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2021年, 第1卷, 第6期 
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    黄河流域生态保护和高质量发展
  • 左其亭;纪义虎;马军霞;张志卓;杨振龙
    人民黄河. 2021, 1(6): 1-5.
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    水利现代化是全面实现社会主义现代化的关键,厘清人与自然和谐共生的水利现代化建设体系和实施路线,是目前亟须解决的课题。在深入剖析人与自然和谐共生理念的基础上,分析了水利现代化建设需要坚持人与自然和谐共生理念,提出了人与自然和谐共生的水利现代化建设体系框架,从理论、技术、工程、投资、制度、监控、管理、服务等8个方面详细介绍了其主要建设内容;将水利现代化建设分为准备工作阶段、快速发展阶段、不断完善阶段3个阶段,并绘制了水利现代化建设路线图。
  • 王育文;郭忠升
    人民黄河. 2021, 1(6): 6-9.
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    良好的生态环境是经济社会高质量发展的基础,森林植被建设与保护是确保良好生态环境的重要举措。为给陕西黄河流域生态保护和修复提供参考,根据陕西黄河流域森林植被建设与保护存在的问题,以及陕西黄河流域地形地貌、气候条件,按照分类施策原则,布局了“一带三屏三区”生态建设规划,从生态重建、生态修复、生态保护、生态美化、生态富民等方面,对陕西黄河流域森林植被建设进行了综合分析,提出了陕西黄河流域森林植被建设与保护修复措施。
  • 陈闻君;徐阳;张旭东
    人民黄河. 2021, 1(6): 10-15.
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    为了给黄河流域高质量发展和各区域协调发展决策提供参考,基于2008—2017年黄河流域50个主要城市的面板数据,构建地理距离和经济距离两种空间矩阵,采用空间杜宾模型分析黄河流域生产要素的差异和各要素的溢出效应,从空间视角探讨了黄河流域高质量发展的路径。研究结果表明:黄河流域主要城市存在较强的空间相关性和集聚性特点,资本是推动区域经济发展的主要生产要素,劳动力属于主要抑制性因素,技术对流域经济的正向作用并不显著,第二、三产业尤其是第三产业对区域经济的增长有促进作用,政府的过度干预不利于区域经济增长。建议:积极探索流域协同发展之路,在承接其他地区产业的同时挖掘自身的经济增长点,建立长效的人才挖掘和培育机制,进一步释放各个生产要素的正向溢出效应,提高经济要素的利用效率,提高创新能力,做好对技术的长时期积累和进化,培育创新型城市,构建以黄河为纽带、以城市为载体、以产品为核心、以市场为导向、以互利合作为前提的黄河流域产业合作联盟,实现全流域的产业结构优化调整。
  • 水文泥沙
  • 秦鹏;陈雨;卢文龙
    人民黄河. 2021, 1(6): 16-20.
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    针对传统水文预报模型因观测数据缺失而导致预报精度不高的问题,利用生成对抗网络(GAN)可以学习数据分布生成数据的特点,将生成对抗网络与长短时记忆网络(LSTM)相结合,提出一种新的耦合模型GAN-LSTM。首先,利用生成对抗网络中“二元极小极大博弈”思想生成与缺失数据分布一致且能够表征缺失数据特性的填充数据来解决数据缺失问题;然后,将填充整合后的数据输入长短时记忆网络进行水文预报;最后,以清溪河清溪水文站的实测水文数据集为例进行了试验,试验结果表明所提出的模型在缺失数据条件下的预报性能显著优于其他同类模型。
  • 董晓宁;田世民;张丽
    人民黄河. 2021, 1(6): 21-27.
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    为探究黄河源区不同时期、不同区间水沙变化特征,以黄河沿、吉迈、玛曲、唐乃亥4个水文站的长系列实测水沙资料为基础,将黄河源区划分为黄河沿以上、黄河沿—吉迈、吉迈—玛曲、玛曲—唐乃亥4个区间,相邻两个水文站实测水沙资料之差即为区间产流产沙量。使用Mann-Kendall检验法、累积距平法、t检验和小波分析法确定黄河源区水沙变化趋势、突变年份和变化周期,对各区间不同时期的水沙贡献率和变化程度进行分析,并使用R/S法确定各区间水沙未来一段时间内的趋势持续性。结果表明:除黄河沿—吉迈区间产流量呈上升趋势外,其余区间产流量均呈下降趋势,4个区间的产沙量均呈下降趋势。除玛曲—唐乃亥年均产沙量外,4个区间的年均产流产沙量均经历了1959—1989年到1990—2007年时期的下降和1990—2007年到2008—2017年时期的回升。各区间水沙变化均表现出在未来一段时间的反持续性。
  • 刘璐;郭月峰;姚云峰;祁伟;刘晓宇;杨燕
    人民黄河. 2021, 1(6): 28-32.
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    为了给黄河流域水土流失有效治理提供理论依据,对黄河内蒙古段罕台川流域进行水沙变化及驱动因素分析,采用置信椭圆相关分析、累积距平、5 a滑动平均及双累积曲线方法分析罕台川流域水沙变化过程及降水与人类活动对水沙变化的贡献率。结果表明:①罕台川流域水沙年际变化极为显著,水沙变化总体基本一致,呈波动下降趋势,年输沙量与径流量呈显著相关;②计算得出罕台川流域1998—2017年年均减水568万m3,减少率为43.73%,其中降水对径流减少过程发挥36.09%的抑制作用,人类活动对径流减少过程发挥136.09%的促进作用。1998—2017年年均减沙222万t,减少率为80.73%,其中降水对输沙减少过程发挥6.30%的抑制作用,人类活动对输沙减少过程发挥106.30%的促进作用。水土流失综合治理等人类活动是引起流域径流量、输沙量减少的主要驱动因素,说明罕台川流域自20世纪90年代以来水土流失综合治理取得显著成效。
  • 居金浩;彭亮;那扎凯提·托乎提;何英;卫仁娟;马云飞
    人民黄河. 2021, 1(6): 33-36.
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    为分析气候变化和人类活动对叶尔羌河水沙的影响,运用模比系数差积曲线法、滑动相关系数法和双累积曲线法,研究叶尔羌河水沙变化趋势,并诊断水沙相关程度和变异点。结果表明:叶尔羌河径流量和输沙量总体上呈增加趋势,径流量和输沙量主要来自于夏季;径流量和输沙量以1993年为界划分为枯水(沙)期和丰水(沙)期;水沙相关度在1993年后变化明显,降水量对径流量和输沙量变化的影响表现为降低趋势,人类活动对径流量和输沙量变化的影响呈现上升趋势,降水仍是径流量和输沙量变异的主导因素。
  • 防洪治河
  • 李本锋;朱海丽;谢彬山;罗露瑶;张珂;李国荣
    人民黄河. 2021, 1(6): 37-40.
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    为研究黄河源区不同水文期护岸植物根系的固土力学机制,筛选合适的固土护岸植物种,在兰木错曲河岸带选取华扁穗草、线叶嵩草和金露梅3种优势护岸植物,在落水期、枯水期和涨水期进行原位单根拉拔试验。结果表明:3种植物根系单根抗拔力均随根径的增大呈幂函数增大,抗拔强度随根径的增大呈幂函数减小;3种植物根系在枯水期的抗拔强度高于涨水期和落水期的,其中线叶嵩草的单根平均抗拔强度显著高于华扁穗草和金露梅的;在落水期的单根拔出位移大于枯水期和涨水期的,其中金露梅的单根拔出位移显著大于华扁穗草和线叶嵩草的;在枯水期和涨水期线叶嵩草表现出较强的抗拔能力,在落水期金露梅表现出较强的抗拔能力。从单根抗拉拔能力和崩岸发生时期角度考虑,3种植物中可优先选择金露梅用于加固河岸带上层土体。
  • 王娟;黄樾;李志军;邓宇;张邀丹
    人民黄河. 2021, 1(6): 41-45.
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    冰的细观结构决定了其物理力学性质,为掌握黄河内蒙古河段河冰晶体结构的变化特征,应用数字图像方法对黄河冰晶体图像进行分析,使用Canny算子对冰晶粒的边界进行提取,得到冰晶粒完整的边界信息,基于连通区域原理统计冰晶图像中每个冰晶粒的尺寸,分析冰晶等效直径的分布规律。结果表明:不同粒径的冰晶粒占总晶粒的比例随着等效直径的增大呈现先增大后减小的趋势,等效直径为3~6 mm的晶粒占比最高;晶粒的垂直分布与冰胚的晶体结构密切相关,粒径随着粒状冰与柱状冰层的交替出现而不断变化。
  • 张旭;陈静;黄波
    人民黄河. 2021, 1(6): 46-49.
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    为了探索适合黄河下游堤防的生态护坡新措施,选取4种草(狗牙根、黑麦草、高羊茅、结缕草)和1种灌木(胡枝子),采用草种混播、三维网防护技术进行生态护坡构建,在黄河下游济南段堤防进行了8组护坡草种水土保持效益试验,对植被生物学性状和土壤理化性状进行为期2 a的监测并进行AHP-模糊综合评价,各试验段模糊综合评分:狗牙根、黑麦草混播模式(77.08)>狗牙根、高羊茅混播模式(75.13)>狗牙根+三维网模式(74.19)>狗牙根、胡枝子混播模式(73.85)>单一结缕草模式(72.75)>单一葛巴草模式(71.37)>单一狗牙根模式(71.18)>单一高羊茅模式(48.61)。黄河下游防洪工程生态护坡较优方案为狗牙根+黑麦草混播模式、狗牙根+高羊茅混播模式、狗牙根+三维网模式。
  • 冯蒙;张天成;耿海彬;李长永;李风兰
    人民黄河. 2021, 1(6): 50-54.
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    四面六边体透水框架是一种河道护岸固脚结构物,采用自密实钢纤维混凝土制作具有多重优越性。通过试验研究以钢纤维类型(铣削型、端钩型、波浪型) 和钢纤维体积率(0.4%、0.8%、1.2%)为变量的自密实钢纤维混凝土的工作性能和基本力学性能,采用不同类型钢纤维制备自密实钢纤维混凝土浇筑成型四面六边体透水框架,并对框架杆件进行分段切割、测试承载力,统计分析切割截面的钢纤维分布状况。结果表明:制备的自密实钢纤维混凝土具有良好的自密实性,完全满足无配筋四面六边体透水框架成型要求;随着钢纤维体积率增大,自密实钢纤维混凝土的轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和抗弯强度增大;相同纤维体积率下,按照采用端钩型、铣削型和波浪型钢纤维,自密实钢纤维混凝土抗拉强度依次增大;钢纤维沿框架杆长的分布与钢纤维类型和单根质量相关,轻细的端钩型钢纤维分布均匀且根数多,适用于制备自密实钢纤维混凝土成型透水框架。
  • 赵广举;穆兴民;高鹏;孙文义
    人民黄河. 2021, 1(6): 55-59.
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    黄河水患治理历来是安民兴邦的大事,几千年的治黄史可归结为下游治洪史。通过梳理历史时期治理黄河洪患的理念及实践,分析黄河水少沙多、水沙异源、水沙关系不协调的特点,指出黄河中游的泥沙是下游洪水灾害的策源地,总结提出“坚持林草植被为要的中游水土保持治河之本;强化下游河道疏浚,清理河床已淤老沙,保障下游河道冲淤平衡;保护金堤,后备流路畅通”的黄河现代治理之策。
  • 水资源
  • 王铁生;武珂;王志瑾;刘辉
    人民黄河. 2021, 1(6): 60-62.
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    为了研究地面硬化率过大切断了大气降水对地下水垂直补给,造成地下水位下降引起的一系列环境问题,在多光谱遥感估算地面硬化率研究的基础上,引入伪绿化率的概念,估算了地面硬化率对地下水补给的影响,并分析了地面硬化率与径流量的关系。以郑州市金水区为实例,通过计算得出所调查的区域建设后径流量增大,地表径流增量约为建设前径流量的1.9倍,年平均大气地下水补给损失量占建设前补给量的85.3%~87.1%。遥感估测得出实际地面硬化率约为58.3%,伪绿化率约为20%,地下水补给损失量约为210万m3,与实际踏勘情况相符。
  • 郭欣伟;白乐;张楠;刘政平
    人民黄河. 2021, 1(6): 63-67.
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    为规避矿井水利用过程中可能面临的风险,科学合理评价矿井水利用风险程度,在明确矿井水利用风险概念的基础上,从工程条件、生态环境、技术水平、经济条件、政策法规和社会认可6个方面,分析提出矿井水利用供需全环节约束因素及风险点,采用层次分析法构建了适用于煤炭矿井水利用的风险评价指标体系和评价模型,并对陕北典型煤矿进行了矿井水利用风险评价。结果表明,构建的风险评价指标体系和评价模型能够有效识别矿井水利用主要风险因素,并给出了相应风险等级评价结论。
  • 金巍;谭夏坤;高菽菡
    人民黄河. 2021, 1(6): 68-74.
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    水资源是基础性自然资源和战略性经济资源。为推动绿色高质量发展,亟须提高水资源利用效率。在人地关系地域系统视角下,基于水资源绿色效率本质内涵,梳理水资源绿色效率评价指标体系,构建混合可处置性视角下数据包络分析(DEA)评价模型,全面反映水资源在人文社会和自然生态系统中的综合利用效率,客观、真实地评价中国水资源绿色效率。结果表明:中国仍需加强水生态保护,提高人水和谐度。
  • 李战国;杨立伟;卢亚丽;张梅梅
    人民黄河. 2021, 1(6): 75-79.
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    为更好实现调水工程优化配置水资源,识别、分析调水工程可持续供应链实施影响因素,提出针对性对策建议。基于可持续供应链视角,识别出水价、水质、移民政策等23个因素,采用DEMATEL方法定量分析各因素之间的相互作用,确定关键影响因素。结果表明,调水工程供应链水质水量保证率、水质、生态补偿、对水源地居民的补偿机制、政府对法律法规的执行力度等因素是调水工程可持续供应链实施的关键因素。
  • 刘鑫;韩宇平;刘中培;黄会平
    人民黄河. 2021, 1(6): 80-85.
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    为了提高地下水埋深预测的精度,提出了双向长短时记忆循环神经网络(BiLSTM)融合非全连接神经网络(NFC)的深度学习模型。使用自适应矩估计优化函数(Adam),耦合双曲正切(Tanh)、软最大逻辑回归(Softmax)和线性整流单元(ReLU)3个激活函数,且将学习率设置为动态的,以黄河下游人民胜利渠灌区1993—2018年的地下水埋深预测为例,将BiLSTM-NFC与BiLSTM、长短时记忆循环神经网络(LSTM)及LSTM-NFC的预测结果进行对比分析。结果表明:双向网络的性能优于单向网络,NFC可以防止过拟合,还能明显降低模型的均方误差(MSE);与BiLSTM、LSTM-NFC和LSTM相比,BiLSTM-NFC的学习能力、稳定性、可靠性及泛化能力最强;BiLSTM-NFC在测试集上的准确率(Acc)可以达到100%,最接近无偏估计,MSE比LSTM的减小96.60%,平均相对误差(MRE)减小85.63%,相关系数(r)增大34.81%;模型在图形处理单元(GPU)上比在中央处理单元(CPU)上训练时间明显缩短,合理设置多种激活函数可以解决单一激活函数的弊端;使用BiLSTM-NFC可以准确地预测地下水埋深的变化情况。
  • 水环境与水生态
  • 刘建飞;任红侠
    人民黄河. 2021, 1(6): 86-91.
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    水库淤积导致有效库容减小,同时淤泥中的污染物不断释放到水体,使得水库水质变差,因此有必要对水库进行清淤。针对如何有效预防水库清淤过程中因底泥扰动而导致的水体二次污染、淤泥干化(固化)和合理利用、清淤污泥余水净化处理等关键问题,以通济桥水库为例,通过清淤设备选择、清淤施工工艺、淤泥资源化利用、施工期水体环境保护措施、施工期水质监测等方面的研究与实践,提出深水型环保绞吸式挖泥船开挖淤泥等水库生态清淤技术措施、生态清淤施工要点、淤泥资源化利用途径、清淤污泥余水净化处理及水域浊水拦截等施工期水体环境保护措施等。实践表明:这些措施的实施,能有效减少底泥扰动对水环境的影响,较好地解决了淤泥的资源化利用和清淤污泥余水净化处理问题,达到了生态清淤的目的。
  • 黄金;饶胜;王夏晖;张箫;牟雪洁
    人民黄河. 2021, 1(6): 92-97.
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    用水结构不合理、流域生态系统退化是黄河流域和澳大利亚墨累达令河流域共同面临的重大问题。通过梳理墨累达令河流域生态用水保障实践中的主要做法和成功经验,对比分析了黄河流域和墨累达令河流域生态环境现状、生态用水保障管理体制机制、水权和水权交易机制等方面的特点,借鉴墨累达令河流域生态用水保障的理念和方法,提出了黄河流域生态用水保障管理的建议,包括健全流域生态用水管理的法律体系和管理协调机制、建立生态优先的管理思路、完善水权管理和交易机制、强化监督执法等。
  • 胡官正;曾维华;马冰然;宋永会
    人民黄河. 2021, 1(6): 98-105.
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    我国不同层级流域水污染态势呈现南北、东西、上下游时空差异性,为加强流域水系统差异化、精细化规划与管制,解决水污染治理与生态修复技术选择缺乏针对性与适用性的问题,提高时序安排的科学性,弥补河流综合分类及污染治理与生态修复技术路线图研究的不足,建立了河流类型划分及其水生态环境治理技术路线图设计方法。以湟水流域小峡桥断面上游及其各支流为例,以水资源、水环境、水生态、社会经济与人口构建分类指标体系,以聚类分析将河段单元划分为水源保护与生态保育区、农田面源污染控制与水土保持区、工业点源污染控制与河道生态修复区、畜禽养殖污染控制区、城市CSO管制与河道黑臭水体修复区,基于“决策树”判别,从需求性分析与可靠性分析两方面出发,绘制各河段水生态环境治理技术路线图,并指出各类技术适宜的引进与应用时段。
  • 黄康;李怀恩;李家科;肖恒婧
    人民黄河. 2021, 1(6): 106-111.
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    为研究泾河流域农业非点源污染状况及空间分布特点,采用输出系数模型估算泾河流域2017年农业非点源污染TN、TP、NH3-N和COD产生量,再利用等标污染负荷法和聚类分析进行评价,结合ArcGIS软件得到污染物年产生量空间分布图,最后利用径流分割法进行验证。结果表明:2017年泾河流域TN、TP、NH3-N、COD输出负荷分别为124 857.49、5 023.19、26 655.73、258 961.52 t,各污染物空间分布较一致;从污染物角度分析,首要污染物是TN,从污染源角度分析,TN、TP、NH3-N等标污染负荷中土地利用贡献率最大,COD等标污染负荷中最大的污染源是畜禽养殖,等标污染负荷从西北至东南呈递减趋势,最大值均出现在环县;采用聚类分析法将泾河流域32个县(区)划分为6个污染等级,流域中上游区域污染水平最高,同时提出3种污染防治对策;运用径流分割法对模拟结果进行合理性分析,COD和NH3-N的相对误差为3.07%、26.87%,具有一定合理性。
  • 水土保持
  • 火红;韩磊;奥勇;刘钊;赵永华;朱会利;陈芮
    人民黄河. 2021, 1(6): 112-117.
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    地形因子影响地表水热再分配、风沙作用方式和水力侵蚀强度,不同地形上土地利用类型的改变会产生不同的生态修复效果。为了给科学合理地评估退耕还林(草)效果和相关研究提供参考,基于1988年、1998年、2008年、2018年Landsat4-5 TM、Landsat8 OLI卫星遥感影像数据与DEM数据,在RS与GIS技术支持下获取土地利用与地形因子数据,将土地利用类型与地形因子耦合,分析了延安市大规模实施退耕还林(草)前后各土地利用类型在不同地形因子上的分异及转移特征。结果表明:退耕还林(草)工程的实施,使延安市土地利用结构发生明显变化,耕地面积占比由29.01%降低到11.51%,草地面积占比由32.88%降低到25.31%,而林地面积占比由36.01%大幅提高到60.60%;各土地利用类型在各级高程与坡度上的分布差异随时间推移愈加明显,坡度小于15°的耕地面积占耕地总面积的比例大幅提高,即随着时间推移耕地分布逐渐向缓坡区域转移;草地与林地在各级坡度上的分布具有一致性,二者的分布优势均随着坡度增大而增大,其中林地分布优势在高程919~1 445 m尤其在919~1 115 m较大且随着时间推移进一步增大,草地分布优势随海拔的提高逐渐减小,但随着时间的推移其在高海拔区域的分布优势逐渐变大。应根据土地利用类型的地形分异特征对土地利用结构进行进一步优化调整。
  • 工程勘测设计
  • 雒少江;雷升云
    人民黄河. 2021, 1(6): 118-121.
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    隧洞断面形式的合理选择对于引水隧洞的安全有效运行具有重要意义,合理的断面设计对于工程安全、施工方法、施工工期等影响极大。针对引汉济渭二期工程黄午隧洞,拟定圆拱直墙形断面、马蹄形断面和平底马蹄形断面,采用理论分析、数值模拟和工程类比等分析方法,从过流能力、结构受力以及工程施工等方面进行综合比选,结果表明,3种断面形式均满足过流与结构受力要求,但圆拱直墙形断面在施工条件以及施工工期方面具有独特的优势。因此,确定黄午隧洞断面形式采用圆拱直墙形。
  • 王琛;王维平;徐巧艺;刘振;曲士松
    人民黄河. 2021, 1(6): 122-126.
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    基于基坑降水问题的处理方式提出平原水库渗流大井法,并且借鉴了船闸工程中常用的渗流阻力系数法处理截渗帷幕的作用,提出了截渗帷幕影响下的水库渗漏量计算方程和壅水曲线方程。提出了一种新的解析法处理平原水库渗漏问题。应用该方法对北方某平原水库进行渗漏分析发现,渗漏与水库水位近似为线性关系;应用壅水曲线方程分析水库对库区周围地下水的抬升作用,得到了浸没范围与水库水位的关系曲线;对比无截渗帷幕下的计算结果发现,截渗帷幕设计不合理导致其截渗效果并不理想。
  • 张桂花;胡士辉;张晓雷;李彬
    人民黄河. 2021, 1(6): 127-130.
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    为了解决大石涧水库碾压混凝土重力坝消能区河床集中冲刷问题,结合连续式和差动式挑流鼻坎体形的优点研究提出了一种新型舌瓣型鼻坎消能工,采用物理模型试验和基于Flow-3D的数值模拟研究方法对该新型挑流鼻坎进行了设计方案优化。研究结果表明:该新型消能工可使水流纵向展开、横向扩散,水舌在空中能够充分掺气碰撞消耗其能量,避免水舌集中冲刷河床;可通过调整舌瓣半径改变水流流态及其出流落点,使该新型消能工达到较好的消能防冲效果。
  • 工程建设管理
  • 任喜平
    人民黄河. 2021, 1(6): 131-135.
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    浇筑温度对施工期坝体混凝土的温度场和温度应力有直接影响,采用ANSYS有限元软件建立坝体混凝土三维有限元计算模型,结合三河口大坝工程浇筑进度计划,进行4—10月高温时段不同浇筑温度下坝体混凝土温度场分析,拟定了高温时段混凝土合理的浇筑温度及相应的通水冷却措施,并对该浇筑方案下坝体混凝土进行了温度场和温度应力分析,验证了浇筑温度及冷却方案的合理性。结果显示:拟定的混凝土浇筑温度及通水冷却措施能使施工期坝体混凝土的最高温度及温度应力满足相应的设计要求,坝体内部混凝土的温度应力水平总体不高,在大坝坝体的尖角处、上下游表面、孔口部位、长间歇部位出现了较大的温度应力,浇筑完成后应当采取适当的保护和降温措施。
  • 杨玉婳;唐红;姚海林;刘杰;岳婵
    人民黄河. 2021, 1(6): 136-139.
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    利用羟基铝溶液作为改性材料,对东北某地典型的分散性土进行改性,通过针孔试验、碎块试验和双比重计试验研究了不同铝土比条件下羟基铝溶液对分散性土的改性效果,并结合土粒相对密度、颗粒组成、pH值及阳离子交换量等物理化学指标分析了羟基铝溶液对分散性土的改性机制。结果表明:羟基铝溶液加入后,土体相对密度明显降低、颗粒粒径变大、pH值降低、阳离子交换量降低;羟基铝溶液通过离子交换、团聚等作用,增大了土体中高价阳离子的浓度,降低了Na+浓度,同时降低了土体的pH值,从而达到降低土体分散性的效果,在羟基铝溶液的铝土比为0.2~0.4 mmol/g时即对分散性土有明显的改性效果,可作为一种良好的分散性土改性剂。
  • 任童;裴向军;朱利君;张晓超
    人民黄河. 2021, 1(6): 141-144.
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    为了探讨双聚双交联固化剂对黄土抗压强度的影响,分析其加固机理,对经双聚双交联固化剂加固后的黄土进行无侧限抗压强度试验,研究了抗压强度与固化剂掺量、干密度、养护条件、破坏应变、变形模量的关系,给出了应力应变拟合关系,分析了固化黄土的破坏方式。结果表明:干密度较小时,固化黄土的强度随掺量的增大而增大,抗压强度变化明显;干密度较大时,固化黄土的强度随掺量的增大先增大后减小,抗压强度变化不明显。烘干养护的固化黄土的抗压强度稍高于自然风干养护固化黄土的。固化黄土破坏应变随抗压强度的增大而减小,为乘幂关系,逐渐向脆性变化。变形模量与抗压强度成正比关系。其单轴应力应变曲线可用抛物线较好地拟合。固化黄土的破坏方式与双聚双交联土壤固化剂形成的网状膜结构紧密相关,这种网状膜结构使得黄土颗粒间排列更紧密,孔隙面积减少,孔隙比降低,外力对其破坏更加困难,可以有效提高黄土强度。
  • 节水灌溉
  • 谢祥薇;李俊;何君岩;杜村;胡笑涛;王文娥
    人民黄河. 2021, 1(6): 145-148.
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    基于动量定理进行新型明渠简易平板量水装置设计,探究不同形状量水平板的水力性能差异,确定量水平板的较优几何形状。利用静力学原理对矩形明渠量水平板偏转角度与流量关系进行理论分析,发现其具有单值对应关系。通过矩形、T形、倒“山”形和Π形4种板形量水平板过流试验,分析建立了各板形平板偏转角度与流量的线性关系式,相关性高;各量水平板的水头损失均未超过3 cm,损失较小;根据测流范围、水头损失及测流稳定性分析确定T形板为较优板形;通过对不同收缩比的T形量水平板过流试验,建立了不同收缩比T形量水平板偏转角度与流量的关系式。根据测流范围、水头损失以及测流稳定性分析,T形量水平板适宜收缩比为0.5~0.6。
  • 宰松梅;仵峰;王亮;罗昕;张梦瑶
    人民黄河. 2021, 1(6): 149-153.
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    河南省是农业大省,地表水资源短缺,合理开采地下水对解决农业用水需求问题、控制地下水位下降、预防和改良盐碱地等具有重要作用。如今大量开采地下水已形成4.4万km2的超采区,不仅影响了生态环境,也增加了农业的生产成本。以郑州市中牟县井灌区为例,分析不同地下水位条件下农业用水的成本水价,并与农户对水价的经济承受能力进行比较。结果表明:地下水位下降明显影响农业成本水价,现状地下水位埋深40 m,农业供水全成本水价为0.66元/m3,农业用水平均成本水费为1 562.10元/hm2;地下水位埋深达到60 m时,农业供水全成本水价增加0.112元/m3,平均成本水费为1 826.70元/hm2;地下水位埋深达到80 m时,农业供水全成本水价增加0.297元/m3,平均成本水费为2 265.75元/hm2,将超过农民的经济承受能力。据此对农业水价综合改革提出了建议。
  • 水利信息化
  • 李清波
    人民黄河. 2021, 1(6): 154-158.
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    结合工程勘察行业数字化、信息化建设的需求,系统分析当前勘察信息技术应用的现状与不足,总结提出了数字工程勘察的概念,构建了集数字化采集、综合化管理、协同化应用、可视化表达于一体的全链路数字工程勘察技术体系。以泾河东庄水利枢纽工程为例,通过该技术体系在工程勘察中的全面应用,实现了大范围、全要素勘察信息的快速获取和各类关键工程地质问题的系统分析,提高了勘察工作效率和成果质量。该体系促进了勘察行业信息技术进步,为国家重大工程建设领域中大范围、长线路、艰险区的勘察信息技术应用提供了借鉴。
  • 王军;王超梁;赵雪专
    人民黄河. 2021, 1(6): 159-162.
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    无线传感器网络(WSN)被广泛应用于黄河流域生态环境智能监测,传感器节点能耗和寿命是无线传感器网络路由选择面临的关键问题。为了降低路由选择过程中的节点能耗,防止节点过早死亡,将演化算法应用于WSN路由选择优化,在传统优化算法的基础上进行改进,将改进的自适应演化算法应用于路由选择优化,并随机选取黄河流域100个节点的WSN拓扑结构模型验证本算法的有效性。结果表明:改进算法和传统演化算法、蚁群算法相比,在无线传感器网络路由选择优化中,有效降低了传感器能耗,缩短了算法收敛时间,延长了WSN寿命,增强了连接可靠性,实现了黄河流域生态环境实时监测保护。