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洞庭湖生源要素分布特征及生态效应

北京大学学报（自然科学版） 2024年第2期60卷 341-349页

作者：林婕李斌陈倩北京大学深圳研究生院环境与能源学院深圳518055 北京大学环境工程系教育部水沙科学重点实验室北京100871

根据洞庭湖城陵矶站1990—2015年月平均COD,TN和TP浓度的监测资料,基于趋势分析方法,系统地研究洞庭湖水体生源要素的年内变化和年际变化规律,进一步揭示其化学计量比例特征,在此基础上探讨生源要素浓度及结构对藻类生长的影响。结果表... 详细信息

根据洞庭湖城陵矶站1990—2015年月平均COD,TN和TP浓度的监测资料,基于趋势分析方法,系统地研究洞庭湖水体生源要素的年内变化和年际变化规律,进一步揭示其化学计量比例特征,在此基础上探讨生源要素浓度及结构对藻类生长的影响。结果表明,多年平均COD,TN和TP浓度的年内变化规律相似,均表现为非汛期>汛期;多年变化趋势方面,1990年以来,洞庭湖城陵矶站年平均COD,TN和TP浓度均呈现显著的上升趋势,对应C:N和C:P随时间推移而下降,N:P则表现为上升。洞庭湖城陵矶站水体C:N:P平均为13:18:1,冗余分析结果表明水体生源要素浓度及化学计量比会影响藻类生长,其中C:N,C:P和COD起主导作用。研究时段内城陵矶站水体氮磷含量整体偏高,已满足藻类生长需求,为避免水华爆发等不良生态后果,应控制外来氮磷输入,保持湖体化学计量比的平衡。

关键词：洞庭湖生源要素化学计量比趋势分析

模拟柱状节理玄武岩试样的失效模式与各向异性特征试验研究

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岩土力学 2024年第S1期45卷 259-266页

作者：孔洋阮怀宁汪璋淳南京水利科学研究院岩土工程研究所河海大学岩土工程研究所

我国西南山区水利水电工程中玄武岩断续柱状节理赋存环境复杂，室内力学特性试验是探究柱状节理玄武岩失效模式与劣化机制的有益手段，借助3D打印技术、MTS单轴压缩试验与微距相机拍照，深化研究了柱状节理玄武岩试样的变形失效模式，... 详细信息

我国西南山区水利水电工程中玄武岩断续柱状节理赋存环境复杂，室内力学特性试验是探究柱状节理玄武岩失效模式与劣化机制的有益手段，借助3D打印技术、MTS单轴压缩试验与微距相机拍照，深化研究了柱状节理玄武岩试样的变形失效模式，讨论了柱状节理玄武岩试样各向异性效应并对其进行了量化分析研究。研究结果表明：（1）受柱体倾斜角度的影响，柱状节理玄武岩试样的破坏形态差异性较为显著，可以总结出3类典型失效模式，沿柱状节理网络的轴向劈裂失效模式、沿柱状节理面的剪切-滑移失效模式以及贯穿节理网络的张拉-剪切失效模式，失效模式符合坝址区地下洞室开挖过程中实际揭露的柱状节理玄武岩破坏情况；（2）柱状节理玄武岩试样峰值强度与变形模量随柱体倾角的变化曲线呈现“肩型”各向异性；（3）引入强度和模量各向异性比概念，给定了不同倾斜角度工况下柱状节理玄武岩试样的各向异性等级。该研究结果对实际工程岩体的变形失效模式与各向异性特征分析具有一定的参考价值。

关键词：玄武岩失效模式变形破坏各向异性柱状节理

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山区河流宽级配泥沙生态环境效应研究进展

应用基础与工程科学学报 2024年第2期32卷 442-460页

作者：袁隆湖陆永军刘怀湘周雄冬陆彦水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院江苏南京210029 长江保护与绿色发展研究院江苏南京210029 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

泥沙是影响河流生态环境的主要因素之一,其生态环境效应对维持水环境平衡和水生生物多样性发挥重要作用.宽级配泥沙是山区河流河床组成的主要类型,与平原河流级配较窄的泥沙相比具有独特的生态环境效应.加之山区河流中大规模梯级水库建... 详细信息

泥沙是影响河流生态环境的主要因素之一,其生态环境效应对维持水环境平衡和水生生物多样性发挥重要作用.宽级配泥沙是山区河流河床组成的主要类型,与平原河流级配较窄的泥沙相比具有独特的生态环境效应.加之山区河流中大规模梯级水库建设运行等人类活动愈加强烈,宽级配泥沙的生态环境效应问题进一步复杂化.系统梳理了山区河流宽级配泥沙在污染物吸附、解吸和输移等方面的环境效应,以及对水生微生物、动植物的生态效应,分析了梯级水库影响下山区河流宽级配泥沙的生态环境效应变化,探讨了目前研究中存在的问题,并对研究前景进行展望,以期为山区河流生态环境保护提供参考.

关键词：山区河流梯级水库宽级配泥沙生态环境效应吸附/解吸水生生物

递增式连续降雨条件下典型山区坡面径流产沙水动力学特征

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农业工程学报 2024年第9期40卷 88-97页

作者：童晓霞崔远来邵东国李建明张冠华路良伟刘纪根武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室武汉430072 长江水利委员会长江科学院武汉430010 水利部山洪地质灾害防治工程技术研究中心武汉430010 长江水利委员会水旱灾害防御创新团队武汉430010

山区复杂的下垫面条件导致了山区小流域水文响应过程的复杂性,山区坡面作为山区小流域水文响应的基本单元,研究其不同下垫面条件下径流产沙水动力特征具有重要意义。为明晰山区坡面不同下垫面条件下径流水沙水动力特征,该研究选用官山... 详细信息

山区复杂的下垫面条件导致了山区小流域水文响应过程的复杂性,山区坡面作为山区小流域水文响应的基本单元,研究其不同下垫面条件下径流产沙水动力特征具有重要意义。为明晰山区坡面不同下垫面条件下径流水沙水动力特征,该研究选用官山河小流域作为研究对象,基于室内模拟递增式连续降雨试验方法,研究了坡度、土层厚度分布和土层底部透水性等山区坡面下垫面特性共同作用下的坡面径流产沙水动力学特征。结果表明:1)连续降雨条件下,雷诺数、水流剪切力和径流功率随着产流时间和雨强增加呈现增加趋势,Darcy-Weisbach阻力系数呈降低趋势。2)雨强增加使雷诺数均值和径流功率均值显著增加(P研究坡面产流产沙规律时,除考虑雨强和坡度外,还应兼顾考虑土层厚度分布和土层底部透水性及其交互作用的影响。该研究结果可为山区坡面复杂下垫面条件下的坡面产流产沙机理提供一定的理论支撑,并为改进山区小流域水文过程分布式模拟提供参数率定依据。

关键词：降雨坡度侵蚀土层厚度分布土层底部透水性径流产沙水动力参数

沥青混凝土心墙坝漫顶溃坝试验与溃坝过程数值模拟

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岩土工程学报 2024年第7期46卷 1534-1540页

作者：杨蒙钟启明林忠李宇卢洪宁南京水利科学研究院岩土工程研究所江苏南京210024 水利部水库大坝安全重点实验室江苏南京210024 南京工程学院计算机工程学院江苏南京211167 河海大学土木与交通学院江苏南京210024

基于中国新疆射月沟水库溃坝案例资料,在水槽冲蚀试验系统进行了沥青混凝土心墙坝漫顶溃坝试验,直观展现了坝壳料冲蚀与心墙折断过程,发现了抗冲蚀能力强的沥青混凝土心墙对溃坝过程的重要影响。将沥青混凝土心墙坝的漫顶溃坝过程分为3... 详细信息

基于中国新疆射月沟水库溃坝案例资料,在水槽冲蚀试验系统进行了沥青混凝土心墙坝漫顶溃坝试验,直观展现了坝壳料冲蚀与心墙折断过程,发现了抗冲蚀能力强的沥青混凝土心墙对溃坝过程的重要影响。将沥青混凝土心墙坝的漫顶溃坝过程分为3个阶段:坝壳料溯源冲蚀至沥青混凝土心墙裸露;心墙第一次折断,溃口流量迅速增大并出现峰值;心墙发生多次折断直至溃口稳定。在试验成果的基础上建立了模拟溃口流量和溃口形态演化的沥青混凝土心墙坝漫顶溃坝过程数学模型,模型的特色在于通过冲蚀公式模拟沥青混凝土心墙的裸露长度,采用力矩平衡法计算裸露心墙的折断时刻、折断长度和折断次数,从而合理反映了沥青混凝土心墙坝漫顶溃坝时坝壳料与心墙的耦合作用机制。采用建立的数学模型对射月沟溃坝过程进行了反演分析,计算结果表明重要溃坝参数与实测值误差均在±25%以内,较好地反映了溃坝过程,研究成果可为沥青混凝土心墙坝漫顶溃坝过程模拟提供借鉴。

关键词：射月沟水库沥青混凝土心墙坝溃坝过程模型试验数学模型

基于EFDC模型的表面流人工湿地水力性能和净化效果影响因素分析

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农业工程学报 2024年第7期40卷 172-181页

作者：王佳儿崔远来张博超廖斌贺天忠郭健武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072 湖北省漳河工程管理局荆门448156

为探究长宽比、水深和水力负荷对表面流人工湿地水力性能和净化效果的影响及其定量关系,采用EFDC(environmental fluid dynamics Code)模型建立表面流人工湿地水动力-水质耦合模型并对模型进行率定和验证,基于构建的模型设置3因素6水平... 详细信息

为探究长宽比、水深和水力负荷对表面流人工湿地水力性能和净化效果的影响及其定量关系,采用EFDC(environmental fluid dynamics Code)模型建立表面流人工湿地水动力-水质耦合模型并对模型进行率定和验证,基于构建的模型设置3因素6水平的全因子模拟试验,通过分析216组试验结果研究湿地长宽比、水深和水力负荷及其交互作用对湿地水力性能和净化效果的影响,进而采用多元非线性回归模型将多因子影响与7个评价指标之间建立定量关系。结果表明:长宽比、水深和水力负荷之间的交互作用对水力性能和净化效果均有显著影响(P研究可为表面流人工湿地设计和运行提供依据。

关键词：磷氮湿地水力性能净化效果 EFDC模型

黄河上游茨哈峡至羊曲河段生态调度目标鱼类筛选

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水生态学杂志 2024年第1期45卷 120-126页

作者：潘文光石文良杨志侯轶群李平中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司陕西西安710065 三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002 水利部中国科学研究院水工程生态研究所水利部水工程生态效应与生态修复重点实验室湖北武汉430079

选择黄河上游茨哈峡至羊曲干支流河段内生态调度目标鱼类并明确其需求次序,可为生态调度方案的制订提供决策依据。采用2005-2006年、2011-2012年、2014-2017年、2022年茨哈峡至羊曲干支流河段渔获物调查结果,考虑不同鱼类繁殖活动对生... 详细信息

选择黄河上游茨哈峡至羊曲干支流河段内生态调度目标鱼类并明确其需求次序,可为生态调度方案的制订提供决策依据。采用2005-2006年、2011-2012年、2014-2017年、2022年茨哈峡至羊曲干支流河段渔获物调查结果,考虑不同鱼类繁殖活动对生态水文过程的需求以及数据可得性,选择反映鱼类生活史特征、地理分布特征、保护必要性、种质资源价值和资源量现状等信息的10个指标构建评价体系,采用聚类分析与非维度排序方法对茨哈峡至羊曲干支流河段分布的21种土著鱼类生态调度需求次序进行分组分析。结果显示,生态需求等级最高的有厚唇裸重唇鱼(Gymnodiptychus pachycheilus)、黄河高原鳅(Triplophysa pappenheimi)、黄河裸裂尻鱼(Schizopygopsis pylzovi)、拟鲇高原鳅(T. siluroides)、花斑裸鲤(Gymnocypris eckloni)、刺鮈(Acanthogobio guentheri)、骨唇黄河鱼(Chuanchia labiosa)、极边扁咽齿鱼(Platypharodon extremus)8种鱼,主要为适应缓流生境且均为砂砾产卵类型鱼类;根据评价体系综合结果分析,这8种鱼为茨哈峡至羊曲河段的主要生态调度目标鱼类,其他13种鱼作为该河段生态调度的兼顾对象。

关键词：生态调度目标鱼类聚类分析非维度排序黄河上游茨哈峡至羊曲干支流河段

面向流域治理与城镇发展统筹的城市水系统规划协同机制探讨 ——广东东莞生态园实证研究

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水利学报 2024年第3期55卷 278-287页

作者：王成坤黄纪萍王川涛蔡婳婳王俊佳刘悦忆中国城市规划设计研究院深圳分院广东深圳518000 东莞理工学院生态环境与建筑工程学院广东东莞523000

统筹流域治理与城镇发展是系统解决当前城市发展过程中遇到的水资源短缺、水生态破坏、洪涝灾害频发的关键路径。本文在辨析流域治理与城镇发展统筹面临的主要问题及其辩证关系的基础上,以东莞市中部地区的生态园及其所在的寒溪河流域... 详细信息

统筹流域治理与城镇发展是系统解决当前城市发展过程中遇到的水资源短缺、水生态破坏、洪涝灾害频发的关键路径。本文在辨析流域治理与城镇发展统筹面临的主要问题及其辩证关系的基础上,以东莞市中部地区的生态园及其所在的寒溪河流域为研究对象,系统探讨了城市水系统规划在流域治理与城镇发展统筹中的协同作用机制。结果表明,以城镇-流域水系统耦合模型为支撑,城市水系统规划及其协同机制可通过空间、设施等要素的协同,实现保障城市及流域防洪排涝安全、保护水环境和节约水资源的目标,促进流域安全与城镇发展的良性互动。

关键词：流域治理与城镇发展统筹城市水系统规划协同机制实证研究

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基于分形理论的岩体粗糙裂隙中溶质运移预测模型研究

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岩土力学 2024年第9期45卷 2527-2538页

作者：苗柯韩黄勇马晓凡王超琦河海大学地球科学与工程学院江苏南京211100

为研究裂隙面粗糙度对粗糙裂隙中溶质运移过程的影响,以及粗糙度对水动力弥散系数D_(L)和溶质运移速度V_(t)的控制作用,基于分形理论计算了不同裂隙的粗糙度和定水头下的水力开度,讨论了裂隙面粗糙度对粗糙裂隙中溶质运移过程的影响以... 详细信息

为研究裂隙面粗糙度对粗糙裂隙中溶质运移过程的影响,以及粗糙度对水动力弥散系数D_(L)和溶质运移速度V_(t)的控制作用,基于分形理论计算了不同裂隙的粗糙度和定水头下的水力开度,讨论了裂隙面粗糙度对粗糙裂隙中溶质运移过程的影响以及不同分形维数裂隙的渗流量和流速。通过耦合Navier-Stokes方程和对流−扩散方程(advection-diffusion equation,简称ADE)获得了裂隙中溶质运移穿透曲线,利用ADE经典解析解耦合直接模拟的穿透曲线,得到了水动力弥散系数D_(L)和溶质运移速度V_(t),讨论了D_(L)和V_(t)对溶质的控制作用及其与粗糙度的相关性,建立了基于分形理论的粗糙裂隙中溶质运移预测模型,并将该模型与直接模拟和基于几何特征的预测模型进行了对比验证。研究结果表明:分形维数D和幅度参数K_(v)表征裂隙面粗糙度的效果较好,D_(L)和V_(t)与分形参数DK_(v)的相关性较高,所建立模型对于岩体粗糙裂隙中的溶质运移模拟具有很好的适用性和准确性。

关键词：岩石力学粗糙岩体单裂隙溶质运移裂隙粗糙度分形理论

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