环境库兹涅茨曲线在水资源领域的应用进展

对环境库兹涅茨曲线在水资源领域的应用现状进行分析,认为环境库兹涅茨曲线能较好地刻画用水量与经济发展之间的协调关系,但在具体应用及理论方法层面还存在一定的不足。基于现有研究现状的分析,指出今后在研究中应选择面板数据作为基础研究资料,加强用水量环境库兹涅茨曲线形成机理分析和探寻更优计量模型方面的工作。     

基于最优组合赋权的可变模糊模型在水质评价中的应用

针对目前地表水水质评价的模糊性、不确定性和权重确定方法存在的问题,采用最优组合赋权模型将主、客观权重进行优化组合,在可变模糊集理论的基础上,建立最优组合赋权可变模糊模型,以鞍山市为例对其进行实证分析。运用Matlab软件求得最优组合赋权数学模型的主客观线性系数分别为0.6和0.4,基于可变模糊模型对鞍山市地表水水质进行评价,并将结果与模糊综合评价法、灰色关联分析法结果以及实测值进行比较。结果表明:通过该法得出的评价结果符合该地区的实际情况;该模型科学合理、具有一定的可靠性和可操作性。     

蜗壳及尾水管复杂空间曲面三维布筋方法及应用

水电站蜗壳及尾水管由复杂空间曲面构成,体型结构十分复杂,二维配筋设计工作量大,效率低。基于“三维配筋设计、二维出图”的设计思想,根据蜗壳及尾水管空间曲面特征及配筋特点,考虑到布筋形状与混凝土结构面具有相似性这一特点,对曲面渐变段提出基于截面法的横向布筋方法及基于离散重构法的纵向布筋方法。工程实例表明,该方法可实现蜗壳及尾水管复杂空间曲面三维配筋设计,可有效提高设计效率和出图质量。可为复杂体型结构三维布筋设计提供参考。     

基于极大重叠离散小波变换和Elman神经网络的磨刀门咸潮模拟研究

近年来磨刀门水道咸潮上溯频发,引起广泛关注。对该地区建立了基于极大重叠离散小波变化(MODWT)和Elman神经网络的咸潮模拟模型(MOD-Elman),模拟预测日均氯度,并借助一维纵向扩散方程分析河段的含氯度分布。结果表明:(1)MOD-Elman模型对非平稳的含氯度变化模拟效果较优且泛化能力较好;(2)咸潮影响预测图在一定程度上能反映站点之间各点含氯度变化。利用MOD-Elman模型和一维纵向扩散方程,可预测未来一段时间内磨刀门的受咸潮影响情况,对预警压咸有一定帮助。     

滦河流域水生态承载力评估研究

滦河流域是我国重要生态保障地区,亟需开展水生态承载力评估,识别承载力限制因素,以指导流域生态文明建设。针对滦河流域水资源矛盾突出、水生态系统服务功能退化等问题,采用WaREES框架从"水资源-水环境-水生态-水安全"4个维度构建承载力评估和指标贡献量化方法,对滦河流域进行水生态承载力评估研究。结果表明:滦河流域水生态承载力指数(HECCI)介于43. 8～53. 8之间,总体呈临界超载状态;水环境呈安全承载状态(均分为61. 3),水安全和水生态均为临界超载状态,而水资源呈超载状态(均分为22. 9);水资源禀赋弱和开发强度大是限制流域承载力的关键短板,水资源禀赋和水资源利用指数对流域HECCI的贡献率分别为6. 4%和5. 5%;水生生境质量、生物完整性和水文调节功能是水生态和水安全临界承载的主要控制因素。提出的水生态承载力评估技术方法具有科学性和实用性,对流域/区域水生态环境管理具有参考价值。     

北江飞来峡流域TRMM卫星降雨数据适应性研究

近年来TRMM卫星降雨数据的精度和适应性备受关注,以位于亚热带季风气候区的典型流域——北江飞来峡流域为研究区,利用24个实测站点降雨数据对TRMM数据集进行时空精度和准确性分析;采用CDD、CWD和RX5day等指标研究流域内极端持续性气候特征,并应用Cox-Stuart趋势分析法分析流域内极端持续性气候变化趋势,重点探讨TRMM降雨数据对持续性极端降雨情况的捕捉能力。所得结果如下:(1)时空精度分析表明TRMM在低纬度低海拔地区精度和准确性较好,而在高纬度且地形变化较大的地区则表现一般,容易出现虚报、误报现象;(2)持续极端气候方面,TRMM倾向于低估CWD及后汛期的RX5day,TRMM可捕捉到流域西部的持续干旱趋势,但难以捕捉到流域东南部持续性降雨显著增加的趋势。本研究所得结果可为流域内水资源管理和径流预测等提供一定科学依据,也可作为同纬度其他相似流域参考。     

基于PANS的轴流泵簸箕形进水流道水力特性

为研究簸箕形进水流道轴流泵模拟计算适用湍流模型,基于CFD软件k-ε湍流模型及二次开发修正PANS湍流模型进行三维数值模拟,结果表明:修正PANS湍流模型能捕捉各种湍流尺度的漩涡,能够反应更多内部流动的细节特征;为研究隔墩、隔墩长度及后壁距对进水流道内部水力特性的影响,提出4种方案。结果表明:方案3中进水流道喇叭口外壁附近点压力脉动幅值最小,点J3、J4脉动幅值约为原始方案的77%、62%;方案4中进水流道内部流动特性最好,水力损失最少,约为原始方案的25%。     

基于分段-综合评价法的闽江下游河道健康评价

为进一步深化入海河流感潮河道的健康评价研究,根据感潮河道水文、水环境及水生态特点,建立包括河流形态、水文、水质、咸潮入侵、生物和社会服务功能等6方面12个具体评价指标的感潮河道健康评价指标体系,提出河道分段与全河道综合的解决长河道自然特征与社会功能空间差异问题的评价方法,并以闽江下游河道为例进行健康评价。闽江下游河道可以分为水口坝下-分流口段、分流口-洪山桥(北港)段、洪山桥-汇流口(北港)段、分流口-汇流口(南港)和汇流口-闽江口段等5个河段,除了分流口-汇流口(南港)河段健康状态为亚病态,其他河段为一般,闽江下游河道总体健康状态为一般。基于分段-综合河流健康评价模型,获取河流健康等级标准及各河段健康状况,采用博弈论优化指标的组合权重,可降低因主观因素对评价结果带来的影响,值得进一步推广应用。     

塔城盆地北区承压地下水化学特征及其形成机制

基于2015年8月在研究区采集的81个地下水化学和同位素数据,分析了塔城盆地北区承压水化学类型分布特征,并结合研究区水文地质条件,采用背景比拟法、Gibbs图、氘盈余模型、离子比值法、氯碱指数及钠吸附比等水化学分析方法,分析了地下水化学形成作用及其演化机制。结果表明:承压含水层普遍赋存水质较好的淡水,水化学类型以HCO_3-Ca型(Ca·Mg型、Ca·Na型)水为主。随地下水径流方向,承压水TDS及水化学类型呈较好的水平分带规律,即从承压水的上游区,沿区域地下水流向,地下水TDS逐渐升高,水化学类型由HCO_3-Ca型水,演化为SO_4·HCO_3~-Ca·Na型和SO_4~-Ca·Na型水。承压水化学特征,主要受水岩作用控制,蒸发作用对其影响有限,而且基本未受人类活动影响。整体上,在上游区,承压水化学组成主要受碳酸盐矿物和正向阳离子交替吸附作用的影响,而在中、下游区主要受石膏溶解影响。在个别径流路径上,正向阳离子交替吸附作用对地下水化学组成的影响超过矿物溶滤作用。     

干旱地区高盐纳污坑塘水生态修复——以阿拉尔氧化塘为例

针对干旱地区污染水体修复及资源化利用的关键问题,以新疆阿拉尔纳污坑塘生态修复及景观提升项目为例,探索不同水生态修复技术在干旱地区高盐水体水环境修复中的应用效果。通过前期调研、方法研究和技术论证,提出“控源截污、水质提升、活水循环、生态修复”的技术路线,阿拉尔氧化塘内废水采用“改性沸石原位修复+微生物降解+水生植被种植+曝气增氧”的协同技术体系改善水质,实现水生态系统的恢复和水体自净能力的提升。工程全面实施后,氧化塘内水体总磷、氨氮、化学需氧量、色度和总氮的去除率分别达80.73%、58.55%、62.63%、87.06%和68.61%,水体黑臭现象消失,生态效益显著,对我国西北干旱地区的水环境修复和水资源利用具有较强的示范作用。