平陆运河与沙坪河交汇河段通航水流条件试验研究

平陆运河沿线支流众多且支干落差大,支流突发洪水对运河通航水流条件影响较大。选取入汇角度大、支干汇流比大、河底落差大的沙坪河入汇河段为研究对象,采用1:50正态河工模型试验,对沙坪河入汇河段通航水流条件进行系统试验研究。模型试验结果表明,受支流突发较大洪水和支干河底落差较大影响,运河航道内横向流速大且流态紊乱,加之支流口上游铁路桥限制,消能措施布置长度有限,不能达到较好的消能效果。分析认为主要问题在于支流洪水汇入运河后运河横向流速较大,因此治理方案主要解决“调顺水流+消能”的问题。在交汇处布置导流堤、透空消能墩、底部斜向透空式隔流堤,在支流内采取消力池、消力槛等消能措施并进行系列方案对比试验,发现优化方案Ⅲ的通航水流满足通航要求且不会对支流内铁路桥造成影响。

三峡水库支流甲烷排放研究进展

甲烷(CH_(4))对全球温室效应有着较大的贡献。三峡水库自2003年蓄水以来,其CH_(4)排放问题已受到广泛关注。但三峡水库反季节的运行方式,使支流库湾CH_(4)的产生和传输过程受到多方面的影响,进而导致其CH_(4)排放效应尚不十分明确。本文综述了三峡水库支流CH_(4)排放的研究进展,典型支流的CH_(4)排放通量普遍高于干流,位于三峡水库库尾的部分支流CH_(4)排放通量高于三峡水库库首及库中支流。大多数典型支流的CH_(4)通量在夏季均达到全年峰值,而在冬季高水位运行期均处于相对较低的水平。同时本文主要从水环境条件、水动力条件、人类活动及气象条件4个方面阐述了三峡水库支流CH_(4)排放的影响因素。1)水环境条件:支流水华后藻类衰亡分解过程会驱动CH_(4)释放,且藻类的演替过程会加剧CH_(4)的产生;温度可以直接影响CH_(4)的生成速率和消耗速率,也能通过促进藻的生长间接影响CH_(4)排放;支流相对较低的甲烷氧化菌丰度是其CH_(4)通量较高的原因之一。2)水动力条件:蓄水期CH_(4)主要以扩散的方式进行释放,支流较低的流速促进了悬浮物的沉积,上游沉积物中的CH_(4)含量高于下游;泄水期CH_(4)主要以冒泡的方式进行释放,下游沉积物中TOC急剧增加,但干流的入侵会削弱支流的温度分层,破坏藻类生长环境,间接影响CH_(4)通量。3)人类活动:农业耕作使支流水体中的营养物浓度增加,甲烷氧化菌的丰富度降低,细菌群落的营养相关代谢增强;建设用地扩大、支流筑坝增加抑制了有机物的传输,增加了水体中的产CH_(4)底物,促进了CH_(4)的产生。4)气象条件:降雨会携带更多营养物质进入支流,同时会增加水体浊度、破坏水体的温度分层,从而对CH_(4)的产生和传输过程造成影响。最后对未来的研究热点进行了展望,以期为三峡水库CH_(4)排放的控制和管理提供参考。

高职教育助力岭南农耕文化传承的运行机制与实施路径--乡村文化振兴视角

保护传承传统农耕文化,赓续农耕文明,对于全面推进乡村振兴、建设农业强国具有重要的时代意义。本研究通过对国内外农耕文化教育传承研究状况的简要阐述,对岭南农耕文化保护传承现状以及广东高职院校资源基础的综合分析,探究了高职教育助力岭南农耕文化保护传承的运行机制及其策略路径。结果表明,高职院校可通过教学、科研和社会服务三大职能,合力驱动农耕文化传承、农产品价值提升以及乡村旅游发展,进而推进乡村全面振兴。同时构建了四条具体实施路径:一是增强传承意识,提升教师教学能力;二是优化教育培训,培育农遗传承人才;三是加强农遗研究,创新活化利用途径;四是深化产教融合,拓宽社会服务空间。

岭南传统农耕文化保护传承的成效、问题与对策——乡村产业振兴视角

传统农耕文化的保护和传承对于加快农业农村现代化、全面推进乡村振兴具有重要的现实意义。本文通过对传统农耕文化内涵、岭南农耕文化特色、广东现代农业创新发展、岭南农耕文化保护传承现状的综合分析,发现岭南农耕文化保护存在遗产底数尚未摸清、文化遗产数量少、与现代农业跨越发展不协调、与农业“走出去”发展不同步等问题,并提出了以下五方面的对策建议:一是扩大调查研究范围,摸清岭南农耕文化资源底数;二是重视挖掘认定工作,充实重要农业文化遗产总量;三是发挥农耕文化价值,拓展农业功能赋能乡村振兴;四是注重人才素养培育,确保传统农耕文化长盛不衰;五是加大传播普及力度,提升岭南农业文化的影响力。

基于MaxEnt模型预测斑尾榛鸡在中国的潜在适生区

斑尾榛鸡(Bonasa sewerzowi)是我国特有种鸟类,国家一级保护动物,研究斑尾榛鸡在国内的适生区可为其保护提供参考。从全球生物多样性信息机构(global biodiversityinformationfacilyty,GBIF)选取1980年至2020年9月人工观察记录并上传到网站的101个斑尾榛鸡出现位点,结合31个环境变量,利用最大熵模型(maximum entropy,MaxEnt)和地理信息系统(geographic informationsystem,GIS)技术,对其适宜生境进行预测。结果表明MaxEnt模型的预测精度较高(AUC平均值为0.906)。刀切法(Jackknife)结果显示,距河流最近距离、距道路最近距离、距居民点距离、最冷月最低温度、海拔是影响斑尾榛鸡生境的5个重要环境变量。该模型预测斑尾榛鸡的高适生区主要分布在甘肃西南部、青海东部以及四川北部地区;其次在西藏东部、云南北部地区有零星的高适生区。潜在的适生区破碎化比较严重,在未来修复破碎化的生境,扩大斑尾榛鸡高适生区范围,对于合理有效保护该物种及其生境有重要意义。

三峡库区泥沙絮凝临界条件现场测量

三峡库区絮凝现象是细颗粒泥沙淤积的重要原因,泥沙絮凝临界条件对三峡库区泥沙淤积规律和模拟具有重要意义。在三峡库区忠县和奉节河段开展泥沙絮凝的现场测量,基于声学多普勒流速仪(Acoustic Doppler Velo-cimeter,ADV)和泥沙采样测得同步的瞬时流速和含沙量,通过泥沙扩散理论反算现场泥沙沉速及絮团粒径,得到了三峡库区泥沙絮凝度及其与粒径、流速和含沙量的关系。结果表明:库区细颗粒泥沙发生絮凝,且多为中轻度絮凝,重度絮凝较少;库区泥沙絮凝的临界粒径约为0. 018 mm,临界流速约为0. 7 m/s,临界含沙量约为0. 8 kg/m^3。研究结果可为三峡库区泥沙的运动规律以及泥沙淤积模拟等提供一定的理论支撑。

基于模糊贝叶斯网络的长江上游航道整治建筑物技术状况评价研究

针对长江上游航道整治建筑物特点,以建筑物功能发挥状况和结构状况为研究点,提出了建筑物包含"目标-准则-要素-指标"4个层次的评价指标体系;基于贝叶斯网络方法和模糊数学理论,建立了航道整治建筑物技术状况的综合评价模型,定义了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共4级评价标准;通过数学期望公式量化建筑物具体技术状况值。以长江上游东溪口碛头坝为例,对其2016、2017、2018年的技术状况进行了验证评价。结果表明:2016、2017、2018年,长江上游东溪口碛头坝技术状况隶属等级分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅱ级,与规范所得结果吻合;量化技术状况值E分别为83.75、75.25、70.25,与工程实际相符。

航道承载力内涵及评价方法研究——以长江上游航道为例

承载力是社会经济发展规划的重要依据,但航道承载力的内涵尚不明确,缺乏对航道承载力的评价研究。分析各类承载力的定义表明其内涵包含承载体、承载对象、承载条件、承载能力指标4个要素,据此探讨明确了航道承载力的4个要素,将航道承载力定义为:在一定时期内、一定河段内,航道在某个尺度下承载社会经济可持续发展的能力。提出航道承载力供需平衡指数作为评价航道承载力的承载能力指标,即经济驱动的航运需求与航道的通过能力之比。以长江上游航道为例,评价宜宾-重庆、重庆-涪陵、涪陵-宜昌三段的航道承载力当前已接近饱和,急需提升航道等级以满足未来的社会经济可持续发展;估算了其航道可开发的最大尺度,表明目前航道还具有一定提升潜力。长江上游航道的实例研究表明,所提出的航道承载力内涵和评价方法具有一定的适用性,可为航道规划建设提供一定的支撑。

长江叙渝段航道最大开发尺度研究

长江上游叙渝段航道尺度不足问题日益凸显,评估该段航道最大开发尺度对其建设规划具有重要意义。采用叙渝段实测水文地形数据,对稳定航深法中的河相关系参数和水深修正系数进行改进:基于2230 m^(3)/s、12100 m^(3)/s和20291 m^(3)/s三级特征流量下的实测水位,获得了河相关系参数随流量的变化关系,朱沱站实测数据验证表明枯水期较可靠;引入断面形状系数,建立了水深修正系数随设计航道宽度的变化关系。基于改进后的稳定航深法计算叙渝段航道最大开发尺度,结果表明叙渝段通过航道整治能达到Ⅱ级航道3.5 m×100 m及Ⅰ级航道4.5 m×150 m的设计标准,向家坝下泄流量相对设计流量增加400 m^(3)/s可提升航道水深0.39 m左右。所提的改进稳定航深法简化了航道最大开发尺度的计算过程,可为叙渝段后续的航道建设规划提供支撑。

长江上游黄金航道生态可持续发展评价

长江上游航道等级偏低、三峡船闸拥堵等问题突出,导致上游黄金航道通过能力与航运需求增长不相适应。宜尽早决策长江上游黄金航道通过能力提升建设工程,评价航道生态可持续性,以支撑生态保护优先下的长江上游黄金航道建设。基于综合考虑航道开发、经济效益和生态压力等指标的评价体系,针对长江上游黄金航道改进完善相关指标计算方法,评价宜宾至重庆段二级航道工程和三峡水运新通道工程的生态可持续性。结果表明:宜宾至重庆段二级航道建设工程实施后,航道开发率由41%提升至55%,仍小于长江干线航道整体平均开发率67%,经济效益指数显著提升,生态压力指数由0.33提升至0.47,未超过生态可持续性的临界阈值;三峡水运新通道工程实施后,开发率由68%仅提升至69%,经济效益指数显著提升,生态压力指数0.48略微增长至0.49。重庆至宜宾段二级航道建设和三峡水运新通道建设工程符合生态可持续发展要求,研究结果可为长江上游黄金航道相关工程决策建设提供理论支撑。

基于投入产出模型的省际间货运量模拟研究

现有货运量模拟研究多针对某一区域的货运总量,较少涉及货运流向。在2012年中国31省市投入产出表的基础上,采用引力模型估算区域间贸易系数矩阵,采用列系数模型编制中国31省市42部门的区域间投入产出表,将价值流量转化成货运流量得到省际间货运量。利用2012年资料对模型参数进行率定,利用2017年资料对模型进行验证。研究结果表明:模型在考虑GDP增长和产业结构调整对货运量的影响下,可以较好地模拟各区域货运总量和区域间的货运流向,可为研究GDP和产业结构对货运量的影响提供量化方法,为规划未来交通基础设施的建设规模提供参考。

淹没条件下环境流速对磨料水射流流场特性的影响

基于满足连续介质假设的欧拉模型作为磨料水射流的两相流计算模型和Realizable k-ε湍流模型,对不同环境流速条件下淹没状态磨料水射流的流场做出数值模拟,得出磨料水射流的固液两相流态变化。结果表明:环境水流会对淹没状态下磨料水射流造成明显的偏移,流速越大偏移程度越大;通过对射流结构的分段分析,发现能量损耗以及偏移较大的发生部位为射流基本段;通过对水平和垂直分速度的分析,发现速度方向随着环境流速的变大而增大偏移,速度峰值随着环境流速的变大而增大偏移,总速度趋势与垂直分速度趋势保持一致。该研究可对磨料水射流进行水下作业提供一定的参考。

基于声学实时监测的卵石运动数量研究

天然河流中的推移质输移具有很强的随机性,传统的推移质采样方法无法对输移过程进行连续的动态监测,限制了对推移质输移特性研究的进程。鉴于声学法在卵石输移原型观测中具有能够动态监测且时空间分辨率高的优势,结合卵石碰撞音频的能量变化特点,探究利用卵石碰撞信号来分析卵石运动数量的方法。研究表明:单颗卵石运动过程中与床面的碰撞次数与水流流速呈正相关、与卵石粒径无较明显的关联;基于试验数据建立卵石碰撞次数与水流流速的经验公式,进一步推算卵石运动数量,为声学法卵石输移原型观测提供一定的理论支撑。

经济驱动下的航运需求预测

航运是经济发展的重要载体,经济发展驱动的航运需求预测研究是航运发展战略的重要支撑。采用实测资料分析和数学模型的研究手段,建立了两种航运需求预测模型,即贸易引力模型和投入产出模型。基于云南省的航运经济数据对两种模型进行验证,结果表明两种模拟方法均可行,可采用二者预测结果的平均值作为最终预测结果。云南省在2030年的国内航运需求可达1040万吨、国际航运需求将近200万吨,迫切需要提升云南省的综合航运能力,周边国家或地区的航运能力亦需同步提升。

基于引力模型的航运需求模拟研究

航运需求模拟方法众多,引入贸易引力模型对航运需求进行模拟。分析了引力模型中影响区域贸易量的两个重要因素:区域经济体量、区域间的距离阻力,即贸易量与区域经济体量成正比,与区域间距离成反比。以云南省对外贸易为例进行实证分析,利用搜集的数据率定了引力模型中的基本参数。通过计算贸易额与实际值拟合对比,结果表明率定出的引力模型模拟效果较好,最后利用该模型对云南未来的国际航运需求量进行了计算。采用引力模型方法进行航运需求模拟,模拟过程简便,模拟精度可信,可供相关人员参考借鉴。

伊洛瓦底江航道潜能估算研究

伊洛瓦底江是中国西南直达印度洋航线的重要水运通道。针对伊洛瓦底江航道尺度的开发潜力问题,基于水力学、河流动力学,参考已有航道潜能估算方法推导得出航道水深理论公式,采用实测资料和经验参数估算了伊洛瓦底江不同航段理论上能达到的航道水深。结果表明:伊洛瓦底江在通航保证率为98%条件下,八莫至曼德勒航段、曼德勒至卑谬航段、卑谬至仰光航段最小航道开发水深分别为2.14、2.58、2.75 m,年通过能力18亿t以上。研究结果可为伊洛瓦底江的航道开发提供一定的理论技术支撑。

三峡水库泥沙淤积对氮磷污染物的影响

三峡水库蓄水运用后,库区宽谷段和弯道段泥沙常年大量淤积,氮磷污染物含量也发生显著变化。为了解三峡库区泥沙淤积对氮磷污染物的影响,基于现场测量以及数据资料的收集,探讨了含沙量与总磷、总氮、氨氮浓度的相关关系,总结了总磷、氨氮以及泥沙淤积的时空分布特征。结果表明:泥沙对总磷吸附较好,总磷浓度均随泥沙淤积的加剧而不断降低;泥沙对氨氮也有一定吸附性,氨氮浓度随泥沙淤积的加剧而有一定降低趋势,但变化趋势远小于总磷。研究结果可为泥沙对河流富营养化等环境因素影响的探讨奠定理论基础。

弯曲溢洪道挑流消能试验研究

为避免加剧弯曲溢洪道的不良振动,对弯道水流的挑流消能问题进行研究。通过试验研究的方法,提出了一种适用于弯曲溢洪道的新型挑流消能工,结合渠底超高法对弯道水流的干扰,使水流在质量力的作用下分流,有效降低和减小了回水的流量范围,增加了挑流水舌的纵向长度。通过对比两种不同凹岸边墙半径的弯曲束窄差动式斜切挑坎和弯曲连续斜切挑坎的回流、挑流和分流等特性,根据水流运动特性和流线的几何关系,提出了一种判断该新型挑坎发生回水的半理论半经验方法。研究发现高坎的收缩程度和凹岸边墙半径是影响分流和回水的主要因素,通过对高坎水流运动特性的分析,拟合流量、凹岸边墙半径与高坎折冲水流出流方向角γ的经验公式,推导了高坎分流临界角度γc的计算表达式,计算结果与试验测量结果吻合良好,可以为弯道水流挑流消能的工程应用和运行提供参考。

三峡库区黄花城河段环流结构与涡尺度特征初探

弯道水流结构在天然河流形态演变过程中起着重要作用,为进一步深化对弯道环流结构与紊动特性的认识,以三峡库区黄花城河段具有的连续弯道为研究对象,采用声学多普勒剖面流速仪(ADCP)开展原型三维瞬时速度测量,初步分析弯道环流结构与湍流结构尺度分布特性。研究结果表明:三峡库区黄花城河段存在河道层面宏观尺度的弯道环流结构;受局部壅水以及河床地形影响,在测量垂线上表现为全水深环流结构或双环流结构特征;超大尺度湍流结构仍然存在于库区连续弯道河流中,但尺度以及分布受弯道环流结构影响较大。

长江上游洛碛河段采砂后鱼类生境现状研究

近年来,长江上游大量集中采砂造成河床地貌大幅改变,进而改变了该河段原有的水流条件。采砂可能会改变鱼类生境,但采砂后的河道鱼类生境现状尚不明确。分别在2019年1月以及2020年6月、12月对洛碛河段进行了3次水声学调查,探明了洛碛河段的鱼群生境现状。基于采砂前后实测地形,分析了洛碛河段采砂前后的地形、流速、水深等参数变化。通过构建鱼类栖息地模型,评价了采砂坑内的鱼类生境状况。结果表明:3次调查均在采砂坑深潭监测到鱼群,说明采砂坑深潭已逐渐形成可供鱼类栖息的新生境;鱼群密度最大值出现在2020年6月,为170.0 ind./1000 m^(3),最小值出现在2019年1月,为81.8 ind./1000 m^(3);2020年6月监测到的鱼类平均体长最大,达到了17.2 cm,最小平均体长出现在2019年1月,为14.8 cm;洛碛河段采砂后形成的深潭的水深大于20 m,流速低于1.2 m/s;栖息地评价模型显示,采砂坑在洪水期为鱼类提供了缓流适宜生境。