基于云计算的牧区水利信息系统研究

近年来,随着牧区经济的发展和国家投入的增加,牧区水利建设取得了明显的成效,但同时也面临着很多困难,如政策和措施不完善、技术力量薄弱、项目建设和运行管理存在疏漏、基层服务体系不健全等。现代信息技术的迅速发展,特别是云计算的出现和发展,给这些问题的解决带来了契机。该文简述云计算理论的基本内容,探讨建立以云计算为基础的牧区水利信息系统的可行性,并提出总体框架和分析未来发展趋势,旨在促进和保障牧区水利健康发展。

西藏高寒牧区灌溉人工草地节水高产综合技术研究

针对西藏牧区海拔高、日温差大、太阳辐射强、空气干湿变化大的特点,在田间试验基础上,分析了燕麦叶水势(ΨL)的日变化规律及其与西藏典型气象因子——大气温度(T)、太阳辐射(Rs)、空气相对湿度(RH)的关系,并建立了回归模型。结果表明,燕麦不同生育期ΨL的日变化差异显著,其中幼苗期和抽穗期呈"V型"变化趋势,分蘖期和拔节期呈"W型"变化趋势,最高日变幅可达6MPa。经回归分析判定气象因子对燕麦各生理指标影响显著性的先后关系为ΨL:T>RH>Rs。研究结果对探求灌溉草地水文循环规律,制定科学灌溉制度,提高高寒牧区人工草地的水分利用效率具有重要意义。

加筋土挡墙破坏形式的离心模型试验研究

针对加筋土挡墙内部破裂形式存在争议的问题,通过几组离心模拟试验,研究了不同拉伸强度和不同网格尺寸的网格式材料作为加筋材料的加筋土挡墙的变形和沉降特征,初步判定了用网状加筋材料的加筋土挡墙的破裂面形式和破裂面的大致位置。通过对几组离心模拟试验结果的对比分析,发现:加筋体的复合强度是加筋土挡墙破裂面位置变化的一个重要影响参数,加筋复合体强度较高的加筋土挡墙,其破裂面较小;随着加筋复合体的强度降低,加筋土挡墙的破裂面范围逐渐增大。据此认为,加筋土挡土墙的破坏面位置与形式和加筋材料对回填土的约束作用密切相关,当约束作用越强(此时筋土复合体强度高),加筋土挡墙的破坏面位置越靠近挡墙临空面,破坏体越小。

深厚覆盖层上水闸结构-地基体系动力反应特性研究

高抗震设防烈度区的水闸工程,需要采用动力设计方法进行结构设计。对于建于深厚覆盖层地基之上的大多数水闸结构,本文采用等效线性化方法,在总体动力学效应大致相当的意义上,将水闸结构-地基体系中土体非线性问题转换为线性问题进行求解。以某水闸工程为例开展对比分析研究,发现:(1)相对于弹性地基模型,考虑地基土非线性的等效线性化方法可以获得更为合理的水闸结构动力反应;(2)上部机架桥部分的动力反应要比闸墩部分高,在水闸设计过程中应当强化上部机架桥部分的结构设计;(3)对于考虑深厚覆盖层的水闸抗震问题,应当更加深入研究长周期地震动输入的影响;(4)等效线性化方法是考虑了地基土非线性动力特性,工程基础数据及经验较为丰富,也便于扩展为考虑滞回特性的完全动力非线性求解方法。

含水层非线性流研究进展

通过综述非线性流研究的现有成果,指出了研究范围(时空尺度)、建模过程和求解方法是现状研究的难点,探讨了含水层非线性流的未来研究方向。

干旱牧区草地植被生态质量现状及需水研究

总结了我国干旱牧区草地植被分类及分布情况,采用退化程度、植被盖度、产草量3个指标综合评价干旱牧区草原植被生态现状。以鄂尔多斯高原的毛乌素沙地荒漠化草原区进行的试验为例,研究了干旱牧区地下水埋深与天然草地植被生长状态的关系,研究结果表明地下水位在一定程度上直接影响表层土壤含水率的大小;随着地下水埋深的增加,天然植被的盖度、密度、种群丰富度等出现递减的趋势;在植被适宜地下水埋深附近,植被生长发育相对良好,出现频率和盖度高;天然植被的最适宜地下水埋深是2.0～4.0m。

畦灌技术研究进展

畦灌是我国北方地区目前最主要和使用最广泛的灌水方式之一,与其他灌溉技术相比其设施简单、易于运行,但浪费水量是制约该技术持续发展的关键因素。从畦灌的技术要素、水平畦灌技术、畦灌流动模拟3个方面综述了畦灌技术的现状研究进展,并总结了现有研究的不足,指出畦灌技术的发展趋势是畦灌入渗机理的完善、畦灌流动模拟的优化及畦灌技术评价体系的建立。

可渗透反应栅(墙)技术综述

为了促进可渗透反应栅(墙)PRB技术在我国地下水修复领域的应用和发展,对PRB技术进行简要综述,包括PRB类型、原理,污染羽流的类型和污染方式,设计和安装PRB之前勘察的内容,反应介质材料类型的介绍和选择等,PRB的设计与施工、后期的维护与监测,并对PRB技术的经济性进行评价与分析。提出我国在研究PRB技术时,不应局限于研究反应介质,还应考虑前期勘察、结构、运行监测等方面的因素,并选择合理的地下水修复投融资方式和途径。

地下水中氟的迁移与富集特性试验

为研究含氟岩层地下水中氟的迁移与富集特性,以包头市包钢尾矿坝附近浅层含水层为研究区,采用三类室内试验分别模拟了不同岩性含氟地下水迁移特性、离子强度对地下水氟滞留影响及雨水对氟的淋滤作用。研究结果表明:氟在不同岩样中的迁移特性不同,同时与颗粒级配存在一定的相关关系,氟迁移能力由强至弱依次是中粗沙、粉细沙、黏沙土和沙黏土;对固液相界面上F-浓度影响最大的离子是Ca2+,但影响程度有限;含氟较高岩样的淋滤量较多,随着黏粒含量增多,淋滤比例相对减少。

基于泰森多边形法的庆阳市面雨量计算

以甘肃省庆阳市为例,利用结合各雨量站点权重的泰森多边形法进行面雨量计算,分别采用AutoCAD 2008软件进行人工网格划分和ArcGIS 9.3程序进行自动网格划分,并与传统的算术平均法进行比较,探讨了雨量站对计算结果的影响、人为划分网格的主观性因素、泰森多边形法的精度问题等。结果表明,与算术平均法相比,基于泰森多边形法的两种网格划分下的面雨量计算结果更接近实际降雨量,雨量站与网格划分都是影响计算结果的重要因素。

包头市节水型社会建设对地下水流场的影响

包头市是一座社会经济快速发展的工业城市,同时也是一座水资源紧缺城市,建立节水型社会成为解决水资源供需矛盾的唯一出路。地下水资源作为包头市社会经济发展的重要支撑,其流场变化与节水型社会建设效果密切相关,对此,采用地统计学分析现状年地下水位埋深的空间相关项,结果表明工农业开采井集中区域的地下水位埋藏较深,水位下降较快;接着以节水型社会建设内容为依据建立地下水调控方案,模拟结果表明,节水型社会建设有效减缓了地下水超采情况,在未来几年内,逐步加强污水处理回用能力和雨洪资源利用能力将是推进和深化节水型社会有效保障。

干旱牧区水环境质量评价

牧区是我国的绿色生态屏障和畜牧业生产基地,牧区水环境质量的优劣不仅事关牧区经济社会的发展,更涉及饮水安全问题。以典型荒漠型草原牧区达茂旗为例,对地表水和地下水环境分别进行水质评价,首先通过单因子评价直观判断,评价结果显示总氮和氟化物是地表水环境中的主要污染因子,而地下水中的普遍污染因子有硝酸盐、亚硝酸盐和氟化物,局部地区氯化物、硫酸盐超标;通过灰色聚类综合评价法评估水污染程度,结果显示达茂旗地表水和地下水环境受污染程度严重。

黄河包头段水质状况短期预测

包头市是中国重要的重工业基地,也是严重缺水城市,流经包头市南缘的黄河成为包头市可利用的重要地表水源,因此准确地预测黄河包头段地表水污染物浓度及其趋势变化具有重要的理论和现实意义。采用灰色残差辨识法对黄河包头段地表水体建立DO、TB、IMn和NH3-N四项污染指标的水质预测模型,预测结果表明,DO、TB和NH3-N三项污染指标预测结果与实测结果基本吻合,而IMn指标波动性较大,可能是由于不合理放牧及化肥过量使用导致实测值无规律变化造成的,但总的预测变化趋势符合实际情况。

基于证据理论的灌溉工程方案优选

灌溉工程方案的优选受到自然资源、技术水平、环境影响、社会经济等因素的制约,是一个包含有众多不确定性的复杂过程。在分析鄂尔多斯市现状水资源开发利用程度和考虑节水灌溉研究成果的基础上,选取技术、资源、环境、经济、社会5个一级指标及其下属的28个二级指标,建立灌溉工程方案优选模型,接着确定各指标影响下不同决策的合适程度,并建立相应的知识矩阵,最后采用DS合成规则融合各知识矩阵的基本概率分布,研究结果表明,鄂尔多斯市灌溉工程方案最优程度由高至低依次是卷盘式喷灌、大型时针式喷灌、移动式喷灌、低压管道灌溉。

地下水生态学简述

石油及矿产资源的不断开采,地下水的过量抽取造成了地下水生态系统的破坏。目前,我国对于地下水生态学的研究还处在起步阶段。介绍了地下水生态学的相关背景以及研究内容,以地下水生态系统的三个基本要素(生物基础、水文条件和地质环境)为基点,分析现状研究水平下,各要素间的相互联系及相互制约关系,总结了影响地下水生态系统的自然因素和人类活动的人为因素,提出了四点保护意见,为我国水文学地质学和生物学相关领域的研究提供有利的参考,以促进地下水资源的可持续开发利用、管理和保护。

大型升船机塔柱简化结构的抗倾覆稳定性分析

鉴于齿轮齿条式升船机过坝速度快、运行安全可靠,已在我国的大型水利水电工程中得到广泛应用。由于升船机支承塔柱高宽比通常大于6,在水平地震荷载作用下,受到很大的倾覆力矩,使得基础的一侧发生破坏,当结构倾覆力矩超过由结构自重产生的恢复力矩时,结构将发生转动,当转角大于临界倾覆角时结构将会发生倾覆。因此需要评价升船机塔柱结构在强震作用下的转动稳定性。本文基于MATLAB 7.0,编制了摇摆反应控制方程求解程序,利用该程序对大型升船机塔柱简化结构进行了抗倾覆稳定性分析。研究表明:地震波的频谱特性、高宽比、结构尺寸对结构抗倾覆能力有很大影响。应重点关注升船机塔柱结构底部拉应力集中区以防止应力过大引起底部脱开而发生摇摆失稳。

包头市地下水调控方案的制定

制定地下水调控方案有利于包头市地下水资源的可持续开发利用,根据农田灌溉、工业用水、生活用水、第三产业用水等调控潜力计算结果,建立了枯水年、平水年、丰水年三种不同降水情景下的9种地下水调控方案,并根据变幅范围、降深、经济、技术可行性、环境效益五类标准选取调控方案,通过层次分析法优选了近期、远期地下水最优调控方案。

包头市节水型社会建设效果评估

为了进一步优化包头市节水效果,对2006年以来该市节水型社会建设情况进行评估,选用16个代表性指标从综合节水、农业节水、工业节水、生活节水和生态节水5个方面进行了效果评估。单一指标直观对比评估结果表明,有4个指标评估效果优,有7个指标评估效果良好,用水效率和效益显著提高,宏观用水结构得到优化。基于灰色聚类的综合评估结果表明,工农业节水效果显著,综合、生活、生态节水效果中等,但仍有较大的节水潜力。

加筋土结构内部稳定分析计算的新思路

针对加筋土挡墙工程设计方法中存在的问题,从有限元计算分析的思路出发,研究分析了加筋土结构内部抗剪强度分布特征,提出了用强度代换的方法通过有限元手段分析加筋土结构内部应力和应变的一种新思路,称之为等效强度方法。认为由加筋材料和被加筋土体构成的结构为复合材料结构,并从复合材料的观点对其中土体和筋材的应力与应变关系进行了分析,阐述了应用等效强度法分析加筋土挡墙内部稳定性的新方法。

改进的加拿大水质指数方程在丹江口水库水质评价中的应用

为研究加拿大水质指数(CWQI)方程在我国水源地水质评价中的适用性,选取丹江口水库库区及入库支流19个站点的水质监测数据为评价对象,采用改进前后的加拿大水质指数方程和我国水质指数法对监测数据进行对比了分析。结果表明,丹江口水库库区水质状况较好,能满足饮用水水源地安全的要求;少数入库支流水质状况较差,主要污染指标集中在粪大肠菌群、总氮、氨氮、总磷、溶解氧等;改进的加拿大水质指数方程较原方法能更加全面地反映样本的水质状况,与我国水质指数法得到的评价结果更加吻合,适用性较好。