国际水土保持研究的可视化图谱分析

以Web of Science数据库1996—2015年水土保持文献数据为对象,运用CiteSpace可视化分析软件对引文数据进行了分析和处理,以知识图谱的方式,梳理了国际水土保持研究的文献增量趋势、学科交叉和分布、作者和国家或地区的合作网络,以及水土保持研究的知识基础和热点关键词时间演进等内容。研究认为:国际水土保持研究文献数量呈明显增长趋势;学科领域跨度较大,交叉融合较多;作者合作网络具有丰满的树状生长图结构,表现出较好的合作生态链;国家或地区合作网络紧密,部分国家或地区在合作中发挥了重要的媒介联结作用;筛选的知识基础文献具有较好的代表性,是水土保持研究的奠基性基础知识;突发性关键词的热点趋势变化为相关学者的进一步研究及政府管理决策提供了参考。     

流冰对引水隧洞撞击破坏力学特性数值分析与验证

寒旱地区冬季寒冷,昼夜温差大,长距离输水工程在解冻期易形成流冰,不同尺寸的流冰对隧洞形成不同的挤压力或撞击力,甚至导致衬砌破损,工程失效。该文通过深入研究流冰与引水隧洞碰撞时的相互作用问题,并利用有限元接触-碰撞算法的对称罚函数算法,进行了流冰撞击引水隧洞衬砌的接触-碰撞算法的理论分析。应用ANSYS/LS-DYNA软件,建立隧洞模型和流冰模型,选用LS-DYNA SOLVER求解器进行求解,分析流冰对隧洞的破坏程度;并通过物理模型试验采用几何比尺为C_l为28进行验证,揭示流冰对引水隧洞的撞击破坏机理。结果表明:流冰在不同流速、不同平面尺寸、不同厚度等工况下,流冰与隧洞衬砌碰撞时,隧洞衬砌表面会产生不同程度的变形和破坏;随着流速增大,撞击应力值也相应增大,两者呈线性关系;当流冰平面尺寸变化时,其撞击应力随着流冰平面尺寸的增大而增大,两者呈非线性关系;当流冰厚度增加时,流冰厚度小于0.5 m时,撞击力随着流冰厚度的增大而增大;其厚度超过0.5 m时,撞击应力值变化不大,其流冰平面尺寸和最大应力呈现近似线性关系。同时,通过软件模拟和试验观测得出的计算结果基本一致,流冰与隧洞衬砌碰撞时,隧洞衬砌表面会产生不同程度变形,变形对隧洞稳定性影响不大。但是,流冰冲刷会导致隧洞衬砌表面破碎,长期会影响结构的强度与稳定性。其结果可为寒旱地区冬季输水工程安全提供理论支撑和技术保障。     

基于WPI的水安全评价体系研究

针对水安全评价问题,介绍了水贫穷指数(WPI)。根据我国实际情况对水贫穷指数中的水安全评价指标进行深入研究,并在此基础上提出适合我国流域的水安全评价指标。以石羊河流域为例的应用证明了该指数能够清晰地反映威胁流域水安全的因素的具体特征,通过水安全分级的方法可以确定各特定区域的水安全级别,为制定水安全预警机制提供依据。     

基于物元可拓模型的黄河兰州段突发水污染安全评价

[目的]科学评价黄河流域突发水污染安全等级,为提高黄河流域突发水污染事件应急响应能力提供参考.[方法]基于科学性、整体性、数据可获得性等原则,通过PSR模型遴选16个与黄河兰州段相关指标构建评价指标体系,并以黄河兰州段2014-2019年数据为基础,采用GRA-PCA组合确定指标权重,运用物元可拓模型得到其突发水污染安...     

人类活动对内陆河石羊河流域水资源转化的影响

石羊河地表水与地下水多次转化关系为流域提高水资源利用率提供了可能性。但上游盲目扩大灌溉面积,引起水资源的过度开发利用。研究表明,至1989年净灌溉面积达2.01万hm2,使进入下游的河川径流衰竭甚至断流;石羊河中下游年超采量达5×108m3以上,仅民勤盆地年超采量达4×108m3以上;下游地下水矿化度以每年0.1g/L的速度增长,下游出现了严重的生态问题。     

集对分析法在水安全评价中的应用

建立基于集对分析法城市水安全评价模型,为城市水安全的评价及管理提供决策和支持。根据城市水安全的实际出发,构建了城市水安全评价指标体系及评价等级标准,并由专家法确定评价指标权重,进而利用集对分析法建立城市水安全评价模型,将该模型应用的甘肃省14个地州市水安全评价中。评价结果表明,甘肃省14个地州市的水安全形势不容乐观,安全等级整体偏低。最后,将本文的评价结果与模糊综合评价法和水贫困指标评价法的评价结果进行比较。三种评价结果的对比分析表明,利用集对分析法与其他两种方法得到的评价结果基本一致。该方法可以清晰地反映影响城市水安全因素及其相关特征,且该方法概念清晰,结构简单,计算简洁,易操作。     

流冰对输水明渠混凝土衬砌的撞击影响

为研究西北寒冷地区长距离输水工程中流冰对输水明渠的撞击影响,该研究运用LS-DYNA软件模拟不同工况下流冰与输水明渠碰撞挤压过程,并通过室内模型试验进行相应验证,探求水-空气耦合介质中流冰碰撞输水明渠的破坏规律。结果表明：流冰速度对明渠衬砌撞击的最大等效应力与X方向最大位移呈现出近似的Pseudo-Voigt函数峰值曲线关系。流冰压缩强度对明渠衬砌撞击的最大等效应力与X方向最大位移呈现出近似的线性关系。综合分析所模拟的不同组合工况可以看出,对明渠衬砌撞击影响明显的组合区间是流冰压缩强度为1.825～3.199 MPa、流冰速度为3.5～4.5 m/s时的组合情况,其等效应力值为4.3～16.8 MPa、X方向最大位移值为2.59～5.52×10-5 m;对明渠衬砌撞击影响最大的双因素组合是流冰压缩强度为3.059 MPa、流冰速度为4.0 m/s的组合情况,其等效应力值为16.8 MPa、X方向最大位移值为5.52×10-5 m;对明渠衬砌撞击影响较为不明显的组合区间是流冰速度为0.5～1.0 m/s、压缩强度为1.825～2.375 MPa时的组合情况,其等效应力为0.7～2.8 MPa、X方向最大位移为0.24～0.52×10-5 m。同时,模拟值与试验结果基本吻合,表明所采用的数值模拟仿真模型准确可靠,其结果可为寒冷地区冬季输水工程安全运营提供帮助。     

基于WoS平台的中外水土保持研究计量学比较分析

[目的]对比分析中外水土保持研究的文献增量趋势、学科分布、机构和作者的合作网络以及水土保持研究热点,为中国相关领域学者、科研机构以及政府管理部门在加强国际科研合作以及关注农业农学问题研究等方面提供科学有益的参考。[方法]以Web of Science(WoS)数据库1986—2015年中外水土保持文献数据为对象,以知识图谱的方式,运用CiteSpace计量学分析软件对引文数据进行了分析和处理。[结果]中外水土保持研究文献总量均呈稳定增长趋势;美国、中国、澳大利亚占据了文献产出国家排名的前3位,欧洲高产国家最多;总体学科领域跨度较大,新兴学科增长明显;中外机构合作联系紧密,树状图谱枝杈丰满,形成了以中国、美国为重要产出节点的合作生态链;比利时的佩森(Poesen J)、戈韦尔(Govers G)等学者产出最多,且在各国学者合作中起到了重要的桥接作用。[结论]中外在水土保持研究热点上十分接近,土壤侵蚀、径流和建模是中外频次最高的研究热点关键词。