人民黄河

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王家耀;李贺颖

人民黄河. 2022, 1(2): 1-6.

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为厘清不同尺度下黄河流域经济发展的时空分异特征及其影响因素对黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略实施的作用，通过搜集黄河流域九省(区)近20 a 共7个城市群、73个市域的经济数据，包括GDP、人均GDP、第一产业产值、第二产业产值和第三产业产值，采用数理统计分析方法和空间统计分析方法,研究3个不同尺度下经济的时空分异特征及其影响因素。研究结果表明：①从整体上看，黄河流域城市群间、省域间和市域之间GDP悬殊，而且随着经济的快速发展，这种差异越来越大。②1999年和2019年的GDP和三大产业产值在空间上均呈现聚集效应，Moran’s I值均通过显著性检验。呈“高高聚集”分布的城市主要分布在黄河流域东部山东半岛城市群，呈“低低聚集”分布的城市主要分布在黄河流域西部兰西城市群及其附近，分布格局较为稳定。③城市群GDP主要与地形因素和利用外商投资额有关；省域GDP主要与在岗职工人数、邮电业务总量和公路通车里程，以及利用外商投资额等因素有关；市域GDP主要与利用外商投资额、在岗职工人数、邮电业务总量和铁路营业里程，以及地形等因素有关。利用外商投资额在不同尺度下对经济均具有显著性影响。

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南水北调西线工程调水与用水的统一性思考

陈克恭;师安隆

人民黄河. 2022, 1(2): 7-11.

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南水北调西线工程的调水效益是通过用水效益呈现和表达的,为了协调好调用水关系、使用水效益最大化,基于南水北调西线工程最新研究论证成果推荐的一期工程年调水规模80亿ｍ3和上下线组合调水方案,运用系统观念从流域视角观照受水区用水的有关问题并进行理性思考,提出了顺应流域自然禀赋特征、与调水上下线路有效衔接的“高水高用,洮水东用”用水方案,即：在上线调水进入贾曲进而流进龙羊峡水库后,经西宁、兰州新区、景泰向民勤、乌海等地引水,顺势“高水高用”,以解决黄河西北侧缺水问题；在下线调水入洮河九甸峡水库后,就近与甘肃白龙江引水工程对接,向平凉、庆阳、延安及榆林供水,实现“洮水东用”,以解决黄河东南侧缺水问题。“高水高用,洮水东用”用水方案,有利于推进兰州-西宁城市群建设发展和黄河“几”字弯都市圈协同发展、补齐“北方防沙带”生态缺口、优化黄河上游用水格局、推进甘肃省黄河流域生态保护、助力黄河上游及西北地区新能源建设,使黄河上中游地区在共同大保护和协同大发展中走上高质量发展之路。

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黄河下游沿黄城市生态系统健康评价

徐辉;丁祖栋;武玲玲

人民黄河. 2022, 1(2): 12-15.

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黄河下游地区是中国重要的工农业生产核心区之一，城市扩张给生态系统健康带来了较大的压力。为了给黄河流域生态保护和高质量发展提供参考，按结构、功能、过程、发展等4个要素建立城市生态系统健康评价指标体系，以模糊物元模型为基础，结合海明贴近度理论，从空间维度和时间维度对2010—2018年黄河下游沿黄15个城市的生态系统健康指数进行测算，分析了黄河下游沿黄城市的生态系统健康状况。结果表明:从时间维度看，2010—2018年黄河下游沿黄城市的生态系统健康水平呈现波动状，除菏泽、济宁、聊城、滨州四市生态系统健康水平有所下降外，其他城市的生态系统健康水平有所上升，郑州市、聊城市分别为生态系统健康水平提升、下降的典型市；从空间维度来看，2010年、2018年城市生态系统健康水平最高与最低分别均为东营市与焦作市，山东省沿黄城市的生态系统健康水平普遍比河南省沿黄城市的高，但15个城市生态系统健康水平的差距在缩小。

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基于改进DPSIR模型的黄河流域高质量发展评价

赵金辉;修浩然;王梦;张小昆;张力隽

人民黄河. 2022, 1(2): 16-20.

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黄河流域高质量发展评价方法与评价指标体系的构建是目前探索研究的热点。鉴于DPSIR模型具有较强的综合性、整体性、系统性等优点，根据黄河流域的特点，基于改进的DPSIR模型，构建由驱动力、压力、状态、影响、响应等5个逻辑准则及其12个要素20个指标构成的黄河流域高质量发展评价指标体系，采用熵权法确定各指标的权重，对黄河流域高质量发展现状进行了评价。结果表明，黄河流域现状高质量发展指数GDI为2.589，高质量发展等级为三级、状态为一般。根据各准则、各要素、各指标所得分值，提出黄河流域高质量发展应补齐的短板：加大对第三产业资金支持的力度,提高居民收入水平，提高劳动要素的分配比例；控制城镇人口密度，降低城市建筑物规划密度，创造更多就业机会；巩固退耕还林还草成果、提高森林覆盖率，优化出口产业、促进进出口贸易发展；推动技术市场成交额的可持续增长，引进科技人才与信息技术、促进信息产业落户发展；解决就业、社会保障问题，加大对中小企业的扶持力度。

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黄河中上游地区的水汽再循环特征

李铁键;史凯方;苏洋;赵杰;王光谦

人民黄河. 2022, 1(2): 21-26.

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为了深化对黄河流域水循环、水资源特性的认识并为黄河流域水资源保护和配置提供科学依据,采用WAM-2Layer水汽通量统计模型,基于1980—2018年ERA-5再分析数据集,对黄河中上游地区降水水汽来源和蒸散发水汽去向进行了分析,结果表明：黄河中上游地区降水内循环率和蒸散发内循环率的多年均值分别为10.3%和11.8%,水汽再循环对维持流域水资源安全、生态安全具有重要作用;黄河源区水汽内循环率远高于流域内其他地区,证实了黄河源区的双重“水塔”效应,即黄河源区既是稳定产流区也是流域降水的重要水汽来源区;黄河流域灌区用水量大,灌区蒸散发水汽再降水对流域水循环过程与空间格局有一定影响,河套灌区和青铜峡灌区蒸散发水汽在黄河中上游地区形成的再降水量占其蒸散发量的比例分别为3.0%和8.7%,落在我国陆地的比例分别为28.1%和34.7%,两灌区蒸散发水汽去向、内循环率因地形和气候因素的不同而具有明显差异,因此未来开展南水北调新增水资源优化配置、新扩建灌区等工作时应考虑新增蒸散发水汽的再降水因素。

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黄河多源异构凌情数据仓库初步研究

刘吉峰;罗勐;梁聪聪

人民黄河. 2022, 1(2): 27-31.

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气象、水文、工程等海量数据信息和文档资料是防凌减灾分析决策的基础。以多源异构数据仓库建设为目标，针对防凌减灾各项业务流程和数据需求，提出黄河凌情数据仓库架构体系。依据防凌工作主题设计数据仓库多维数据模型。在此基础上，利用ETL工具对原始观测数据进行集成整合，建立黄河多源异构凌情数据仓库，并集成在黄河防凌智慧平台。通过数据仓库可以为防凌业务提供大量分析型数据信息，提高黄河防凌减灾综合决策水平和工作效率。

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小浪底水库水沙调控对淤积形态影响的数值模拟

假冬冬;江恩慧;王远见;邵学军

人民黄河. 2022, 1(2): 32-35.

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水库淤积形态是影响水沙调节效率的一项关键因素。为优化水库调度方式,采用考虑细颗粒淤积物流动特性的水库淤积形态数值模型,开展了小浪底水库淤积形态对水沙调控响应的模拟分析工作。研究结果表明:三角洲形态及顶点位置随着水库的运行调控而发生变化,三角洲顶点附近顶坡段的冲淤调整和水库运行低水位与三角洲顶点高程之间存在较明显的关联性,当水库低水位低于三角洲顶点高程时三角洲顶坡段出现冲刷,当水库低水位高于三角洲顶点高程时三角洲顶坡段出现淤积;淤积形态为同等淤积量的锥体时,库区上段受河道边界影响有冲有淤,中下段库区淤积明显,且淤积量较三角洲淤积形态的大;考虑人工清淤措施时,清淤量与水库淤积总量相比占比非常小,因此淤积形态总体变化与不考虑人工清淤时基本类似,仅在清淤疏浚部位及附近局部河段有一定变化。

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1951—2016年延安市安塞区降水变异特征分析

王国强;姜基春;焦峰

人民黄河. 2022, 1(2): 36-40.

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利用安塞站1951—2016年的降水资料对延安市安塞区年降水和汛期降水特征进行趋势性、突变性和周期性分析,其中趋势性分析采用EEMD分析法,突变性分析采用MannKendall突变分析法,周期性分析采用Morlet分析法,以此对安塞区1951—2016年降水进行了时序变异特征分析。结果表明：随着时间的推移年降水量下降趋势较明显,汛期降水量存在微弱上升趋势；年降水量在1952年和1992年发生突变,并在2000年以后下降趋势明显,而汛期降水量在1986年发生突变；年降水量和汛期降水量分别存在4个和3个主周期。

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黄河下游“二级悬河”河段堤沟河治理试验研究

刘燕;李军华;张向

人民黄河. 2022, 1(2): 41-44.

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目前黄河下游的“二级悬河”形势依然严峻,尤其在东坝头以下河段,堤根低洼,横比降均值为纵比降的8倍左右,黄河下游一旦发生较大洪水,漫滩水流极易在滩区串沟和堤沟河低洼地带形成集中过流,堤沟河流速和水深较大,易造成重大的河势变化,形成横河、斜河,特别是滚河的可能性增大,水流顶冲堤防、顺堤行洪都将严重威胁下游堤防的安全,甚至造成黄河大堤的冲决。为此,开展“二级悬河”形势严重河段堤沟河的治理模型试验,与堤沟河现状进行对比,结果显示:堤沟河治理后堤根流速减小,横比降减小,可缓解“二级悬河”的不利态势,减轻对大堤的威胁。

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黄河流域洪涝灾害社会脆弱性评价与分析

程书波;岳颖;刘玉;杨小林

人民黄河. 2022, 1(2): 45-50.

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洪涝灾害对黄河流域的生产生活产生了巨大威胁。以黄河流域76个地级城市为研究对象,构建了黄河流域洪灾社会脆弱程度评价指标体系,运用熵权-CRITIC法、模糊综合评价法对2009—2018年黄河流域76个城市的社会脆弱性进行评价,结果表明:①2009—2018年黄河流域社会脆弱性的敏感性持续下降、暴露度小幅上升、适应能力大幅提升,整体上社会脆弱性表现为持续下降;②社会脆弱性分布呈现上下游高、中游低、南高北低的空间特征;③省会城市的暴露度较高,但敏感性低、社会适应能力高,因此其社会脆弱性低于周边地市;④黄河流域洪灾致脆类型空间分布差异性显著,上、中、下游分别以高敏感性致脆型、低适应能力致脆型、高暴露度致脆型为主。最后,讨论了建设基础设施以及产业结构升级在改善洪涝灾害社会脆弱性中的潜力,为防灾减灾提供支撑。

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水位升降与水下冲刷作用下边坡破坏试验研究

齐永正;杨子明;刘玮民;滕文丽;张安琪;陈昊鹏;姜彦彤

人民黄河. 2022, 1(2): 51-54.

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库岸边坡失稳与破坏往往造成严重的人员伤亡与巨大的经济损失,导致边坡失稳与破坏的因素多种多样。通过开展4种不同含砂量的下蜀黏土均质边坡失稳滑塌破坏室内模型试验,分析了水位升降与水下冲刷侵蚀对边坡失稳滑塌破坏产生的影响,进行了4种不同含砂量的下蜀黏土试样水下崩解试验。结果表明:边坡自身土体成分构成对边坡的稳定性有重要影响。在水位升降与水下冲刷作用下,纯下蜀土均质边坡稳定性最好,边坡土体含砂量越大,边坡抵抗水位升降与水下冲刷的能力越弱,边坡失稳滑塌破坏的时间越短;水位升降与水下冲刷对边坡稳定性的影响随边坡土体含砂量的不同存在很大差异,随着边坡土体含砂量的增大,水下冲刷作用对边坡失稳滑塌破坏的影响越来越小,水位升降作用对边坡失稳滑塌破坏的影响越来越大。不同含砂量试样在水中的崩解情况区别很大,含砂量小的下蜀土试样在水中的崩解较慢,随着土体含砂量的增大,试样崩解速度越来越快。

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基于遥感的黄河下游九堡至大张庄河段河势演变分析

张向;李军华;江恩慧;张向萍;许琳娟

人民黄河. 2022, 1(2): 55-57.

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黄河下游九堡至大张庄河段畸形河势严重威胁滩区安全。基于Landsat-8卫星遥感影像，采用修正归一化差异水体指数（MNDWI）对该河段近10 a河势进行提取并分析，结果表明：该方法可对水体进行自动化、智能化提取，实现对河势变化的实时追踪；经过10 a的自然调整，九堡至大张庄河段Ω形河势在汛期洪水的作用下已得到明显改善，河势基本归顺，工程间迎送流关系总体良好，但大张庄工程靠河尚不稳定，仍需密切关注其河势变化。同时也印证了有利的水沙过程可有效改善不利河势，为黄河下游畸形河势的治理提供了参考。

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治黄系统工程的形成、演化和未来

陈蕴真;江恩慧;李军华

人民黄河. 2022, 1(2): 58-64.

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20世纪90年代钱学森提出治黄必须从复杂巨系统的角度考虑才能解决。应用系统科学的理论和方法，将治黄系统工程作为黄河流域复杂巨系统的组成部分，考察其形成、演化的过程和规律，有助于应对治黄面临的挑战。近3 000 a治黄史显示，秦汉时期治黄系统工程和黄河流域复杂巨系统同步形成、共同演化，治黄系统工程拥有超越狭义系统工程的四层级结构，是一个充满韧性的复杂系统工程。应用系统动力学方法，分析清代气候变化、水、沙、粮食、人口、生态、治黄和治国之间的因果反馈关系，揭示晚清河患严重的深层原因。对比中外当代治河史，发现发达国家治河系统工程演化由科技创新自下而上驱动，治黄系统工程演化由治国理政方针创新自上而下驱动。黄河流域是一个资源约束加大、加速演化、不确定性加大、机制不清的复杂巨系统。未来治黄系统工程需要协同黄河流域中所有6个层级的子系统，大力创新治河管理技术，实施跨领域的循证决策、适应性规划与管理，研发可持续工程和智能工程。

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黄河流域水资源节约集约利用立法研究

李舒;张瑞嘉;蒋秀华;张永永;孙世雷;李强坤

人民黄河. 2022, 1(2): 65-70.

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黄河流域大部分地区位于干旱半干旱区，为实现黄河流域生态保护和高质量发展的国家战略要求，必须在经济社会发展中将水资源作为最大的刚性约束，从而确保有限的水资源发挥最大的社会效益。为缓解流域用水紧张的局面，亟须开展水资源节约集约利用立法研究。因此，从国家层面、流域层面和省（区）层面全面系统总结了与水资源节约集约利用相关的制度，并将水资源节约集约利用划分为用水总量控制制度、定额管理制度、经济激励制度、监督考核制度四类，分析了这四类制度在实施过程中存在的问题，并提出界定流域管理机构和当地政府的权利与义务、严格取水许可管理、建立强制性用水定额体系、完善水资源节约集约利用的市场激励机制、完善水资源节约集约利用的监督考评体系等立法建议。

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水资源与经济社会发展时空匹配特征量化分析

吴青松;田进宽;左其亭;魏钰洁

人民黄河. 2022, 1(2): 71-76.

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为系统分析和精准量化地级市水资源与经济社会发展匹配特征，选取水资源总量、用水量和人口、GDP、耕地面积等典型要素，提出同时运用基于基尼系数和基于数列的匹配度计算方法进行量化研究的思路，以沙颍河沿线10个地级市为例，定量分析了其2009—2018年水资源与经济社会发展的时空匹配关系。结果表明:两种方法能够同时从整体时间/空间和单个地级市/时段的角度对水资源和经济社会两系统要素的匹配问题进行全面研究；各地级市时间基尼系数存在些许差异，但不同要素匹配程度基本一致且结果均较好；除水资源总量-GDP、用水量-GDP的时间匹配度呈现低—高—低的演进态势，其他要素的匹配度随时间呈现波动变化趋势；空间基尼系数在时间尺度上变化幅度不大，但不同匹配要素之间差异显著；空间匹配度在时间上基本保持一致，部分地级市匹配结果较差，尤以郑州、南阳和驻马店的问题最为突出。

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黄河流域水资源压力变化及其驱动因素分析

刘旭辉;张超;赵钟楠;史久杰

人民黄河. 2022, 1(2): 77-83.

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为探究黄河流域水资源压力时空变化特征及其主导因素，对流域内生产、生活用水管理以及协同管理的政策制定提供支撑，基于2000—2019年时间序列数据，测算了黄河流域除四川省外的八省（区）水资源压力变化趋势，采用对数平均迪氏分解法（LMDI）对水资源压力变化的7个驱动因素进行了分解。结果表明:研究期内八省（区）整体水资源压力值在0.25上下波动，生产用水对水资源的压力明显大于生活用水的；产业用水效率提升和产业结构调整为水资源压力减小的主导因素，地区生产总值的增加是导致水资源压力增大的主要原因，人口数量增加、城镇化率提升和人均生活用水强度增加均对水资源压力具有正向驱动作用。

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基于TOPSIS模型的郑州市水资源承载力研究

杜雪芳;李彦彬;张修宇

人民黄河. 2022, 1(2): 84-88.

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郑州市作为中原城市群核心城市,其水资源的变化与城市经济、社会等方面的发展密切相关。为科学分析郑州市水资源承载力现状,从水量、水质、水域和水流四维角度出发,在分析郑州市水资源现状的基础上,构建“量-质-域-流”水资源承载力评价指标体系,采用主客观赋权法和TOPSIS模型对郑州市2010—2019年水资源承载力进行评价。结果表明:研究期内郑州市水资源承载力呈现波动增长趋势,2015年之后水资源承载力持续增长,2018年水资源承载力等级达到Ⅰ级。分析各维度水资源承载力发现,郑州市属资源型缺水城市,应进一步提升城市节水水平,优化水资源配置。

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人水共生视角下城市河流生态修复研究与实践

梁尧钦;梅娟

人民黄河. 2022, 1(2): 89-93.

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城市的形成和发展与河流水系密切相关。受城市蔓延与人口扩张影响，水质恶化、生态受损、生境退化等成为城市河流普遍存在的问题。结合人们对河流在安全、生态、景观等方面的需求，探讨了城市河流生态修复的策略与技术措施。以临汾涝洰河和兰州黄河沟道为例，探讨了弹性型和紧缩型河流的生态修复和景观营造策略。临汾涝洰河作为弹性型河流，重点聚焦河堤结构调整、河道平面形态重塑、河岸缓冲带修复及休闲活动空间营造。兰州黄河沟道作为紧缩型河流，在堤岸沿线及河道内部寻求机会，在保证行洪安全和堤坝稳固的前提下，结合海绵设施、生态浮岛等进行生态化改造及多级景观平台营造，以期实现人水共生的可持续发展。

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石河子地区地下水重（类）金属污染及健康风险评价

王楠;侯珺;周金龙;范薇

人民黄河. 2022, 1(2): 94-99.

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为了解新疆石河子地区地下水重（类）金属污染状况及对人体健康的潜在危害,以22组地下水样品中Fe、Cu、Pb、Zn、Cd、Mn、As、Hg、Cr6+共9种重（类）金属元素为研究对象,通过对比《地下水质量标准》（GB/T 14848—2017）,运用内梅罗综合污染指数法和基于三角模糊数理论的健康风险评价模型对重（类）金属污染状况进行了评价。结果表明：Fe、Mn、As为石河子地区地下水中主要超标重（类）金属元素；潜水、浅层承压水、深层承压水均存在不同程度的重（类）金属污染；重（类）金属化学非致癌总风险在允许限度内,重（类）金属化学致癌总风险超过了最大可接受水平；地下水中致癌物质As通过饮水途径对人体健康产生的危害不容忽视。

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基于MIKE SHE模型的洋河流域水环境模拟研究

李泽实;辛小康;刘瑞芬

人民黄河. 2022, 1(2): 100-105.

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张家口市作为京津冀水源涵养功能区及冬奥会举办场地，当地社会经济发展对水环境提出了更高要求，改善流经张家口市7区4县的洋河水环境迫在眉睫。基于MIKE SHE模型，建立洋河水环境对流域排污的响应关系，评估3种不同点源和面源污染控制方案下洋河水质改善效果，结果表明：在平水年来水情况下，基础情景下2019年洋河干流关键断面八号桥COD和TP全年达标率仅为33%和75%；方案一仅控制城镇生活污水（点源污染）使其达标排放，八号桥断面COD和TP达标率提高至100%；方案二控制农村生活污水（面源污染）使其达标排放，八号桥断面COD和TP达标率分别提升至58%和82%；方案三同时控制点源污染和面源污染，水质改善效果最好，可以避免来水过少时出现水质超标问题。

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东平湖酶活性与温室气体通量及其影响因素

刘涛;曹起孟;张菊;杨丽伟;张智博;邓焕广

人民黄河. 2022, 1(2): 106-111.

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为研究东平湖沉积物酶活性与水体温室气体排放通量特征及其影响因素，2018年9月布设23个采样点，采集表层沉积物和表层水样品，分析沉积物中脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性，采用顶空法和双层扩散模型估算水气界面N2O、CO2排放通量；采用相关分析、多元线性回归法探讨影响酶活性与温室气体排放通量的主要因子。结果表明：沉积物脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性平均值分别为1.379 mg/(g·d)、22.633 μg/(g·d)和0.307 mg/(g·d)，N2O、CO2排放通量分别为1.18 μmol/(m2·h)、19.91 mmol/(m2·h)；酶活性在湖区东部（老湖码头）较高、在大汶河入湖口和湖心区较低，而N2O、CO2排放通量在大汶河入湖口较高、出湖口较低；沉积物总有机碳与3种酶活性均极显著正相关，是影响酶活性的主要因子之一；酶活性与影响因子的回归模型可分别解释脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性变异程度的43.6%、73.4%和88.8%；温室气体排放通量仅与表层水体部分理化指标显著相关，表层水体无机氮浓度、pH值和DO是影响N2O排放通量的主要因子，而CO2排放通量主要受水深的影响。

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强制内循环厌氧反应器对生活污水处理效果研究

徐越群;冯婧;冯博;何卫卫

人民黄河. 2022, 1(2): 112-115.

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南水北调东线总干渠沿线农村生活污水直排入河使部分流域水质恶化，严重影响了生态环境。为此必须从源头上对农村生活污水采取经济可行的处理措施，针对厌氧反应器因沼气产量不足而导致内循环不能正常进行的问题，采取强制内循环反应器，以氮气为内循环动力，以普通厌氧反应器颗粒污泥为接种污泥，对生活污水进行处理。结果表明：强制内循环厌氧反应器对COD具有较高的去除率，反应器中的混合液因强制内循环的作用而使有机物降解更加充分；产酸菌的作用使反应器对进水pH值具有中和作用，废水pH值变化对处理效果影响较小。

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泰沂山区水土保持生态文明评价研究

赵莹;楚冬梅;张烨;周士勇;邱浩

人民黄河. 2022, 1(2): 116-120.

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治理水土流失、建设良好生态环境是我国生态文明建设的重要内容，为了给泰沂山区水土保持生态文明建设规划等提供参考，依据水土保持生态文明的影响因素，利用层次分析法构建3个层次的水土保持生态文明指标体系，设置各指标目标值及权重，制定5级评价标准，对泰沂山区水土保持生态文明的评价结果表明其处于中期发展阶段。分析认为：泰沂山区水土保持生态文明建设存在的突出问题是水土流失治理度低、河流水质状况差、生态小流域治理率低、农村环境综合整治率低等，治理任务十分艰巨，泰沂山区农村经济实力不够强大，对水土保持生态文明建设的支撑力较弱。此外，高水平水利科技人才缺乏、监管能力不足等问题也应引起足够重视。

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磁河节制闸融冰装置控制参数研究

朱志伟

人民黄河. 2022, 1(2): 121-124.

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为验证以埋件表面温度作为闸门槽融冰装置控制参数的可行性，在南水北调中线工程京石段磁河节制闸建立试验平台,分别以埋件腔内温度和表面温度作为不同闸门融冰装置控制参数，对采集的温度数据进行对比，从埋件温度变化、热量损耗、能耗等方面进行分析。结果表明：埋件表面温度控制方案可满足融冰需要，且5 ℃为最佳控制基准温度；与原控制方案相比，具有明显经济性的同时，温度传感器安装简便，控制精确，电伴热带加热频率低、时间短，使用寿命得到大幅度延长。

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NARX神经网络在大坝变形预测中的应用

范哲南;刘小生

人民黄河. 2022, 1(2): 125-128.

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针对大坝变形时间序列的非线性及形变值累计特性，引入NARX神经网络进行分析并实现变形预测。首先，NARX神经网络通过非线性自回归网络与外源输入相结合，较好地解决了传统BP神经网络存在的收敛速度慢和易陷入局部极值等问题；其次，建立基于NARX神经网络的大坝变形预测模型，对原始数据预处理后采用周期为输入序列、变形值为输出序列训练模型；最后，以官地水电站大坝监测序列为例验证NARX神经网络模型预测性能。结果表明，在MSE、MAPE及RMSE三项精度指标测算中，BP神经网络分别为5.10 mm2、30%、3.31 mm，而NARX神经网络分别为0.78 mm2、12%、2.21 mm，均小于BP神经网络的，说明了NARX神经网络模型具有更高的预测精度。此外，NARX神经网络预测模型收敛时间为0.36 s，收敛速度较BP神经网络有较大提升。

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基于小波包-卡尔曼的大坝变形数据处理研究

文俊;岳春芳;吴艳;朱明远;王庆杰

人民黄河. 2022, 1(2): 129-132.

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采用小波分析和卡尔曼滤波相结合的方法对乌鲁瓦提大坝变形数据进行处理，对比分析了小波分解与重构和小波包分解与重构后的结果，提前滤除了原始观测信号中的大部分高频噪声和粗差等，再运用小波与小波包和标准卡尔曼滤波相结合的模型对数据再次处理，结果表明该模型进一步提高了数据的可靠性和预测的精度。经工程实例分析得出：小波包进行分解与重构的数据残差小，更接近原始测值，有更高的应用价值;小波包卡尔曼组合模型对提高大坝监测数据分析的精准度优于小波和卡尔曼相结合的模型。

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跌坎突扩型消力池脉动压力大涡模拟研究

卢洋亮;尹进步;张曙光;杨钊

人民黄河. 2022, 1(2): 133-137.

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针对跌坎突扩型消力池底板脉动压力分布较为复杂等问题，基于FLOW-3D软件，采用大涡模型和tru VOF法，模拟得出消力池底板的时均压强、脉动压强均方根、功率谱密度等时均量和脉动量特性，并将模拟结果与试验结果进行对比分析。结果表明：大涡模型能够较好模拟跌坎突扩型消力池底板的水流脉动压力，消力池内水跃区脉动压力主要受低频大尺度旋涡影响。在此基础上，对跌坎突扩型消力池底板脉动压力分布规律进行定性和定量分析，深入研究发现：脉动压强均方根最大值位于消力池前部与泄槽边墙延长线附近区域，涡体和流速脉动分别为影响底流旋滚区和附壁射流区底部脉动压力分布的主要因素，而冲击区由两者共同导致。

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基于黏附性的水泥稳定RAP混合料性能改善研究

任自铭;杜冰洁;殷世林;杨中长

人民黄河. 2022, 1(2): 138-142.

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为解决再生混合料力学性能较差的问题,通过老化试验和不同老化程度的混合料无侧限抗压强度、劈裂强度试验,分析研究回收沥青路面材料（RAP）老化程度对混合料性能的影响;通过集料比表面积和有效沥青膜厚度初选乳化沥青剂量,并分析乳化沥青剂量与混合料抗压强度、劈裂强度和回弹模量的关系,计算得到最佳乳化沥青剂量。结果表明:RAP料老化是再生混合料力学性能较差的重要原因,存在合理的乳化沥青掺量,可有效提高再生混合料的力学性能。

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湿陷性黄土力学性质与裂隙发展干湿循环效应

尹今朝;胡同

人民黄河. 2022, 1(2): 143-146.

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黄河中游地区广泛存在湿陷性黄土，对黄土试样进行干湿循环处理后，开展土工三轴剪切试验，同时记录样品表面裂缝的拓展特点，探究干湿循环对黄土强度与裂隙发展规律的影响。试验结果表明：黄土样品的应力应变关系均为“硬化型”，有效内摩擦角与黏聚力指标随循环次数增加分别呈指数型和线性下降趋势；提取裂隙率作为表面裂隙的量化指标，黄土的裂隙率与循环次数之间为指数型关系；干湿循环作用使得黄土颗粒间的微裂隙逐渐扩张，干密度显著减小，这是导致表面裂隙改变和力学性能衰减的本质原因。

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气垫式调压室内气体温度变化预测分析

欧传奇;刘德有;周领

人民黄河. 2022, 1(2): 147-152.

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在水电站水力过渡过程中，气垫式调压室封闭气室内的高压气体因调压室底部压力变化而发生压缩或膨胀，特别是某些突发情况使气体体积改变迅速时，会引起危害性高温或低温。为了解室内气体温度在各种工况下的变化范围及可能的危害，通过建立模型，进行数值模拟计算，详细分析预测了气垫式调压室内气体温度变化情况和危害特征。结果表明，室内气体存在低温引发室内水体结冰而影响甚至使调压室散失功能的潜在危险，需确定室内初始气温，就相关危险情况逐一分析，确定可能的最高、最低温度以及冰点续时。相关建议可为气垫式调压室的设计和运行提供参考，对保证气垫式调压室正常工作以及维护电站整体安全具有现实意义。

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不同水分-沸石量-埋深条件下番茄生长特性研究

雷涛;毕远杰;马娟娟;郭向红;吕棚棚;孙西欢;张勇;路明杰

人民黄河. 2022, 1(2): 153-156.

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以大棚番茄为研究对象,采用正交试验揭示了不同水分、沸石量和埋深条件下番茄生长特性,建立了番茄生长数学模型,对模拟效果进行了分析评价,并进一步阐明了各因素及水平对番茄生长指标的影响。结果表明:不同水分-沸石量-埋深组合条件下番茄株高动态过程均符合S形变化趋势。不同番茄生长数学模型拟合效果表现为Logistic＞Gompertz＞Mitscherlich＞Korf,对番茄生长动态变化过程量化描述宜采用Logistic模型。最大生长量Kmax和生长速率系数b与水分正相关,且与埋深负相关。沸石量增加对Kmax和b影响分别表现为先促后抑和先抑后促。三因素对Kmax和b影响均表现为水分＞埋深＞沸石量,水分和埋深对Kmax以及水分对b存在显著影响。70%~90%田间持水率+沸石量6 t/hm2+埋深15 cm为适宜番茄生长的最优处理。

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中小河流的河道多级单元网格划分研究

牛夏;武雪;董博;张芮;尚小平

人民黄河. 2022, 1(2): 157-160.

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科学合理的河道管理对于维护良好的水生态环境具有重要作用。以甘肃省定西市境内的一条中小河流关川河为例，采用河道分段网格划分方式进行多级单元网格划分，依据岸线功能区对东河、西河交汇口—红岘儿河段进行了一级网格划分，共划分了11个4类岸线功能区网格，依据岸线控制线对巉口水文站—称钩河汇合口河段进行了二级网格划分，并根据临水控制线与外缘控制线间的带状区域确定了二级网格面积，单元网格划分结果与河道实际情况相符合。依据单元网格划分结果进行河道监测设施布设可以及时掌握河道的动态信息，为河道精细化管理提供技术支撑。

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