基于SWMM模型的齐鲁高新区海绵城市规划研究

以山东省德州市齐河县齐鲁高新区海绵城市专项规划区为例,以控制雨水径流为目的,运用SWMM软件模拟规划区海绵城市的建设。结果表明,通过在规划区布设绿色屋顶、下沉式绿地、透水铺装3种低影响开发(Low Impact Development)设施所构建的海绵城市规划方案,规划区域径流总量削减率为69.2%~92.3%,径流峰值削减率为65.4%~75.2%,综合径流系数控制在0.3以下,推迟雨水径流的发生,在一定程度上提高城市抵抗洪涝灾害的能力,为海绵城市的科学合理规划提供了技术上的支持。     

南方丘陵地区农业小流域最佳管理措施模拟评价

农业非点源污染严重影响流域水质,对营养盐氮磷流失的模型模拟与控制措施方案的科学制定是当前国内外研究重点.本文利用多年的降雨-径流、水质实测数据对农业非点源污染模型(AGNPS)进行了模拟校验,通过校验后的模型用于最佳管理措施的模拟评价.AGNPS模型校验结果表明,模型模拟的径流量、峰值流量、氮和磷与实测值吻合得相当好,Nash-Sutcliffe系数均在0.75以上,且模拟值与实测值差异不显著(P＜0.05).用校验后的模型模拟评价了2项现状管理措施(等高耕作与多水塘系统)和3项假设情景方案(降低30%施肥水平、坡地果园退耕还林及其组合).结果表明等高耕作与多水塘系统对于降低营养盐的流失效果显著,另外3项假设措施方案也有相当好的环境效果.通过农业措施方案的模拟及其环境效果对比,为流域农业非点源污染控制与水资源管理提供科学借鉴.     

夏季工况下濮阳市政道路地下引水管道排水除涝方法研究

伴随城市化进程的不断推进,城市规模在扩展过程中水系统也变得日趋复杂,文中以夏季工况条件下濮阳市政道路地下排水系统为研究方向,提出基于降水-径流理论的排水管网除涝方法。首先,以城市一、二级排水系统为基础进行城市排涝标准设定,同时利用暴雨推算公式法对涝水流量进行计算,并以不同暴雨重现期的水平及暴雨发生的年频率作为涝水流量考虑因素,从而对排涝标准实现准确设定;其次,基于降雨-径流理论根据地形不同和用地特点分划子集水区,计算产流表面系数,在引水管道不包括所有管道的情况下,作储量补偿处理,通过运用两个目标函数即径流体积相对误差值和径流洪峰相对误差值对排水除涝量进行控制。实验证明,运用文中方法可以有效控制道路地下引水管排涝量,能够达到防涝减灾目的。     

WiMAX Mesh网络下具有QoS保障的动态握手方案

WiMAX Mesh网络中的3步握手时间影响数据包的延迟和带宽请求次数.固定3步握手参数会给网络带来扩展性问题,且不利于满足用户不同的QoS需求.针对上述问题提出具有QoS保障的动态握手参数调整方案QoSDx,综合节点自身和2跳邻居节点的数量、优先级和3步握手参数等动态调整节点的握手时间.仿真实验表明,QoSDx在不同规模网络下均能提高网络总体性能.IEEE 802.16标准中定义的4种业务流的吞吐率平均提升10%左右.     

基于改进等比例分配方法的大气污染物总量分配效率研究

污染物总量控制是改善空气环境质量、实现可持续发展的根本途径之一.基于改进等比例分配方法,以2010年为基期对我国31个省、自治区、直辖市2015年大气污染物总量控制目标进行分配,在此基础上对污染物分配效率进行研究,并将该分配方案与国家行政分配对比分析.研究结果表明:各地区SO2和NOx的削减分配特征基本一致,仅削减幅度存在明显的地区差异性,削减率较高的地区主要集中在北部、东部沿海地区的部分省级行政区,西北、西南地区的削减率相对较低.在污染物总量控制的前提下,该分配方案使更多省级行政区处于技术前沿面上,因此其大气环境效率明显提高.     

基于改进等比例分配方法的大气污染物总量分配效率

污染物总量控制是改善空气环境质量、实现可持续发展的根本途径之一。基于改进等比例分配方法,以2010年为基期对我国31个省、自治区、直辖市2015年大气污染物总量控制目标进行分配,在此基础上对污染物分配效率进行研究,并将该分配方案与国家行政分配对比分析。研究结果表明:各地区SO2和NOx的削减分配特征基本一致,仅削减幅度存在明显的地区差异性,削减率较高的地区主要集中在北部、东部沿海地区的部分省级行政区,西北、西南地区的削减率相对较低。在污染物总量控制的前提下,该分配方案使更多省级行政区处于技术前沿面上,因此其大气环境效率明显提高。     

基于HBV水文模型的青藏高原卡鲁雄曲流域径流预报

青藏高原平均海拔4000m以上,气候恶劣。区域内产汇流规律复杂且水文实测资料稀缺,给流域水文模拟和分析带来诸多挑战。文章选用HBV水文模型在卡鲁雄曲流域进行水文模拟,数据资料包括卡鲁雄曲翁果水文站2010-2015年逐日降水、气温、观测流量等数据。结果表明,模型在率定期、验证期Nash系数分别达到0.82、0.84,HBV水文模型在卡鲁雄曲流域有较好的适用性。但是受到高寒气候影响和水文资料代表性较差的原因,HBV模型在高流量和低流量部分的流量模拟上表现差,相较于实际观测,模拟的径流总量估计出现低估,但总体来说HBV水文模型在卡鲁雄曲流域有较好的适用性。     

天山开都河流域积雪、径流变化及影响因子分析

本文分析了开都河流域源流区积雪变化与气象要素及径流的变化趋势,讨论了气象-积雪-径流三者之间的关系。结果表明：开都河流域2000—2016年间积雪覆盖率呈微弱上升趋势（0.1%/10a）,其中,最大积雪覆盖率增加速率约为0.33%/a,而最小积雪覆盖率则呈减小趋势（-0.017%/a）;在年内表现为春、夏季节积雪面积减少,而秋、冬两季增加;在过去的45年间（1972—2016年）,融雪期在春季提前了约10.35天,而秋季延迟了约7.56天;温度对春季积雪变化影响较大,而降水则对冬季积雪变化影响较大。河川径流与径流峰值均呈增加趋势,年径流增幅约2.26亿m³/10a,其中夏季径流对气温（ε =1.41）和降水（ε =0.5）变化敏感,而春季对积雪面积的变化响应敏感（ε =0.59）。开都河流域山区温度升高和降水增加对径流的影响明显。     

基于SWAT模型的里下河平原区水文模拟

本文以江苏里下河平原区为研究对象,结合该流域DEM与实测水系,运用凹陷化算法提取河网,并通过人工修正以实现河网的合理概化,使提取的河网水系等要素基本符合里下河区域实际水文状况。然后构建里下河平原区SWAT水文模型,以2006-2011年水文站汛期流量数据为基础,对该区域水文进行模拟,并对模型的适用性做了评估。研究结果表明：影响该区域径流模拟前三位敏感参数分别为径流曲线数（CN2）、土壤蒸发补偿系数（ESCO）和基流α系数（ALPHA_BF）;经模型参数率定与验证检验,得出汛期内月模拟流量与实测流量的相关系数R²、Nash-Sutcliffe效率系数ENS均在0.80以上,相对误差|Re|均小于5.0%,表明SWAT模型在里下河平原区月径流模拟较好的适用性。该研究探讨了平原区分布式水文模型的应用,可为里下河平原区未来的水资源规划管理提供了科学参考依据。     

城市地铁隧道施工穿越既有铁路可靠性分析

为保障地铁盾构施工穿越既有铁路运输线路和地铁隧道的安全,采用ABAQUS数值模拟技术,分析了列车动载荷和地震载荷作用下地面沉降量及衬砌管片的受力变形。结果表明,在列车动态载荷作用下,管片及框架桥最大应力分别为7.6 MPa和4.6 MPa。地表竖直方向的最大沉降量为5.7 mm。在组合载荷作用下,管片及框架桥的最大应力和地表竖直方向的最大沉降量分别增大了4%和15%。该隧道施工有关强度和沉降控制满足设计技术要求。     

环江流域径流模拟研究

黄土高原绝大部分地区降水稀少、径流量小,水资源总体相当匮乏,准确掌握区域内径流情况对科学配置稀缺的水资源至关重要。本研究选取黄土高原中部马莲河上游的环江流域为研究对象,采用SWAT模型进行径流模拟研究,并结合1980-1990年的径流实测数据校准和验证模型。分析显示:1采用30m精度的高分辨率数字高程模型(DEM)数据比用90m分辨率DEM数据获得的河网更精细,而模拟误差较小;2子流域划分水平对径流模拟有一定的影响,当子流域划分增加到一定水平时径流量趋于稳定;3通过调整模型中敏感性较高的参数率定模型,使得校准期和验证期月均径流深Re均小于10%,R2分别为0.893和0.822,Ens分别为0.89和0.82,SWAT模型在该地区具有较好的适用性。     

气候变化对鄱阳湖流域径流的影响模拟

气候变化是全球变化的重要部分,它可以改变区域乃至全球的水文循环的现状,本文以鄱阳湖流域为定量评价了气候变化对该区域水文循环的影响。文章首先分析了鄱阳湖流域1973年～2002年间的气候变化,在此基础上构建了如果气候变化按照目前的趋势发展未来可能出现的3种气候情景,最后应用陆地表面模型VIC水循环模式模拟了不同情景下的径流变化,结果表明如果气候变化按照目前的趋势发展,鄱阳湖流域的水量30年、60年、90年后（相对于1983年）将可能增加11.7%、25.08%和39.06%,而且因为径流的增加幅度最大的情况恰好出现在每年径流峰值时段（汛期）,所以鄱阳湖发生洪灾的危险性将可能增大。研究气候变化背景下鄱阳湖流域水文要素的变化及其趋势对于该区域水文水资源的开发利用、规划管理有着重要的现实意义。     

岔巴沟流域不同下垫面对降雨径流关系影响规律分析

随着人类活动的增强,不同下垫面对地表径流的影响日益显著。本文选择黄河岔巴沟流域,采用野外人工控制条件下的降雨实验,针对不同下垫面类型、不同下垫面覆盖度以及不同的处理方式等情况下进行了水文过程的实验研究,并对不同植被覆盖度、不同耕作措施、降雨径流系数随时间的变化规律、不同下垫面对径流系数的影响等方面进行了分析与初步研究。结果表明,土地利用类型的变化对黄土沟壑地区的降雨径流关系有很大影响,其中耕作措施的使用对降雨径流关系的影响远大于地表覆盖率变化所产生的影响。地表覆盖率单因素变化时,稳定产流时的产流量变化不超过10%,而当采用耕作措施进行单因素分析时,稳定产流时的产流量大于20%。在相同雨强下,草地与裸地的出流量有非常明显的差异,草地的出流量约为裸地出流量地50%,草地与裸地对降雨径流关系地影响差异较大,在小雨强的时候,草地对降雨有较强的滞留作用,随雨强的增加,这种功能明显减小,而裸地没有明显的差异。     

中国空间站在轨科学实验任务规划方法及应用

为保障中国空间站平台稳定运行,使得在轨设施利用率维持较高水平,建立空间站科学实验任务规划模型,基于冗余原则设计最大时间冗余度下的任务规划方案。考虑设备支持、上下行、功率、工时等复杂约束,优化空间科学应用项目的在轨设施规划,得到制约应用效益最大化的主要因素。以中国空间站建造期生命科学与生物技术方向实验项目为例的算例,实验结果表明,规划方案能够实现在轨设施利用率最大化,为在轨资源扩展、上下行能力提升以及地面项目培育等提供参考。     

基于HIMS的黑河上游山区径流模拟分析

基于HIMS（Hydro-Informatic Modeling System）,构建了黑河上游山区的分布式水文模型,取得了较高的模拟与验证精度,并在不同的气候变化情景下模拟分析黑河上游山区莺落峡水文站径流,结果表明：①HIMS在黑河上游山区具有适应性,日过程模型率定期和验证期Nash-Suttcliffe效率系数均达0.80,月过程模型率定期和验证期均高达0.97;②莺落峡站年径流量与气温呈负相关关系,与降水量呈正相关关系,气温升高和降水量减少都会减少年径流量;③降水不变情景下,气温对不同月份径流量影响不同,气温降低2℃时会加剧径流年内分配不均的程度;而在气温不变的情景下,月径流量均随降水增加而增加,但径流量年内分配格局未受到降水变化的显著影响;④不同气候变化情景下年径流量差异明显,对年径流量最不利的气候变化情景是气温升高2℃,降水减少20%;最有利的情景是气温降低1℃,降水增加20%。     

黄河上游流域气候变化对径流的影响

黄河上游是我国重要的水源涵养区。然而,近年来黄河上游年平均气温呈逐年上升趋势,对流域水资源情势造成较大影响。本文基于SWAT模型,研究在未来不同气候情景下,流域径流在未来两个时期（2046年-2065年以及2081年-2100年）的时空分布规律。结果表明,在未来两个时期内,流域径流量呈减少趋势,且2081年-2100年时期的减少幅度较2046年-2065年时期大;流域多年平均径流量、年径流量序列的第10和90百分位值（R10和R90）的最大值与最小值分别出现在CSIRO-A2和INM-B1两种组合情景下;CSIRO模式下流域径流量最大,INM模式下最小,MRI模式居中;日径流量的第90百分位值（Q90）在所有组合情景下都表现出减小的趋势。在不同气候变化情景下,流域未来多年平均径流深的空间分布与基准期较为一致,即上游径流深较大,下游径流深较小;在不同情景下流域多年平均径流深要低于基准期。研究结果可以为黄河流域水资源管理和相关政策的制定提供科学依据。     

黄河源区未来气候变化的水文响应

借助大气环流模式（GCMs）进行区域气候影响评价往往受气候模式的分辨率限制,缺少对应尺度的气候情景,目前一般的做法是通过降尺度方法弥补GCMs气候情景的不足。本文集成GCMs输出数据、降尺度模型和分布式水文模型SWAT（Soil and Water Analysis Tool）建立了气候-陆面单向连接系统。将未来气候情景（日降水量、最高和最低气温情景）,输入到SWAT模型模拟径流,重点预测评估黄河源区未来不同时期的径流变化情况,并分析讨论气候变化情景下径流深的空间分布及响应。其结果表明,SWAT模型可以较好地模拟黄河源区的流量过程,未来气候变化对黄河源区径流量变化影响很大,而且不同的降尺度情景对模拟结果会产生不同的影响。统计降尺度（SDS）情景模拟表明,黄河源区未来径流量的减少趋势不可避免,未来3个时期（2020s、2050s和2080s）将分别减少88.61m³/s（24.15%）、116.64 m³/s（31.79%）和151.62m³/s（41.33%）,而Delta情景下研究区年平均流量变化相对较小,与基准期相比未来2020s和2050s分别减少63.69m³/s（17.36%）和1.73m³/s（0.47%）,而2080s将增加46.93m³/s（12.79%）。     

石油天然气用内衬耐蚀合金复合钢管产线技术改造及实践

本文主要以内衬耐蚀合金复合钢管生产线为研究对象,针对海洋管道S-Lay铺设方式的技术需求和安全要求,提出了整管全抱持液压扩径的复合工艺技术改造方案,以解决复合钢管在海洋管道S-Lay铺设方式及铺设过程中的安全及质量问题。为了验证技改后复合钢管的弯曲性能是否满足铺设要求,进行了模拟工况条件下的全尺寸四点弯曲试验。试验表明,分别在最大应力87%SMYS循环30次和最大弯曲应变0.305%条件下,复合钢管衬层未发生鼓包或褶皱,满足海洋管道S-Lay施工的弯曲变形要求。进一步对复合钢管进行40吨轴向拉力下的弯曲失效试验,发现复合钢管在弯曲半径大于70D且极限弯曲应变小于1.209%的情况下不会发生失效。     

基于区间两阶段-部分信息模型的城市水资源优化配置

本文将区间两阶段随机规划方法与线性部分信息理论结合构建多水源、多用户、多目标的区间两阶段-部分信息模型,解决因传统配水模型忽视城市降雨-径流的不确定性而导致配水结果与实际情况存在差异的问题。将该模型应用于哈尔滨市地表水、地下水联合调度中,运用线性部分信息理论分析降雨-径流的不确定性,得到4种流量水平概率分布情景。引入交互式算法求解模型,得出城市用水用户在不同情景下的缺水量、最优配置水量及城市配水系统整体收益,并将配置结果与两阶段随机规划模型结果对比。结果表明:与传统配水模型相比,区间两阶段-部分信息模型克服了降雨-径流等不确定性因素对配水系统收益的影响,能有效平衡经济效益和缺水惩罚风险。通过该模型分析哈尔滨市水资源配置得到4种流量水平分布情景,当发生低流量水平的概率增大时,缺水风险增加,得到保守的配水方案,系统经济利益降低;发生中、高流量水平的概率增大时,城市可用水量增加,得到积极的配水方案,系统经济利益增加。该模型得到的优化配置方案以区间形式给出,更真实地反映实际城市水资源管理情况,并为管理者提供决策空间。     

政策速览

正(2021年2月)以发布时间为序2月2日,科学技术部印发《国家高新区绿色发展专项行动实施方案》。该方案中提出,到2025年,国家高新区单位工业增加值综合能耗降至0.4吨标准煤/万元以下,其中50%的国家高新区单位工业增加值综合能耗低于0.3吨标准煤/万元;单位工业增加值二氧化碳排放量年均削减率4%以上,部分高新区实现碳达峰。