基于GSFLOW的青土湖生态输水量-湖水面积关系研究

西北地区水资源匮乏,生态环境脆弱,如何科学处理生产用水与生态用水的关系一直是西北干旱区水资源开发利用中关注和研究的热点难点课题之一。关于流域中上游生态输水与尾闾湖水域面积(或湿地面积)关系的定量化研究较少。以我国西北干旱区河西走廊石羊河流域的尾闾湖—青土湖为例,利用GSFLOW建立了区域地表水-地下水耦合模型,其中采用LAK模块及SFR2模块分别处理湖泊和输水渠道,在此基础上预测了不同生态输水方案下湖泊湖面面积的变化情况,分析了青土湖生态输水量-湖水面积关系,确定了青土湖生态输水的合理范围。研究结果显示:当前3100×10^(4) m^(3)/a的生态输水量可以保证青土湖维持年内最高湖水水位1212.23 m(平均水位1211.68 m),稳定最大面积可达16.27 km^(2);当输水量为2000×10^(4)~3700×10^(4) m^(3)/a时,随输水量增大水面面积线性增加,面积变化率相对稳定;当输水量为3700×10^(4)~4500×10^(4) m^(3)/a时,水面面积随生态输水量增多,面积增大率逐渐减小;当输水量大于4500×10^(4) m^(3)/a时,水面面积随生态输水增多增大幅度很小,特别是当生态输水量大于5500×10^(4) m^(3)/a时,面积变化率趋近于0。从维持当前青土湖水面面积和向青土湖生态输水的效益考虑,红崖山水库向青土湖的生态输水量应保持在3100×10^(4)~4500×10^(4) m^(3)/a。研究成果对于确定西北干旱区合理生态需水,协调生态、经济、社会用水可持续发展具有一定的参考价值。

王甫洲电厂水文站水位流量关系单值化分析研究

王甫洲电厂水文站位于王甫洲电厂尾水渠内,研究分析汉江新集水利枢纽蓄水后对王甫洲水利枢纽电厂尾水渠的顶托影响。经过一年多的水文测验验证王甫洲电厂提供的实时水位流量数据可靠、精度较高,可作为水文站定线推流的主要依据。在排除其他外部影响因素后,在电厂发电期内,可利用其水位流量均稳定时的数据建立水位流量的单一线关系。经验证,关系线可以用于推算水文站的旬平均流量、月平均流量以及时段径流。

基于枯汛分期的梯级水库间水位流量单值化研究

梯级水库间水文站受多种因素影响,水位流量关系确定难度大,采用连时序法建立水位流量关系对资料整编、水位流量关系应用等带来诸多不便。提出采用面积等效法,修正因断面形态变化引起的水位变化,以金沙江白鹤滩水文站为例,分别利用枯期、汛期资料建立水位流量关系,从而实现枯期、汛期单值化处理。验证结果表明:该方法简便,切实可行,有利于流量测验、资料整编及应用。枯汛分期建立水位流量关系,为梯级水库间水文站,以及受其他因素影响的水文站的水位流量关系单值化处理提供参考。

榆林黄河东线马镇引水工程取水口水位流量关系曲线复核分析

榆林黄河东线马镇引水工程取水口水位流量关系曲线直接影响取水口建筑物的设计,对供水保证率和防洪安全具有重要影响。根据取水口及上下游新测的6处河道大断面,采用恒定非均匀流能量方程推求水面线的方法 ,通过推求不同流量对应的水面线,得到取水口断面水位流量关系曲线。根据复核的水位流量关系曲线和实测的水位流量资料与可行性研究阶段成果综合对比分析,可为取水口工程设计提供更准确合理的依据。

驯乐水文站水位流量关系单值化分析

为了减轻水文测验工作任务,简化流量测验,确定稳定的水位流量关系,实现水文信息化要求。对驯乐水文站水位流量测验、整编成果进行了分析计算,得出稳定的水位流量单值化关系,并经过曲线检验、标准差计算,满足现行的《水文资料整编规范》要求。

南营水库(渠)流量间测分析

随着水文现代化的推进,加强对水文监测方式的转变显得意义重大和刻不容缓,不仅能更好地完成水文监测任务,而且提高了工作效率。依据《水文巡测规范》对各项指标的要求,对南营水库(渠)进行流量间测分析论证,为下一步开展水文巡测探索途径和积累经验。选用2010年至2022年13年的资料成果进行分析。通过对各年高、中、低各级水位级的频率计算分析南营水库(渠)可实行流量间测。

莱芜水文站测验断面水位流量关系定线分析

临时曲线法是水文测站在确定水位流量关系时的常用方法,在采用临时曲线法定线时,经常会出现反曲现象,以及确定多条临时曲线时,相邻曲线流量不接头的问题。本文以莱芜水文站为例,根据2022年实测水位、流量资料,提出了消除反曲以及使相邻曲线流量接头的一些思路和方法。

新来水条件对水富至宜宾航道向家坝站顶托分析

向家坝水库为金沙江水电开发利用的最后一级,因受到下游横江、岷江来水顶托影响,水库下游断面的水位流量关系变得复杂,增加了水库下游向家坝水文站水位计算和航道养护尺度确定的难度。选取2018~2022年向家坝水文站、横江站及岷江站的实测水文资料,确定横江、岷江对向家坝水文站造成顶托影响的临界流量,并建立向家坝站流量、横江及岷江流量与顶托量的三参数相关关系。结果表明:横江、岷江单独涨水的顶托临界流量分别为400m^(3)/s、6000m^(3)/s,且随着横江、岷江来水增大,其顶托影响也逐渐增大;横江、岷江每增加100、1000m^(3)/s对向家坝站的平均顶托量分别约为0.2m、0.17m,两江联合涨水的最大顶托量为7.1m。

作物遮挡下不同微喷带灌溉关键参数研究

以国内外6种常见类型的微喷带(带宽35、45、60、80mm和带有侧翼带宽55mm和65mm)为研究对象,研究了冬小麦遮挡条件下各种类型微喷带压力流量关系、有效喷洒宽度、水量分布均匀系数Cu等的变化规律。结果表明,60mm和80mm带宽的微喷带流量对压力敏感程度大、流量变动大,且水力性能较差,而其他4种微喷带的水力性能优良;不同类型微喷带有效喷洒宽度和水量分布均匀系数都随叶面积增大明显降低,喷洒的水量大部分都被紧挨微喷带的作物遮挡。相对而言,微喷带双翼N65水量分布均匀性较高且有效喷洒宽度大。

华北石质山区苹果树蒸腾规律及水分供求关系

采用由热扩散植物液流技术测算得到的、周期为2003年1月-2004年12月的苹果树蒸腾数据,结合同步观测得到降雨量,分析华北石质山区10年生苹果树蒸腾耗水规律及水分供求关系,旨在为该地区节水苹果园的发展提供必要的水分生态理论依据。结果表明：（1）苹果树蒸腾耗水量（TR）呈现出明显的日际变化或月变化特征。3-4月逐渐升高,5月-6月达到全年高峰值,7月份逐渐降低,10月以后迅速降低。2003年及2004年全年TR值分别为600.9mm、468.0 mm,主要生长期间（4月-9月）分别为502.6 mm、408.3 mm;（2）2003年和2004年降水与苹果蒸腾的比例均大于1.0,说明周年降水可以满足苹果蒸腾耗水的需要。但主要生长季节中的4月至5月降水量与蒸腾量比（R/TR）仅为0.2~0.4,故该时期苹果树水分供求矛盾比较突出,应加强水分补给。2003年苹果树萌芽期、新梢旺长期降水与蒸腾的比值（R/TR）分别为0.05、0.82,2004年该值分别为0.14、0.63。说明萌芽期至新梢旺长期（4月初至6月中旬）这种供求矛盾尤为突出,该时期正处果树水分敏感期,所以更要实施水分管理。

矩形薄壁堰贴壁堰流试验研究

矩型薄壁堰是一种重要的量水工具 ,使用中发现 ,当小流量通过薄壁堰时 ,易发生水流贴壁现象。通过反复的现场放水试验研究 ,发现矩型薄壁堰发生贴壁堰流时的水位流量关系与正常堰流时的水位流量关系不一致 ,相同水位时贴壁流的过流能力大。本文提出了防止贴壁流现象发生的方法和措施。以期引起使用者的注意 ,在应用矩型薄壁堰时应注意避免水流贴壁现象的发生 ,以免影响测流的准确性。

油、气、水三相水平井流入动态预测模型及其应用

目前关于水平井流入动态(IPR)的研究仅限于溶解气驱的情况,还没有适合于油、气、水三相和整个油藏压力范围的水平井IPR模型。首先对现有的4种溶解气驱IPR方程进行了筛选,以Cheng和刘想平的方程为基础,建立了适用于油藏压力高于饱和压力的不含水组合型水平井IPR模型。采用纯油与纯水IPR曲线加权平均得到综合IPR曲线的方法,将组合型IPR方程扩展到油、气、水三相的情况,建立了适用于油、气、水三相和整个油藏压力范围的水平井IPR模型,并对水平井流入动态预测计算方法进行了研究。利用该模型可以计算采液指数、产量和井底流压以及绘制IPR曲线等。模型及软件已应用于大庆肇州油田低渗水平井的流入动态预测,效果良好。

考虑龙羊峡水库回水影响的羊曲水电站尾水疏挖研究

【目的】在考虑下游龙羊峡水库回水影响条件下,研究河床疏挖前后拟建的羊曲水电站中坝址厂房尾水特征断面的水位-流量关系,寻求提高有效发电水头的方法。【方法】采用预测-校正求解方法,应用一维河床冲淤变形计算模型,在不考虑龙羊峡水库回水时,对尾水河道2个开挖方案进行数值分析,分别考虑疏挖比降为0.0005,0.001,0.0015,疏挖宽度为50,80,140m时的疏挖效果。通过多方案比较,确定推荐方案后,在考虑下游龙羊峡水库不同回水影响时,采用推荐尾水疏挖方案,研究龙羊峡水库回水影响下的羊曲水电站尾水疏挖效果。【结果】从疏挖工程量和电站尾水断面所获得的水头综合考虑,推荐疏挖比降为0.0005,疏挖宽度为50m的开挖方案,该方案在平均流量625m3/s时,电站厂房尾水位比河道开挖前降低了5.15m。经多条水位-流量关系曲线套绘分析发现,龙羊峡水库坝前水位超过2596m时,河道疏挖后羊曲水电站尾水位没有降低;龙羊峡水位低于2596m时,平均流量625m3/s下,河道开挖后仍能获得不同程度的发电水头。【结论】羊曲水电站尾水河段具备河道疏挖疏浚的客观条件,在考虑龙羊峡水库回水影响下,推荐疏挖方案当河道平均流量625m3/s时,在不同的回水高程条件下,羊曲水电站尾水水位降幅为0.48～4.47m,所得计算结果可供水能规划部门参考应用。

流域水文模型中河道断面概化的原理和方法

河道断面概化是开展水文、水动力学模拟的基础性工作。本文在对已有概化方法总结的基础上,提出了一套适用于流域水文模型的概化方法。该方法通过对实测断面的水深～过水面积关系进行回归分析,得到概化梯形断面的下底宽和边坡系数两个重要参数,使得概化后的断面与实测断面保持一致的水位～流量关系。以图们江流域为例,应用该方法对流域内15个实测断面进行概化,同时分析断面集水面积与断面形状、大小间关系。实例研究结果显示,该方法能较好地对河道断面进行概化,可应用于分布式水文模拟。

差分方程辨识稳定水位流量关系的实现

水位流量关系的确立是一个难题,利用曼宁公式求解会产生较大误差.文中利用基于差分方程的系统辨识方法,描述稳定河道的水位流量关系;利用实测水文数据与现有的各种方法进行对比研究.仿真结果表明,该方法可以较好地提高对水文数据的拟合精度.

生产井开发指标的分层分方向定量计算方法

针对注水开发的多层砂岩油藏分层动态分析难度大等问题,在常规井层开发指标计算基础上,结合动、静态劈分方法,综合考虑渗透率、孔隙度、地层系数、含水饱和度、位置系数、措施系数及注水量系数,提出了一种既可将油、水井作为统一整体,又可对小层、方向流动分量开发指标进行定量计算的体现渗流力学本质的方法。用大庆油田N2-O1井组的产液剖面资料进行验证。结果表明,所提方法的计算结果与测量结果吻合度较高,精度平均值达75.11%。用该方法计算开发指标,适用性强,能较真实地反映各小层、各方向的产液情况,对现场应用具有指导意义。

水-气二相流本构模型参数的反演识别

在地下水多相流问题的模拟研究中,需要确定各相流体的本构模型参数.为此,首先通过非稳定水-气二相流试验获取砂土中水-气二相流动过程的试验数据,然后建立考虑水相、气相流动及相互溶混的水-气二相流数学模型,采用Marquart-Levenberg最优化算法建立水-气二相流本构关系模型参数反演模型,结合非稳定水-气二相流的试验数据,对水-气二相流本构关系模型(VG和VGM)参数进行了反演识别,得到了与试验中土样相关的水-气二相流本构关系模型参数的最优估计值.将所得到的水-气二相流本构关系模型参数的最优估计值代入到水-气二相流数值模拟模型中,对该非稳定水-气二相流试验过程进行模拟,将对应的模拟值与试验过程的观测值进行对比分析,二者吻合较好,证明了最优参数估计值的准确性和参数反演识别模型的有效性.该研究成果可以为确定多相流系统中与各相流体(包括水相、气相和非水相流体(NAPL))有关的本构关系提供帮助和技术支持.

学海涛博寻新理 心系油田求创新——理论与采油生产结合 助推石油工业发展

阐述大庆油田注水开发过程的水驱规律曲线、油井流入动态关系(IPR)曲线、水平井采油、低渗透油藏非线性渗流特征、提高原油采收率过程的活化集成涌现理论等油藏工程前沿理论与技术,提出用数学归纳法实现水驱规律曲线的迭加性证明、注水开发油藏的IPR方程的推导与应用,裂缝长度不对称及裂缝沿井筒分布不均匀条件下的水平井产能方程、低渗透油藏非线性渗流的压力分布与产能方程的建立,以及激活迁移束缚滞留油的活化集成涌现理论的提出与论述等创新性成果.

王甫洲水利枢纽蓄水对黄家港水位流量关系的影响分析

王甫洲水利枢纽蓄水后,黄家港(二)水文站的中、低水位有不同程度的抬高.为减小王甫洲水利枢纽的调度运行对黄家港(二)水文站流量测验的影响,黄家港(二)水文站需另选中、低级水位测验断面.

采动覆岩导水裂隙发育光纤感测与表征模型试验研究

随着国家生态文明建设标准的日益提高,我国西部干旱半干旱地区赋存的浅埋煤层开采引起的生态环境问题愈发严峻。导水裂隙带发育高度探测是与保水开采密切相关的科学问题,是矿山生态损害监测与评价、生态修复策略制定的重要依据。将分布式光纤感测技术应用于相似模型试验,探究采动岩体导水裂隙带发育与光纤检测数据的内在响应关系。针对以往研究中对光纤与采动覆岩在不同开采阶段耦合作用关系分析不足的问题,提出传感光纤与采动岩体的耦合关系量化指标“光纤-岩体耦合系数”,通过耦合系数对采动引起的覆岩垂直分带区进行合理划分。研究表明:与光纤接触的不同受力状态岩层介质包括5种:顶部未受采动影响的稳定岩层、稳定关键层上受采动影响存在下移趋势的岩层、离层空域区、采空区矸石区及煤层底板;基于监测数据将覆岩分为4部分:已破坏区、强烈影响区、微弱影响区和未影响区。已破坏区即导水裂隙带,强烈影响区为受采动影响内部应力集中程度极高但结构完整的岩层,即弯曲下沉带。试验得出断裂带与弯曲下沉带分界处耦合系数阈值为0.65;建立了应变曲线形态、导水裂隙带发育高度与关键层活动的内在联系,实现光纤感测表征覆岩分带特征。将光纤传感技术应用于采动引起的覆岩变形监测为导水裂隙带发育高度探测提供了新的研究思路。