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2022年, 第1卷, 第7期 
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    黄河流域生态保护和高质量发展
  • 冯俊华;王倩;郑广文
    人民黄河. 2022, 1(7): 1-7.
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    高技术产业发展对人类经济社会和生态环境等具有巨大影响,而科技创新是当前突破产业发展瓶颈的动力源泉。为了给破解黄河流域协调发展难题、助推黄河流域高质量发展提供理论依据和参考,基于高技术产业科技创新与生态环境交互机理构建评价指标体系,测算2005—2019年黄河流域各省份高技术产业科技创新与生态环境两系统的综合发展水平及其耦合协调度,借助莫兰指数、基尼系数与核密度曲线分析耦合协调度时空联系及演变规律。研究结果表明:黄河流域各省份高技术产业科技创新与生态环境两系统的关系均为高技术产业科技创新滞后型,研究时段内两系统综合发展水平的差异持续缩小并呈向好态势;黄河流域高技术产业科技创新与生态环境耦合协调状态整体上趋于优化向好,从2005年勉强协调变为2019年初级协调,但不同年份各省份耦合协调度差异显著,山西、山东、河南、四川、宁夏5个省份耦合协调度呈增长趋势,而内蒙古、陕西、甘肃、青海4个省份耦合协调度呈下降态势,上、中、下游省份的耦合协调度大小顺序为下游>中游>上游;黄河流域各省份耦合协调度存在正向联系,即一个省份耦合协调度的提高有利于相邻省份提高耦合协调度;随着时间推移,上、中、下游各区域内省份间耦合协调度绝对差异变小,但区域间尤其上下游间耦合协调度差异显著、呈两极分化趋势。建议:增强科技创新能力,提升生态环境质量;发挥资源禀赋优势,提升高技术产业科技创新与生态环境耦合协调度;强化区域间联系,缩小发展差距。
  • 罗巍;黄志华;程遂营;甘卓群
    人民黄河. 2022, 1(7): 8-13.
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    为提升黄河流域生态保护和高质量发展及城市减灾治理水平,探究城市韧性和经济发展水平间的协调关系,以黄河流域九省(区)为研究对象,利用熵权法测算了2010—2019年黄河流域的城市韧性和经济发展水平的评价值,并基于耦合协调度模型探讨城市韧性与经济发展水平的耦合协调度。结果表明:①黄河流域经济发展水平具有区域性差异,总体呈“东高西低、南高北低”分布;②黄河流域城市韧性整体处于较低水平,空间分布上同经济发展水平具有相关性;③耦合协调度系统发展形成3种路线:甘肃、青海、宁夏为成长型路线,山西、陕西、内蒙古为稳健型路线,四川、河南、山东为成熟型路线。
  • 水文泥沙
  • 金双彦;高源;张萍;马志瑾
    人民黄河. 2022, 1(7): 14-17.
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    根据1950—2018年黄河干流兰州断面的日平均流量、极端流量、月平均流量等数据资料,采用水文分析方法和流量过程变异程度指标计算方法对其水文情势变化情况及成因进行分析。结果表明:1950—1968年、1969—1986年、1987—2005年和2006—2018年兰州断面的年最大日平均流量、极端流量、流量过程变异程度等指标呈现阶段性变化。具体表现为小流量洪水频次增加,中大流量洪水频次减少,小流量洪水历时增长,中大流量洪水历时缩短;最小化指标的极端流量整体呈现上升趋势,最大化指标的极端流量整体呈现下降趋势;流量过程变异程度逐阶段上升。分析指出各指标阶段性变化的主要原因是龙羊峡和刘家峡水库的蓄水运行、沿黄工农业耗水以及全河水量统一调度的实施。
  • 杜懿;孟越;陈昱桢;王大刚
    人民黄河. 2022, 1(7): 18-23.
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    以黄河流域3个重要水文站(兰州站、花园口站和利津站)的历史年径流量序列为研究对象,首先对各时间序列进行变异诊断,在诊断结论的基础上再进行设计年径流量计算。分析表明:1919—2018年的兰州站和花园口站年径流量序列均存在较为明显的跳跃性变异,且最大可能变异位置分别为1932年和1990年;1952—2018年的利津站年径流量序列既存在趋势性变异又存在跳跃性变异,整体上年径流量序列呈现出较为显著的下降趋势,且序列的最大可能变异位置为1985年。针对3个水文站年径流量序列的不同特性,分别采用基于跳跃诊断的二次修正法、混合分布法和分解合成法等非一致性水文频率分析方法,计算得到各水文站不同重现期的设计年径流量。
  • 秦超瑞;桑宇婷;赵雪花;祝雪萍
    人民黄河. 2022, 1(7): 24-29.
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    针对变化环境下径流序列的突变特征,采用多尺度直线拟合法对汾河上游4个水文站(上静游站、汾河水库站、寨上站和兰村站)年径流量序列进行突变点检测,并基于系统的恢复速率及恢复力、方差及自相关系数的演变规律检测突变前兆信号。结果表明:上静游站、汾河水库站、寨上站和兰村站年径流量序列的突变年份分别为1975年、1966年、1966年和1966年,径流量均呈减少趋势,突变后多年平均径流量较突变前分别减少了22.81%、19.75%、24.68%和31.14%;基于系统的恢复速率和恢复力检测到突变前兆信号分别发生于1973年、1958年、1958年和1958年,基于方差和自相关系数检测到突变前兆信号分别发生于1968年、1960年、1960年和1960年。突变前兆信号均提前于突变年份10 a之内,对突变具有可靠的预警作用。
  • 张京;马金锋;马梅
    人民黄河. 2022, 1(7): 30-36.
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    流域水文模型不确定性显著影响模拟结果的精度,科学分析流域水文模型的不确定性是实际应用过程中的重要环节,对流域水污染科学管理具有重要意义。针对不确定性的分类,着重对近年来流域水文模型在输入数据、参数以及结构方面的不确定性研究进行总结,概述每种不确定性的来源及影响,并从降低流域水文模型不确定性的角度展望未来的研究重点和方向:①空间输入数据具有尺度效应,应权衡好模型尺度与计算量、精度的矛盾;②优化多源数据融合算法,提高降水数据的完整性和准确度;③探究参数动态变化和空间异质性对参数组合的影响;④推动并行和集群等高算力手段在多模型耦合模拟中的应用。
  • 防洪治河
  • 杨德玮;周克发;董凯;张雄杰
    人民黄河. 2022, 1(7): 37-43.
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    以DP-DFY城市型水库为例,应用BREACH模型和二维水动力模型分析该市Ⅰ、Ⅱ水库在遭遇PMF洪水,坝前水位达到最高水位,主坝同时发生管涌破坏时的溃坝流量和洪水淹没范围。基于模拟结果确定溃坝洪水严重性和洪水风险人口计算参数,选定4种警报时长,分别应用Dekay & McClelland法和李-周法初步估算不同警报时长参数下的生命损失数量,并对估算结果的合理性进行分析。基于估算结果,针对两种估算方法对于城市型水库的估算结果合理性进行讨论,对严重性参数与理解程度参数取值提出建议。
  • 汪自力;宋修昌;何鲜峰;李姝昱
    人民黄河. 2022, 1(7): 44-47.
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    2021年郑州“7·20”特大暴雨期间,郑州市域内河道堤防出现河道漫溢、堤防决口、岸坡坍塌及拦(跨)河建筑物损毁等险情。在现场查勘基础上,围绕河道堤防等工程治理、运行维护、应急处置等环节分析了河道堤防有关险情发生的原因,总结了经验教训,并对灾后重建提出了对策建议。
  • 水资源
  • 张修宇;周莹;韩春辉;杨淇翔
    人民黄河. 2022, 1(7): 48-52.
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    为提高河南省引黄受水区发展水平,需明确河南省引黄受水区当前发展状态。在深刻领会黄河流域生态保护和高质量发展战略内涵的基础上,从资源、生态、经济、社会子系统角度,构建发展水平评价指标体系,并采用单指标量化-多指标综合-多准则集成(SMI-P)法,对河南省引黄受水区2011—2020年发展水平进行评价。结果表明:研究区14个地级市发展水平呈上升趋势,整体由较低水平上升为中等水平;各子系统中,资源子系统发展水平呈下降趋势,生态、经济、社会子系统呈上升趋势;河南省引黄受水区发展水平时空差异十分明显,各地级市发展水平还有待进一步提高。
  • 吴丹;向筱茜;冀晨辉
    人民黄河. 2022, 1(7): 53-58.
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    自2000年我国开展首例东阳-义乌水权交易实践以来,我国水权分配研究不断深化,水权分配制度体系日趋成熟,水权市场不断完善。利用CiteSpace可视化软件,综合分析CNKI(中国知网)数据库2000—2020年730篇关于水权分配研究的期刊文献,系统梳理水权分配研究的文献特征和前沿热点,包括高校和研究机构分布、学者合作特征、研究热点分析,并对我国水权分配研究阶段进行合理划分,明晰我国水权分配研究现状。研究表明:水权分配研究探索期(2000—2006年)以初始水权分配为主、水权交易为辅,强调政府主导,研究热点为初始水权分配原则与分配模式;水权分配研究成长期(2007—2014年)突出初始水权分配与水权交易并重,强调政府与市场两手发力,研究热点为初始水权分配机制与水权交易模式;水权分配研究发展期(2015—2020年)以水权交易为主、初始水权分配为辅,强调由政府主导转为市场导向,研究热点为多元化水权交易模式与优化初始水权分配模式。
  • 李波;严建飞
    人民黄河. 2022, 1(7): 59-63.
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    为研究水、能源与环境子系统之间的耦合协调关系及动态演变特征,基于2010—2019年黄河流域9个省(区)的面板数据,建立水-能源-环境系统的耦合协调评价指标体系,通过熵权法、耦合协调模型定量分析水-能源-环境系统与子系统之间的耦合协调发展水平。结果表明:在研究期内,黄河流域水-能源-环境系统一直处于高水平耦合状态,耦合协调度在波动中上升,经历初级、中级协调两个阶段并有向良好协调类型演进的趋势,但三者之间的耦合协调关系仍存在较大上升空间;水资源子系统起主导作用,并且2016年之后的发展速度明显快于能源子系统和环境子系统。建议针对当地情况,通过跨部门合作提升滞后子系统的发展水平,实现资源子系统与环境子系统的持续协调发展。
  • 秦腾
    人民黄河. 2022, 1(7): 64-68.
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    基于水-能源-粮食纽带关系视角,采用Kaya扩展恒等式和对数平均迪氏分解法(LMDI)对1998—2019年我国用水量变化的影响因素进行定量评估,重点探讨水-能源-粮食纽带效应、技术进步效应、经济规模效应和人口效应的贡献率及其变化趋势。研究表明:工农业生产用水量逐渐减小,而居民生活用水量逐渐增大;水-能源-粮食纽带效应是抑制用水量增长的首要因素,其中能源-粮食纽带效应贡献最大,但是逐年波动幅度较大,而水-能源纽带效应和水-粮食纽带效应波动较小且从2001年起表现为持续的负效应;虽然研究期内技术进步效应对用水量的抑制效果开始减弱,但是以工农业能源强度下降为主要表现形式的技术创新对用水量增长仍有很好的抑制效果;工农业经济规模扩张推动了用水量的增长,且近年来工业经济规模效应强于农业经济规模效应;人口效应的贡献较小,但是内部效应却表现出明显的两极分化现象,城镇化、人口规模和农村居民人均消费对用水量增长均具有促进作用,而逆城镇化和城镇居民人均消费则表现为抑制效应。
  • 李承龙;杨侃;蔡玉棽;薛晴;陈静;杨晶晶
    人民黄河. 2022, 1(7): 69-74.
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    为了缓解忻州-阳泉地区日益凸显的水资源供需矛盾,建立了以研究区供水、发电和生态为目标的区域水资源优化调配模型,同时提出了定权重目标比适应度函数,将复杂的多目标问题转化为易于求解的单目标问题。在求解模型过程中,使用S型递减函数计算惯性权重并结合定权重目标比适应度函数简化求解,改进了粒子群算法。通过丰、平、枯3种不同来水条件下的情景模拟验证发现:改进粒子群算法运行前期全局搜索能力得到提升、中期搜索速度加快、后期局部收敛能力得到保证,在求解过程中不易陷入局部最优解;根据模型计算得出的水资源优化调配方案能够真实有效地反映研究区域的供水要求、均衡优化年内水资源分配、平衡区域之间的水资源供需关系、协调各目标之间的满足情况,模型具有可行性。
  • 水环境与水生态
  • 罗锐恒;贺昌坤;刘天云;潘晓东;彭聪;刘伟
    人民黄河. 2022, 1(7): 75-80.
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    岩溶水作为重要的生活和生产水源,是满足人类社会发展和维持生态平衡的重要资源,同时岩溶水作为一种重要的地质营力,对岩溶演化有重要影响。以云南一把伞季节性岩溶湖群为研究对象,在查明水文地质条件和岩溶发育特征的基础上,运用水文地球化学模拟和13CDIC等方法对研究区岩溶地下水水化学组分的演化特征及水岩相互作用等进行了系统研究。结果表明:研究区岩溶地下水受岩石化学风化作用控制,水化学类型为Ca-HCO3型;地下水中各类矿物在地下水径流路径上存在沉淀、溶解及阴阳离子交替吸附作用;研究区地下水流动性整体较好,但在局部路径上存在阻塞,此处方解石和石膏矿物转移量相较于其他径流路径的大。
  • 陈旭;詹泽荣;弓耘;郭聪聪;张明亮
    人民黄河. 2022, 1(7): 81-85.
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    近年来辽河口出现了水体污染、湿地退化等生态环境问题,导致潮滩典型盐沼植被翅碱蓬退化。基于2017—2020年辽河口潮滩湿地盐度、滩涂沉积质盐度等数据,结合遥感影像数据,解析辽河口湿地翅碱蓬退化的主要原因。结果表明:与2017—2019年相比,2020年辽河口潮滩翅碱蓬面积显著增大;2017—2020年越靠近辽河口潮滩南部区域,翅碱蓬长势越差,直至退化为光滩;潮滩翅碱蓬面积与水体盐度变化趋势相反,辽河口水体盐度变化显著影响翅碱蓬的生长;辽河口潮滩湿地污染物具有同源性,主要来自于上游河流输送,潮滩湿地水体水质小范围内变化不会危害翅碱蓬生长;辽河口潮滩下游区域沉积质盐度显著高于上游区域的,沉积质盐度过高将抑制翅碱蓬生长,因此可通过调控沉积质盐度的方式促进翅碱蓬生长与定植。
  • 赵健赟;丁圆圆;杜梅;杨静;宋芊
    人民黄河. 2022, 1(7): 86-92.
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    利用不同时空尺度的GIMMS NDVI和MODIS NDVI数据,构建了青海省1982—2018年长时序NDVI数据集,分析不同海拔、不同类型高寒植被覆盖变化特征与规律。结果表明:研究区1982—2018年植被覆盖整体有所改善,中高海拔和高寒草原植被覆盖改善较为显著;西北部和中东部地区植被覆盖增加,南部及柴达木盆地部分地区植被覆盖减少,不同时空尺度下获得的研究区植被覆盖时空变化规律具有较好的一致性;1982—2018年研究区植被覆盖的增加与气温升高、降水量增加显著相关,在3 000 m以上部分草原地区,植被覆盖变化与风速、日照时数显著相关;退耕还林(草)、退牧还草等政策有效驱动了研究区植被覆盖的变化。
  • 尹泽凯;谭立峰;贾琦
    人民黄河. 2022, 1(7): 93-98.
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    城市地区尤其是特大城市存在土地集约利用效率低下,生态空间、生产空间和生活空间失调等问题。以河南省郑州市为研究对象,利用1990—2019年4期土地利用数据,在构建“三生空间”分类体系的基础上,探讨了郑州市“三生空间”用地转型及其生态环境效应的时空变化规律。结果表明:①1990—2019年,生产与生态用地面积分别减少353.33、186.43 km2,生活用地面积增加539.76 km2,用地类型中转换面积最大的是农业生产用地,主要转换为城乡生活用地。②生产用地重心以东南向转移为主,生态用地重心迁移变化不大,生活用地重心东移3 106 m。③郑州市生态环境质量呈现“西高东低”的格局,并于1990—2000年逐渐恶化,2000年以后生态环境恶化趋势在主城区外围持续蔓延,同时在中牟绿博园区和航空港区恶化明显。④郑州市同时存在着生态环境改善和恶化两种趋势,农业生产用地向城乡生活用地转移、水域和林地生态用地向农业生产用地转移是生态环境恶化的主要因素。
  • 杜鹏举;孙煜航;赵志杰;李振山
    人民黄河. 2022, 1(7): 99-104.
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    植被覆盖度是反映黄河下游宽滩区生态环境状态的重要指标,其变化反映了自然演化和人类活动对生态环境的影响,以黄河下游宽滩区及其沿线行政区为研究对象,利用1987年、1994年、1998年、2003年、2008年、2013年、2017年Landsat遥感影像,采用归一化植被指数像元二分法,反演出植被覆盖度及其分级,利用一元线性趋势分析、转移矩阵法、重心迁移模型、相关性分析等方法,探究研究区植被覆盖度时空变化特征及影响因素。结果表明:黄河下游宽滩区沿线及宽滩区内植被覆盖整体呈改善趋势,且宽滩区内植被覆盖度在2003年之后与宽滩区沿线植被覆盖度差距逐渐减小并在2017年实现反超;黄河下游宽滩区沿线植被覆盖度年内变化呈现明显“双峰型”特征;河道收束和城镇化发展对植被覆盖度年际变化有重要影响。
  • 水土保持
  • 赵宇豪;李崇明;何海珊;王清涛;吴健生
    人民黄河. 2022, 1(7): 105-111.
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    陕西省是我国水土流失严重省份和黄河的主要产沙区,为了给陕西省及黄河流域水土流失治理提供理论参考,基于逐月降水量数据和土壤属性、NDVI、DEM、土地利用等数据,采用RUSLE模型计算土壤侵蚀模数,并采用最大变化率法对2000—2015年陕西省土壤侵蚀强度时空变化的主要驱动因子进行了识别。结果表明:陕西省土壤侵蚀分布异质性较强,剧烈和极强烈侵蚀主要分布在陕北地区、少数分布在关中地区北部区域;2000—2015年陕西省土壤侵蚀强度总体呈现下降趋势,其中陕北地区土壤侵蚀强度一直呈下降趋势、关中和陕南地区呈现先升后降的变化趋势;陕西省土壤侵蚀强度时间变化的主要驱动因子,2000—2005年为降雨侵蚀力和植被覆盖,2005—2015年为降雨侵蚀力,2000—2015年长时段总体上为植被覆盖;陕西省土壤侵蚀强度空间变化主要驱动因子为植被覆盖和地形,其中榆林、铜川、宝鸡、西安、商洛、安康、汉中七市的主要驱动因子为植被覆盖,渭南、咸阳两市的主要驱动因子为地形,延安市的主要驱动因子为降雨侵蚀力。最大变化率法可用于识别土壤侵蚀时空变化的主要驱动因子,但在识别时间变化主要驱动因子时对降雨侵蚀力极端值较为敏感,应尽量扩大时间步长以消除其影响。
  • 工程勘测设计
  • 田鹏伟;张思佳;王志国;杨会朋;陈力晖;李燊
    人民黄河. 2022, 1(7): 112-114.
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    外来洪水汇入干渠产生的泥沙淤积会减弱渠道过流能力,导致水体溢顶漫堤,严重影响堤岸边坡的稳定性。通过物理模型试验研究外洪含沙量对干渠内断面流速横向分布、流速垂向分布、泥沙淤积过程及淤积形态的影响规律。结果表明:干渠中间位置受外洪和渠道边壁阻力的影响较小,其流速较大,洪口附近和渠道边壁处流速较小;在一定水深范围内流速随水深减小而增大,靠近水面时流速减小;外洪含沙量越大,泥沙淤积厚度越大,泥沙淤积起始位置和最大泥沙淤积厚度出现位置越靠近干渠上游。
  • 李涛峰;张多新
    人民黄河. 2022, 1(7): 115-118.
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    针对渡槽结构在爆炸冲击荷载作用下的动力响应问题,以南水北调中线某渡槽为例,采用M法模拟桩周土体对桩的作用,采用基于Housner理论的弹簧质量模型模拟槽身与水体的相互作用,并利用三维有限元建立了渡槽结构在爆炸冲击荷载下的分析模型。利用时程分析法分别计算了渡槽结构在空槽、半槽水深、设计水深3种工况下,遭受爆炸冲击荷载时所产生的位移和应力。结果表明:槽身的最大位移响应和最大应力响应均大于槽墩的,槽身中部的最大拉应力响应大于槽身两端的,侧墙顶端和底板中部拉应力响应相对较大,而槽墩上部的最大位移响应和最大应力响应又大于槽墩下部的;在空槽时,槽身内最大拉应力和最大位移响应最大,此时对结构最为不利。
  • 段素真;刘汉东;王忠福;何思明;李冬冬
    人民黄河. 2022, 1(7): 119-124.
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    龙门黄河大桥位于晋陕两省交界处的黄河上,左岸桥台上方峭壁发育的大量危岩体对龙门黄河大桥的建设及正常运营构成极大威胁,开展危岩体稳定性评价和危险性预测具有重要的现实意义。基于地面调查和无人机摄影测量获取了危岩体控制性结构面信息、三维形态与几何尺寸,对其发育特征和潜在失稳模式进行分析。通过三维离散元法构建典型危岩体及地表三维数值模型,分析危岩体三维运移路径、冲击能量等,并提出了相应的防治措施。结果表明,危岩体可划分为上、中、下3个危岩带,岩性、地形、结构面是控制危岩体稳定的关键因素;潜在失稳模式可划分为倾倒式、坠落式、滑移式,危岩体失稳后对左岸桥台的冲击能量均超过104 kJ,建议采用主动加固为主、被动防护为辅的综合防治措施。
  • 赵祥;张宏兵;冷元宝;王萍;杨磊
    人民黄河. 2022, 1(7): 125-127.
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    针对高聚物防渗墙具有绝缘性和渗透系数小的特点,采用电流密度法对高聚物防渗墙完整性进行无损检测。在防渗墙发生渗漏的部位,电流密度会显著增大,电流密度曲线出现突变;当防渗墙完整性较好时,电流密度曲线平缓。室内模拟试验和现场试验表明,电流密度法在检测高聚物防渗墙的完整性方面具有快速、便捷、高效的优点。
  • 刘森波;丁继胜;冯义楷;杨龙;陈义兰
    人民黄河. 2022, 1(7): 128-131.
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    分析了多波束测深的原理,利用免校准的便携式多波束测深系统获取了消力池护坦和防冲段高精度水下地形数据。利用特征剖面的方法进行三维地形分析,根据剖面的地形变化,分析和判断消力池的冲刷状况。试验结果表明,该系统测深精度满足规范要求。便携式多波束测深系统高度集成,具有免校准、体积小、易安装的特点,突破了河道空间狭窄的限制,对同类工程具有示范意义。
  • 工程建设管理
  • 黄培杰;李永业;王继伟;周新杰;孙新建;李智刚
    人民黄河. 2022, 1(7): 132-136.
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    随着西部地区水资源的开发利用,适应地形能力强的百米级高面板堆石坝越来越常见,而堆石体的流变效应将导致作为堆石坝主要防渗结构的面板在运行期发生脱空、挤压破坏和开裂等现象,经验表明面板浇筑前设置预沉降期可以减少面板病害问题,但预沉降对坝体和面板的长期变形影响规律尚不明确,导致预沉降时间的选定具有较大随意性。考虑坝体安全性和经济性,采用有限元法全面分析蓄集峡百米级高面板堆石坝长期应力变形对不同预沉降时间的响应。结果表明,当预沉降时间为180 d时,可以有效降低运行期堆石体的流变效应,改善面板的长期工作性态。
  • 盛松涛;郭慧
    人民黄河. 2022, 1(7): 137-143.
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    为合理确定PPP项目的特许经营期,构建了准经营性水利PPP项目净现值法的直观计算模型;引入实物期权价值,构建政府方与社会资本方的期权博弈模型,推导出特许经营期计算公式;应用工程案例进行了特许经营期的分析计算,并对主要影响因素进行了敏感性分析。研究表明:考虑PPP项目的实物期权价值,提高了社会资本方拥有的价值,可促使其为长期战略目标而提高项目合作积极性;基于期权博弈模型计算的特许期比传统净现值法计算的结果缩短约4.8%,政府方不必通过延长特许期来促使社会资本方保证合作与建设质量;对各影响因素的敏感率大小依次为水电价格>项目总投资>实物期权价值。与传统的净现值决策模型相比,期权博弈模型决策水利PPP项目的特许经营期更全面科学,有利于水利PPP项目的可持续发展。
  • 师现营;张芳芳;申伟平;田利斌
    人民黄河. 2022, 1(7): 144-147.
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    为揭示胶凝砂砾石坝损伤机制,基于胶凝砂砾石力学特性和应变破坏准则建立其非线性损伤本构模型,编制了相应的程序,并采用室内试验验证了该模型的合理性。采用该模型对胶凝砂砾石坝进行超载数值模拟,研究其坝体应力、结构破坏过程,结果表明胶凝砂砾石坝在超载后坝踵、坝趾均存在破坏风险,其中坝踵开裂风险较大。基于损伤本构模型进行超载分析还可知,胶凝砂砾石坝破坏模式为坝体和坝基材料变形不协调,使得随着超载倍数增大,坝体、坝踵产生屈服损伤,并逐渐开裂,裂纹沿上游建基面向下游扩展,而线弹性模型模拟无法获得该规律,因此基于非线性损伤本构模型的胶凝砂砾石坝受力分析可预测结构的失效模式,为结构设计提供依据。
  • 节水灌溉
  • 宰松梅;罗昕;仵峰;张梦瑶;王浩宇;刘生东;高浩
    人民黄河. 2022, 1(7): 148-155.
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    通过大田试验,研究了秸秆地下灌溉条件下土壤水热的分布规律。结果表明,在工作压力0.5 m、埋管长度为80 m条件下,供水1 h内水流可到达管尾,秸秆复合管可以作为田间毛管灌溉。秸秆地下灌溉过程中,土壤水分以秸秆复合管为中心向外运动形成上窄下宽椭圆形湿润锋;在埋深20 cm时,灌溉水主要影响范围在地表下50 cm和距管水平距离0.3 m内,该区域内土壤含水率与到秸秆复合管的距离负相关,不同距离含水率的差异达到显著水平;灌水量越大、灌水时间越长,土壤含水率达到稳定的时间越久。秸秆地下灌溉主要影响地表下10~30 cm的土壤温度,灌水量对土壤温度影响明显,灌溉水水温直接影响灌溉后土壤平均温度;距离秸秆复合管水平距离相同时,土壤温度的变化随深度的增加而减小。利用秸秆复合管进行地下灌溉时,冬灌灌水量为150~250 m3/hm2,既可满足小麦需水,也不会造成土壤温度明显降低;春灌灌水量为250 m3/hm2左右,可为冬小麦生长创造较好的水热条件。
  • 水利信息化
  • 王鑫;徐钰德;赵志宏;胡小萌
    人民黄河. 2022, 1(7): 156-160.
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    泵站现代化管理水平是水利工程信息化程度高低的重要评价指标。为定量评价泵站现代化管理水平,从泵站管理规范化、基建设施完善度等6个方面构建泵站现代化管理综合评价指标体系,利用CM-AHP法对各评价指标主观赋权,通过云生成法确定评价标准云模型,将评价矩阵与权重矩阵相乘得到综合评价云模型,运用此模型对江苏省南通市九圩港提水泵站现代化管理水平进行评价。结果表明:九圩港提水泵站现代化管理水平介于“Ⅳ(较好)”和“Ⅴ(好)”之间,综合评价云模型的熵(En)和超熵(He)分别为0.073 3和0.009 4,数值较小,说明该评价结果波动性小、可信度高,基本符合九圩港提水泵站实际情况。