• 全国中文核心期刊
  • 中国科技核心期刊
  • 美国工程索引(EI)收录期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

2005年  第16卷  第4期

显示方式:
水基系统的概念内涵与演进研究
刘宁
2005, 16(4): 475-481.
摘要:
阐述了“水基”系统概念的内涵,论述了其客观存在与演进特性,构建了水基系统概念模型。在此基础上,从人与自然和谐相处的理念出发,应用系统论的观点,提出了解读和评价水基系统的稳定态、和谐度、演进率等指标的定义,并对水基系统的应用策略进行了讨论,展望了应用水基系统理论解决水问题的前景。
含水层渗透系数空间变异性对地下水数值模拟的影响
陈彦, 吴吉春
2005, 16(4): 482-487.
摘要:
地下水数值模拟是目前定量研究地下水水量和水质的重要手段。使用基于随机理论的MonteCarlo方法来进行地下水数值模拟。这种方法能较好地考虑水文地质参数的空间变异性。主要将MonteCarlo方法和确定性模型模拟方法的模拟结果在渗透系数场、水头场、速度场和浓度场等方面进行了比较。结果表明:在模拟三维非均质含水层中的溶质运移问题时,充分考虑了含水层渗透系数空间变异性的MonteCarlo法比确定性方法更为有效,模拟精度提高了很多,且对模拟误差及误差来源有合理的数学解释。
水气两相流系统K-S-P模型参数反演的最优估计
薛强, 冯夏庭, 梁冰, 刘建军
2005, 16(4): 488-493.
摘要:
应用渗流力学和参数反演辨识最优化理论,建立了水气两相流控制方程,给出了控制两相流系统K-S-P模型参数之间的本构关系,并对其中的相关参数进行数值反演辨识,得出待求参数的最优估计值。对不同质地土壤的实验测试值进行对比分析,其结果吻合较好,验证了模型的适定性和可靠性,解决了实验数据处理以及结果对初值的敏感性问题,并且该数值方法可通过多组初值参数进行数值实验,结合实验结果来满足实际工程的需求。这不仅对非饱和带内污染物传输、气藏工程试井计算、填埋气体的释放以及挥发性有机污染物的去污分析中两相流数值计算提供基础,而且对K-S-P本构关系之间参数的确定提供了可靠的理论依据。
基于粗集理论的地下水水质指标属性约简
熊建秋, 李祚泳, 邹长武
2005, 16(4): 494-499.
摘要:
粗集理论是一种处理不确定和不精确问题的新型数学工具。将粗集理论用于地下水水质指标属性约简,采用区分矩阵属性约简算法对原有的4个水质指标进行分析,发现仅需要其中的3个就可以表达相同的地下水水质级别区分能力,还得出了各水质指标相对于地下水水质级别的属性重要性。理论分析和应用实践表明了粗集理论用于地下水水质指标属性约简具有简便、准确和实用性强等特点。
用模式分类方法区分高、低含沙水流
陈雄波, 唐洪武, 丁大发
2005, 16(4): 500-505.
摘要:
在介绍模式分类方法的基础上,通过分析BP神经网络训练结果发现:高、低含沙水流挟沙力的变化规律有相似之处,说明挟沙规律不宜作为区别高、低含沙水流的标准,与前人的分析比较吻合;当多沙流体宾汉剪应力大于或小于某一数值组次的资料占总数的绝大多数时,这些组次训练结果与实测值符合较好,而另外组次训练结果与实测值有较大差别,这说明低含沙流体随着含沙量的增加流变方程由牛顿体向宾汉体模型转化时对应的宾汉剪应力有一个临界值。因此可将多沙流体的宾汉剪应力是否达到相应的临界值,作为区分高、低含沙水流的标准。对电木粉高含量的流体,该临界值约为3.2×10-1Pa。
泥沙影响流速分布规律的试验研究
周家俞, 陈立, 叶小云, 吴门伍, 黄荣敏
2005, 16(4): 506-510.
摘要:
挟沙水流中泥沙颗粒的存在将影响水流的紊动结构,并进一步影响水流流速分布。采用超声流速仪MicroADV测量挟沙水流的时均流速沿垂线分布,分析了在不同水力条件、不同泥沙条件(包括泥沙浓度及颗粒粒径)下泥沙与水流相互作用对流速沿垂线分布的影响,在此基础上,考虑到现有流速分布公式在实际河道水流流速沿垂线分布中的应用,提出新的指数型流速分布公式形式;并根据实验资料,初步检验了该公式的精度,同时分析了指数型流速公式中系数k和指数m随泥沙浓度s、粒径d以及水力条件的变化规律。结果表明:系数k随泥沙浓度的增加而增大,同时水力条件以及泥沙颗粒粒径同样也影响着k的变化;而指数m随粒径d的增大而减小,随泥沙浓度s的增加而增大。
梯形断面明渠中纵向离散系数研究
陈永灿, 朱德军
2005, 16(4): 511-517.
摘要:
基于最大信息熵原理,提出了一种确定梯形断面纵向流速分布的方法,研究了梯形断面明渠中流动横向不均匀和垂向不均匀对纵向离散的影响,建立了一个针对梯形断面明渠流动的纵向离散系数计算公式。公式将纵向离散系数与反映断面流速分布不均匀和壁面影响的参数建立联系,机理更加清楚,预测结果与其他学者相应的实验结果吻合良好,该方法理论推导过程严密,不依赖于特定的试验结果或实际测量资料,为梯形断面明渠的污染物混合输移过程中参数确定提供了有效的方法和途径。
黄河调水调沙对下游河道的影响分析
徐国宾, 张金良, 练继建
2005, 16(4): 518-523.
摘要:
2002年7月4日9时至7月15日9时黄河进行了首次调水调沙试验。2003年9月6日9时至9月18日18时30分结合防洪预泄又进行了第二次调水调沙试验。根据这两次黄河调水调沙试验成果,特别是首次调水调沙试验成果,对下游河道冲淤效果、河口拦门沙区泥沙冲淤量及其分布、河势调整、整治工程作用及河道过流能力变化进行了分析。分析结果表明,调水调沙不仅能够减少河道淤积,而且能够有效增大主槽的过流能力,改善下游河道排沙条件。所以,调水调沙是解决黄河泥沙问题的有效措施之一。
基于“数字水调”规划的黄河水量调度方案编制
蔡治国, 王光谦, 刘晓岩
2005, 16(4): 524-529.
摘要:
在“数字水调”规划下,将自适应控制思想引入黄河水调方案编制工作中,研究开发了黄河水量调度方案的自适应编制法。该法能够跟踪适时数据,计算分析系统状态,及时调整调度期内水库泄流计划以及用户引水计划,以达到“防凌、防断流、公平分水”的调度目标。运用该法编制了2001至2002调度年的水调方案并与当年实际调度方案进行了对比,结果显示自适应方案编制法能够快速高效的编制年、月、旬方案,编制的方案完全满足调度要求。
河流形态的分维及与洪水关系的探讨——以长江中下游为例
马宗伟, 许有鹏, 李嘉峻
2005, 16(4): 530-534.
摘要:
河流水系形态特征可以通过河流的分形特征来反映,分形维数则是河流分形特征的量化表示,其与河流洪水之间存在着一定的关系。以长江中下游为例,利用网格覆盖法计算出长江中下游河流分维,分析了长江中下游河流的分形特性,并在此基础上结合长江中下游洪水分析不同水系特征下洪水的特点。研究结果表明,一般来说河道分维越大、河网分维越小,洪水发生可能性则越高。
利用DEM提取流域水系时洼地与平地的处理方法
谢顺平, 都金康, 王腊春
2005, 16(4): 535-540.
摘要:
在利用数字高程模型(DEM)模拟坡面流提取流域水系特征过程中,对洼地和平地的处理是首先需要解决的关键问题。针对现有方法对复杂地形DEM中平地、洼地及其复合情形处理效率和效果的不佳,提出了洼地的分类与归并、有效填洼、平地的分类、基于出流代价的河谷平地排水流向构建等新的处理方法,并在开发的软件系统中得到实现。实验结果表明:采用该方法可对复杂洼地进行有效处理,构建的河谷平地水流流向在顾及周边地形的同时向可能形成的河道收敛,避免了平行河道、伪河道等奇异河道的产生,由此提取的流域水系与实际自然水系基本一致。
遥感定量监测地表干旱特征的方法研究和应用试验
张建云, 杨扬, 陆桂华, 周国良, 戚建国, 王琳
2005, 16(4): 541-545.
摘要:
介绍了地表面能量平衡系统的基本原理,在此基础上提出了应用气象卫星遥感资料和气象观测资料定量监测地表大范围干旱特征的实用计算方案。通过对计算成果的检验分析,评价了该方法的应用效果。
长江中游地区暴雨过程的气候背景分析
杨扬, 周国良, 戚建国, 黄嘉佑
2005, 16(4): 546-551.
摘要:
通过用气候信号场研究长江中游地区暴雨发生的气候异常环境,提出了关于信号场的合成图的检验方法,应用到暴雨规律分析中。分析表明,暴雨与500hPa信号场中异常信号显著区的出现在我国东部上空,分布形势呈‘+-+'的波列是暴雨发生的重要征兆。
中国水资源长期需求展望
沈福新, 耿雷华, 曹霞莉, 王建生, 钟华平, 徐澎波
2005, 16(4): 552-555.
摘要:
通过对现状人口、主要经济发展指标与用水量、用水定额的关系及其变化趋势的分析,在综合考虑未来水资源条件、社会经济发展、科技进步以及用水效率、节水水平等影响因素变动条件下,建立综合影响因素与需水量指标的关系,确定未来需水量增长率的变化及人均用水量、单位产值用水量等指标的变动幅度。根据预测的各水平年的人口、经济发展等指标,估算相应的水资源需水量。
面向对象的GIS水文水资源数据模型设计与实现
陈华, 郭生练, 熊立华, 徐高洪, 李订芳
2005, 16(4): 556-563.
摘要:
分析和总结了地理信息系统(GIS)在水文水资源应用中存在的问题与挑战。在ArcHydro数据模型框架的基础上,对面向对象的GIS水文水资源数据模型的结构与实现进行了深入研究与探讨。面向对象的GIS水文水资源数据模型能够很好地表达水文对象的空间位置、特征属性、时间属性以及对象间的拓扑关系,能完整地描述水文现象在地理空间的运动过程,并在江西省中部清丰山流域地理信息系统建设中应用。应用结果表明,面向对象的GIS水文水资源数据模型为设计水文空间数据库提供了一个通用的结构框架,有助于推动GIS在水文学研究与水资源管理的深入应用。
宁夏虚拟水贸易计算的投入产出方法
黄晓荣, 裴源生, 梁川
2005, 16(4): 564-568.
摘要:
虚拟水是凝结在产品和服务过程中所需要的水资源数量。从水资源利用角度,实物贸易即虚拟水贸易。干旱缺水地区可以通过虚拟水贸易形式来缓解水资源短缺问题。运用投入产出方法,并以宁夏为例,计算了2002年宁夏虚拟水输出量和社会经济系统对水资源的消费利用状况,分析了宁夏采用虚拟水战略进行更大尺度的水资源配置所面临的问题、困难,突破了干旱地区解决水资源短缺问题仅局限于本流域实体水资源利用的思路,从系统的角度出发,为干旱区“节流”提供了新的对策建议。
自组织数据地图用于近海水质分析的研究
牛志广, 张宏伟, 辛志伟, 于安伟
2005, 16(4): 569-573.
摘要:
通过对自组织数据地图SOM(Self Organizing Map)理论及技术的研究和应用,力求找到近海水质分析的新途径,并以渤海湾水质数据为例,采用批处理SOM算法为计算核心,利用MATLAB语言编制的SOM工具箱开发了近海水质分析软件包。该软件包通过SOM的训练对数据特征进行分析和显示,并在此基础上进一步分析SOM训练结果,将监测数据分成5种不同的污染类型,还实现了数据跟踪和新的监测数据的自动归类。应用表明,提出的方法以多种图形形式直观、综合、深入的分析近海水质,可为近海水域污染状况的辨识和采取相应措施提供决策支持。
基于不确定性分析框架的动态环状河网水质模型——以温州市温瑞塘河为例
徐一剑, 曾思育, 张天柱
2005, 16(4): 574-580.
摘要:
以温州市温瑞塘河为背景,基于不确定性分析的框架,开发了动态环状河网水质模型。用HSY(Hornberger,Spear and Young)算法作水质参数的不确定性分析,求得模型参数的空间分布,从而提高模型使用的可靠性、降低决策的风险度。模型由水量子模型及水质子模型两部分组成:水量子模型采用圣维南方程并用四级解法求解;水质子模型采用CSTR(Continuously Stirred Tank Reactor)模型的机理,并结合环状河网特征作了修正,由于只需解常微分方程,因而避免了矩阵求解,显著提高了计算效率,使得用HSY算法进行不确定性分析成为可能。模型选取温州市温瑞塘河流域的鹿城区河网进行了首次应用,用HSY算法率定水质参数并讨论了参数的不确定性。对参数率定结果进行验证,结果比较理想。最后简要讨论了参数不确定性传递。
长江口南汇东滩水动力条件变化的数值预测
曹颖, 朱军政
2005, 16(4): 581-585.
摘要:
南汇东滩紧邻长江口主要排沙通道南槽而成为泥沙沉降的一个重要部位,为促淤围垦提供了有利的滩地和来沙条件,是上海市规划围垦的重点区域。目前上海已在南汇东滩开始实施围垦工程,围垦工程改变了长江口南汇岸线,也改变了南汇东滩的水动力条件。为了解围垦工程实施后水动力条件的变化,采用二维潮流数学模型模拟南汇东滩促淤围垦工程实施前后流场的变化,探讨围垦工程对邻近水域水动力产生的影响,为预测圈围工程实施后南汇东滩变化提供水动力学依据。
塔里木河下游应急输水的水生态环境响应
邓铭江
2005, 16(4): 586-591.
摘要:
塔里木河下游357km河道断流近30年,向塔里木河下游实施应急输水抢救生态环境,是世界范围内流域退化生态系统恢复与重建的稀有案例。以此为背景,在生态环境本底状况调查的基础上,通过大量的监测资料,应用河道水力学、地下水动力学以及植被生态学,以河道水量沿程消耗-地下水位动态变化-植物恢复为主线,摸清了水流在河道纵向、河道横向两侧和垂向剖面中的运移、转化和消耗规律,研究分析了应急输水的水生态环境三维响应特征和植被恢复效应。为创建和完善干旱区受损生态系统输水、修复与重建的评价体系打下基础,也为塔里木河流域综合治理提供技术支撑。
主成分-聚类复合模型在水环境管理中的应用——以松花江吉林段为例
张妍, 尚金城, 于相毅
2005, 16(4): 592-595.
摘要:
以松花江吉林段5年的监测资料为依据,采用主成分分析与聚类分析的复合模型,定量诊断出水污染因子对松花江吉林段的污染贡献率,合理划分出各类水环境管理区域,并提出相应的水环境管理措施。结果表明:松花江吉林段主要污染物是挥发酚、COD和氨氮,表现为有机污染和非点源污染;在水环境管理分区中,丰满-龙潭桥区域属于轻污染,为水源保护江段,龙潭桥-哨口区域属于重污染,为水环境控制江段,哨口-白旗区域属于中度污染状况,为水环境自净江段。这一工作的开展对于实施河流水环境总量控制,实现松花江吉林段水域的科学化分类管理具有一定的参考价值。
应用极化雷达估算农作物覆盖地区土壤水分相对变化
刘伟, 施建成
2005, 16(4): 596-601.
摘要:
通过应用一阶离散植被模型,结合前人研究成果及雷达极化特性提出了多时相多极化雷达后向散射消除农作物覆盖层影响的算法:①应用已知的假设关系将植被层的体散射用交叉极化的总散射代替;②分析并将垂直极化的总后向散射中贡献很小的植被-土壤多次散射忽略;③将直接地表的后向散射分解成土壤水分与地表粗糙度的函数,使用重轨数据消除了地表粗糙度和农作物覆盖层的影响,并使用多时相全极化L波段(频率为1.2GHz)机载雷达测量数据进行验证,成功的估算了地表土壤水分的相对变化。
河流健康状况的表征及其评价
吴阿娜, 杨凯, 车越, 袁雯
2005, 16(4): 602-608.
摘要:
河流健康状况评价是河流管理和河流生态系统监控的基础。阐述了河流健康状况的内涵,尝试从理化参数、生物指标、形态结构、水文特征、河岸带状况5个方面表征河流的健康状况;并从预测模型法和多指标评价法角度对河流无脊椎动物预测和分类系统(RIVPACS)、澳大利亚河流评价计划(AUSRIVAS)、生物完整性指数(IBI)、RCE清单、溪流状态指数(ISC)、河流生态环境调查(RHS)、河流健康计划(RHP)等河流健康状况的评价方法进行评述;在探讨美国、英国、澳大利亚、南非等国家河流健康状况评价开展情况的基础上,指出我国迫切需要构建一套适合国情的河流健康状况评价体系,从河流健康角度评价国内主要河流的生态环境质量,并为广泛开展的河流恢复项目提供基础数据和决策依据。
对水文时间序列混沌特征参数估计问题的讨论
王文, 许武成
2005, 16(4): 609-616.
摘要:
水文过程到底是不是低维混沌过程一直是个有争议的问题。相关文献在混沌特征参数估计中存在不少问题,包括:时延量估计的主观性很强,不同研究者的估计值差别很大;在关联维估计中,很多研究者有意无意地忽略了一个基本原则,即只有在关联维估计图上存在明确的标度区的情况下才能准确判断存在有限关联维;很多研究者在计算水文时间序列的关联维时仍采用原始的G-P计算公式,而没有采用Theiler提的修正公式,从而可能误将相点在时序上的相关性当做一种状态空间几何特征,造成关联维估计错误;国内相关研究中还普遍存在序列长度偏短的问题,对这些问题进行了讨论并给出了相应的结论。
生态环境需水研究进展
赵西宁, 吴普特, 王万忠, 冯浩
2005, 16(4): 617-622.
摘要:
生态环境需水研究是近年来国内外广泛关注的热点。回顾了国内外生态环境需水研究的总体情况,对生态环境需水的概念及其内涵、生态环境需水量化方法等方面的最新研究进行了全面的分析和总结,提出目前生态环境需水研究中亟待解决的一些问题和展望了生态环境需水研究的发展趋势。