碳酸钙纳米孔隙中凝聚水数学模型及实验研究

岩石纳米孔隙中的凝聚水与许多水文地质工程地质问题关系密切:干旱区凝聚水是维持当地生态平衡的重要水资源,石雕石刻文物保护中凝聚水问题是需要考虑的关键因素之一,页岩气工程中页岩纳米孔隙中的凝聚水对页岩气的聚集和流动有重要影响,全球碳循环问题中凝聚水会影响C02与碳酸盐岩的作用。本文给出了单位体积岩石形成的凝聚水的质量与温度、相对湿度、孔隙度、颗粒大小之间数学关系式。在这一关系式中,通过分离压理论计算吸附水,通过开尔文方程考虑了毛细作用。把解析计算结果与三个平行样四个不同湿度下的凝聚水量实验值对比,对所提出的数学表达式进行了验证。实验时选取直径500 nm的碳酸钙球形颗粒,采用夯实的办法加工成样,把样品置于恒温恒湿环境中令水汽在孔隙中凝聚,定期对样品称重计算凝聚水质量,直到凝聚过程达到平衡。      

开采沉陷工程岩体本构关系研究

传统开采沉陷理论存在对采动岩体本构关系研究不够的问题, 本文在运用现代工程地质学理论和现代数学力学理论相结合, 对采动岩体本构关系进行深入研究的基础上, 提出了用黑箱问题灰箱化的全息反分析法, 确定采动工程岩体本构关系及其有关参数。实例分析表明, 对于复杂岩体结构的开采沉陷问题, 能够取得满意的结果。     

水足迹视角下低水消费模式研究 ——以黑河流域张掖市居民消费为例

人口的迅速增长、技术的日益进步和消费的不断增加,被认为是产生当前环境危机的最主要的三大原因。由人口的增长和技术的进步所引起的环境问题,早已引起人们的广泛关注,而消费的增加所引起的环境问题直到近年来才逐渐为人们所关注,但对相关问题的研究已经成为热点。水足迹概念的提出,帮助人类更好地认识到食物、工业产品的消费,享受由水资源提供的各种服务。基于水足迹理论,探讨了倡导在满足人类基本需求的同时减少消费水足迹的低水消费模式的必要性,并以德国营养协会推荐的健康饮食模式（DGE）为参考,比较与分析了澳大利亚日常饮食消费模式、典型内陆河张掖市各县区饮食结构的差异,分析了三种消费结构的食物消费量、消费水足迹组分与总消费水足迹特征。研究发现,与DGE健康模式相比,张掖市各县区在肉类、蛋类消费量较高,而蔬菜、水果消费量较低;从消费总水足迹来看,仅有临泽县、山丹县较为接近DGE健康模式,肃南县远高于DGE健康模式;与DGE健康模式的水足迹多样性指数相比,临泽县的多样性指数（1.82）与DGE健康模式的多样性指数最为接近（1.84）,在张掖市各县区中,临泽县今后将通过优化、调整当前饮食结构,最先实现德国营养协会推荐的健康消费模式,实现水足迹视角下的低水消费模式。     

长江中下游江湖蓄泄关系实时评估数值模拟

以长江中下游防洪系统为对象,将面向长江中下游防洪规划论证需求的水沙数学模型转化为面向长江防洪系统防汛方案评估需求的长江中下游蓄泄关系实时评估数学模型.为适应实时蓄泄评估快速、准确的要求,提出了基于水动力学的循环滚动计算模式、实时校正模式和实时防洪调度的试验机制.实现了水文学实时校正方法与水动力学数学模型的耦合,建立了基于水动力学的实时校正模式.为了满足长江中下游江湖蓄泄关系实时评价的需求,探讨了洪水模拟与分蓄洪调度模式的耦合.通过长江中下游防汛期间的试运行,较好地解决了防洪措施蓄泄关系评估和工程优化调控模式等关键难题,为防洪规划方案的制定和实时洪水调度方案优化提供了定量的依据,主要成果已应用于长江中下游防洪规划和防汛调度方案中.     

粉砂地基深基坑工程土体渗透破坏机理及其影响研究

在砂土和粉土地区,渗透破坏是威胁基坑稳定性和周围环境的主要因素。基坑工程是由土、水以及围护结构组成的一个复杂系统,影响基坑工程渗透破坏的因素很多。在总结前人对土体渗透破坏与基坑工程渗透破坏模式的研究基础上,结合渗流对土体性质影响的试验成果,提出了考虑渗流、开挖卸荷以及围护结构变形共同作用的基坑工程渗透破坏分析方法,并分析了均质地基基坑工程的渗透破坏模式。将该方法运用于某粉砂地基基坑渗透破坏工程实例,通过有限元数值模拟,揭示了渗透破坏过程及其对围护结构的影响。通过对该基坑工程实例的分析认为,在进行基坑工程设计时不仅需要进行防止流砂、管涌等验算,还需考虑基坑工程整体破坏的可能性。     

贵阳某地铁车站岩溶发育特征及突水模式分析

岩溶可诱发基坑涌水、涌泥等灾害,给在富水岩溶区及断层破碎带区域施工的地铁工程带来诸多难题。因此,调查车站区域岩溶发育特征,分析突水模式,对车站基坑的设计和工程施工具有重要的指导作用。文章以贵阳某地铁车站深基坑岩溶涌水治理工程为背景,采用现场调查及理论分析相结合,借助三维地质模拟软件,对该地铁车站的岩溶发育特征和涌水条件进行系统分析,总结出基坑岩溶发育特征及涌水突水模式,建立了岩溶、断层破碎带与地铁车站空间关系的三维地质模型。对类似地铁车站岩溶水文地质勘察及涌水防治方案的设计和施工具有参考作用。      

千岛湖配水工程对钱塘江河口盐水入侵影响

杭州市第二水源千岛湖配水工程（简称配水工程）的实施将引起富春江水库下泄流量及过程改变,从而对钱塘江河口盐水入侵产生影响。建立考虑涌潮作用的二维盐度数值模型,在验证钱塘江河口潮位和盐度的基础上,预测配水工程实施对河口盐水入侵距离和重要取水口含氯度超标时间的影响。研究表明:配水工程实施后,上游富春江水库若按现状调度方案,对枯水年影响大,咸水上溯距离增加3.7 km,沿岸取水口的可取水时间缩短0.2~3.6 d,丰、平水年盐水入侵和引水前相当;通过水库的优化调度,可基本消除枯水年引水造成的盐水入侵影响。为减少配水工程实施的盐水入侵影响,采用水库的优化调度模式是必要的。     

土体冻融过程中渗流场应力场温度场耦合作用机理研究

土体冻融过程中的耦合作用机理研究是求解冻土工程问题的基础。为了全面了解冻土体中水、热、力耦合作用行为,本文从各自耦合过程特征出发,从数学建模和数值求解的角度对渗流场、应力场、温度场耦合作用机理进行了探讨,确定了土体冻融过程中三场之间的耦合作用关系和求解冻土工程问题的计算方法,为冻土边坡工程稳定性评价和寒区防灾、减灾工作提出了一个新的研究课题。      

基坑工程的土水压力计算

库仑－朗肯理论及其局限性，土水压力的分算和合算，不压力与挡土结构关系，圭性对土压力的影响，并讨论了岩土工程的概念设计问题。     

孔隙水压力仪的算法研究及其在地质灾害监测中的应用

采用微孔陶瓷压力探头测土壤水的负压力，是目前工程上常用的一种方法。对测得的负压力和土壤含水率之间的数学关系探讨，目前国内、外还处于空白。根据自行研制的孔隙水压力仪测得的负压力，对应土壤含水率之间的关系，在试验数据、实际监测数据和前人结论的基础上，得出了一种算法。根据该算法编写的软件，目前已应用于长江三峡巫山地区的地质灾害监测中。     

二连浩特市水资源与经济社会和谐度评价

以二连浩特市人水关系为研究对象,从取水总量和谐度、用水效率和谐度、水生态环境保护和谐度三个方面构建了二连浩特市水资源与经济社会和谐度评价体系。从评价结果可以看出,二连浩特市开展节水型社会建设以来,水资源与经济社会和谐度发生了较显著的改善。评价体系较好地反映了二连浩特市水资源与经济社会和谐度,对北方干旱缺水地区节水型社会建设具有借鉴意义。     

广义生态水利的内涵及其过程与维度

总结中国工程水利、环境水利、资源水利、生态水利发展沿革，分析国内外生态水利研究进展、发展趋势及其特点，指出生态水利是人类社会发展到生态文明时代水资源利用的一种新途径和方式，以尊重和维护生态环境为主旨，开发水利、发展经济，为人类社会可持续发展服务。阐述了广义生态水利的内涵、定义和发展模式及其过程和维度，并提出以下结论和观点：①生态水利将水资源和水循环调控作为重要生态要素，从流域生态系统能量交换、生物链接、结构平衡、循环转化全视角开展研究，探索既能满足人类社会需求，又能兼顾水生态系统健康和良性发展的生态水利措施和方法。②建立了水利工程"规划设计—建设管理—运行调度"全过程、全生命周期的工程安全和生态安全保障体系，特别是将生态调度纳入水利工程全"服役期"，其中"后坝工时代"实施全流域大尺度生态调度，是生态保护和恢复最有效的措施。③从"生态环境-社会经济-水循环调控"三个维度，在生态文明视野下的国土空间规划治理体系中，科学把控生态水利的空间定位，促进"三生空间"优化布局，保障"三生用水"合理配置，优化"三生关系"耦合协调，实现生态保护和高质量发展，推动生态水利事业创新发展。     

我国西南地区岩溶水资源的基本特征及其和谐利用对策

应用岩溶学、水文地质学和水资源经济理论,以科学发展观为指导,按照经济社会可持续发展和水资源与人、生态环境、经济社会发展相和谐的理念,对我国西南地区岩溶水资源的基本特点、我国西南岩溶水资源和谐利用及其不利因素与问题进行了论述。在此基础上,提出了加强岩溶水资源勘查和有效配置、正确开发、高效利用、有效保护及统一管理为主要措施的我国西南岩溶水资源和谐利用对策。      

浅谈城市水资源管理

水作为一种资源,是无可替代的宝贵的最基础的自然资源,也是维持自然界生态平衡和社会发展和谐的一项基本的物质基础。因此,在某种意义上水是人类生存生息的决定困素和具有突出的战略地位,是城市社会安全、经济持续发展的重要制约因素。因此,水资源安全问题成为世界各国空前关注的问题。     

水资源危机论

水既是战略物资又是生命的基础。水资源的安全关系到社会可持续的发展,关系到人类自身的生态系统的生存和发展,关系到国家的稳定、主权和安全。全球人口的增长、气候变暖、环境污染的加重、城市化进程的加快等都是影响水资源质和量的关键因素。全球水资源随着时间的推移日趋紧缺乃至危机;天然水分类表明,淡水资源是水资源最重要的成分。含有害成分的淡水资源是地方病的致病因素。中国水资源虽然不算少,但人口13亿,人均水资源量排在世界第128位,属于贫水国,并且水资源时空分布不平衡。面对中国淡水资源严重短缺问题,动员全民节水是现实可行的,但学习国外先进治水经验,加强水资源管理的国家级决策至为关键。     

考虑水分胁迫后效应的作物水模型

水分胁迫具有后效应,前期水分胁迫可以影响作物后期叶面积和需水量的增减。以Jensen作物 水模型为基础,引入了水分胁迫后效应影响系数,对原模型进行了修正。修正后的模型可以将阶段水分胁迫与前期胁迫后效应对产量的影响加以区分,避免了原模型中可能产生的虚缺水现象,并可对作物(以玉米为例)前期水分胁迫处理后,后期需水量增加以及苗期胁迫处理可维持较高产量的原因进行合理解释。通过田间试验结果分析,改进后模型的模拟结果符合实际,并具有较好的精度。对模型存在的问题和不足也进行了探讨。     

地下水饮用水水源地保护区划分关键技术研究

依据《中华人民共和国水污染防治法》和《饮用水水源保护区划分技术规范》(HJ/T338-2007),对饮用水源保护区进行科学合理划分是实现水资源综合开发、合理利用、积极保护、科学管理的基础工作,也是运用法律、行政、经济手段强化水资源管理的根本保证,是防治水污染、保护水资源的重要措施。饮用水源保护区划分涉及经济社会发展、人类活动影响,地表、地下水资源数量,地表、地下水资源水质,陆地水文、工程地质水文,以及水利、环保等学科内容,是一项技术性较强,涉及学科较多的技术工作。通过饮用水源保护区划分涉及关键技术研究和保护区划分工作的开展,合理确定水源的保护范围和保护目标,为地表、地下水资源的合理开发、保护、利用提供科学依据,以保障供水安全、生态与环境安全。     

基于可持续发展理念的陕西水资源评价方法研究

传统水资源评价方法分别从质、量两方面分别对水资源进行评价,割裂了水资源的内在联系,已不能满足经济发展对水资源评价提出的新要求。为此,必须从水资源与社会经济、环境协调发展角度出发,根据可持续发展原则,提出一套集评价指标体系、定量分析、分级标准的水资源评价方法。以陕西水资源评价为基础的实例研究,为陕西水资源与社会经济、环境的和谐发展提供了新模式。     

我国水资源开发利用业绩与前景

新中国成立以来,我国水利事业得到迅速发展,有效地促进了社会的进步与经济的繁荣。我国是世界上人均水资源贫乏的国家之一,如何实现水资源与社会,经济、环境的协调发展,实现水资源的可持续开发利用,仍将是我国可持续发展的关键问题之一。回顾了新中国成立以来水资源开发利用发展的阶段与过程,简要介绍了在水资源开发利用与保护方面的主要成就,较为系统地回顾和总结了我国水资源管理方面的主要工作,并对２１世纪我国水资源可     

节水及节水型社会的分析和对比评价研究

对节水的内涵和节水型社会的发展进行了讨论,阐述了节水型社会的发展对水政策、水管理以及水工程的实践性的指导作用.基于节水型社会是水资源系统-生态系统-经济社会协调发展的认识,遵循科学、实用及简明的原则,构建了节水型社会评价指标体系,对我国各省(市、区)节水型社会相对水平进行量化评价.