中隔墩对WES堰流量系数影响研究

为了定量分析中隔墩对WES堰泄流能力的影响,采用试验方法研究了墩头为半圆形的中隔墩在不同水头下的流量系数,并与无中隔墩情况进行了对比分析,并采用数值模拟方法,分析了设置中隔墩后流量系数减小的原因,研究结果表明:中隔墩对泄流能力的影响可用侧收缩系数反映,堰前有无引流明渠对中隔墩侧收缩系数影响不大;有无边墩对中隔墩侧收缩系...     

农村用水保障工程灾后重建设计探讨——以四川省都江堰市蒲阳镇为例

通过对都江堰市蒲阳镇用水保障工程震后损毁情况的调查分析,提出了农村用水保障工程灾后重建方案。通过一系列工程措施进行综合整治后,蒲阳镇的用水保障工程在安全性能、基础设施配套等方面得到了优化,实现了农业水利基础设施与防灾减灾的集成,提升了农业综合生产能力和抵御自然灾害的能力,促进了蒲阳镇新农村建设的发展。     

基于MEA-BPNN的中国西北旱区参考作物蒸散量预报模型

为有效提高西北旱区参考作物蒸散量(Reference crop evapotranspiration,ET_0)预报精度,在西北旱区选择5个代表性气象站点,构建10种基于思维进化算法(Mind evolutionary algorithm,MEA)优化的误差反向传波神经网络(Back propagation neural network,BPNN)ET_0预报模型,并将其与Hargreaves-Samani模型、Irmak模型和48-PM模型等3种在西北旱区ET_0计算精度较高的模型进行比较。结果表明:在不同输入的情况下MEA-BPNN模型模拟精度具有相对较高水平,其中MEA-BPNN1(输入最高气温T_(max)、最低气温T_(min)、相对湿度R_H、日照时数n和距地面两米高处的风速u_2)、MEABPNN2(输入T_(max)、T_(min)、n和u_2)及MEA-BPNN3(输入T_(max)、T_(min)、R_H和u_2)模型的R~2、NSE均大于0.96,RMSE、MAE也分别小于0.34、0.25 mm/d,以上3种MEA-BPNN模型的整体评价指标(Global performance indicator,GPI)排名分别为1、2、3;MEA-BPNN7(输入T_(max)、T_(min)和u_2)的R~2、NSE分别为0.966 2、0.962 2,RMSE、MAE分别为0.3610、0.276 1 mm/d,模拟精度较高;MEA-BPNN模型可移植性的分析表明:MEA-BPNN模型在西北旱区具有较强的泛化能力,基于不同站点数据构建的预报模型也有较高精度;在相同输入的情况下MEA-BPNN模型模拟精度均高于Hargreaves-Samani模型、Irmak模型和48-PM模型。因此,在气象资料缺乏情景下MEA-BPNN模型可作为西北旱区ET_0计算的推荐模型,可为实时精准灌溉预报的实现提供科学依据。     

四川盆地降水量变化特征分析

基于四川盆地内8个雨量站1954—2010年的月降水资料,运用降水集度、线性回归分析、滑动平均法、距平百分率、Kendall秩次相关法、小波分析、Mann-Kendall检验法以及滑动t检验法,对四川盆地降水量年内分配情况、年和四季降水量变化趋势、周期及突变性进行了分析。结果表明,四川盆地降水量年内分配呈季节性变化;年及四季降水量均呈减少趋势,其中,年和秋季降水量减少趋势在95%置信区间内显著;年、秋季和冬季降水量变化周期较短,均小于10 a;春季和冬季降水量不存在明显的突变点,年和秋季降水量突变开始的时间分别为1985年和1997年,夏季存在2次突变,突变点分别为1979年和1997年。     

资料缺乏地区水功能区纳污能力计算——以都匀市清水江为例

水功能区限制纳污红线的确立是实行最严格水资源管理制度的重要组成部分。然而在河流纳污能力量化的过程中往往因为流量、流速等数据的缺失或不足导致计算结果不够准确。SWAT分布式水文模型可以通过DEM生成河网并结合气象等数据计算出河道的流量和流速,模型的这一优势能够很好地解决目标河道水文资料缺乏的问题。以黔南州都匀市清水江为例,通过构建SWAT模型和一维水质模型计算出该河流各个水功能区的纳污能力,研究结果可为该河流的水污染总量控制提供数据支撑。     

多元自适应回归样条算法模拟川中丘陵区参考作物蒸散量

参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration, ET_0)是作物精准灌溉管理与农业高效用水的核心参数。为提高川中丘陵区气象资料缺省下的ET_0预报精度,利用不同的气象因子组合,建立15种基于多元自适应回归样条算法(multivariate adaptive regression splines, MARS)的ET_0预报模型。选取11个代表性气象站点1961—2016年逐日气象资料进行分析,将其与其他ET_0预报模型进行对比,并利用可移植性分析评价MARS模型在川中丘陵区的适用性。结果表明:基于温度和风速项输入的MARS_5(输入大气顶层辐射、最高气温、最低气温、2m处风速)、MARS_9(输入最高气温、最低气温、2 m处风速)和MARS_(13)(输入最高气温、2 m处风速)模型,以及仅基于风速项输入的MARS_(15)模型都具有良好的模拟精度;大气顶层辐射和风速是决定机器学习模型地域性适应能力的关键;引入大气顶层辐射后,MARS_6(输入大气顶层辐射、最高气温、最低气温、相对湿度)、MARS_7(输入大气顶层辐射、最高气温、最低气温、日照时长)、MARS_8(输入大气顶层辐射、最高气温、最低气温)模型均优于相同气象因子依赖下的Irmak-Allen、Irmak、Hargreaves-M4模型;通过可移植性分析发现,在训练站点和测试站点的随机交叉组合下,MARS_5模型保持了较高的精度(纳什效率系数和决定系数均大于0.985),且输出较为稳定的模拟结果,均方根误差变化范围为0.121～0.193 mm/d,平均相对误差变化范围为2.7%～4.2%。因此,基于多元自适应回归样条算法的ET_0预报模型可作为川中丘陵区ET_0预报的推荐模型。     

岷江中游眉山~乐山段水质变化趋势及航电开发对其影响研究

依据岷江中游眉山~乐山河段(简称眉乐段)水质监测资料,选用具有代表性的水质因子COD、NH3-N、TP分析眉乐段水质变化趋势,探讨航电梯级开发对水质的影响.结果表明,眉乐段水质主要受上游来水影响,府河汇合后的岷江干流眉乐段区间污染负荷量相对较少,对河流水质影响相对较小;河段水质在空间分布上总体呈现上游至下游逐步好转的趋势,COD沿程稳定达到Ⅲ类水质标准,NH3-N和TP沿程降低;在时间分布上,水质逐年变好;主要支流体泉河水质较差,超标严重,思蒙河和毛河COD、NH3-N浓度维持在Ⅲ类水质标准,TP浓度超过Ⅳ类水质标准,且有逐年升高趋势;汉阳库区建成后COD、NH3-N较建成前降低,TP较建成前略微增加,汉阳库区出库COD、NH3-N、TP较入库降低.研究结果可为航电梯级水库环境影响分析?航电开发和水环境治理提供参考依据     

基于极限学习机的参考作物蒸散量预测模型

为实现气象资料缺乏情况下参考作物蒸散量（reference crop evapotranspiration, ET0）高精度预测,以气象因子的不同组合为输入参数,利用FAO-56 Penman-Monteith公式计算的ET0作为预测标准值建立基于极限学习机（extreme learning machine, ELM）的ET0预测模型。选取川中丘陵区7个气象站点1963－2012年逐日气象资料进行模型训练与测试,并将模拟结果同Hargreaves、Priestley-Taylor、Makkink及Irmark-Allen等4种常用模型进行对比。结果表明：ELM模型能很好地反映气象因子同ET0间复杂的非线性关系,且模拟精度较高;基于最高和最低温度的ELM模型模拟精度（均方根误差和模型效率系数分别为0.504 mm/d和0.827）高于Hargreaves模型（均方根误差和模型有效系数分别为0.692 mm/d和0.741）;基于最高、最低温度和辐射的ELM模型模拟精度（均方根误差和模型有效系数分别为0.291 mm/d和0.938）明显高于Priestley-Taylor（均方根误差和模型有效系数分别为0.467 mm/d和0.823）、Makkink（均方根误差和模型有效系数分别为0.540 mm/d和0.800）和Irmark-Allen模型（均方根误差和模型有效系数分别为0.880 mm/d和0.623）。因此基于最高、最低温度和辐射的ELM模型可以作为气象资料缺乏情况下川中丘陵区ET0计算的推荐模型。该研究可为川中丘陵区气象资料缺乏情境下ET0精确计算提供科学依据。     

脉冲式液滴对非均匀沙坡面的溅蚀影响

通过模拟雨滴溅蚀试验,探究液滴定点脉冲式打击对非均匀沙的溅蚀影响。试验对4种中值粒径的非均匀沙（1,2,3,3.7mm）在4种坡度（0°,15°,25°,35°）条件下,采用直径3.65mm的脉冲式液滴进行试验,对比其溅蚀过程和溅蚀坑型得出结论：相同直径的液滴在同坡度同中值粒径的非均匀沙坡面进行试验,脉冲式液滴对其影响比单液滴更明显,液滴连续打击具有一定的“叠加效应”,下垫面坡度及中值粒径的变化对溅蚀过程及溅蚀坑型也有明显影响。液滴初始打击赋予颗粒不稳定性,随着液滴持续打击,中心颗粒被压实形成塌陷,周围颗粒在侧压力和液滴打击的冲量作用下向四周呈抛物线跃移,形成粗颗粒松散沉积物,进而粗化发展形成溅蚀坑。随着坡度增加坡面稳定性变差,溅蚀坑坑口直径变大、上壁变陡、下壁变缓,下坑唇处颗粒堆积量增加,更易失稳垮塌。同时中值粒径越大细砂受到的遮蔽作用越强,液滴的能量损失越大,用于破坏下垫面原始结构的能量越少,形成溅蚀坑越难。