气候变化与人类活动影响下大清河流域上游河流径流响应研究

河北雄安新区的设立,引起了各界对雄安新区所在的大清河流域的广泛关注,特别是其水资源的变化特征与影响因素是了解雄安新区水资源情势的重要参考。研究解析了人类活动和气候变化对大清河流域上游径流过程的相对影响,采用SWAT模型模拟了大清河流域上游径流过程,并结合弹性系数法验证比对,分离了人类活动与气候变化对大清河流域上游径流过程的贡献率。结果表明,1981-2015年,大清河流域上游山区倒马关站及紫荆关站径流量均呈减少趋势,倒马关站及紫荆关站年径流量递减速率分别为0.10m3/s及0.07m3/s。人类活动为影响径流的主导因子,其贡献率为53.4%～60.8%;气候变化较人类活动影响径流稍小,其贡献率为39.2%～46.6%。研究结果可为支撑未来雄安新区建设区域水资源规划和管理提供依据。     

基于最小累积阻力的崇明岛水系分区保护研究

为体现河网水系保护空间上的差异性,可以根据河网水系特征,在空间上实行分区保护。以上海市崇明县为研究对象,引入最小累积阻力模型概念,分析了河网水系保护在城市化过程中的阻力面特征。研究结果表明：崇明县城镇用地扩张的阻力主要以城区为核心向外扩散,距离越远阻力越大,阻力最大的区域为崇明东滩;生态用地扩张的阻力主要表现为西部区域阻力较小,东部区域阻力增大。将河网水系保护区域划分为5个区,即河网水系特殊保育区、河网水系重点保护区、河网水系风貌保留区、河网水系生态建设区和河网水系景观恢复区,并提出了河网水系分区保护对策,为平原河网水系区域的生态保护提供了参考依据。     

抽水蓄能电站巴氏合金上导轴瓦损坏原因分析

由于冷却油供油路中出油不均匀,使得油槽中存在大量漩涡或空气,造成轴瓦上半部分的油膜无法形成或形成不均匀,从而在运行过程中产生了油膜压力波动。同时,由于轴瓦轴向摆动的灵活性较差,轴瓦上半部分与滑转子间隙较小,轴瓦只有上半部分与滑转子接触,致使轴瓦表面单位面积受力过大。上述两种原因造成的瓦面上半部分应力幅值增加,使轴瓦产生了疲劳破坏。为此,利用光学显微镜和直读光谱仪对轴瓦巴氏合金的组织和成分进行了分析,在此基础上,提出了适宜的改进措施。实践表明,轴瓦金相组织中再无区域性偏析、聚集和组织分层现象出现,Cu6Sn5分布均匀,Sn Sb未发生区域性偏析,组织形貌与两种硬相Sn Sb和Cu6Sn5的总量符合要求。通过对轴瓦衬垫结构进行改进,使得轴瓦摆动的灵活性加大,轴瓦和滑转子之间形成了稳定的油膜,从而使轴瓦受力均匀,运行平稳。     

河水位连续变化条件下潜水回水范围计算

以奎河为例,构建河水位连续变化时潜水回水模型,使用Boussinessq方程的第二种线性化方法对模型进行求解,并对回水范围做出预测。结果表明,奎河两岸潜水的回水范围在65m左右,该范围内的潜水势必长期受到河水污染的影响。回水范围计算的主要参数为渗透系数和给水度,通过二者对回水范围的敏感性分析可知,渗透系数对回水范围有决定性的影响,给水度对回水范围的影响有限。     

长江入海径流量突变性和趋势性分析

为研究气候变化和人为因素影响下长江入海口径流的变化趋势,采用长江大通水文站1950~2009年逐日平均流量资料,运用Pettitt突变点检验法,对年、枯季、洪季、汛后及逐月平均流量序列进行突变点分析。利用突变点对时段平均流量序列进行分段,并采用M-K趋势性检验法分析各段及整体序列的变化趋势。结果表明,长江年平均入海径流量序列在20世纪50年代中期、70年代末期、80年代末期和21世纪初,均发生了一定的突变,但突变趋势并不显著。     

基于SWAT模型的清江流域径流模拟研究

SWAT模型已有针对北美地区流域建立的数据库,将模型应用于我国流域时,需要另行构建数据库,主要包括土壤数据库和天气发生器。以清江流域作为研究对象,分别采用SPAW程序和土壤渗透率经验公式估算土壤水分参数及土壤下渗率,对研究区土壤按美国标准采用水文分组等方法建立土壤数据库;利用PcpSTAT、Dew02等程序估算部分难获得的气象因子,构建天气发生器。依据前述数据库建立的SWAT模型对清江流域径流分别进行月模拟和日模拟,结果表明,构建的SWAT模型在清江流域的应用取得了良好效果,模拟精度较高,对该地区水资源管理具有一定的参考和借鉴价值。     

峡江水利枢纽大江截流施工方案数值模拟研究

为优化峡江水利枢纽大江截流施工方案,通过赣江峡江段平面二维水流数学模型对截流施工比选方案进行了数值模拟。采用峡江站水文资料及枢纽实测水位对模型进行率定,定量计算了两种不同截流施工方案坝址水域及过流建筑物水流形态,并分析了流场形态的变化特征和局部流态对枢纽尤其是龙口的影响程度。数值模拟结果显示,采用直线进占时,泄水流态差,围堰上游水位较高;折线进占虽流线流畅,上游主河道流速增大,但龙口泄流能力较差。研究结果为实际截流施工提供了论证和指导。     

基于PCA和ArcGIS空间分析的河北省农业节水区划

农业节水区划是区域农业规划的前提。针对河北省水资源匮乏的问题,选取灌溉需水指数、农田生产潜力、作物净初级生产力、土壤类型、地下水利用情况、地形地貌、人口及GDP等8项指标,通过ArcGIS的空间分析功能结合主成分分析法,构建了河北省节水区划模型,对河北省进行合理的农业节水区划,以提高灌溉水利用效率和农业生产效率。结果显示,河北省各县/区间模型评价结果差异明显,根据模型评分将河北省149个县/区划分为农业节水急切发展区、农业节水重要发展区和农业节水暂缓发展区3类区域,总体上河北省东南部农业节水建设需求高于西北部。最后根据各类区域特点,提出了各区存在的问题及未来发展建议。     

全贯流泵流动特性数值模拟和性能预测

为研究全贯流泵(电机泵)的性能,采用CFD软件对全贯流泵模型装置进行三维流动数值模拟,分析了全贯流泵内部流态和整体性能。结果表明:全贯流泵模型装置在各个工况下前导叶进口流速均匀度均在97%以上、叶轮进口流速均匀度均在91%以上,均匀度足以保证水泵性能。进水喇叭管、前导叶水力损失小,后导叶、出水喇叭管水力损失大。出水喇叭管出口断面流速分布不均匀,流态差。该装置最高效率为69.47%,对应工况流量为290L/s时,扬程为4.855m。在各个工况下,全贯流泵模型装置扬程比对照轴流泵装置扬程小,效率比对照轴流泵装置效率低,消耗的轴功率比对照轴流泵装置消耗的轴功率多。全贯流泵管路短,出水喇叭管出口流速大,扩散不充分,水力损失大,这是全贯流泵装置效率低的主要原因。     

水泥改性膨胀土强度与变形特性试验研究

以驷马山中-弱膨胀土为研究对象,以水泥作为改性材料,通过室内常规三轴试验,研究水泥改性膨胀土的强度与变形特性。试验结果表明:掺入水泥后,能提高膨胀土的塑限,降低塑限指数和自由膨胀率;水泥改性膨胀土三轴应力-应变曲线存在弹性、非线性强化、应力软化等三个阶段,并随围压的增大,由软化型逐渐向硬化型发展;峰值强度、残余强度均随围压的增大而增大,试样为剪切破坏形态,剪切破坏角符合摩尔-库伦理论计算值。