负水头灌溉原理与装置

该文提出了一种新型的负水头灌溉技术,由负水头控制装置、集气装置和供水器3部分组成,系统介绍了目前负水头灌溉技术研究进展,阐述了负水头灌溉技术原理。结合原理结构图和实物图阐述了负水头关键技术的研究情况、工作原理及其作用。该系统利用简易水头控制装置和集气装置通过盘式供水器将灌溉水输送到作物根层。该研究以期建立负水头灌溉技术基本构架,为负水头灌溉系统的深入研究和推广奠定基础。

基于两组负水头入渗数据推求Brooks-Corey模型中的参数

非饱和土壤水分运动和溶质运移的研究需要准确的土壤水动力特性信息,然而土壤水动力特性的测定往往费时费力且较难。该研究假设土壤水力动力特性可用B rooks-Corey模型来描述,结合D arcy定理和质量守恒推导了基于两组负水头下入渗数据来估计B rooks-Corey模型参数的方法。利用负水头下一维土壤水分运动中累计入渗量和湿润峰之间的关系实现了参数的求解,大量的数值模拟数据检验了该方法,并与W ang的方法进行了比较和分析,结果表明本研究提供了一种简单而且精确的确定土壤水动力参数方法。

推求Gardner-Russo持水曲线模型参数的简单入渗法

本文基于水平一维非饱和土壤水分运动规律,推求了Gardner-Russo持水曲线模型参数,获得了水平一维非饱和土壤水分运动中累积入渗量、入渗率、湿润峰、入渗时间之间的理论关系.用模拟的结果进行拟合,其决定系数为0.9969～0.9997.当获得土壤饱和体积含水率、初始体积含水率、残余体积含水率和土壤饱和导水率,基于这些理论关系实现了Gardner-Russo模型曲线特征参数的求解.利用数值模拟数据和实验数据检验该方法,将用此方法估计的参数值与理论值进行比较,并进行了模型中参数的敏感性分析,结果表明本研究所求得的参数有较高的精度,为土壤水分运动参数求解提供了一种简单的土壤水分瞬时入渗法.

湖南省洪涝灾害风险评估研究

根据湖南暴雨洪水致灾的特点，收集了湖南省1971～2006年各站点逐日降水数据，主要选取历年各县市受灾率、成灾率、降水变率、脆弱度、灾害损失率等指标，评估各地区洪涝灾害风险程度。结果表明：该省洪涝灾害发生的风险概率由北到南呈增加之势。最后根据洪涝灾害农业风险度时空分布特征，提出了相应的防灾减灾对策，以削减或缓解洪涝灾害对区域社会经济发展的影响。

基于改进可拓物元模型的防洪体系风险评价

根据可拓集合理论构建并分析了物元可拓评价模型,指出了该模型在风险评价中存在待评物元超出节域而无法计算的局限性。针对物元可拓综合评价模型的局限性,对原构建的物元可拓评价模型进行了改进,即对每个量值都进行规格化处理,并用于防洪工程体系实例分析。结果表明,改进的物元可拓风险评价方法科学合理且计算简便,并考虑了相关性对风险等级评估的影响,有着广阔的应用推广前景。

基于圆盘渗透仪常用计算模型的比较和分析

圆盘渗透仪已成为一种常用的田间测定土壤导水参数的仪器,基于圆盘渗透仪在某一选定点测量的入渗时间以及与入渗时间相对应的入渗量,利用一些常用的计算模型来计算低基模吸力土壤表层的导水参数,如吸水系数、导水率和宏观毛管上升高度等。本研究在总结一些常用的计算模型的基础上,并结合实验和模拟的数据对其进行比较和分析,为利用圆盘渗透仪进行土壤水力特性的估算提供了一定的参考作用。

改进的圆盘渗透仪计算模型

圆盘渗透仪是一种目前常用的田间测定土壤导水参数的仪器,利用测量得到的入渗数据,国内外学者推导出了一系列推导土壤导水参数的计算方法。这些方法经过逐步改进,日趋成熟。本研究主要是针对Zhang模型中不能准确估计宏观毛管上升高度的缺点,用Philip的导水率曲线代替Ankeny等方法的近似公式来改进Zhang模型,用大量的模拟和实验的数据对比分析现有方法和新方法,新方法提供了更精确的估计值。

利用圆盘渗透仪测定土壤水动力参数模型

圆盘渗透仪是一种能够快速、简便测定土壤水动力参数的装置 ,在国外已得到普遍的应用 ,而在国内应用较少。介绍了利用圆盘渗透仪测定土壤水动力参数的一些常用的模型 ,在参阅国外文献的基础上分析了这些模型的优缺点 ,并提出了下一步的研究方向。

跨流域调水对汉江中下游生态环境影响及对策

实施南水北调中线工程,可缓解京、津及华北地区水资源紧张状况,但是也会对汉江中下游水环境容量造成一定的影响,而引汉济渭工程的实施,更将加剧因南水北调对汉江中下游地区生态环境的影响。通过分析双重跨流域调水对汉江中下游地区生态环境的影响因素,提出了缓解和弥补生态环境恶化影响的相关对策措施,如实施一体化、双轨制流域管理体制,加快"引江补汉"——向丹江口水库补水工程建设,进行汉江流域水资源专题研究,构建汉江流域水权与生态补偿机制等。

动态矩阵控制在渠道运行系统中的应用

基于预测控制的优良品质,将预测控制中的动态矩阵控制(DMC)引入渠系自动控制,设计DMC控制器,以改良系统的动态性能.对单渠段系统建立动态矩阵控制模型,采用等体积运行方式控制渠段中点水位,用SaintVenant方程求解水力过程,并采用Matlab及Simulink软件仿真.对其稳定性等进行分析,表明该控制器能够增强系统的鲁棒性,特别对解决时滞问题有显著效果.

黄河河套灌区咸水灌溉试验研究

2002年在内蒙古河套灌区红卫节水示范园进行了咸水灌溉试验,经对灌溉土壤水盐动态变化分析得到:在矿化度小于2.5g/L的咸水灌溉后,土壤盐分有一定的积累,但经过秋浇后土壤含盐量可以降到咸水灌溉前的水平。应用示范园的土壤、水分、盐分试验资料对SWAP模型的参数进行了率定和验证,模型模拟结果和田间试验结果符合较好,可以用来进行灌区水盐变化的计算预测。

用盘式负压入渗仪计算土壤水动力参数的改进方法

本研究为根据盘式负压入渗仪测定的入渗数据计算土壤水动力参数的一种新方法。该方法是在已有方法结构不变的情况下,引入重力对入渗的影响,发展得到的新模型。为了检验新方法,分别用各种不同模型计算用数值模拟及田间试验得到的不同土壤、盘径、水头压力条件下的入渗数据并进行比较。结果表明,相对于其他方法,新方法不仅对小盘径盘式负压入渗仪得到的入渗数据适用,更适用于大盘径盘式负压入渗仪得到的入渗数据,计算的导水率能在短时间内趋于常量,且计算结果比其他方法精度更高,是一种合理可靠的计算方法。

连通湖泊群加权模糊综合水质评价模型及其应用

1研究背景 随着国民环境保护意识的提高,众多学者开始致力于水资源合理利用与保护的研究[1-3]。水质评价作为规划、评价、管理水资源的基本依据,在水环境领域占据重要地位,由于水质评价涉及到较多作用因素,传统的评价法容易出现评价指标选择不准确、权重的主观分布等问题,不能够准确描述水体的水质状态[4]。

基于滩岸变形的游荡型河段崩岸计算模型研究

针对游荡型河道的演变特征,将主流摆动和河岸崩塌的计算模式与平面二维水动力学模型相结合,建立了游荡型河段滩岸崩塌的计算模型。介绍了滩岸横向冲刷距离计算和河岸稳定性分析的方法。描述了游荡型河道水沙数学模型计算中的边界处理方法、河岸横向冲刷与崩塌过程计算和河岸形态修正的主要步骤。该模型有效解决了崩岸尺度与河宽尺度不匹配的问题,能够模拟河岸后退或淤长过程。

基于负水头下一维土壤水分入渗含水量空间分布的推算方法

本文提供了一种推算负水头供水时一维土壤吸水过程不同时间土壤含水量的空间分布的方法,该算法可基于土壤累计吸水量、湿润锋位置和土壤表层体积含水量,推算不同时间的土壤含水量剖面分布。

大东湖生态水网构建技术及应用

1研究背景 湖北省素称＂千湖之省＂,随着历史的变迁和人类活动的加剧,河湖自然连通的形式已不复存在,由于历年泥沙淤积、人工围湖垦殖等因素,湖泊数量和面积已大大缩小。大东湖水网生态工程的实施致力于恢复湖泊水质,改善水环境。大东湖水网由引水口、连通港渠和湖泊构成,生态水网的构建技术主要体现在生态引水口工程、生态河渠综合整治、湖泊底泥处理以及河湖水力优化调度等方面。

移动坐标下平面二维水沙模型的建立

由于游荡型河道河岸变形尺度远小于河宽尺度,给计算带来了不便。通过讨论在正交曲线贴体坐标下建立平面二维水沙数学模型,以实例进行模拟分析,引入移动坐标技术,使得计算区域的网格随河岸后退而移动,从而可以较好地解决河岸变形尺度与河岸尺度不匹配的问题。

城市浅水湖泊水质水量联合调度研究

长江湖泊群富营养化问题是水环境目前最为突出的问题之一,并且将伴随湖泊生态系统退化、水环境恶化而越来越突出。构建生态水网工程,增加水体流动性是改善湖泊水环境的有效措施之一。本文以武汉"大东湖生态水网工程"实施为工程应用背景,借助湖泊水网水生态环境模拟分析的有关理论成果,建立大东湖二维水生态环境耦合调度模型,探讨湖泊连通、水力调度对湖泊水生态环境影响的规律,为城市湖泊水生态环境治理和水力工程调度的实施提供借鉴。

基于水质达标的入河污染物总量控制方法研究

制定适宜的污染物控制方案是河道水环境健康管理的重要举措之一。目前,我国以污染物浓度、污染物总量单一控制模式为主,且污染物总量控制仍侧重于目标总量控制。本文以淮河流域沙颍河为例,对河段主要污染物高锰酸钾指数(CODMn)进行浓度及入河负荷总量分析,提出了污染物入河浓度与负荷总量联合控制概念,并对研究河段的环境容量进行估算,最终建立了兼顾水质浓度与入河污染物总量控制的双目标控制决策模型。模型结果表明,在浓度达标时可能需要同时对总量进行控制,在总量达标时也可能需要对水质浓度进行控制,个别月份更需要对两者同时控制。研究结果解决了水质浓度控制与总量控制的矛盾,可对未来水环境功能区的管理提供一定的技术支撑。

长江大保护背景下湖北中小河流系统治理对策建议

长江中游湖泊众多、水系发育、河网密布交织,开展中小河流系统治理,对促进长江大保护战略的实现具有重要意义。针对湖北省中小河流系统治理中存在的主要问题,就如何强化系统综合治理效果、推进长江大保护战略,提出了增强生态意识、明确责任主体、加大资金筹措力度、树立系统治理理念、落实长效管护机制等建议。