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取水工程对松花江悦来河段影响研究

泥沙研究 2024年第2期49卷 56-63页

作者：孙艳玲黄海关见朝杜江黑龙江省水利水电勘测设计研究院黑龙江哈尔滨150080 中国水利水电科学研究院北京100048

为了研究引水工程的建设对松花江悦来河段水沙变化的影响,构建了松花江干流悦来河段的平面二维水沙数学模型,分析了引水工况对松花江悦来河段的流速、水位、分流比和冲淤分布的影响。研究结果表明:松北引渠引水入松花江致使入江处水位... 详细信息

为了研究引水工程的建设对松花江悦来河段水沙变化的影响,构建了松花江干流悦来河段的平面二维水沙数学模型,分析了引水工况对松花江悦来河段的流速、水位、分流比和冲淤分布的影响。研究结果表明:松北引渠引水入松花江致使入江处水位抬升为0.03~0.04 m,由于松南引渠引水,致使取水口附近的主河道水位下降约0.03 m;在天然条件下,松南下口引渠位置分流量为78 m~3/s,分流比为8.8%,在取水方案下,松南上口引渠分流量为104 m~3/s,分流比为8.5%,松南下口引渠分流量为323 m~3/s,分流比为28.9%;在天然条件下,悦来河段主河道呈现冲刷状态,冲刷深度为1.0 m左右,双口引渠导致取水口附近的泥沙淤积较天然条件有所增加,其中松南引渠下口淤积更为显著,引渠口门处淤积厚度可达1.0 m以上。

关键词：松花江悦来河段水沙数学模型河道演变

生态服务价值与社会经济因素交互影响下的流域生态补偿标准研究

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水利学报 2024年第6期55卷 654-665页

作者：张剑付意成彭文启赵进勇朱启林中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 北京市水务规划研究院北京101117

流域生态补偿是实现流域环境改善与区域经济均衡发展的一种政策工具,对消除上下游地区间的经济差异影响,实现区域社会发展的公平性具有重要意义。为定量寻求多元信息扰动下的流域生态补偿标准最优解,亟需开展基于多维关系协调及经济利... 详细信息

流域生态补偿是实现流域环境改善与区域经济均衡发展的一种政策工具,对消除上下游地区间的经济差异影响,实现区域社会发展的公平性具有重要意义。为定量寻求多元信息扰动下的流域生态补偿标准最优解,亟需开展基于多维关系协调及经济利益分配多目标优化求解的动态均衡博弈研究。以实现生态补偿标准讨价还价贝叶斯纳什均衡为目标,借助完全信息博弈的混合均衡策略实施过程探讨流域生态补偿标准均衡解存在条件,并基于流域上下游间的动态转移支付进行生态补偿标准均衡解求解,依托激励相容机制开展讨价还价的动态博弈贝叶斯均衡的合理性分析。本文结合弥河流域经济社会取用水费用标准及水资源使用价值的变化规律,在流域生态保护和社会经济发展基本均衡的情况下,下游的寿光市、中游的青州市对上游临朐县的水量-水质生态补偿额度分别为3194万元、859万元。本文给出的研究方法可用于处理博弈过程中的冗余信息以便于进行讨价还价,形成合理的流域生态补偿标准。

关键词：均衡博弈贝叶斯均衡讨价还价流域生态补偿标准效率性

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关于中国水达峰几个问题的讨论

水科学进展 2024年第1期35卷 1-10页

作者：张建云王建华何国华赵勇金君良刘翠善贺瑞敏南京水利科学研究院水灾害防御全国重点实验室江苏南京210029 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038

用水演变态势与需求峰值事关经济社会发展、生态环境保护大局,直接影响国家水网规划布局和重大水利工程建设。本文在水达峰内涵解析的基础上,总结了水达峰的自然社会特征和内涵,阐明了水达峰与需水、用水、缺水之间的关系,深入分析了中... 详细信息

用水演变态势与需求峰值事关经济社会发展、生态环境保护大局,直接影响国家水网规划布局和重大水利工程建设。本文在水达峰内涵解析的基础上,总结了水达峰的自然社会特征和内涵,阐明了水达峰与需水、用水、缺水之间的关系,深入分析了中国统计用水量出现拐点的现象以及造成这种现象的6种可能原因,指出目前尚不能得出中国用水需求已达峰的结论。通过与国际上发达国家水达峰时人均GDP、产业结构、城镇化率等主要指标对比分析,认为中国现阶段也不具备水达峰的经济社会基础。最后指出,目前中国水资源保障安全的压力仍然较大,未来用水演变态势存在一定的不确定性,中国用水何时达峰、达峰水量是多少等结论需要进一步深入研究。需要做好国家水网工程的顶层设计,提升不同尺度的水资源优化配置能力,为国家高质量发展提供水资源保障。

关键词：水达峰自然社会基础演变态势缺水识别用水需求

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基于力学仿真分析的PCCP断丝预警及报警阈值评估方法

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中国农村水利水电 2024年第5期 1-8页

作者：马宝龙朱新民崔炜河北工程大学水利水电学院河北邯郸056038 中国水利水电科学研究院北京100038

分析了钢丝的预应力作用机理和管道的破坏过程,提出了一种基于力学仿真分析的PCCP断丝预警与报警阈值评估方法。通过ABAQUS程序建立了PCCP有限元模型,模拟了包括铺设垫层、安装管道、分步回填在内的完整施工过程,计算了不同埋深、不同... 详细信息

分析了钢丝的预应力作用机理和管道的破坏过程,提出了一种基于力学仿真分析的PCCP断丝预警与报警阈值评估方法。通过ABAQUS程序建立了PCCP有限元模型,模拟了包括铺设垫层、安装管道、分步回填在内的完整施工过程,计算了不同埋深、不同设计工作压力近百种工况下管道预应力钢丝、钢筒和管芯混凝土的应力状态,提出将管芯混凝土在水锤作用下起裂的最大允许断丝数作为爆管预警阈值,将管道埋地承载力极限状态的最大允许断丝数作为爆管报警阈值,并分析了不同工作内压和埋深条件下PCCP断丝预警与报警阈值之间的关系。

关键词：埋深断丝预警和报警 PCCP 管土相互作用回填过程

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横断山区典型流域次降水事件水沙特征分析

中国水土保持科学 2024年第1期22卷 27-34页

作者：郭乾坤黄婷婷单志杰秦伟宁堆虎中国水利水电科学研究院北京100048 水利部水土保持监测中心北京100053

横断山区干热河谷高温低湿,植被稀疏,水土流失现象较为严重,是金沙江、澜沧江和怒江等大江大河泥沙的主要源区。干热河谷地区水土流失多由次强降水事件造成,因此在该区域基于次降水事件尺度开展水沙特征研究,对于评价降雨和下垫面对流... 详细信息

横断山区干热河谷高温低湿,植被稀疏,水土流失现象较为严重,是金沙江、澜沧江和怒江等大江大河泥沙的主要源区。干热河谷地区水土流失多由次强降水事件造成,因此在该区域基于次降水事件尺度开展水沙特征研究,对于评价降雨和下垫面对流域产流产沙的相对贡献、指导未来水土保持实践具有重要意义。基于金沙江一级支流龙川江流域小黄瓜园水文站1966—2018年实测水沙数据,运用Mann-Kendall方法划分基准期和变化期,并基于2期次降水事件,对比分析降雨等级相同、暴雨覆盖面积比例等级相同、降雨量和降雨空间分布相似等3种情况下,2期水沙特征及变化原因。结果表明:1)小黄瓜园1966—2018年径流量和输沙量呈现明显下降趋势,其中2008年为突变年份;2)水土保持措施主导下的下垫面变化是变化期径流输沙减少的主要原因。长期以来龙川江流域实施的水土保持工程有效地改变下垫面的情况,减流减沙效果明显。应进一步加强横断山区等地形复杂地区次降水事件尺度水沙变化研究,更好地指导水土保持优化配置与管理。

关键词：次降水事件水土保持措施下垫面水沙特征干热河谷龙川江流域

基于中国地震动参数区划图变化情景下的卡拉贝利大坝抗震安全评价研究

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水利水电技术（中英文） 2024年第S1期55卷 64-72页

作者：陈杰杨树红殷寒轧文倩彭梦航丁相毅新疆维吾尔自治区水利管理总站新疆乌鲁木齐830000 中国水利水电科学研究院水资源研究所北京100038

地震区划图调整改变了卡拉贝利大坝地震背景,需按现行标准复核大坝安全状况。本文采用安全裕度方法,从历史地震、震源深度、地震构造和概率地震等方面,复核大坝设计地震、校核地震指标;采用模型坝振动试验,从动力特性、加速度反应特性... 详细信息

地震区划图调整改变了卡拉贝利大坝地震背景,需按现行标准复核大坝安全状况。本文采用安全裕度方法,从历史地震、震源深度、地震构造和概率地震等方面,复核大坝设计地震、校核地震指标;采用模型坝振动试验,从动力特性、加速度反应特性、面板动力反应特性、地震残余变形等方面,计算大坝极限抗震能力为686~735 gal。安全裕度和抗震能力均不满足校核地震指标要求,大坝应采取工程加固措施。研究成果为卡拉贝利大坝后期抗震加固设计提供了重要支撑依据,也将为其它地震背景发生变化区域工程抗震安全评价提供借鉴参考。

关键词：地震区划图地震动参数抗震安全卡拉贝利大坝

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基于水循环全过程的旱涝级联效应研究框架

水资源保护 2024年第1期40卷 60-70页

作者：郑帅翁白莎严登华任立良王浩中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 河海大学水文水资源学院江苏南京210098

气候变化与人类活动影响加剧背景下,亟须实现旱涝灾害风险精准防控。从孕育机理、传播机制、事件评价、风险评估、影响效应等方面回顾了旱涝事件研究现状,明晰了当前在旱涝事件演变机理和评价指标构建方面存在的不足。从水循环全过程视... 详细信息

气候变化与人类活动影响加剧背景下,亟须实现旱涝灾害风险精准防控。从孕育机理、传播机制、事件评价、风险评估、影响效应等方面回顾了旱涝事件研究现状,明晰了当前在旱涝事件演变机理和评价指标构建方面存在的不足。从水循环全过程视角,分析了干旱和洪涝事件在坡面、河道、流域和区域4个尺度与水量和效应2个层面的本质内涵、影响效应及评价方式。基于地表-土壤-地下、坡面-河道、支流-干流及水网工程间的水力联系,分别从水量和效应层面分析了不同空间尺度上干旱和洪涝的内在联系,明确了干旱、洪涝及旱涝级联过程本质上受流域调蓄作用的影响。从旱涝级联效应的内涵、类型、表现形式和关键技术等方面,提出了旱涝级联效应的研究框架。未来应从流域调蓄作用的视角量化不同空间尺度各要素调蓄能力变化,分层调蓄防范化解旱涝风险。

关键词：干旱洪涝水循环旱涝级联级联效应

北京市主城区高分辨率的城市水碳通量模拟研究

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水利学报 2024年第5期55卷 516-527页

作者：邵薇薇邵蕊倪广恒王义成杨志勇刘家宏中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 清华大学水利水电工程系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

城市化通过影响地表蒸散发(ET)过程改变了区域水热平衡等水文和生态过程,进而改变了陆地生态系统的结构与功能。为科学评估城市水碳过程,基于哨兵二号卫星数据的植被信息,估算了2016—2021年逐月北京市主城区10 m×10 m空间分辨率的植... 详细信息

城市化通过影响地表蒸散发(ET)过程改变了区域水热平衡等水文和生态过程,进而改变了陆地生态系统的结构与功能。为科学评估城市水碳过程,基于哨兵二号卫星数据的植被信息,估算了2016—2021年逐月北京市主城区10 m×10 m空间分辨率的植被指数,进一步结合PT-JPLim四源蒸散发模型、InVEST模型以及解析型生态系统水分利用效率(WUE)模型,模拟了2016—2021年北京市主城区10 m×10 m空间分辨率的蒸散发、蒸散发分量(植被蒸腾E t、土壤蒸发E b、截留蒸发E i和不透水面蒸发E u)、总初级生产力(GPP)、碳储量以及WUE的月值,并分析了其相关关系。植被指数较大值集中在西部山区,其次为北京市的公园区域,归一化植被指数NDVI最大值为0.65。主城区多年平均蒸散发量为497 mm,ET随着叶面积植被指数LAI和增强植被指数EVI的增加而增加。2016—2021年期间,NDVI、LAI和EVI分别以每年0.0048、0.016 m^(2)·m-2和0.0047的速度增加。区域平均E t为141.51 mm,E i为50.77 mm,E b为272 mm,不透水面上的E u ET为18.2%。碳储量较高的区域主要分布在西部山区,该区域海拔相对较高,植被覆盖率较高,总碳储量密度高值超过5 t hm^(2)。研究区GPP的平均值为2.7 g·m^(-2)·d^(-1),多年平均WUE为0.63 g·mm^(-1)。WUE和E t ET呈显著负相关(R=-0.44,p<0.001),WUE随GPP的增加呈现显著的上升趋势。精细化的城市水碳模拟能够为海绵城市的建设和评估提供理论基础,对“双碳”目标的实现具有重要意义。

关键词：城市化生态系统蒸散发北京市水分利用效率

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堤防漫顶溃决物理模型试验研究进展

中国水利水电科学研究院学报（中英文） 2024年第1期22卷 36-48页

作者：王忠祥张大伟中国水利水电科学研究院北京100038 河海大学水文水资源学院江苏南京210098

随着社会经济的发展,堤防保护区内人口及资产密度不断提高,一旦遭遇极端降雨事件引发堤防溃决,会对人民生命和财产造成重大威胁,因此开展堤防溃决机理和溃堤水流特性的研究对水灾害防治工作具有重要的意义。堤防漫顶溃决物理模型试验是... 详细信息

随着社会经济的发展,堤防保护区内人口及资产密度不断提高,一旦遭遇极端降雨事件引发堤防溃决,会对人民生命和财产造成重大威胁,因此开展堤防溃决机理和溃堤水流特性的研究对水灾害防治工作具有重要的意义。堤防漫顶溃决物理模型试验是研究堤防溃决机理与溃堤水流特性的重要手段,有必要对该方面众多的成果进行归纳总结,以便更好的开展该领域的研究。本文回顾了近年来有关堤防漫顶溃决物理模型试验所取得的相关研究成果,总结了堤防漫顶溃决试验所用装置及测量设备,并对堤防溃口处水力特征、溃口形态演变以及溃口出流过程三个方面的研究成果进行了梳理。研究发现已有试验成果中对河道内外水动力响应变化规律的认识并不成熟,对堤防溃口水沙运动机理的阐述也不够清晰,继续开展堤防漫顶溃决试验,深入研究堤防溃决机理与溃堤水流特性依然非常必要。

关键词：堤防漫顶溃决物理模型溃口测量试验

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