基于虚拟水流动模式下水资源调控研究

解决干旱区水资源缺乏问题必须要从水资源系统配置的角度考虑,虚拟水理念有别于传统的水资源直接配置,通过改变农产品流通格局,进而优化虚拟水流动状态,实现水资源系统配置。结合甘肃省实际情况,在满足"农产品不减收""各地农业用水量不增加"两大约束条件下,以优化算法为工具,搭建了基于甘肃省14个市(州)的以农产品为调控对象的数学模型,调控后,地区总收入呈上升趋势,上升约7%,但农业用水量呈下降趋势,下降约4%。玉米的进口总量上升了9%~10%,而小麦进口总量同比下降了28%~30%。调控方案使虚拟水流动均衡性在当地农业用水综合调控中集中体现,提高了地区水资源系统配置实现的可能性,实现了水资源直接配置和间接调配的综合管理,对缓解干旱区未来社会经济发展中水资源配置面临的问题提出了新的思路。     

红三角地区农产品虚拟水的计算分析

农业是世界上最大的水资源利用部门,各种农产品中“寄存”了大量的水资源,蕴涵在产品生产和各种服务中的水资源就是产品或服务中的虚拟水.以红三角地区为例,分析了郴州市、韶关市、赣州市主要农产品的演变特征,计算了主要农产品的虚拟水含量及消费情况,在此基础上探讨了红三角地区农产品的战略性调整和水资源有效配置的政策意义.计算表明,不同区域生产同类型农产品所耗费的水资源不同,加上消费数量的差异,使居民人均农产品虚拟水消费也存在明显差异.红三角地区水资源富足的地区可通过农产品贸易方式更好地发挥区域水资源优势,主动开发和生产高效益的水资源密集型农产品;对局地水资源缺乏的山区,需要通过农产品生产的战略性调整,通过购入水资源密集型农产品,大力发展高效益的特色农业,实现生态-经济-水的良性循环.     

"一带一路"沿线国家农作物虚拟水贸易时空格局及驱动因素分析

"一带一路"沿线地区水资源短缺且空间分布不均衡,虚拟水贸易实现了对水资源的远距离空间调配.以2010-2018年"一带一路"沿线59个国家和37种农作物为研究对象核算各国农作物虚拟水贸易,利用标准差椭圆、Moran's I指数、LISA指数刻画农作物虚拟水贸易的时空格局特征,通过地理探测器和地理加权回归模型分析农作物虚拟水贸易的驱动因素及其空间异质性.研究发现:①沿线各国"低耗水-高出口型"作物占比4.013％,"高耗水-高出口型"作物占比1.926％.②沿线各国农作物虚拟水贸易的进口格局呈收缩趋势,出口格局呈扩张趋势,且其局部存在一定的集聚特征,进口的"高-高集聚"区域主要处于南亚地区,出口的"高-高集聚"区域主要分布在中东欧地区.③各显著驱动因素能较好地解释沿线各国农作物虚拟水净出口量,各因素中国内生产总值呈负相关驱动特征,耕地面积呈正相关驱动特征,而人口规模、森林面积和邻国接边数在各单元间呈正负两极的差异驱动特征.     

基于CROPWAT的宁夏虚拟水战略适宜性初步评价

虚拟水战略为解决水资源短缺问题提供新的想法与措施。借助CROPWAT8.0软件,利用CROP数据库、CLIMATE2.0数据库和《宁夏统计年鉴》等资料,对宁夏三大产业用水进行评价,分析了农业虚拟水战略的可行性;通过计算典型农作物虚拟水含量筛选虚拟水战略作物,设定六种不同方案进行适宜性情景模拟。结果表明,在保障粮食安全基础上,春小麦可作为农业虚拟水战略首选优势作物,减少或替代种植可一定程度上增加效益,减少用水量。     

陕西省城乡消费结构变化对虚拟水消费的影响

虚拟水是当今水科学研究的热点,对解决水资源问题有着重要的影响.本文借助虚拟水概念,分析陕西省1990～2008年城乡消费结构,结果表明城乡消费结构变化影响虚拟水消费量,通过调整城乡消费结构可节约虚拟水消费量.     

锚索锚固力影响因素的试验分析研究

树脂锚索锚固力的影响因素复杂、锚固机理不完善,造成了支护参数设计不合理,甚至发生围岩加固失败。针对回采巷道顶板岩层含水状况,通过室内锚索拉拔试验,分析研究了锚索锚固长度、孔径、树脂药卷包装膜和水等对锚固力的影响规律,总结出锚索载荷随位移变化的4种形式,以及锚索轴力分布的规律,对树脂锚索的支护参数设计及机理研究具有参考价值。     

基于正交试验的落石落距的影响因素分析

基于Rockfall对岩质边坡的落石落距进行了模拟,同时在分析落石落距的影响因素研究中,引入正交试验法,以落距为评价指标,将影响落石落距的五种因素取四种水平进行五因素四水平的正交试验模拟分析。结果表明,坡高是影响落距第一因素,其次是坡角,回弹系数,速度和质量;可为科学建立落石落距的预测系统,以主要影响因素为输入参数,建立落石落距的预测样本集,准确判断落石的最终落距提供依据。     

皂石的异相水热合成及其影响因素

与均相水热反应相比,异相水热反应不仅可以提供一个骨架离子的适度过饱和环境,而且其新相成核所需逾越的能垒较低,更有利于晶体的形成和生长。本文采用异相水热法合成在皂石,即固定初始物料中氧化镁的添加量与硅、铝的添加量之和的摩尔比为一定值,n(Mg)/n(Si+Al)=3∶4],在不同的合成温度和时间条件下合成了一系列不同Si/Al比的样品。所有样品的XRD图均呈现层状硅酸盐矿物的特征衍射峰,且d(060)≥0.153 nm,说明合成的是皂石矿物。其中,当n(Si)/n(Al)=5.43~7.89时,皂石的结晶度较好。实验表明,延长时间、提高合成温度有利于皂石晶体生长。在较低温度(160℃)下,样品中的杂相主要为水镁石和方沸石。水镁石相的存在主要归因于氧化镁在碱性条件下的快速水合及水镁石的慢速溶解,而方沸石则是由于Mg2+释放缓慢,导致溶液中Si4+及Al3+相对过剩而形成。这两种杂相均会随着反应时间的延长而逐渐消失。在较高温度(300℃)下,皂石的结晶度明显升高,并由于Mg2+的快速释放导致Mg2+的局部过剩,因而形成了少量1∶1型的纤蛇纹石。     

库水作用下公路岩质岸坡稳定性影响因素综合评判

以三峡库区公路岩质岸坡为研究对象,通过对库水作用的影响效应分析,建立了岸坡稳定性评价的参数指标评价体系以及相应的分级标准。在此基础上。应用影响因素综合评判方法,对实例岸坡进行了稳定性分级评价．评价结果与实际情况基本相符。     

昆明盆地浅层孔隙水水位动态变化特征及其影响因素

根据盆地内地下水水位动态曲线特征及其影响条件,将孔隙水年内变化动态划分为灌溉型、开采型和降雨型等三种类型。在时程演变上,近20年来,除少数开采井点水位下降外,区内大多数富水块段地下水位一般变化不大或略有回升。盆地西部、北部地下水水位表现出一种缓慢抬升的过程。而盆地东部边缘和南部呈贡附近地下水受开采影响,水位呈下降趋势。受城市化发展的影响,昆明盆地地下水普遍遭受污染,浅层地下水开采强度在降低,同时,农业用水量也在减少,在一定程度上对区内孔隙水水位抬升有很大影响。然而90年代以来,昆明地区进入一个相对丰水期,降雨量的增加是盆地内孔隙水水位整体抬升的根本原因。     

京津冀山区水平衡演变及其影响因素识别

定量识别水平衡演变影响因素及其贡献是开展生态环境保护和水资源科学管理的前提。以往成果对人类活动中不同影响因子的归因识别与定量研究较少。在识别京津冀山区水平衡演变的基础上,采用双累计曲线法、径流变化定量分离法分析了降水变化和人类活动对水平衡演变的影响;分别选择涞源盆地、清水河小流域,分析了用水增加以及林业耗水增加对水平衡演变的影响。结果显示：（1）近65 a来,京津冀山区年降水量总体呈缓慢减少趋势,速率为0.97 mm/a,21世纪以来,年降水量有小幅增加趋势;（2）相比于1956—1979年基准期,1980—2000年降水变化和人类活动对天然径流衰减的影响程度分别为49.25%、50.75%,水土保持和植树造林是影响水平衡变化的主要人类活动因素,2001—2020年天然径流衰减的主要原因为人类活动,影响程度达到68.2%,其中地下水开采增加是主要人类活动因素,林业耗水量增加是重要人类活动因素;（3）山区水库蓄水及用水增加直接造成实际径流衰减,是造成平原区水平衡加剧的主要原因;（4）清水河小流域研究结果表明,在一定规模下,林地耗水增加与山区径流衰减呈正相关关系。林地面积增加对径流衰减的影响存在15～20 a的滞后性。林地面积达到23.48%后,林地耗水增加对天然径流产生了明显负作用,平均每增加1 km2林地,耗水量增加37.25×104 m3/a,天然径流量衰减59×104 m3/a,林地年均耗水增加量占流域天然径流衰减量的63.22%,表明林地面积增加起到水源涵养的作用,同时也造成了有效径流的减少。研究成果对开展京津冀山区生态环境保护、水资源科学管理以及水平衡调控具有重要意义。     

基于状态空间模型的中国人均水资源量趋势分析

作为水资源贫乏国家之一,中国水安全问题已引起广泛关注,了解中国人均水资源组成情况及其发展势态非常必要。利用2000 － 2007 中国地表水和地下水数据对人均水资源量进行回归分析和状态空间模型预测,计算出人均水资源量在此段时间内受到地表水和地下水的平均影响及其随着时间的平均变化。模拟地表水和地下水对中国人均水资源量影响的动态,显示中国人均水资源量增长率随时间具有下降趋势,但近年来下降幅度逐渐减小。结果表明中国近年来的水资源管理总体具有成效。     

基于MATLAB的BP神经网络在砂土液化评价中的应用

本文运用MATLAB的神经网络工具箱(NNT)建立砂土液化BP网络预测模型,并以南京地铁1#线玄武门站-南京站区间隧道砂土液化评价为例,阐述了基于MATLAB的BP网络应用于砂土液化分析的可行性和应用价值.     

济南市岩溶水动态变化的神经网络模拟及泉水喷涌趋势预测

本文根据影响岩溶水位的因素,利用改进的BP神经网络建立一个能够反映济南市泉域岩溶地下水动态变化的随机模型,并进行检验,与运用多元回归模型预测的结果相比较,结果表明:BP神经网络模型进行岩溶地下水动态变化预测是可行的,该模型具有较强的学习、容错和联想功能,对岩溶地下水动态变化的预测精度大大的提高。最后在模拟的基础上,又对泉水喷涌的宏观趋势作了进一步的预测和分析。     

An improved BP neural network based on evaluating and forecasting model of water quality in Second Songhua River of China

Taking the Second Songhua River which lies in the northeast of China as a study area, this paper firstly designs the improved BP neural network water evaluating and forecasting model of which 13 water evaluating items are selected as nodes in input layer; 6 classes of evaluating results are selected as nodes of output layer; then, with the ＂0, 1＂ identified pattern and continually practiced comparisons, ＂13-9-5-6＂ double hidden layers with optimized training structure are confirmed; on the basis of this work, the water quality of the Second Songhua River was evaluated and forecasted at the end. The results showed that in the six classes of predefined water quality in 157 stations, none of them belongs to class Ⅰ, and classes Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ and Ⅴ are as follows： 8.91%, 58.59%, 18.47%, 1.91% and 12.1%, respectively; the precision of these evaluating and forecasting results is 82.8%.     

基于环境同位素分析吐鲁番盆地地下水流系统

吐鲁番盆地是中国重要的煤炭基地之一,研究盆地地下水流系统对于区域水资源评价具有重要意义。通过在野外开展取样工作,首先根据取样点井深的不同,将所有样点分为4组,结合当地水文地质条件、同位素值的高程效应以及取样点位置,将同位素值以及位置相近的点归为同一个水流系统。经分析,在火焰山以北存在一个相同型式的地下水流动系统,而在火焰山以南随着山区坎尔其水库的修建,水利工程设施的不断完善和农业灌溉制度的改革,存在多级地下水流动系统,其形成条件主要受自然和人类活动影响。其中同位素和TDS值都较高的T1点曾是艾丁湖湖面的边缘,当时湖水水位浅,同位素蒸发效应明显。同时,火焰山地下基岩存在缺口,存在北盆地向南盆地的地下水补给。     

基于SAR影像的喜马拉雅山珠穆朗玛峰地区冰川运动速度特征及其影响因素分析

合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)具有其全天候、全天时、穿云透雾的工作能力, 广泛应用于山地冰川动态监测中. 利用2006年6-9月三期ALOS/PALSAR雷达影像, 采用偏移量跟踪技术, 提取了喜马拉雅山珠穆朗玛峰(珠峰)区域的冰川运动速度, 分析了区域内冰川运动速度空间差异及其影响因素. 结果表明: 研究区31条山谷冰川平均运动速度为9.3 cm·d^-1, 总体上以珠峰-洛子峰南北向山脊线为界限, 东侧和东南侧冰川日均运动速度(11.1 cm·d^-1)普遍高于北部和西北部冰川日均运动速度(5.4 cm·d^-1). 冰川消融区非表碛区冰川平均运动速度为表碛覆盖区平均运动速度的2.2倍, 冰面湖的发育在一定程度上加剧冰川运动速度波动. 在气候与非气候因子共同作用和相互间的此消彼长中, 研究区65%的冰川的运动速度自中值高度往下显著减小, 16%的冰川自中值高度往下呈显著增大趋势, 19%冰川消融区运动速度无显著变化趋势.     

基于黄金分割理论的改进BP网络地下水水质评价

利用VB语言编写附加动量的改进BP人工神经网络模型程序,并将其加载到Excel中,以湛江市区地下水为例研究水质状况。该模型采用黄金分割理论和试算相结合的方法对网络模型的隐含层节点数进行了优选,研究结果与其他方法相比显示：改进BP人工神经网络模型在地下水水质评价中能够很好地解决评价因子与水质等级间复杂的非线形关系,评价结果的精度有较大地提高。     

基于离散裂隙网络模型的裂隙水渗流计算

离散裂隙网络模型(Discrete Fracture Network（DFN）)是研究裂隙水渗流最为有效的手段之一。文章根据裂隙几何参数和水力参数的统计分布,利用Monte Carlo随机模拟技术生成二维裂隙网络,基于图论无向图的邻接矩阵判断裂隙网络的连通,利用递归算法提取出裂隙网络的主干网或优势流路径。基于立方定律和渗流连续性方程,利用数值解析法建立了二维裂隙网络渗流模型,分析不同边界条件下裂隙网络中的流体流动。结果表明,该方法可以模拟区域宏观水力梯度和边界条件下,裂隙网络水力梯度方向总的流量,以及节点的水位、节点间的流量和流动方向的变化特征,为区域岩溶裂隙水渗流计算提供了一种实用、可行的方法。      

雄安新区地热水的化学场特征及影响因素分析

【研究目的】雄安新区地热水化学场特征及其影响因素对了解区域地热资源聚敛机制具有重要意义。【研究方法】在区内5个主要构造单元（容城凸起、牛驼镇凸起、霸县凹陷、保定凹陷和高阳低凸起）开展地热水水化学采样和测试分析工作。【研究结果】研究区内主要分布有砂岩热储和岩溶热储,水化学类型以Cl-Na型和Cl·HCO₃-Na为主。从浅入深,地热水TDS值呈增大趋势。自西向东,地热水TDS含量表现为增大的趋势,指示着地下水流向。受断裂带导水作用影响,部分深部雾迷山组与馆陶组地热水发生混合现象。雾迷山组岩溶热储地热水的变质系数和脱硫系数低,热储封闭性较好,处于相对还原状态,而馆陶组和明化镇组砂岩热储地热水封闭性相对较差。【结论】区内地下水化学场主要受水岩相互作用程度、断裂、储层封闭性等因素影响。研究成果对于认识雄安新区地热资源、科学合理开发利用地热能,推进北方地区冬季清洁取暖具有重要意义。