次表层异常暖水东传的重要机制.
由SSNs构建流域地貌瞬时单位线的研究
石朋, 芮孝芳
2005, 16(6): 799-803.
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流域汇流受到河网形态的影响,考虑到水系的分形自相似特性,利用在文献[1]基础上改进的方法构造了理想的自相似网络(SSNs),并推导出相应的宽度函数(WF)表达式.以WF为基础,得到流域地貌瞬时单位线.利用生成的单位线对沿渡河流域11场洪水进行汇流计算,结果表明,所提出的方法应用于流域汇流计算具有较好的精度.
水资源系统等级评价的一种非参数方法
金菊良, 汪明武, 魏一鸣, 丁晶
2005, 16(6): 804-809.
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水资源系统等级评价是目前水资源系统工程研究的热点和难点之一,常规评价方法需要根据先验知识预先设定评价函数的具体结构形式,难以适应复杂多变的实际评价系统.为此,提出了一种非参数评价新方法(NGEM).NGEM无需假定评价函数的具体表达形式,直接挖掘评价标准数据本身所隐含的评价信息,它用基于加速遗传算法的投影寻踪方法客观地确定各指标权重,用非参数回归方法建立评价函数.实例计算结果说明,NGEM直观简便、有效通用,在各种系统预测与模拟中也具有应用价值.
泛流域的出现及认识
刘宁
2005, 16(6): 810-816.
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探讨了泛流域的出现及其启示,给出了泛流域的基本概念,讨论了泛流域水基系统的河流贡献率、流域和谐度、水资源获得率等评价策略,阐述了泛流域概念下的管理意义,提出了对河流的发展需要再认识、对河流需要进行分类研究、以及人与河流和谐发展、可持续发展等主张和建议.
应急调水效益补偿的博弈分析
肖志娟, 解建仓, 孔珂, 李亮
2005, 16(6): 817-821.
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应用博弈论原理与方法求解应急调水的合理补偿量,解决调水各方的利益冲突.提出了水权交易、行政调节、流域协商3种补偿的方式,用博弈原理对这3种方式进行了分析,求解在纳什均衡条件下,利用水权交易方式和行政调节方式实现水资源配置目标的补偿量方案,并对流域协商方式的博弈特性进行了分析,并给出算例,分别解出两种补偿方式的补偿方案.不同的补偿方式对应着不同的补偿量,在实际应用中可根据应急调水的实际情况,选择一种方式或多种方式联合应用,为管理者的决策提供参考.
偏最小二乘回归模型的城市水资源承载能力研究
李林, 付强
2005, 16(6): 822-825.
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影响城市水资源承载力的各个因素中,经常存在多重相关性,采用传统最小二乘回归法建模,其估计参数存在较大误差,预测精度降低.运用偏最小二乘回归方法,借助主成分分析与典型相关分析,采用成分提取的方法,克服了自变量间的多重相关性,建立了城市水资源承载能力模型,并对模型进行了分析,得到较为满意的效果.
贵阳市地表水地下水化学组成:喀斯特水文系统水-岩反应及污染特征
郎赟超, 刘丛强, 赵志琦, 李思亮, 韩贵琳
2005, 16(6): 826-832.
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为了解喀斯特地区水-岩相互作用特征和辨别地下水污染物的来源,为揭示人类活动对喀斯特地下水文地球化学环境的影响,研究了贵州省贵阳市不同岩性含水层地下水和地表水的化学特征.结果发现,地表和地下水主要有HCO3型和SO4型以及这两种化学类型的混合型.地下水地表水化学溶解物质主要来源于碳酸盐岩和碎屑沉积岩的化学风化作用,硫酸盐矿物的溶解和硫化物氧化形成的硫酸对岩石矿物的化学风化是导致水体富集硫酸盐的主要因素.区内地表水和地下水的主要污染物质为K+、Na+、Cl-、SO42-和NO3-.这一研究成果为评价地表/地下水环境的质量现状,为喀斯特地区地表水地下水资源的保护和利用提供了科学依据.
水稻灌区节水灌溉的尺度效应
董斌, 崔远来, 李远华
2005, 16(6): 833-839.
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探讨了节水灌溉尺度问题,指出产生节水灌溉尺度现象的原因是由于灌溉过程中回归水的重复利用.结合漳河灌区的实际,讨论了水稻种植区在不同尺度下的水平衡要素及其在节水尺度效应中的作用;说明随尺度的增大,水平衡过程变得复杂化,节水尺度效应现象也更突出.利用漳河灌区田间试验数据和灌区长系列的历史资料,分别从田间、中等、灌溉干渠和灌区共四个尺度,定量地分析了水稻节水灌溉对水分生产率以及水分利用率的影响.结果表明,节水灌溉技术的采用不仅可以提高田间尺度的灌溉水分生产率,也促进了漳河灌区灌溉水分生产率的整体上升.
长江中下游水沙数值模拟研究
施勇, 栾震宇, 胡四一
2005, 16(6): 840-848.
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根据长江中下游水沙运动特征,采用水动力学、河流动力学和数值模拟技术相结合的技术途径,建立了一、二维混合的非恒定流非均匀沙非平衡输沙的数学模拟模型,对长江中下游干流、河网区和洞庭湖水沙运动及其河床变形进行了数值模拟,并在水沙模拟的范围内着重对河网区内水沙动边界的处理、河网汊点分流分沙计算模式、动床阻力和河湖交换模式等问题进行了讨论,提出了解决问题的途径和技术处理方法.为了验证模型的适应性和有效性,采用1981年至1989年10年长江中下游水文资料对所建模型进行了检验,模拟结果较好地反映了长江中下游干流、河网区和洞庭湖水沙输运特征和河道冲淤的宏观效应.
三峡深水高土石围堰工程的渗流研究
戴会超, 王玲玲
2005, 16(6): 849-852.
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为了对三峡工程二期高土石围堰防渗设施的布置方案及其阻渗效果进行比较,采用有限元法对二期高土石围堰在不利的运行工况下的渗流场进行数值分析.比较了双排混凝土防渗墙方案、单排塑性混凝土低防渗墙加土工膜斜墙和单排厚塑性混凝土防渗墙等3种方案,分别采用恒定与非恒定模型计算,对立面二维和三维绕渗及防渗墙局部开裂等不利工况分别进行了数值模拟.结果表明:三方案均可有效抑制渗流场,双排混凝土防渗墙的防渗效果最好;墙体的局部开裂仅对局部区域的流场有影响.非恒定数值分析表明,堰体、基础不均匀沙石料及基坑抽水速度对渗流场影响极大,为保证堰体稳定,应限制基坑水位降落速度小于2 m/d.
运用半离散中心迎风格式计算二维浅水方程的研究
陈建忠, 史忠科
2005, 16(6): 853-857.
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摘要:
以三阶中心加权本质无振荡重构为基础,采用一维一维进行计算的方法,给出了求解二维浅水方程的高分辨率三阶半离散中心迎风格式.引入的重构方法既提高了格式的精度,又保证格式是无振荡的.时间的离散用最优的三阶SSP(Strong Stability Preserving)Runge-Kutta方法.源项的离散用辛普森公式.计算方法保持了中心差分格式简单的优点,即不需用黎曼解算器和进行特征分解过程.数值模拟结果与其它方法所得结果一致,表明了方法的有效性和稳定性.
输水管道系统气体特性与水流冲击截留气团研究
郑源, 索丽生, 张健, 刘德有
2005, 16(6): 858-863.
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通过试验与理论相结合的方法,对输水管道系统气体特性与水流冲击截留气团进行了研究.研究表明,决定气团主要性质的气体多方指数n在输水管道系统发生水力过渡过程时存在较为显著的变化,并非单一常数,从而提出了相应的四过程:即压缩子过程1、膨胀子过程2、膨胀子过程3和压缩子过程4.在压缩子过程4与膨胀子过程2中,气体多方指数n取值为1.4~1.6;而在压缩子过程1与膨胀子过程3中,气体多方指数n取1.15.气体多方指数n的取值对压力水流冲击截留气团的结果有一定影响,n值越小,水流冲击截留气团的压力越大;反之越小.
南水北调供应链运营管理的若干问题探讨
王慧敏, 胡震云
2005, 16(6): 864-869.
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摘要:
分析了供应链管理理论与方法用于南水北调运营管理的可行性,阐述了南水北调供应链可以帕累托整体最优为管理目标.结合南水北调东线水资源系统的实际,定义了南水北调供应链契约,构建了南水北调供应链委托-代理契约关系模型,提出并定义了南水北调供应链中“信息变换效应”的概念,初步分析信息变换效应的存在、量化和控制.论文表明,供应链管理理论与方法在水资源复杂大系统水资源配置和调度管理的理论与方法层面上具有开拓性和广泛的应用前景.
2001-2020年上海市地面沉降灾害经济损失评估
张维然, 王仁涛
2005, 16(6): 870-874.
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地面沉降是加速潮灾、涝灾等自然灾害的风险源.由于上海市市政建设和高层建筑的建设以及周边地区继续抽取地下水的影响,地面沉降趋势仍在继续.这使上海市在未来必将遭受地面沉降灾害所产生的巨大经济损失.分析了上海市未来地面沉降灾害产生经济损失的可能性、损失程度等.通过对影响未来地面沉降灾害经济损失不确定因素的分析,运用统计方法评估了2001-2020年间上海市地面沉降灾害风险的经济损失.经评估,2001-2020年上海区地面沉降灾害风险经济损失总额为245.7亿元.
水库多目标供水调度规则研究
尹正杰, 胡铁松, 崔远来, 王小林, 曾志炫
2005, 16(6): 875-880.
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摘要:
已有的水库供水调度规则研究偏重于单一目标供水,对于有着不同优先级和保证率的多个供水目标的研究不足.设计了一种水库多目标供水的调度规则,该规则能分别处理不同的供水目标,保证各项用水不发生深度破坏,在此基础上寻求累积缺水最小的调度目标.一种混合模拟和遗传算法的模型被用来对该规则的参数进行优化,在搜索规则最优参数组合的过程中遗传算法显示出很好的优化性能.实例研究检验了提出的供水调度规则的合理性.
西安地区水库供水调度研究
黄强, 黄文政, 薛小杰, 王义民
2005, 16(6): 881-886.
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摘要:
针对西安市严重缺水问题,首先采用月流量延时曲线和月流量超越几率曲线分析了西安地区地表水源的水文特性;其次通过水库群联合仿真调度和无水库调度两种方式为西安市供水,以供水保证率和缺水指数为评价指标,评价西安市供水水平,结果显示:①无水库调节是无法满足西安市的现状用水;②三库联合仿真调度在2030年时,年平均弃水量仍高达2亿m3,说明该区水资源开发还有一定的潜力.
土壤冻融条件下的陆面过程研究综述
周余华, 叶伯生, 胡和平
2005, 16(6): 887-891.
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摘要:
冻土是全球中高纬地区和高山地带普遍存在的自然现象,它对全球以及区域性气候、水循环、水平衡等都有着巨大的影响,土壤冻融条件下的陆面过程正是这种影响的重要环节,介绍了土壤冻融条件下陆面过程的研究现状,特别是在大气环流模型(GCM)中引入水文陆面模型以来陆面过程研究的迅猛发展,对现在国际上正在进行的考虑冻土的陆面过程研究项目,如陆面过程参数化比较计划的第二阶段第五期PILPS(2E)以及美国NASA的寒区陆面过程实地试验计划也进行了介绍,并在此基础上对土壤冻融条件下陆面过程的发展趋势进行了分析.
土壤水分与溶质运移机制的分形理论研究进展
李云开, 杨培岭, 任树梅, 罗远培
2005, 16(6): 892-899.
摘要 PDF
摘要:
土壤中水分和溶质运移一直是土壤-水环境系统中的研究热点,也是目前仍未得到很好解决的问题.将分形理论应用于土壤水分溶质运移机制的研究,探讨其领域中的众多复杂问题,是一种全新的思路和方法.在对土壤结构定量化的分形表征进行简要阐述的基础上,重点介绍了分形理论在水分特征曲线和水力传导度等土壤水分运动基本参数的分形模型、土壤水分运移过程模拟、土壤溶质运移的非费克现象、弥散度的尺度效应以及溶质运移机制研究方面所取得的一系列成果,并就分形理论今后在土壤水分、溶质运移研究中的应用作了展望.

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