水利大数据研究综述

为了推动水利大数据的发展及其在水利管理中的应用,对水利大数据相关的研究进行总结和分析,并对未来的研究方向进行展望。在回顾水利大数据的产生背景和发展历程的基础上,界定了水利大数据的概念及内涵;构建了水利大数据的研究框架,并对水利大数据的存储与共享方法、分析平台、挖掘算法、数据可视化和应用等进行了探讨。结合水利大数据研究发展和应用需求,从数据集成方法、分析挖掘算法、数据安全和综合决策分析平台等方面对水利大数据研究领域的发展趋势进行阐述。     

Water Self-Softening Processes at Waterfall Sites

Many rivers in tropical and subtropical karst regions are supersaturated with respect to CaCO3 and have high water hardness. After flowing through waterfall sites, river water is usually softened, accompanied by tufa formation, which is simply described as a result of water turbulence in fast-flowing water. In this paper, a series of laboratory experiments are designed to simulate the hydrological conditions at waterfall sites. The influences of air-water interface, water flow velocity, aeration and solid-water interface on water softening are compared and evaluated on a quantitative basis. The results show that the enhanced inorganic CO2 outgassing due to sudden hydrological changes occurring at waterfall sites is the principal cause of water softening at waterfall sites. Both air-water interface area and water flow velocity increase as a result of the "aeration effect", "low pressure effect" and "jet-flow effect" at waterfall sites, which greatly accelerates CO2 outgassing and therefore makes natural w     

波浪作用下黄河口粉土液化与“铁板砂”形成机制的模拟试验研究

通过室内水槽试验,观测波浪作用下土体产生的振荡现象,分析土体内孔隙水压力的变化及波浪作用后土体强度变化特征,研究了波浪荷载作用下黄河口粉土粒径粗化和“铁板砂”的形成过程。试验及讨论结果表明：在波浪作用下上层粉土体大部分时间处于液化状态;由液化土形成的振荡土层与下部土层之间形成“W”型的滑动面,振荡土层的厚度随着波浪作用时间的增加而变小;细粒物质从振荡土层中的骨架中脱离进入水体中,并在土体表层形成一层以黏粒为主的絮凝状沉积物,其厚度随波浪作用时间的增加而增加,在土体停止振荡前达到最大值;土体液化是“铁板砂”形成的必要条件,而波浪引起的液化土体振荡则使“铁板砂”的形成成为可能。     

质量传输和同位素交换:流动几何学和交换机制

耦合的质量传输和动力学限制的同位素交换模型综合考虑了平流、扩散、热液弥散 ,以及岩石与水之间的不平衡同位素交换等项因素。把耦合模型应用于 2个构造环境下的古热液系统 ,进而解释稳定同位素数据。对于造成环绕浅成侵入岩体分布的18O亏损环带的流体的流动几何学 ,以及浅部正断层流体流动的几何学 ,耦合模型提供了不同于单一同位素交换模型的解释。耦合模型也提供了关于同位素相对交换速率和同位素交换机制的信息。结果表明 ,断层带的动态重结晶促进了表面反应 ,进而便利了同位素交换 ;在化学不反应性和未变形的矿物中 ,同位素交换可能受制于固态条件下的扩散。     

苏州城市规划区Ⅱ承压水开采与地面沉降预防控制研究

在孔隙承压水开采与地面沉降的关系上存在2种观点。水、土应力平衡理论认为：只要开采承压水，就会引发应力失衡并导致地面沉降；而水、土动态平衡理论则认为：除非开采水压力至水、土应力平衡面以下，否则不会引发地面沉降。苏州城市规划区第Ⅱ承压水开采水位与地面沉降动态观测表明，在-33m处存在一个天然动态水、土应力平衡面。第Ⅱ承压含水层形成后，经上覆堆积物自重压力长期压缩作用，其水压力具较高的压强．这种天然状态下产生的弹性释放储存量可开采利用多少，取决于开采状态下水、土应力平衡时可消耗压力水柱高度中的水头值。因而地面沉降的根本原因是开采水位超过了-33m，突破了天然状态水、土应力平衡面水位。Ⅱ承压含水层在天然状态受上覆堆积物重力产生的高压强弹性释放储存量现象，可以帮助我们确立该地区孔隙Ⅱ承压水开采不产生地面沉降的临界水位(水、土应力平衡面)。这一点对承压水开采条件、可开采资源性质具有重大实际意义。同样可以应用于饱受地面沉降困扰的无锡、常州及周边地区，为地下水开发利用政策由单一的封井停采转为目标水位控制开采提供了科学依据。同时也为此政策在承压水动力学机制上找到了内在原因。     

The Influence of Chlorine on the Determination of Combined Water: An Investigation of a Correction Procedure

Differential thermal analysis, pH determination and ion chromatography were used to investigate the interference of chlorine in the determination of combined water (H₂O⁺) by the Penfield tube gravimetric method. The magnitude of the chlorine interference was quantified and a correction method was proposed to obtain accurate results for H₂O⁺. The method was applied to the determination of H₂O⁺ in deep sea sediments containing chlorine and certified reference materials of oceanic polymetallic nodules.     

乌力吉木仁河三级区水资源变异及归因分析

随着气候变化和人类活动对水资源影响越来越显著,大量水文序列的统计规律不再满足一致性要求而出现了变异。水资源日益重要的社会地位,要求在对水文变异进行检测的同时,需进一步量化影响其变异的因素,但目前归因分析的研究仍以定性或半定量为主。由于降雨和径流是水循环中关键的水文要素,且分别可以反映气候变化和人类活动对水资源的影响,利用降雨-径流关系提出了定量研究水资源变异的归因分析方法。结合乌力吉木仁河三级区1956~2000的年径流和年降雨序列,在对其分别进行变异诊断的基础上,定量地分析了造成该区水文变异的原因。计算结果表明:气候变化对乌力吉木仁河三级区水资源变异的贡献率为24%,而人类活动影响的贡献率为76%,可见人类活动是造成该区水资源变异的主要因素。     

贵州岩溶水充水矿井涌水量预测探讨

贵州绝大多数煤矿井是以岩溶水充水为主，矿井排水量与大气降水密切，地面塌陷与淹井事故也屡见不鲜，因此矿井涌水量预测是个非常复杂的问题，作者根据在本地工作的多年工作经验，介绍了一种适用的简易的矿井涌水量与突水量计算方法。     

黑麦草在净化富营养化水的人工湿地生态工程中的作用

在人工湿地生态工程中利用黑麦草(Lolium perenne L．)净化污水，得到了较好的效果。结果表明：利用黑麦草在冬春季节的生长，可使亚热带地区人工湿地常年运行，黑麦草在3—4月份对水体就有明显的净化作用。在春夏季节，特别在5月份黑麦草可以获得较高的生物量和N、P的积累量，因而净化贡献最大。从产草量方面考虑，延长黑麦草的生长期能获得较高的生物量；从植物体所含营养物质状况和饲用价值看，增加收割次数的黑麦草N、P含量高，饲用价值高；但从黑麦草对污水中N、P的吸收和积累量方面考虑，收割次数过高则不利于黑麦草对污水的净化及N、P的累积。从上述几方面综合考虑，在黑麦草整个生长期收割次数以2．3次为宜。