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华北水利水电学院学报

华北水利水电学院学报

Journal of North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power
《华北水利水电学院学报》是由河南省教委主管、华北水利水电大学主办，以反映水利水电科研成果为主的刊物。目前主要栏目有：水利工程、地质资源与地质工程、管理科学与工程、土木工程、动力工程、机械工程、环境工程、基础理论研究等。此外还吸收与上述专业有关的基础学科、新兴学科、交叉学科、边缘学科等的优秀成果。 本刊创刊于1980年。1986年取得国内统一刊号，1990年获得国际刊号，2007年由季刊改为双月刊，至今已出版了33卷125期。1989年获河北省科技期刊二等奖。1995年获河南省自然版学报优秀学报二等奖。1999年获河南省高校学报优秀期刊一等奖。2000年获河南省第4届优秀科技期刊三等奖.2002年获河南省第5届优秀科技期刊二等奖。2003年被评为《CAJ-CD规范》执行优秀期刊。2009年获全国高校学报优秀编辑质量奖。2011年，被评为河南省高校学报评估优秀期刊、河南省一级期刊。
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  • 国内刊号/CN：41-1249/TV
    国际刊号/ISSN：1002-5634
  • 发行周期：双月刊
    邮发代号：-
  • 主管单位：河南省教育厅
    主办单位：华北水利水电大学
华北水利水电学院学报-联系信息
  • 主编：李凌杰
  • 电话：0371-69127216
  • 邮箱：hbsyxb@ncwu.edu.cn；hbsyxb@126.com
  • 地址：河南省郑州市北环路36号
  • 邮编：450045
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华北水利水电学院学报 >2021年第6期

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  • 摘要：Using a similar method to construct a regional Gini coefficient model,according to the statistics data of water resources in Henan Province in 2014,Lorenz curve was drawn between gross water use and regional Gross Domestic Product,the amount of agricultural water consumption and the value of primary industry,the amount of industrial water consumption and the value of the secondary industry,and among the amount of agricultural water consumption,the amount of labor and the area of arable land,sequentially,Gini coefficient was calculated,it was analyzed that the degrees of Henan provincial water resources matched economy,water allocation among the key production factors in industry and agriculture.Results show that Henan provincial total amount of water use relatively matches regional Gross Domestic Product,the amount of industrial and agricultural water consumption matches with the values of primary industry and secondary industry,the amount of agricultural water consumption relatively matches the amount of agricultural labor,the amount of agricultural water consumption relatively and reasonably matches the area of arable land.At the same time,according to the difference analytical results of the temporal-spatial matching relations of water use in Henan Province with the social and economic key factors from 2010 to 2014,Henan provincial water resources consumption relatively matches economic development for many years.And by analyzing the reason causing the difference,it is proposed that the area of irrational water allocation in Henan Province should use the measures of water management,which will provide a good basis for realizing efficient water allocation.%运用基尼系数的相似方法构建区域基尼系数模型,根据河南省2014年的水资源统计数据,绘制水资源利用总量与地区GDP、农业用水量与第一产业值、工业用水量与第二产业值、农业用水量与农业劳动力数量及耕地面积之间的洛伦兹曲线,并依次计算其基尼系数,分析河南省水资源利用与经济总量、产业间水资源分配、农业生产要素间的匹配程度.结果表明:河南省水资源利用总量与地区GDP处于相对匹配状态;农业、工业用水量与第一、第二产业值均处于相对匹配状态;农业用水量与农业劳动力数量处于相对匹配状态;农业用水量与耕地面积处于比较合理匹配状态.同时,通过对2010-2014年河南省水资源利用与经济社会要素的时空匹配关系的差异性分析,结果表明,河南省水资源利用与经济发展匹配状况多年均处于相对匹配状态.通过对地区差异原因进行分析,提出对河南省水资源分配不合理的地区应采取用水管理措施,为实现水资源高效配置奠定良好的基础.
  • 摘要：地表河流入渗补给地下水是自然界普遍存在的一种现象.近些年,由于地表河流污染的加剧,污染的河流下渗,必然伴随着污染物对影响范围内的非饱和带土壤造成生态破坏.采用Hydrus软件构建二维饱和-非饱和数值模型,为各影响因子构造3种不同的情景模式,探讨河流影响下的包气带水分及溶质运移随各参数变化而改变的过程.研究结果表明,VG模型5个参数θr、θs、α、n 、Ks对压力水头和溶质运移均具有不同程度的影响,与土壤饱和程度具有一定的相关性,其中θs、α、n、Ks的影响较为显著,而θr的影响则比较小.%Groundwater recharged by the river on ground surface is a common phenomenon in the natural world.In recent years,due to the intensification of river pollution,the infiltration of polluted river must be accompanied by pollutants transport to the unsaturated zone and caused damage to the ecology.In this study,a two-dimensional unsaturated-saturated numerical model based on Hydrus software was used to investigate the changes of water and solute transport with parameter variation in the unsaturated zone under the influence of river,and three different scenarios were built for every influence factor.The results of the study show that: The five parameters of θr,θs,α,n,Ks in VG model have a different influence on the pressure head and solute transport,and the five parameters have a certain correlation with the degree of saturation,the effect of θs,Ks,α,n is significant,and the effect of θr is relatively small.
  • 摘要：In this paper,22 water supply units of water imported areas in the central Shaanxi plain in Hanjiang to Weihe Water Transfer Engineering,were classified into four types of water supply objects,and based on the consideration of the economic-social development and ecological protection,six schemes of water allocation in the planning level year of 2030 were set up;six models were applied to investigate the water allocation,and the six models were the models of water balance,water demand,water supply rate,balance between supply and demand,multi-factor comprehensiveness and empowerment sustainable development strategy;On the basis of the results of water allocation schemes,the resource allocation stability index in bankruptcy theory and the improved index of evaluating the conflict resolution stability of inter-basin water allocation were introduced to evaluate the stability of schemes.The results show that the result of water allocation is steadiest in the scheme 4 which has considered the balance between supply and demand.The research results can provide scientific basis for economic-social sustainable development and ecological environment benign circulation of the central Shaanxi plain,and develop the theory and allocation methods of water resources.%对引汉济渭工程关中受水区22个供水单元划分了4类供水对象,在考虑经济社会发展和生态保护的基础上,设置了2030规划水平年水量配置的6个方案;分别建立了水量平衡模型、需水模型、供水保障率模型、供需平衡模型、多因子综合模型、融合赋权的水资源可持续发展战略模型等6种模型,进行水量配置研究;并在水量配置方案结果的基础上,引入破产理论中的资源配置稳定性指标和改进的评价跨流域水资源配置冲突解决稳定性指标,对方案进行稳定性评价.结果表明,考虑供需平衡的方案4的水量配置结果较其他方案的结果更为稳定.研究成果可为关中地区经济、社会的可持续发展和生态环境的良性循环提供科学依据,同时发展了水资源配置的理论和方法.
  • 摘要：基于用水时间序列构建投影寻踪回归(PPR)需水预测模型.针对PPR模型矩阵参数难以确定的不足,利用一种新型群体智能仿生算法--飞蛾火焰优化(MFO)算法优化PPR模型矩阵参数,提出MFO-PPR预测模型,并构建MFO-BP模型作对比,以1980-2013年上海市需水预测为例,分别利用实例前20组和后10组数据对模型参数进行率定及预测.结果表明:MFO-PPR模型对实例后10 a需水预测的平均相对误差绝对值和最大相对误差绝对值分别为1.84%、4.20%,预测精度优于MFO-BP模型的2.06%、4.61%.MFO算法具有较好的全局寻优能力,将MFO算法应用于PPR模型参数寻优,可有效地提高PPR模型的预测精度.%Based on water use time series,a projection pursuit regression (PPR) water demand forecasting model was constructed.Aiming at the problem that the PPR model matrix parameters are difficult to be determined,a new group intelligent bionic algorithm-Moth-Flame Optimization (MFO) algorithm is used to optimize the PPR model matrix parameters.The MFO-PPR model is proposed.Compared with the MFO-BP model,taking the water demand prediction of Shanghai from 1980 to 2013 as an example.The parameters of the first 20 groups and the last 10 groups were used to estimate and predict the model parameters respectively.The results show that: the absolute value of the average absolute error and the maximum relative error of water demand forecast of MFO-PPR model in the last 10 years of example are 1.84% and 4.20%,respectively,indicating that the prediction accuracy is better than that of MFO-BP model.MFO algorithm has better global optimization ability.The MFO algorithm is applied to the optimization of PPR model parameters,which can improve the prediction precision of PPR model.
  • 摘要：基于非线性流变力学理论,建立了非饱和滑带土非线性Burgers蠕变模型.模型中不仅考虑滑带土非饱和特性-基质吸力对土蠕变特性的影响,同时考虑了与时间、应力状态有关的非线性黏滞体的流变特性,由非线性黏滞体替换Burgers模型中的线性黏滞体.对非饱和滑带土开展三轴蠕变试验,并对试验结果采用最小二乘法曲线拟合,获得了不同基质吸力下的蠕变参数,并将试验结果与Burgers模型拟合曲线以及提出的非线性Burgers模型拟合曲线进行对比.结果表明,采用非线性 Burgers模型能很好地拟合试验结果,且与试验曲线的吻合程度、相关系数明显高于线性Burgers模型.%Based on nonlinear rheological-mechanical theory,a nonlinear Burgers creep model for unsaturated soil in slipping zone was established.In the creep model,the effect of matric suction on the creep behavior of soil,a characteristic of unsaturated soil in slipping zone,was considered,at the same time,the rheological characteristics of nonlinear viscous body related to time and the stress state were also considered,the nonlinear viscous body replaced the linear viscous body in the Burgers creep model.Triaxial creep test for the unsaturated soil in slipping zone was conducted,the experimental results were fitted by the curve of least squares method,and the creep parameters of different matric suction were obtained.At last,the experimental results were compared with the fitting curve of Burgers creep model and the fitting curve of nonlinear Burgers creep model.The comparison results show nonlinear Burgers creep model can better fit the experimental results,for the experimental curves,the coincidence level and correlation coefficient of the fitting curve is obviously higher than those of linear Burgers creep model.
  • 摘要：为提高黄河冰凌灾害风险评估的合理性和准确性,提出了一种基于VIKOR扩展法的评估方法,并将其应用到黄河宁蒙河段的巴彦高勒-三湖河口、三湖河口-昭君坟和昭君坟-头道拐3个分河段的冰坝灾害风险评估中.依据传统多准则妥协解排序法(VIKOR)的基本思路,结合区间灰数的运算法则,计算各时间段各分河段的评价值,用动态区间灰数加权平均算子进行集成,得到各分河段的整体评价值,最后建立可能度矩阵,利用排序公式对各个分河段发生卡冰结坝的可能性进行排序.结果表明,昭君坟-头道拐河段最易发生卡冰结坝,巴彦高勒-三湖河口河段、三湖河口-昭君坟河段次之.该结果可为黄河宁蒙河段的防凌防汛提供借鉴.
  • 摘要：推移质是海岸带泥沙输运的重要组成部分,粗颗粒推移质在波浪、潮汐等往复流作用下的运动规律是海岸工程建设的重要依据.从理论分析和试验研究两个方面分别对往复流作用下的粗颗粒推移质输沙规律进行了研究,提出了一个瞬时推移质输沙率的计算模型,并将试验结果与该模型的计算结果进行了对比验证,发现该计算模型对线性往复流作用下的推移质泥沙的运动趋势模拟良好,但对于其相位滞后效应考虑不足,其误差来源在于对附加质量力的忽略.
  • 摘要：2015年5-12月,在合肥市城乡交错带3条溪流沟渠上,按季节采集水样和表层沉积物,据此分析水体与表层沉积物的氮素污染特征,评估沉积物TN污染水平;并就水体氨氮暴露的生态风险和沉积物TN对底栖生物的毒性效应进行风险评估.结果表明:①3条溪流沟渠水体氮素污染严重,其中关镇河支渠TN均值高达30.9 mg/L,陶冲小溪流和磨店小溪流的TN均值分别达4.0、1.6 mg/L;②3条溪流沟渠的氨氮基准最大浓度(CMC)与基准连续浓度(CCC)水质基准值差异明显,且关镇河支渠水质全年具有高风险,陶冲小溪流绝大多数样本为有风险,少数样本为无风险;磨店小溪流仅个别样本有风险;③各溪流沟渠沉积物NH+4-N、NO-3-N和TN含量差异性较为显著,相应的沉积物氮素污染程度排序均表现为:关镇河支渠>陶冲小溪流>磨店小溪流;④3条溪流沟渠沉积物TN基本均达重度污染水平且均处于有机污染状态,相应的污染指数大小排序为:关镇河支渠>陶冲小溪流>磨店小溪流;⑤3条溪流沟渠沉积物总氮对底栖生物的生态毒性均超过安全等级,且关镇河支渠各采样点均接近或达到严重级,相应的底栖生物生态毒性风险排序为:关镇河支渠>陶冲小溪流>磨店小溪流.
  • 摘要：构建智慧水资源管理系统,提高水资源监测和管理能力是落实最严格水资源管理制度的有效技术措施之一.在深入分析水资源管理信息化建设需求、目标和内容的基础上,研制了智慧水资源管理系统.该系统由Web网站、移动APP、富客户端和三维数字地球仿真模块构成,其核心业务模型和信息扩展接口利用百度地图API、NASA WorldWind数字地球及微软WCF共享技术集成.智慧水资源管理是蚌埠市智慧水利的重要组成部分,为水资源管理决策提供专业、科学、准确的技术支持.该系统助力蚌埠市2014年、2015年和2016年在落实最严格水资源管理制度考核中取得了安徽省第一名,取得了较为明显的社会效益和经济效益.
  • 摘要：在自然因素和人为因素的综合作用下,浐河流域的来水、来沙特性发生了一定的变化.通过分析浐河流域1960-2012年共53 a的水沙资料,掌握了浐河流域的水沙特征及水沙关系.结果表明:浐河流域多年径流量和输沙量年际分配极不均匀,水沙系列总体下降趋势明显.流域径流量与输沙量呈正相关关系,径流输沙主要集中在每年7月.人类活动通过改变流域下垫面情况,作用于水沙关系,使得水沙双累积曲线在1979年和2003年发生了改变.此外,选择橡胶坝的两种典型工况,得出立坝时的水面线较塌坝时的水面线平稳,塌坝时的水流发生了水跃现象.
  • 摘要：台州湾大桥位于椒江河口,桥墩结构及河口水域水动力条件复杂.为科学预测桥墩周围冲刷坑范围、形态和最大局部冲刷深度,开展了设计洪水、设计潮水条件下桥墩处局部冲刷水槽物理模型试验研究.通过冲刷公式估算和类似实测资料分析验证表明,试验中预测的桥墩处的冲刷坑范围和深度合理.此结果可为实际工程的设计及运行提供技术支撑.
  • 摘要：为了能够在广义最严格水资源管理指标的约束下进行水安全客观评价,选取6个标准测试函数对基于混沌策略改进的新型群智能算法——混沌闪电搜索算法(CLSA)进行仿真测试,并与基本闪电搜索算法(LSA)、人工蜂群(ABC)算法、差分进化(DE)算法、混合蛙跳算法(SFLA)、文化算法(CA)、粒子群优化(PSO)算法和地理生物学优化(BBO)算法进行性能对比.提出了广义最严格水资源管理指标约束下的水安全评价指标体系和分级标准,构建最大熵投影寻踪(MEPP)多准则水安全评价目标函数,利用CLSA寻优MEPP最佳投影方向,提出了CLSA-MEPP水安全评价模型,并以云南省所辖16个行政分区为评价对象进行实例分析.结果表明:CLSA在所有测试函数的寻优精度上均优于其他7种算法,表明基于混沌策略改进的CLSA能有效地平衡群体的探索能力和开发能力之间的关系,从而提高CLSA的求解精度和极值寻优能力;CLSA对MEPP多准则水安全评价目标函数的寻优精度同样高于其他7种算法;CLSA-MEPP模型对大理、临沧和丽江的水安全评价为"不安全",对其他13个行政分区的水安全评价为"基本安全".本文提出的模型及验证方法具有通用性,可推广应用于其他领域.
  • 摘要：风险理念贯彻于水生态修复行为的每一环节中.基于全过程风险管理理念,提出一种可用于水生态修复工程的风险管理框架.分析认为:水生态修复工程面临的风险较大,主要包括修复效果不及预期目标及虽达预期目标但成本超过效益2类风险;将生态风险评价内化于水生态修复工程风险评价的成本效益分析框架中是可行和有益的;生态效益可以从生态风险变化和生态系统服务价值变化2个角度评价,2种方法在本质上具有一致性;水生态修复是管理者调整水生态系统状态的风险控制措施,水生态修复工程风险管理是对水生态风险控制措施本身的风险管理.
  • 摘要：鱼道是一种重要的生态补偿工程,以往研究的重点主要集中在水力学要素对鱼类通过效果及鱼类适应度的影响方面.针对泥沙在池室中可能造成的水流含沙量增高及淤积面积扩大进而影响过鱼效率和鱼道运行寿命这一关键问题,通过数值模拟方法,对不同泥沙粒径和来流流量组合情况下的池室水流含沙量变化及池底泥沙淤积分布进行了模拟计算,并在此基础上给出了解决上述问题的途径.可为在具有一定含沙特征的河流上建设更为长效的鱼道设施提供数据支撑.
  • 摘要：将水生态足迹和水生态承载力的方法应用到水安全评价领域,与多指标评价法相结合,以中国31个省市为研究对象,测算了各省市的水压力指数、水适应指数和水安全指数,探究了中国经济规模、社会发展以及科技水平与水资源利用的协调发展关系.结果显示:受年际水资源量丰枯的影响,各省市的水压力指数呈波动趋势,在空间分布上,水资源量较为丰富的南方地区水压力指数较低,严重缺水的华北地区水压力指数较高;而随着经济的发展和科技的进步,各省市的水适应指数逐年升高,在空间分布上,经济发达、科技水平较高的东部沿海地区的水适应指数较高,水的协调性安全程度处于全国较高水平.二者结合得出的水安全指数显示:受水压力指数年际波动的影响,水安全指数年际变化也呈波动趋势,水安全指数呈由南向北递减的趋势,东南沿海地区的水安全程度较高,而华北地区的水安全形势较为严峻.
  • 摘要：运用系统科学理论研究水旱风灾害防御体系,基于系统的普遍定义和对水旱风灾害防御过程及所涉及要素的分析,提出了水旱风灾害防御系统的定义,分析了水旱风灾害防御系统的要素、结构、功能与环境;基于感知控制论,深入研究了水旱风灾害防御系统在治理与准备、紧急防御和灾后恢复等不同状态下的运行控制过程;通过控制过程分析,总结了系统科学理论对改进水旱风灾害防御机制的启示.研究表明:水旱风灾害防御活动应实行分层指挥控制,落实分级管理;应将县级作为指挥决策能力建设的重点,而乡镇水旱风灾害防御能力建设应着重于提高执行力;应加强基层执行主体的自主行动能力,发挥执行主体的核心作用;为提高水旱风灾害防御系统面对复杂自然环境和社会经济系统变化的适应性,应建立专家会商机制,并随着自然环境和社会经济环境的变化主动对系统结构进行调整.
  • 摘要：抽水蓄能电站上、下水库联合运用时,库区及电站进、出水口附近的水流与泥沙淤积规律十分复杂,通常要进行泥沙模型试验研究.针对天池抽水蓄能电站,进行了上、下水库整体动床模型设计,分析确定了满足水流泥沙运动相似与河床变形相似的控制比尺;根据相应比尺确定了模型沙的种类和粒径,并进行了预备试验.利用专门设计的双向管、泵系统,实现了可以进行抽水蓄能和发电两种运行工况的上、下水库连接段的模拟;设计采用VDMS流场实时监测系统对库区与进出、水口的流速及流态进行精细观测.验证试验表明,整体模型的设计、制作满足模拟库区的水流泥沙运动相似与河床变形相似的要求,设计方法可为类似的整体泥沙模型设计提供参考和借鉴.
  • 摘要：在全球气候变化和高强度的人类活动影响下,许多流域和地区的天然水文序列的一致性遭到破坏.对于洞庭湖流域,其洪水要素序列发生了明显变异,使得基于一致性的洪水频率计算方法不再满足实际需求,也无法作为防洪安全评价的主要依据.研究适用于变化环境的非一致性洪水的防洪安全评价方法变得尤为重要.围绕变化环境下的水文变异问题,首先梳理总结了相关研究成果和主要方法,然后综述了非一致性洪水频率计算的研究进展和区域水安全评价的基本方法,并重点对目前研究中存在的不足进行了说明.在此基础上,围绕如何探索变化环境下洞庭湖洪水规律识别和科学防洪安全评价问题,指出了未来研究需要重点关注和解决的科学问题.
  • 摘要：为全面掌握珠江河口泥沙运动的基本规律,优化河口重大工程方案布置,在宏观分析珠江河口伶仃洋、磨刀门和黄茅海泥沙运动主要特征的基础上,研究了该3个区域泥沙模拟试验面临的关键技术问题;重点研究珠江河口整体物理模型泥沙试验中的分区模拟、模型沙选择、关键设备研发等核心技术,结合多年来科研生产和模型运用的实际经验,总结出珠江河口整体物理模型泥沙试验方法.最后,以近年来珠江河口的重大涉水工程——港珠澳大桥工程为例予以了进一步说明.
  • 摘要：区域水文要素复杂性研究是当今的热点问题,为了研究哈尔滨地区汛期径流量的复杂性特征及变化趋势,将R/S分析法和等概率粗粒化LZC算法引入到区域径流复杂性分析与变化趋势预测中,对地区内10个水文站点的汛期径流序列的复杂性进行诊断并对其变化趋势进行分析.研究结果表明:哈尔滨、通河、阿城、依兰、烟囱山各站未来的汛期径流量呈减少趋势,岔林河、莲花、西北河、延寿、四平山各站未来的汛期径流量呈增长趋势;各站点汛期径流序列的复杂度由高到低依次为:四平山、烟囱山、岔林河、阿城、西北河、依兰、莲花、通河、哈尔滨、延寿;从河流集水面积对其径流长程相关性和复杂性的影响可以看出,站点的河流集水面积越大,其径流量的长程相关性越强,复杂性指数越小。研究成果揭示了本地区汛期径流量的变化趋势以及复杂性演变特征,该特征可为区域径流预测及水资源优化配置提供科学依据.
  • 摘要：农业水资源安全直接影响粮食安全,对农业水资源安全进行度量及动态分析对农业可持续发展具有重要意义.以黑河中游绿洲的甘州区、临泽县和高台县为研究对象,在对研究区域进行来水和需水模拟、预测的基础上,采用线性多目标规划方法对研究区域的农业水土资源进行综合优化,在此基础上,估算农业水资源安全度并对其进行动态分析.结果表明:①3个区(县)的总优化配水量为7.68亿m3,灌溉面积为13.12万hm2,规划水平较现状水平总配水量减少,灌溉面积略微增加;②临泽县的农业水资源安全度最高,其次为高台县的,最后为甘州区的;③将规划水平与现状水平进行对比,高台县的农业水资源安全度从0.71增加到0.84,表明高台县的农业用水安全情况逐渐好转,临泽县的基本保持不变,而甘州区的呈下滑趋势.研究所采用的方法及相应结果对促进研究区域及类似地区的农业水资源管理具有重要意义.
  • 摘要：集对分析是利用结构式的联系数描述和处理系统不确定性问题的一类智能计算的新理论和新方法,基于处理不确定性问题的显著特点,开始被广泛应用于许多学科领域.水资源系统包含了随机性、模糊性等多种不确定性,集对分析是处理水资源确定不确定系统问题的理想的系统分析方法.从理论和应用研究方面对水资源集对分析进行了系统的综述,结果表明:联系数结构式是集对分析方法的重要创新,但其差异度系数的不确定性造成联系数运算的不确定性和复杂性,在一定程度上限制了集对分析理论体系的建立和发展,需要进一步加强水资源集对分析的理论基础研究,不断加深、拓宽和完善集对分析的理论体系.
  • 摘要：以河南省洛阳市某湿陷性黄土基坑工程为例,结合其所在区域的地质条件、周边环境等,采用了桩锚支护的基坑支护方案.针对该支护方案,应用有限差分程序FLAC3D建模分析了不同工况下支护结构和坑周土体的变形规律,得出了坑周土体的位移随着距坑距离的增大逐渐减小;支护桩的水平位移随着开挖深度的增加,桩顶处位移不断增大,而桩底部的位移越来越小;坑周地表沉降和水平位移及支护结构变形均满足设计要求.同时,研究了湿陷性黄土对桩土位移的影响,结果表明,该支护方案较为合理,桩锚支护结构对深基坑的变形起到了很好的控制作用.研究结果可为黄土地区湿陷性条件下的基坑支护技术及理论研究提供参考.
  • 摘要：针对传统评价方法没有同时兼顾评价指标的不确定性和模糊性问题,引入正态云模型对水安全状况进行定量评价.为克服正态云模型评价无法规范地体现不确定性的问题,运用指标规范化变换统一正态云模型中超熵的取值,使正态云模型评价规范化.以甘肃省河西走廊黑河中游地区为例进行了水安全评价研究.评价结果表明:2005-2011年,黑河中游地区水安全状态由不安全级别提升至临界级别;2011-2015年间,水安全状态基本稳定且有变好趋势,但工业用水重复利用率、土壤盐渍化率、森林覆盖率、水利投资占GDP的比例等指标处于危险级别或不安全级别,采取有效的管控手段是当前该区域水安全建设的重点.
  • 摘要：变化环境对区域水文会产生非常重要的影响.以山西省岚河流域为研究对象,采用Mann-Kendall方法和有序聚类方法,诊断了1955-2015年水文气象要素演变规律以及变化的阶段性特征,分析了不同阶段降水-径流响应关系.结果表明:近60年来,实测径流量总体呈现减少趋势,平均线性减少率为-0.917 mm/a;降水量变化趋势不明显,但气温却呈现显著性升高趋势;径流突变主要发生在1968年和1982年,上静游站径流系列可划分为4个阶段:天然阶段(1955-1968年)、轻微人类活动影响阶段(1969-1982年)、中等人类活动影响阶段(1983-2000年)和强人类活动影响阶段(2001-2015年).不同阶段内降水-径流关系存在一定差异,特别是21世纪以来,相同降水量条件下的产流量明显偏少,反映了人类活动对区域水文的显著影响.
  • 摘要：饮用水源健康风险非确定性的定量化对水安全的准确评估十分重要.为减小非确定性对健康风险的影响,基于美国环境保护署推荐的健康风险评价模型,将人工神经网络和蒙特卡洛分析方法进行耦合,构建了ANN-MC健康风险评估模型,并对四川盆地西南缘周山地典型区的农村饮用水源进行健康风险评价.结果表明:在2010年、2011年、2012年,样本非致癌风险高于可接受水平"1.0"的仅为0.31%、0.04%和0.04%,而在0.1≤HQ<1.0之间的样本数分别为95.00%、78.75%和66.80%,说明研究区域内大部分居民可能通过饮水途径造成健康危害;该区农村饮用水源中需要重点控制的污染物为氟化物、硝酸盐、铁、锰和铜.ANN-MC模型预测健康风险是一种有效评估饮用水源健康风险的方法,可为水安全管理提供更加可靠的科学依据.
  • 摘要：在介绍信息熵的基本概念与相关原理的基础上,主要从水文序列分析、站网布设评估、水文预报、水质评价、水资源评估等方面,对信息熵在水文水资源科学中近15年的研究进展进行了综述.信息熵原理能够最大化地利用现有的数据,并且允许采用基于经验的主观信息方法.现有的研究成果表明,基于信息熵原理的研究手段在解决水文相关问题的过程中发挥了重要作用,具有广阔的应用前景.未来需要将信息熵和Copula函数有机地结合起来,以解决信息熵理论在联合概率密度选择上的局限性问题.
  • 摘要：为探究区域经济发展与水安全的关系,基于水贫困指数WPI计算模型,从四川省21个市(州)2006-2013年收入水平In、支出水平Ex、受教育水平Ed、健康水平He、发展环境DE、家庭与就业FE等6方面和水资源禀赋R、供水设施A、水资源管理能力WC、水资源利用水平U、生态环境E等5方面,构建了适用于市(州)间进行对比分析的经济发展和水安全的评价指标体系,利用均衡赋值法WAMM 为各个指标赋予权重,对2006—2013年8 a间各市(州)的经济发展指数EDI及水安全指数WSI进行定量分析与评价,并根据其排名评价结果对经济发展与水安全的耦合度C、耦合协调度D进行计算和时空特征分析.该分析结果能够反映四川省区域经济发展与水安全的实际状况,显示出大多数市(州)的经济发展与水安全存在较高程度的耦合关系,总体上表现为沿川东北经济区、川南经济区、攀西经济区、川西北生态经济区向成都平原经济区方向水安全状况逐渐变好,得出四川省经济发展与水安全为共生关系,在扶贫政策中应增加水安全的策略,从强化水安全意识、提升高效用水能力、科学优化配置水资源、提高水利用保障率、严格水资源管理、调控产业结构及生产模式、系统管控水安全风险、提升水管理能力、加大政府财政投入、积极推进水权改革、增强水利扶贫力度、助推扶贫攻坚等方面提出政策建议.
  • 摘要：研究了单变量独立同分布水文事件的重现期的计算原理与方法.根据事件首次发生的期望等待试验次数与连续两次事件间期望间隔试验次数的两种重现期定义,采用数学期望值和概率母函数法,系统地推导了独立同分布水文事件重现期的计算公式.结果表明,单变量独立同分布水文事件在两种定义下的重现期相等.所得计算公式具有严格的数学基础,以期为我国现行水文频率的计算提供理论支撑.
  • 摘要：全球变暖背景下极端事件增多、增强,基于河南省107个气象观测站1961-2012年逐旬极端最高气温资料,采用去趋势波动分析方法,分析了河南省旬极端最高气温的时空变化特征.结果表明:河南省平均旬极端最高气温为25.1 ℃,旬极端最高气温累积离差总体上呈线性下降趋势;站间旬极端气温均方差约1.4 ℃;站间均方差的累积离差呈现二次函数的上升趋势;107个观测站旬极端最高气温的标度指数均小于0.5,且空间变异性较小.

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