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。     

海河流域限制排污总量分解方案的公平性研究

选用基尼系数作为指标,从人口、GDP、污水处理能力以及多年平均水资源量等多个角度分析了海河流域限制排污总量分解方案的公平性。结果表明:目前海河流域限制排污总量分解方案兼顾了各省经济社会发展情况与水资源开发利用状况,具有较好的公平性。     

沙颍河流域面源污染负荷空间分布特征研究

沙颍河是淮河流域污染较为严重的河流。为正确分析沙颍河流域的面源污染负荷空间分布情况,在已有研究的基础上,采用改进的输出系数模型中农村生活废水、农田化肥流失、畜禽养殖流失、水土流失污染负荷、城镇地表径流污染模型5个模块,对流域面源污染空间分布进行了模拟和负荷估算。研究结果表明,4类污染物(COD,TP,TN,NH3-N)负荷量最大的区域为上游,其次为中游;单位面积负荷量最大的区域为中游。根据分析结果,确定沙颍河中游为今后重点污染治理的对象。     

无资料地区设计暴雨计算研究

山西云首水库所在的小流域无实测暴雨资料,水库工程设计时需要进行设计暴雨计算以推求设计洪水。参考了当地水文手册和水文图集,计算出5种标准历时的设计点雨量,通过点面折算系数得到设计面雨量,再采用暴雨公式将标准历时的设计面雨量转化为任一历时的设计雨量。计算了设计暴雨的日雨型和时雨型,并借助暴雨公式确定了主雨历时和雨量,为该区域设计洪水计算提供了不同频率的设计暴雨和暴雨时程分配资料。     

改进多级模糊可拓方法在大坝变形评价中的应用

传统模糊可拓模型在大坝工作性态评价中,一般通过主观赋权法来确定物元特征的权重,而忽视了客观因素的影响。将同级的物元特征(即同级评价指标)关联度组成原始数据矩阵,再利用熵权法计算出该级物元特征的权重,而对于最底层的物元特征值则仍采用简单关联函数法确定权重,由此提出了一种改进的多级模糊可拓评价模型。随后选取某混凝土重力拱坝的3个典型坝段的变形性态进行评价,所得结果与实际情况相符,表明改进的多级模糊可拓方法可用于大坝工作性态的评价,且能避免人为确定权系数所造成的主观误差。     

生态排水沟渠农田径流污染物的净化效果及示范

为探索上海地区农田径流污染物的生态拦截模式,在上海市环境科学研究院农业面源污染生态工程控制及生态恢复研究工作示范基地,开展了生态排水沟渠对农田径流营养性污染物的拦截净化效果的研究,并进行了工程尺度的应用示范。现场试验表明:生态沟渠对农田径流SS、TN、NH+4-N、TP均有一定的截留净化作用。工程示范结果显示:示范区内生态沟渠对SS、TN、NH+4-N、TP的净化效果总体上优于示范区外部普通农田排水沟渠。总体来看,生态排水沟渠对氮、磷等营养性污染物有较好的净化作用,可减轻周围环境受纳水体的污染负荷。     

基于ArcSWAT2009的锦江流域径流模拟分析

基于ArcGis10.0建立了锦江流域数据库,将ArcSWAT2009模型应用于锦江流域的径流模拟。采用LH-OAT灵敏度分析方法进行参数灵敏度分析,得出模型灵敏参数序列,并利用4个水文站(危坊、宜丰、上高、高安)2001~2008年径流观测数据对SWAT模型进行参数率定。模型适用性评价结果表明:校准期和验证期年均值相对误差(Re)小于20%,月相关系数(R2)和月效率系数(NSE)均大于0.7,拟合精度较高,SWAT模型适宜锦江流域的径流模拟。     

基于数值模拟的深圳民治片区暴雨内涝风险评估

以深圳市民治片区为研究对象,建立了基于SWMM模型和二维水动力学模型的城市雨洪水文水动力耦合模型,并采用历史调研资料对所构建的城市雨洪模型进行验证,结果表明该模型具有良好的精度和可靠性。利用所构建的城市雨洪模型模拟分析民治片区内涝情况,根据致灾因子和受灾体情况建立民治片区内涝风险评估指标体系,利用ArcGIS技术和层次分析法对民治片区内涝灾害进行风险评价,风险评价结果表明城市内涝灾害风险主要受淹没情况影响,民治片区高风险区主要集中在民强社区、民治社区、新牛社区内民治河沿河下游区域,低风险区主要分布在远离民治河的民乐社区、民泰社区和大岭社区。     

基于耦合模型的流域污染负荷分配实例

流域污染负荷分配是实施流域精细化管理的重要措施。在指标选取过程中,为了定量描述评价指标对流域污染负荷分配的重要性,引入随机森林算法对各指标作重要性评价,依据重要性程度筛选涵盖全部影响因素的评价指标,并进一步确定各指标权重。将评价指标体系与环境基尼系数模型相结合,构建污染负荷分配耦合模型,并以清潩河流域(许昌段)为例,制定基于控制单元的COD负荷分配方案。结果表明,满足重要性评分要求的指标分别是居民人均收入、单位GDP污水产生量、工业企业水消费量、地表水资源量、控制单元面积,评分分别为13.97、9.65、8.77、5.21、1.09。依据耦合模型制定的2020年清潩河流域(许昌段)各控制单元COD负荷分配方案中,控制单元QYH-3的削减量和削减率均最大,分别为617.14t/a和30.44%。分配方案基本符合流域实际,结果较为科学合理。