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四川省灌溉管理节水发展水平综合评价模型构建与应用

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农业工程学报 2014年第4期30卷 79-89页

作者：楼豫红康绍忠崔宁博杨皓翔中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 四川省农田水利局成都610015 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室水利水电学院成都610065 南方丘区节水农业研究四川省重点实验室成都610066 四川水利职业技术学院成都611231

灌溉管理节水发展水平评价是制定区域节水灌溉发展规划的重要决策依据。该文采用定量指标和定性指标相结合的方法建立了包括组织管理、工程管理、用水管理和经营管理4个层次16项指标的区域灌溉管理节水发展水平综合评价体系,在此基础上... 详细信息

灌溉管理节水发展水平评价是制定区域节水灌溉发展规划的重要决策依据。该文采用定量指标和定性指标相结合的方法建立了包括组织管理、工程管理、用水管理和经营管理4个层次16项指标的区域灌溉管理节水发展水平综合评价体系,在此基础上构建了四川省灌溉管理节水发展水平综合评价模型;引入熵权法和层次分析法计算各评价指标权重,提高了权重确定的科学性与客观性。以四川省21个市州(区域)为研究对象,利用模型通过形成决策矩阵、确定权重、建立加权决策矩阵、计算各评价对象与理想解的相对贴进度,由此得到四川省不同区域灌溉管理节水发展水平。结果表明:四川省全省灌溉管理节水发展处于"一般"水平;21个区域中,成都、德阳处于"好"水平,攀枝花、绵阳、资阳、乐山处于"较好"水平,自贡等10个区域处于"一般"水平,广元、内江处于"较差"水平,甘孜、阿坝、凉山处于"差"水平;以上结果符合四川省灌溉管理节水发展的实际情况;模型对于四川省灌溉管理节水发展具有较强的实用性。

关键词：灌溉管理模型节水水平逼近理想解法综合评价四川省

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小浪底水库淤积形态探讨

水利学报 2013年第6期44卷 710-717页

作者：王婷张俊华马怀宝郜国明黄河水利科学研究院水利部黄河泥沙重点实验室河南郑州450003

至2010年10月,小浪底水库干流三角洲顶点推进到距坝18.75km的HH12断面,库区淤积量达到28.23亿m3。本文通过分析小浪底水库运用以来库区干流淤积形态,研究了水库三角洲淤积形态对水沙输移的影响机理与作用,结果表明:三角洲淤积形态与锥... 详细信息

至2010年10月,小浪底水库干流三角洲顶点推进到距坝18.75km的HH12断面,库区淤积量达到28.23亿m3。本文通过分析小浪底水库运用以来库区干流淤积形态,研究了水库三角洲淤积形态对水沙输移的影响机理与作用,结果表明:三角洲淤积形态与锥体淤积形态相比,相同淤积量与相同蓄水量条件下,前者回水长度明显缩短,坝前蓄水位明显降低;发挥水库拦粗排细减淤效果及优化出库水沙过程等方面,三角洲淤积明显优于锥体淤积。三角洲淤积更有利于塑造异重流,异重流排沙效果优于壅水明流排沙。小浪底水库降水冲刷实体模型试验结果表明,河槽溯源冲刷下切的同时水位下降,两岸尚未固结且处于饱和状态的淤积物失去稳定,在重力及渗透水压力的共同作用下向主槽内滑塌,库容得到恢复。当前在水库运用过程中,若遇洪水入库,通过降低水库坝前水位,可在坝前段及三角洲洲面形成溯源冲刷,从而尽可能延长库区由三角洲淤积转化为锥体淤积的时间。

关键词：小浪底水库淤积形态三角洲淤积锥体淤积降水冲刷模型试验

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面向生态的额尔齐斯河水库群中长期调度

水科学进展 2018年第3期29卷 365-373页

作者：张连鹏邓铭江黄强西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室陕西西安710048 新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局新疆乌鲁木齐830000

为解决水库群中长期生态调度问题,以新疆额尔齐斯河流域为研究对象,构建了水库调度的网络节点图,建立了面向生态的水库群中长期调度模拟和优化两种模型,分别采用历时水量平衡的自迭代模拟优化算法和大系统协调的动态规划方法求解。结果... 详细信息

为解决水库群中长期生态调度问题,以新疆额尔齐斯河流域为研究对象,构建了水库调度的网络节点图,建立了面向生态的水库群中长期调度模拟和优化两种模型,分别采用历时水量平衡的自迭代模拟优化算法和大系统协调的动态规划方法求解。结果表明,中长期模拟和优化调度结果均满足流域水资源综合利用、生态供水及相应保证率要求,且优化调度模型计算的河道内外生态供水、北疆供水、农业供水等均优于模拟模型。同时,揭示了来水与生态供水的关系,制定了关键水库的生态调度图,建立了调度函数并通过合理性检验。研究成果对额尔齐斯河水资源综合利用、保障河道鱼类栖息地、河谷林草的生态安全提供了中长期战略支持,具有重要的理论意义与应用价值。

关键词：水资源水库群中长期生态调度模拟调度优化调度额尔齐斯河

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浅水方程模拟中确定糙率的回归系数法

水科学进展 2013年第4期24卷 574-580页

作者：叶荣辉宋志尧吴小明张卓赵红军珠江水利委员会珠江水利科学研究院广东广州510611 南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室江苏南京210046 河海大学港口海岸与近海工程学院江苏南京210098

基于水流模拟本身就是模拟模型回归求真(即实体原型)过程的认识,从模拟模型和实体原型之间的相关关系出发,应用统计学中的线性回归分析方法,通过回归系数建立了模型与原型糙率系数之间的关系式,提出了二维浅水方程模拟中糙率确定的回归... 详细信息

基于水流模拟本身就是模拟模型回归求真(即实体原型)过程的认识,从模拟模型和实体原型之间的相关关系出发,应用统计学中的线性回归分析方法,通过回归系数建立了模型与原型糙率系数之间的关系式,提出了二维浅水方程模拟中糙率确定的回归系数法。数值试验表明,该方法并不依赖于糙率系数的初值,具有稳定性好、收敛速度快的特点;对磨刀门水道水流的数值模拟应用显示,该方法能有效地改善模拟计算的精度,具有较好的适应能力,简便实用,为二维浅水流动模拟计算时率定糙率系数提供了一种有效途径。

关键词：浅水方程数值模拟曼宁系数回归分析磨刀门水道

Godunov格式下高精度二维水流-输运耦合模型

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水科学进展 2013年第5期24卷 706-714页

作者：毕胜周建中陈生水张华杰刘懿赵越华中科技大学水电与数字化工程学院湖北武汉430074 数字流域科学与技术湖北省重点实验室湖北武汉430074 南京水利科学研究院江苏南京210029

针对复杂流体运动中物质输运方程的数值求解面临地形复杂、数值阻尼过大以及数值振荡等难题,建立了Godunov格式下求解二维水流-输运方程的高精度耦合数学模型,提出了集成输运对流项的HLLC(Harten-Lax-van Leer-Contact)型近似黎曼算子,... 详细信息

针对复杂流体运动中物质输运方程的数值求解面临地形复杂、数值阻尼过大以及数值振荡等难题,建立了Godunov格式下求解二维水流-输运方程的高精度耦合数学模型,提出了集成输运对流项的HLLC(Harten-Lax-van Leer-Contact)型近似黎曼算子,可同时计算水流通量及输运通量,不仅有效模拟了复杂地形上水流运动,而且解决了输运方程中对流项产生的数值阻尼过大和不稳定振荡等难题。采用水深-水位加权重构技术和Minmod限制器,提高了模型处理复杂混合流态的能力,同时结合Hancock预测-校正方法,使模型具有时空二阶精度。算例结果表明,模型精度高、稳定性好,能有效抑制数值阻尼,适合模拟实际复杂流体运动中物质的输运过程,具有较好的推广应用价值。

关键词： Godunov格式水流-输运耦合模型水深-水位加权变量重构技术 HLLC黎曼求解 Minmod限制器

黄河下游高含沙洪水过程一维水沙耦合数学模型

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水科学进展 2015年第5期26卷 686-697页

作者：夏军强张晓雷邓珊珊李洁武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072 华北水利水电大学水利学院河南郑州450011

采用浑水控制方程,建立了基于耦合解法的一维非恒定非均匀沙数学模型,用于模拟高含沙洪水演进时的河床冲淤过程。然后采用黄河下游游荡段1977年7—8月实测高含沙洪水资料对该模型进行率定,基于水沙耦合解法的各水文断面流量、总含沙量... 详细信息

采用浑水控制方程,建立了基于耦合解法的一维非恒定非均匀沙数学模型,用于模拟高含沙洪水演进时的河床冲淤过程。然后采用黄河下游游荡段1977年7—8月实测高含沙洪水资料对该模型进行率定,基于水沙耦合解法的各水文断面流量、总含沙量及分组含沙量的计算过程与实测过程符合更好,计算的沿程最高水位及累计河段冲淤量与实测值也较为符合。最后还采用2004年8月高含沙洪水资料对该模型进行了验证。模型率定及验证计算结果表明,采用一维水沙耦合模型计算高含沙洪水过程,能取得较高的精度。

关键词：高含沙洪水洪水演进河床冲淤浑水控制方程耦合解法黄河下游

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AGNPS系列模型研究与应用综述

水科学进展 2009年第6期20卷 876-884页

作者：孙金华朱乾德颜志俊陆海明王会容南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210029

农业非点源污染具有广泛性、随机性和难监测性、难治理性等特点,应用模型描述农业非点源污染物输移过程、进行污染负荷计算、评价防控与治理效果成为水环境保护与治理领域的难点与热点。着重讨论农业非点源污染模型(AGNPS)系列模型的结... 详细信息

农业非点源污染具有广泛性、随机性和难监测性、难治理性等特点,应用模型描述农业非点源污染物输移过程、进行污染负荷计算、评价防控与治理效果成为水环境保护与治理领域的难点与热点。着重讨论农业非点源污染模型(AGNPS)系列模型的结构、机理以及国内外的研究与应用进展。国内外该模型研究结果表明,模拟结果可以接受,年模拟效果要好于次降雨模拟效果,径流量、泥沙侵蚀量、氮磷营养盐负荷模拟精度根据研究区域的不同有所差异,模型的管理措施效果评价、关键污染源区的判断与实际相符。AGNPS系列模型单元网格的划分、敏感性分析及参数的调整对模型的精度有重要影响,针对该模型的特点与研究现状,提出改进意见及研究展望。

关键词：非点源 AGNPS 模拟校验 GIS

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黄河“揭河底”冲刷期河道形态调整规律

水科学进展 2015年第4期26卷 509-516页

作者：江恩慧曹永涛张清李军华袁敏洁刘月兰黄河水利科学研究院水利部黄河泥沙重点实验室河南郑州450003

为准确预测和有效应对"揭河底"冲刷险情,通过大量挖掘相关水文站1950年以来的原始测验资料,结合概化模型试验,对"揭河底"冲刷期河道断面形态调整过程及洪水位变化情况进行了深入研究。结果表明,"揭河底"冲刷期河道形态调整具有明显的规... 详细信息

为准确预测和有效应对"揭河底"冲刷险情,通过大量挖掘相关水文站1950年以来的原始测验资料,结合概化模型试验,对"揭河底"冲刷期河道断面形态调整过程及洪水位变化情况进行了深入研究。结果表明,"揭河底"冲刷期河道形态调整具有明显的规律性。从过程看,一般可分为4个阶段,即"揭河底"前的一般冲刷阶段、河底高程基本不变阶段、胶泥块揭起河床快速下降阶段和"揭河底"后期持续冲刷阶段及回淤阶段。"揭河底"洪水与非"揭河底"洪水在水位表现上差别较大,非"揭河底"洪水水位流量关系曲线较为平缓,洪水前后水位变化过程呈明显的逆时针绳套;"揭河底"洪水水位流量关系曲线较为陡峭,水位变化过程呈明显的顺时针绳套,"揭河底"发生的瞬时,水位有一个明显的升高和快速下降过程。从流态看,水面紊动剧烈的地方位于发生"揭河底"位置的下游,这也是本次研究的一个重大发现。

关键词： “揭河底”冲刷断面形态洪水位流态黄河

基于能量耗散关系的黄河内蒙段河床形态调整分析

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水科学进展 2011年第5期22卷 653-661页

作者：孙东坡杨真真张立李彬华北水利水电学院水力学及河流研究所河南郑州450011 广东省水利水电科学研究院广东广州510140

从河流能量耗散角度研究河床形态调整规律,引入河流功与纵、横向能坡等指标,对50年实测资料进行了研究。黄河内蒙河段受上游水库影响,出现如漫滩洪水减小等水沙过程变化,导致河床宽深比增大,平面活动性增强。在河床形态调整过程中,受水... 详细信息

从河流能量耗散角度研究河床形态调整规律,引入河流功与纵、横向能坡等指标,对50年实测资料进行了研究。黄河内蒙河段受上游水库影响,出现如漫滩洪水减小等水沙过程变化,导致河床宽深比增大,平面活动性增强。在河床形态调整过程中,受水库运用影响的来沙系数与河相系数之间、主槽摆动速率与水沙特征值之间均存在密切联系。分析该河段断面形态变化、平面摆动特性与能量耗散的关系表明:反映河流功的径流量及其过程对河槽过流面积的塑造有直接影响;径流因子与河床形态因子间的相关性受河流能量耗散结构的制约;在研究河段,与来沙系数S/Q有关的河流总功率跟与河段平面摆动速率、月径流离差系数有关的能量分配耗散组合,在不同时期总保持近似制衡关系。

关键词：河床演变能量耗散河流功制约机制河相系数平面活动性