2021, 41(1):Ⅰ-Ⅰ.
摘要:
2021, 41(1):Ⅱ-Ⅱ.
摘要:
2021, 41(1):Ⅲ-Ⅲ.
摘要:
2021, 41(1):Ⅳ-Ⅳ.
摘要:
2021, 41(1):8-8. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2021.01.001
摘要:新时代的治水方针和水利工程补短板、水利行业强监管的水利改革发展总基调对水利科技人才培养提出了多样化的需求。为适应需求,在列举专业认证对水利类专业建设与改革的促进以及分析尚存不足的基础上,提出了应通过加强学习、深入思考和顶层设计以加快推进专业建设与改革,并建议从着力培养复合型人才、加快培养模式改革、推进课程体系与课程设置改革、加强实践教学体系建设、创新课程与师资队伍建设、强化校企合作与产教融合、改进教育教学方式方法、完善质量保证体系等八方面加以实施。
2021, 41(1):9-15. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2021.01.002
摘要:为识别河流健康状况和揭示河流受损成因,基于河长制工作任务构建了五方面29项指标的河流健康评价指标体系,确定了评价指标的赋分标准与权重,提出了河流健康评价模型,将其应用于湟水西宁段河流健康评价工作。结果表明,准则层指标水资源保护60分,水环境治理65分,水生态修复54分,水污染防治35分,水域岸线管理63分,评价区域河流健康综合得分56分,评价等级为Ⅲ级,属亚健康水平,达到黄色预警。河长应在一定程度上组织对该段河流进行保护、修复、治理和管控。
2021, 41(1):16-23. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2021.01.003
摘要:基于雅鲁藏布江流域2000—2016年MODIS遥感产品,选取植被归一化指数NDVI研究近年来研究区植被覆盖变化情况,并结合流域内气象站实测数据,采用趋势分析法、Hurst指数法和偏相关系数法研究流域植被覆盖变化及其对气候变化的响应关系。结果表明:近年来流域上游和下游地区植被覆盖以改善为主,中游地区则以恶化为主;流域低海拔地区为NDVI高值区,植被覆盖度随海拔升高呈先稳定后下降再稳定的趋势;流域NDVI与气温的偏相关系数大于降水,说明雅鲁藏布江流域整体上植被生长受气温影响要大于降水;流域Hurst指数空间差异性显著,均值为0.51,说明流域植被覆盖整体呈弱可持续性,其中拉萨河流域及雅鲁藏布江上游地区空间持续性较强,达到0.74。
2021, 41(1):24-29. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2021.01.004
摘要:为了研究长距离渠道糙率的合理取值,依据北疆输水工程总干渠2011—2016年逐日水位、流量数据,采用曼宁公式反算典型断面糙率,并构建一维非恒定流水动力模型对渠段糙率进行校核,分析长距离渠道糙率在渠段间的差异及边壁粗糙度随运行时间的变化情况。结果表明:断面的实测糙率与顺直渠段糙率相符,总干渠顺直段糙率在0.015~0.016,弯道明显的渠段,弯度校正因子在1.15~1.50,大小与弯道复杂程度相关;渠道糙率随运行时间呈增长趋势,总干渠等效粗糙度中期运行的年增幅约为18.54%。
2021, 41(1):30-34. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2021.01.005
摘要:表征混凝土坝服役性态变化的监测效应量,其变化客观反映了大坝的工作性态变化,为确保大坝的安全运行,需对相应的监测效应量拟定安全监控指标,传统的方法在假定一定失效概率的前提下拟定监控指标,人为因素影响较大。经对传统方法不足的分析,基于典型小概率方法和层次分析法的思想,提出了混凝土坝服役性态评价等级属性不等区间的划分方法,在此基础上,综合运用最大熵原理,构建反映混凝土坝服役性态变化的监测效应量概率密度函数,提出拟定对应大坝服役性态评价不同等级属性的监测效应量安全监控指标的方法,并通过工程实例验证了所提出方法的可行性和有效性。
2021, 41(1):35-40. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2021.01.006
摘要:针对高山区水电工程区域地形起伏大、植被茂密且存在部分建筑物,在提取这些区域地形时机载LiDAR点云滤波方法存在精度不高的问题,提出了一种综合点云回波特性、渐进三角网加密(PTD)算法、改进的曲面拟合算法和地面点精细化处理的山地点云滤波方法。该方法在对机载激光雷达(LiDAR)点云数据去噪的基础上,先利用植被点云的回波特性去除部分植被点,再使用PTD算法进行两次迭代计算获取部分地面点集合,然后将得到的部分地面点集合作为改进的曲面拟合算法的种子点进行格网区域化的曲面拟合来获取原始点云数据中的地面点,最后通过点云的精细化处理去除地面点中夹杂的低矮植被点,以此获得最终的地面点集合。选取DJI-M600搭载HS-600的机载LiDAR测量系统实测数据进行试验,并将提出的滤波方法与PTD算法、曲面拟合滤波算法、区域生长滤波算法和形态学滤波算法进行横向对比,通过点云误分率对滤波方法进行评价。结果表明,与其他4种方法相比,基于PTD和改进曲面拟合的滤波算法的第Ⅰ类误差、第Ⅱ类误差和总误差的最大减小幅度分别为6.25%、1.82%和2.93%,更适用于高山区水电工程机载LiDAR点云数据的滤波处理。
2021, 41(1):41-48. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2021.01.007
摘要:研制了海藻酸钠包埋壳聚糖凝胶小球和海藻酸钠/聚乙二醇4000复合包埋纳米过氧化钙缓释凝胶小球复配处理剂,考察其对水体中磷和有机物的去除效果及机理,采用X射线衍射、扫描电镜、元素能谱仪技术表征材料物化及形貌特征。该处理剂能够高效去除水中单一的磷和有机污染物,且对磷和甲基橙复合污染也具有较高的去除率;在实际河道水体中,该处理剂对高浓度的磷也具有较强的吸附能力,其缓慢释氧作用可保持水体溶解氧质量浓度在4.5 mg/L以上,为泥水界面处的好氧微生物提供了良好的好氧条件,可提高水体自净能力。
2021, 41(1):49-54. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2021.01.008
摘要:为在利用神经网络对地表土壤含水量的模拟中,实现对降水等天然要素和人类活动用水的综合考虑,以MPDI(modified perpendicular drought index)作为人类活动作用下的地表干湿状况指标,结合传统的天然要素构建土壤含水量神经网络模型,对河北省2018年地表土壤含水量进行了模拟。结果表明:考虑MPDI的土壤含水量模拟结果与实测值一致性较好,训练期相关系数为0.7,验证期为0.5;分析了神经网络的土壤含水量结果在单一日期不同站点的空间分布情况,在示例日期的相关系数是0.67,模拟结果能较好地体现土壤含水量的空间异质性;模拟结果与SMAP(soil moisture active and passive)土壤含水量产品在河北省具有较好的一致性,均为夏季高、春季低,东部平原高、西部和北部山地低。
2021, 41(1):55-61. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2021.01.009
摘要:为了研究大流量工况下高速潜水轴流泵的空化特性,基于ANSYS CFX软件,选取Zwart、Kunz以及Schnerr-Sauer 3种空化模型进行大流量工况下高速潜水轴流泵外特性和泵内空化流动特性数值模拟。结果表明:大流量工况下Schnerr-Sauer空化模型预测的外特性变化趋势与试验值最为吻合,相较于另两种空化模型,Schnerr-Sauer空化模型模拟的叶片背面空泡体积分数较高;空化严重区域主要出现在叶片背面进口附近以及叶顶,同一空化数下,流量越大,叶片空化状况越严重;叶片载荷分布由叶片进口边到出口边呈先增大后减小的趋势;各流量下空泡首先出现在叶片背面进口前缘位置,随着空化数的减小,空泡体积分数沿着主流方向朝叶片后缘不断增大直至空泡占据整个叶片背面;叶片背面处的三角形云状空化尾缘空穴极不稳定,随着叶轮旋转,尾缘处空泡微团逐渐脱落,朝着相邻叶片不断移动,对相邻叶片的工作面产生侵蚀破坏,导致叶片载荷发生变化,对轴流泵水力性能产生影响。
2021, 41(1):62-68. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2021.01.010
摘要:为了提高管道系统泄漏的模拟和判断精度,将瞬态加速类(Brunone模型)和加权函数类(Zielke模型和Vardy模型)两类动态摩阻模型用于水力瞬变泄漏建模和模拟,并将计算结果与已有的试验数据、模拟结果进行对比分析。结果表明:与传统摩阻模型和存在简化误差的Brunone模型相比,Zielke模型和Vardy模型能更加精确地模拟泄漏管中压力和流量信号变化;管道泄漏会引起管道压力和流量畸变,这种畸变是由泄漏导致的压力和流量产生新的信号反射造成的;泄漏流量和泄漏位置均会影响管中压力和流量的畸变、幅值和衰减程度。
2021, 41(1):69-73. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2021.01.011
摘要:为了研究局部缺陷和损伤对土工膜拉伸特性的影响,对3种厚度的高密度聚乙烯(HDPE)土工膜试样分别设置圆孔、横缝、竖缝、斜缝缺陷,以及不同长度和深度的刻痕损伤,采用电子万能拉力机开展拉伸试验,获得拉伸曲线、抗拉强度和伸长率等主要力学指标,分析了不同缺陷和损伤及其几何属性对土工膜拉伸特性的影响。结果表明:圆孔、横缝、斜缝形式的缺陷及刻痕损伤对土工膜拉伸力学特性有着不同程度的削减作用,总体上横缝影响最为明显,斜缝其次,圆孔较小;刻痕越长,损伤深度比越大,土工膜力学特性衰减越显著;沿着拉伸方向的竖缝对土工膜拉伸特性的影响很小,基本可忽略。
2021, 41(1):74-79. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2021.01.012
摘要:为了简捷地确定初步设计阶段水闸结构设计参数,加快设计进度,综合考虑砂砾石地基的弹性模量、闸墩荷载、闸孔宽度、底板厚度、闸墩高度、地基厚度等影响底板应力的主要因素,通过大量的有限元计算,分析了水闸参数对底板弯矩的影响规律,建立了基于多元非线性回归的底板中心弯矩预测模型。结果表明:底板中心弯矩与底板厚度、闸孔宽度、砂砾石地基厚度呈非线性关系,与闸墩高度总体呈线性关系;所建立的预测模型拟合效果较好,预测精度较高。
2021, 41(1):80-86. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2021.01.013
摘要:城市洪涝物理试验与原型试验是开展数值模型验证及提高预报预警精度的重要手段。从城市产流过程、地表洪水演进以及地表径流与管网水流交互三方面,综述了近年来国内外城市洪涝试验的研究进展。针对目前城市洪涝试验研究中存在的不足,指出今后应完善现有城市产汇流过程相关机理方面的试验研究,深入研究地表与管网垂向交互过程,加强与城市洪涝期间的流动行为密切相关过程的定量试验研究。
2021, 41(1):87-94. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2021.01.014
摘要:水工建筑物结构水力设计中通常涉及防空蚀设计,一般规定水流空化数σi<0.3的区域或者流速大于15 m/s的部位要进行防空蚀设计。水工建筑物不同部位结构,初生空化数不同,该值的分析一方面通过理论计算,另一方面则是通过减压模型试验,试验不可避免地存在比尺效应。对目前国内外初生空化数的计算公式加以总结,指出不同公式的优缺点及适用条件;对初生空化的比尺效应进行相应归纳,为模型试验测定初生空化数提供新的思考方法;同时总结了水工建筑物不同部位初生空化判断标准,为相应的设计研究提供具体详细的指导。
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