附加用水量对再生砂混凝土工作性和力学性能的影响

再生砂掺量和附加用水量对新拌和硬化再生砂混凝土的性能有重要影响。本工作制备了再生砂掺量(γRFA)为30%、50%、70%、100%(质量分数,下同),附加用水量补偿系数(kwa)为0.6、0.75、0.9、1.0的16组再生砂混凝土,测试了这些再生砂混凝土的工作性(坍落度、扩展度与扩展时间)与力学性能(抗压、劈拉强度与弹性模量),分析了kwa和γRFA对再生砂混凝土性能的影响规律,获得了kwa的合理取值范围。结果表明,随着kwa的降低,再生砂混凝土的工作性下降,力学性能增大;γRFA对混凝土力学性能的影响与附加用水量有关,在中低附加用水量(kwa=0.6、0.75)条件下,随着γRFA的增加,再生砂混凝土的部分力学性能指标增大且其值高于天然砂混凝土,而在高附加用水量(kwa=0.9、1.0)下,再生砂混凝土的力学性能随着γRFA的增加呈线性降低。γRFA低于50%对再生砂混凝土力学性能的影响较小,kwa值在0.75~0.9范围变化对再生砂混凝土工作性能与力学性能的影响均相对较小。

多层公共建筑消火栓设计用水量探讨

随着国内经济发展,多层建筑内的功能越来多样化,为了满足人们生活发展需求,多层建筑往往设计成含有多种多样的功能,不同功能组合成一个简单到复杂的建筑,对消火栓设计用水量取值来说往往是给排水设计师们的一个难题,笔者主要探讨下多层公共建筑从功能简单到复杂的消火栓设计用水量该如何取值,为给排水设计师们提供一个参考。

基于改进GM(1,1)模型的生活用水量预测

生活用水量预测是城市给水规划的关键,其核心是提高预测的精准度。由于传统GM(1,1)模型误差主要来源于背景值和初始值,文章采取引入幂函数改进背景值和初始值2种改进方法。引入幂函数改进背景值权重构造,使新数据占改进模型主导地位;引入幂函数减少原始数据振荡,优化原始序列。将改进后的2种模型应用于河南省生活用水量预测中,并与传统GM(1,1)模型进行比较。结果表明改进模型各个检验均满足要求,可进行中长期用水量预测,预测可得2025年河南省生活用水量为48.31×10^(8)m^(3)。优化原始值改进的GM(1,1)模型预测效果好、精度高,可为当地水资源保护、管理提供参考。

气候变化影响下澜湄流域下游水稻生产用水量模拟与分析

农业用水是社会经济用水的主要行业,气候变化对农业用水的影响可能改变区域的水资源供需情势。以澜沧江-湄公河流域下游为研究区,基于ERA5-Land数据集和最新的CMIP6气候预测数据,选用SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP5-8.5三种排放情景,AquaCrop模型将非生产性土壤蒸发和生产性作物蒸腾分离,将水稻生长期内蒸腾总量作为水稻生产用水量,模拟了澜沧江-湄公河流域下游历史和未来时期水稻生产用水量,分析了水稻生产用水量的变化情况及其与温度、降水和CO_(2)浓度之间的相关关系。结果表明:澜沧江-湄公河流域下游水稻生产用水量在空间上表现为北多南少,总体呈现逐年减少趋势,且在SSP5-8.5情景下趋势更加明显。SSP5-8.5情景下的未来远期,澜沧江-湄公河流域下游水稻生产用水量将减少29.7%。与温度和降水相比,水稻生产用水量和CO_(2)浓度之间的相关性最强。SSP5-8.5情景下的未来远期,在泰国的相关系数为-0.875,其余国家各季度下的相关系数均小于-0.9。

基于系统动力学的平原河网型灌区多尺度下灌溉用水量计算方法研究

以嘉兴市长水塘灌区为研究对象,建立基于系统动力学的灌区水循环过程模拟模型,并引入灌片灌溉水回归系数,应用于灌区灌溉回归水重复利用量模拟分析以及多尺度下灌溉用水量计算。结果表明:通过对模型的率定与验证,模拟得到典型泵站模拟水量与实测值基本吻合,相对差绝对值均在15%以内,模拟得到的灌区河网水位变化趋势与实测过程基本一致。模型能够较好的反映灌区水量转化过程,能够为灌区灌溉用水量统计工作提供支撑。

考虑回归水重复利用的多水源灌区灌溉用水量分析

多水源灌区中的灌溉回归水重复利用是普遍存在的现象,分析了灌溉回归水重复利用的机理并结合改进SWAT模型的特点概化了灌溉回归水及其重复利用量的计算方法,并说明了实际灌溉用水量的计算方法。进一步以浙江省浦江县通济桥水库灌区为实例,利用改进SWAT模型构建其水文循环模型,利用长系列实测逐月径流及实测渠首灌溉取水量率定模型参数,并进行验证。其中率定期及验证期的纳什效率系数均大于等于0.85,4条干渠灌水量模拟值与实测值的平均相对误差低于5%,表明改进SWAT模型具有良好的模拟效果且可用于模拟灌区不同水源类型的灌水量。进一步根据模型模拟结果计算得到通济桥水库灌区灌溉回归水及其重复利用量、以及灌区实际灌溉用水量,结果表明,该灌区灌溉回归水重复利用率达到40%,考虑扣除灌溉回归水重复利用量后,灌区灌溉用水量将降低约5.4%,灌区骨干水源灌溉用水量占总用水量的63%,不能代替整个灌区的灌溉用水量。进一步说明灌区实际灌溉用水量统计时应考虑扣除灌溉回归水重复利用量,尤其针对大型灌区或大范围区域,灌区灌溉用水量减少的绝对值将十分可观,可提高灌区灌溉用水量统计精度。对于有监测设施的灌区,不能仅仅以监测水量作为灌区的灌溉用水量,应模拟统计灌区内来源不同水源类型的实际灌溉用水量。

吐鲁番市蒸散发耗水估算与农业用水量相关性研究

为实现蒸散发耗水的准确估算,利用多个气象站点实测数据,结合MODIS和Landsat 8等多源遥感数据作为输入参数,利用中国科学院遥感应用研究所研发的ETWatch模型对吐鲁番市2019—2021年度蒸散发耗水进行估算,同时与当年农业用水总量进行相关性分析。结果表明,高昌区和221团呈现对数相关,拟合优度R2分别达0.80和0.79,鄯善县和托克逊县拟合优度R2分别达0.40和0.37,表明在下垫面土壤和作物类型不太复杂的情况下,该模型估算蒸散发耗水更具有优势。

广东印发小型灌区用水量推算指引

为深入实施用水统计调查制度,科学合理做好农业用水核算工作,2023年12月25日,省水利厅率先印发实施《广东省小型灌区用水量推算指引(试行)》。广东省小型灌区农业灌溉面积占全省灌溉面积超60%,其用水量占全省总用水量约25%。为探索解决小型灌区和潮排潮灌灌区农业取水监测计量及用水量统计难问题,自2022年以来,省水利厅组织省水科院开展了小型灌区和潮排潮灌灌区取水监测计量及用水量推算研究工作。

基于灰色系统GM(1,1)模型的陕西省用水量预测分析

为了解决地区间水资源分配不均和供需不平衡的问题,通过区域的用水量合理预测来优化水资源配置,对水资源的规划和管理具有十分重要的意义。文章使用传统灰色GM(1,1)模型和改进后的灰色GM(1,1)模型,从用水总量、生活用水量、生态用水量、农业用水量和工业用水量五个方面对陕西省用水量进行预测。结果表明:传统灰色GM(1,1)模型在用水总量、生活用水量、生态用水量方面精度更高,改进后的灰色GM(1,1)模型更适合在农业用水量和工业用水量方面的预测。文章使用精度最高的模型响应式对陕西省未来5年的用水量进行预测,对实际水资源调度决策具有参考价值。

基于SVM算法的区域农田灌溉短期用水量预测方法

运用常规方法对区域农田灌溉短期用水量预测时易出现预测数据误差大、预测过程复杂等问题。本文以黄河流域某市东南方向的农田为研究对象,设计了基于SVM算法的区域农田灌溉短期用水量预测方法。基于SVM算法选择用水量特征,选取一对一的构造方法将农田灌溉短期用水量数据分为两个类别。通过SVM算法中支持向量机分类功能获取农田灌溉短期用水量特征子集,并在此基础上根据特征子集运用预测模型进行用水量预测。因为用水量序列波动性较强,所以将GM(1,N)模型与机器学习算法LSSVR模型相结合来进行用水量预测,并确定模型评价指标。结果表明,基于SVM算法的区域农田灌溉短期用水量预测方法误差在允许范围内,且在农业中具有可使用性。

非常规水源利用量在用水总量考核与万元GDP用水量核算中的应用

非常规水源在实际管理中存在概念不清晰、利用量如何纳入到相关管理和考核指标中尚不明确等问题。从非常规水源的内涵出发,明确了非常规水源是由再生水、集蓄雨水、淡化海水、微咸水、矿坑水五部分组成,提出了对超出最低利用量要求的非常规水源利用量不应纳入总量考核以及非常规水源利用量整体不应纳入万元GDP用水量核算中的建议。为保障最严格水资源管理制度的顺利实施,提高非常规水利用率和利用效率提供参考借鉴。

基于改进EMD-SSA-KELM的用水量预测方法研究

针对用水量具有波动性和不确定性,且预测时存在精度低、可信度差等问题,提出了改进经验模态分解法与麻雀搜索算法优化核极限学习机的组合预测模型。首先使用长短期记忆网络对人民胜利渠的原始引黄用水量序列进行极值延拓,改进经验模态分解法的端点效应;然后通过改进后的经验模态分解法将时序信号分解为若干个本征模态分量,使原始用水量信号平稳化;最后利用麻雀搜索算法优化核极限学习机,对原始用水量序列与通过改进后经验模态分解方法的用水量序列进行预测对比。结果表明:基于改进后经验模态分解方法有效地抑制了端点效应,模型预测误差降低43.51%、可信度提高76.79%,因此采用改进经验模态分解方法有效地提高麻雀搜索算法优化核极限学习机组合模型的预测精度和可信度,在水资源预测中更具适应性。

长三角城市生活用水量的时空变化与驱动效应研究

【目的】随着长三角一体化发展的持续深入,区域用水压力凸显,探明长三角城市生活用水量的时空变化特征与驱动效应,为控制长三角城市生活用水量和建设节水型社会等工作提供科学依据。【方法】通过空间转移系数将城市分为3类,并结合数据可视化分析生活用水量的时空变化特征,利用LMDI方法探究城市生活用水量变化的驱动效应。【结果】生活用水量转出区包含两个城市;生活用水量稳定区包含6个城市;生活用水量转入区包含33个城市;各省、各地区、各类生活用水的分解结果中,经济效应和用水强度效应的数值分别是所有效应中的最大值和最小值;公共服务用水量各效应的贡献率绝对值都大于居民家庭用水量的各效应的贡献率绝对值。【结论】长三角城市生活用水量在空间上总体呈现“东高西低”的特征,在时间上呈现不断增长的特征;经济效应和用水强度效应分别是促进和抑制生活用水量增长的主导因素;人口分布的变化会带来生活用水量的变化;公共服务用水量对各效应变化的反应更加敏感。

城市年用水量聚类分析

一年内城市用水量变化既有周期性又有变化性,为总体掌握一年内城市用水量的变化规律,利用K均值聚类算法进行分析。K均值聚类算法具有模式识别和异常值诊断功能,为获得接近全局最优结果,通常需要针对不同的分类质心初始值进行计算。考虑到类别数K值不是预先指定的,需要尝试采用不同的K值进行分析。以华东某城市的某年各日用水量作为原始数据,首先,针对小时用水量变化的上凸或下凹特性,引入加权方法修正异常值;然后,根据计算结果,分析了生成各类别用水的特点。其中,典型特征包括春节前后的用水量较低,“五一”和“十一”两个小长假用水具有相似性。分析结果对于城市用水量管理和供水运行调度具有重要参考价值。

改进EEMD-WOA-SRU模型在用水量预测中的应用

针对用水量信号表现出的强随机性和非平稳性状态,用水量预测存在的精度低、可信度差等问题,提出了基于改进EEMD-WOA-SRU的混合用水量预测模型。首先采用长短期记忆网络(LSTM)预测法抑制集合经验模态分解(EEMD)的端点效应得到改进后的本征模态分量(IMF),然后使用鲸鱼算法(WOA)优化简单循环单元(SRU)并预测各分量,最后累加得到最终的预测结果。试验结果表明,EEMD的分解误差平均降低0.94%,相较于SRU,EEMD-WOA-SRU模型预测的平均绝对误差降低45.42%,均方根误差降低50.43%,可信度提高52.38%。研究结果可为水资源决策提供依据。

河南省农村居民生活用水量预测

为了预测农村居民生活用水量,揭示其变化规律及影响因素,改善农村水资源配置格局和控制居民生活用水量增长,采用灰色关联分析法分析影响农村居民生活用水量的关键因素,并利用遗传算法和BP神经网络相结合的GA-BP混合神经网络模型预测2025年、2030年河南省各地级市的农村居民生活用水量,结果表明:河南省农村居民生活用水量明显随人均可支配收入的增加而增大;2025年、2030年农村居民生活用水量预测结果分别为15.403亿、16.852亿m3,有明显上升趋势。河南省需加大水资源节约集约利用力度,加快建设节水型社会。

中国工业用水量演变的驱动因素与节水路径

工业是中国第二大用水户,其节水效果直接关系到中国用水总量控制目标的顺利完成。采用对数平均迪氏指数分解模型(LMDI)对中国2000—2018年工业用水量历史演变的驱动因素进行分解。将情景分析法和蒙特卡洛方法结合,对2019—2030年工业用水量未来演变趋势进行多情景模拟,从而判别最优的工业节水路径。研究发现:工业用水强度下降是促进工业用水量下降的主要因素,经济增长和人口规模扩大是促进工业用水量增加的主要和次要因素,工业化水平对工业用水量演变的促增效应和促减效应均有出现;在不同情景下,工业用水量未来的分布演变趋势存在明显差异,当工业用水强度保持现状情景值,工业化水平、人均国内生产总值和人口保持目标情景值时,为最优的工业节水路径。提出需要大力推进工业节水改造,提高经济增长质量,优化调整工业行业结构,提高人口素质,以推动工业节水。

温州市温瑞灌区净灌溉用水量测算

大型灌区净灌溉用水量的测算是计算大型灌区系数的一项重要内容,本文以温州市温瑞灌区为例,通过调查温瑞灌区作物种植情况,选取9个典型田块,在渠道末端设置量水设备量测典型田块作物的灌溉水量,通过相关公式计算得到灌区的年净灌溉用水量。研究方法可用于样点灌区的年净灌溉用水量测算。

珠三角城市群用水量与经济增长的脱钩状态及其驱动因素研究

减轻经济增长对水资源消耗的依赖,对实现城市的可持续发展至关重要。以珠江三角洲城市群为研究对象,从整体和城市两个维度分析其水资源负载状况,采用Tapio脱钩模型分析2009-2019年经济增长与用水量的脱钩时空变化特征,并基于LMDI分解法探究影响因素的驱动效应。结果表明:研究期内珠三角城市群水资源负载较高,除肇庆、惠州、江门3市外,其他6市水资源负载等级均达到Ⅴ级;珠三角城市群强、弱脱钩状态占比为98.9%,部分城市则呈现强、弱脱钩交替状态;技术效应、产业结构、节水能力是珠三角城市群脱钩的主要驱动因素,单位水资源效益、人口规模则抑制了脱钩。本研究可为减少城市经济增长对水资源的依赖、实现区域可持续发展提供参考。

城市用水量预测模型综合研究

从分析城市用水量变化规律着手，给出了城市用水量预测的常用模型，并以此为基础分析了选择用水量预测模型时所需考虑的影响因素。最后，以西安市日用水量预测模型的建立为例，验证了上述研究的实用性。