检索结果-内蒙古大学图书馆

水利发展研究 2023年

作者：陈鹤中国水利水电科学研究院

2020年水利部启动智慧水利先行先试工作，提出强化物联网、视频、遥感、大数据、人工智能、5G、区块链等新技术与水利业务深度融合的要求。经过一年多的实践，在全国范围内取得了一系列优秀应用案例和技术成果，然而在数字化、网络化、... 详细信息

2020年水利部启动智慧水利先行先试工作，提出强化物联网、视频、遥感、大数据、人工智能、5G、区块链等新技术与水利业务深度融合的要求。经过一年多的实践，在全国范围内取得了一系列优秀应用案例和技术成果，然而在数字化、网络化、智能化方面仍存在短板，需要遥感技提供“水利一张图”的重点信息展示，并为水文、水力学、泥沙动力学、水资源、水环境、水土保持、水利工程安全等专业模型提供必要的输入数据。本文梳理优秀应用案例和典型解决方案中将遥感技术作为主要创新手段应用于智慧水利先行先试中的典型样本，提出将遥感技术应用于智慧水利中的技术瓶颈及难点，为构建全国智慧水利体系，在数字化、网络化、智能化方面补齐短板提供参考借鉴。

关键词：智慧水利先行先试遥感技术典型案例

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土石混合介质碎石性质对土壤入渗和产流过程影响

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南水北调与水利科技 2018年第2期16卷 59-63,107页

作者：司曼菲甘永德刘欢苏辉东仇亚琴牛存稳李海明天津科技大学滨海地下水利用与保护研究室天津300450 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038

为了研究土石介质中碎石性质对土壤入渗和产流过程的影响,本试验采用室内土柱试验,分析了两种不同岩性碎石(片麻岩和石灰岩)分别在碎石质量比例(土石介质比例)为15%、45%、65%和90%的条件下,对土壤入渗和产流的影响,并用Philip模型和Hor... 详细信息

为了研究土石介质中碎石性质对土壤入渗和产流过程的影响,本试验采用室内土柱试验,分析了两种不同岩性碎石(片麻岩和石灰岩)分别在碎石质量比例(土石介质比例)为15%、45%、65%和90%的条件下,对土壤入渗和产流的影响,并用Philip模型和Horton模型进行了拟合分析。其结果如下:(1)在同一种岩石,相同时间内,土壤累积入渗量随碎石含量的增多而减小,产流量随碎石含量的增多而增加;(2)在相同碎石比例条件下,相同时间内,片麻岩的累计入渗量大于石灰岩,而产流量小于石灰岩;(3)Philip模型、Horton模型均可拟合土石介质土壤累计入渗量随时间变化关系,稳定入渗率A(if)随碎石含量呈减小趋势,土壤吸渗率S随碎石含量呈减小趋势,而初始入渗率ii呈增加趋势。

关键词：土石混合介质石灰岩片麻岩土壤累计入渗量径流强度

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泥沙颗粒床面暴露度的理论分析及应用

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中国水利水电科学研究院学报 2021年第1期19卷 1-8页

作者：张磊韩其为中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100048

床面泥沙暴露度是影响床面泥沙起动和输移的重要因素之一,目前在理论层面如何合理描述其影响尚未形成清晰的认识。本文在已有研究的基础上,针对非均匀沙,提出了新的暴露度计算公式,建立了床面泥沙暴露度与泥沙粒径之间的函数关系。基于... 详细信息

床面泥沙暴露度是影响床面泥沙起动和输移的重要因素之一,目前在理论层面如何合理描述其影响尚未形成清晰的认识。本文在已有研究的基础上,针对非均匀沙,提出了新的暴露度计算公式,建立了床面泥沙暴露度与泥沙粒径之间的函数关系。基于该公式,推导得到了包涵暴露度影响的单颗粒滚动和跃移运动参数的理论表达式,通过与跃移距离和跃移高度的实测数据对比发现,计算值能够与实测值相吻合。为了进一步验证公式的正确性,在运动参数的基础上,推导得到了推移质输沙率公式,计算了均匀沙输沙率、非均匀沙分组输沙率和总输沙率。通过与实测数据的对比发现,计算值与实测值之间的相对误差均在可接受范围内。同时,计算结果表明,在相同的水流条件下,不同暴露度下的分组输沙率可以相差十几倍,由此说明了床面泥沙暴露度对非均匀沙输移的影响十分显著。

关键词：暴露度床面泥沙滚动跃移输沙率

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WOFOST模型在华北地区的运用与改进 ——以北京冬小麦—夏玉米为例

WOFOST模型在华北地区的运用与改进 ——以北京冬小麦—夏玉米为例

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作者：谢松涯中国水利水电科学研究院

学位级别：硕士

玉米和小麦作为我国的主要粮食作物,分别占我国粮食总产量的35.63%和20.91%。夏玉米和冬小麦也是我国华北地区的重要农作物,其长势监测和产量预测的准确性、及时性是保障粮食安全的基础。本文以北京大兴地区2014-2017年冬小麦和夏玉米... 详细信息

玉米和小麦作为我国的主要粮食作物,分别占我国粮食总产量的35.63%和20.91%。夏玉米和冬小麦也是我国华北地区的重要农作物,其长势监测和产量预测的准确性、及时性是保障粮食安全的基础。本文以北京大兴地区2014-2017年冬小麦和夏玉米为研究对象,田间试验主要定期观测叶面积指数、干物质量和产量等指标,利用Simlab软件评价WOFOST模型各个作物参数的敏感性,并通过2014-2017年的冬小麦、夏玉米的田间观测值进行参数验证,评价WOFOST模型在华北地区的适应性,最后引入叶片空间结构对模型进行改进,获得的主要结论如下:(1)对夏玉米叶面积指数LAI敏感的参数依次有CO2同化率在12℃下的矫正因子(TMNFTB/2)、温度为40℃时的单叶片初始量子效率(EFFTB40)等;对夏玉米干物质量TAGP敏感的参数依次有C02同化率在12℃下的矫正因子(TMNFTB12)、生育期为0时的比叶面积(SLATBO)等;对夏玉米产量敏感的参数依次有CO2同化率在12℃下的矫正因子(TMNFTB12)、生育期为2时的老化校正因子(RFSETB2)、温度为40℃时的单叶片初始量子效率(EFFTB40)等。(2)对冬小麦叶面积指数LAI敏感的参数依次有CO2同化率在3℃下的矫正因子(TMNFTB3)、生育期为0时的单叶片CO2同化效率(AMAXTBOOO)等;对产量敏感的参数依次有萌芽到开花之间的积温(TSUM1)、蒸散发速率矫正因子(CFET)等。(3)利用2014年夏玉米、2015年冬小麦实测数据进行参数的率定,得出结论:2014年夏玉米叶面积指数LAI、干物质量TAGP模拟值和实测值的一致性指数d分别为0.938,0.984,标准均方根误差nRMSE分别为15.733%,16.950%;2015年冬小麦叶面积指数LAI模拟值和实测值的一致性指数d为0.893,标准均方根误差nRMSE为23.775%。(4)利用2015-2017的田间数据进行参数验证,得出结论:2015年的夏玉米叶面积指数LAI、干物质量TAGP的模拟值和实测值的一致性指数d分别为0.945,0.987,标准均方根误差nRMSE分别为17.054%,14.068%;2016年的夏玉米叶面积指数LAI、干物质量TAGP的模拟值和实测值的一致性指数d分别为0.992,0.953,标准均方根误差nRMSE分别为7.172%,29.037%;2016年冬小麦叶面积指数LAI的模拟值和实测值的一致性指数d为0.774,标准均方根误差nRMSE为30.500%;2017年冬小麦叶面积指数LAI的模拟值和实测值的一致性指数d为0.789,标准均方根误差nRMSE为10.771%。结果表明,调整后的作物参数能较为精准的模拟北京地区的夏玉米和冬小麦的长势状况。(5)为实现WOFOST作物生长模型与玉米PAR空间分布模型之间的结合改进,保证各项数据及代码的传输准确性,本研究利用2012年光合速率实测值来验证WOFOST-PAR模型以及WOFOST模型的计算值和实测数据的拟合程度。结论表明考虑夏玉米光合分布的WOFOST-PAR模型对光合速率的模拟值和实测值的拟合一致性系数d、决定系数均高于WOFOST模型。WOFOST-PAR模型模拟效果良好,为模型的进一步优化打下数据基础。

关键词： WOFOST模型夏玉米冬小麦敏感性分析光合速率

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土石山区山坡壤中流汇流界面研究——以太行山崇陵流域为研究区

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水利水电技术 2018年第12期49卷 52-58页

作者：苏辉东贾仰文龚家国赵思远牛存稳甘永德中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 清华大学水利水电工程系北京100084 青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室青海西宁810016

为促进山坡产汇流过程的精细化模拟,以河北省易县崇陵流域典型的土石山区不同坡位点(坡顶、坡中上、坡中、坡中下、坡脚)以及不同植被(油松和侧柏)为研究对象,采用亮蓝染色剂开展了野外双环入渗染色剂示踪试验,研究了山坡壤中流汇流界... 详细信息

为促进山坡产汇流过程的精细化模拟,以河北省易县崇陵流域典型的土石山区不同坡位点(坡顶、坡中上、坡中、坡中下、坡脚)以及不同植被(油松和侧柏)为研究对象,采用亮蓝染色剂开展了野外双环入渗染色剂示踪试验,研究了山坡壤中流汇流界面的变化规律及其影响因子。结果表明:(1)山坡壤中流汇流界面埋深介于0. 6～1. 5 m之间,从坡顶到坡脚,汇流界面厚度逐渐减小;(2)植被覆盖对壤中流汇流界面的影响很大,在相同的坡位处,侧柏的壤中流汇流界面厚度大于油松的壤中流汇流界面厚度;(3)汇流界面的影响因素主要是土壤的结构和孔隙性、岩石风化层的层次结构,植被通过改变土壤的孔隙性引起汇流界面的变化。

关键词：染色示踪法汇流界面亮蓝染色剂山坡产汇流崇陵流域河北省易县

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黄河下游河道冲淤平衡临界水流能量损失研究

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泥沙研究 2013年第5期38卷 15-20页

作者：祁伟曹文洪张雅峰郭庆超中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100048 辽宁省朝阳市农村饮水工程建设管理处辽宁朝阳122000

从河流能量损失的角度入手,采用理论研究和资料分析相结合的手段,研究了黄河下游河道(花园口-利津)河流能量损失与河道冲淤的相关关系,研究结果表明:河流一般能量损失(如机械能损失、动能损失、势能损失)和动量损失与黄河下游河道年冲... 详细信息

从河流能量损失的角度入手,采用理论研究和资料分析相结合的手段,研究了黄河下游河道(花园口-利津)河流能量损失与河道冲淤的相关关系,研究结果表明:河流一般能量损失(如机械能损失、动能损失、势能损失)和动量损失与黄河下游河道年冲淤量之间不存在相关关系;而河流有用功损失、推移功损失与河道年冲淤量之间相关性不明显,但河流悬浮功损失与黄河下游河道年冲淤量之间存在较为明显的相关关系;维持黄河下游河道(花园口-利津)冲淤平衡的能量损失临界条件是水文年内河流悬浮功损失0.75亿J。当悬浮功损失大于此临界值,下游河道将发生淤积;小于此临界值,下游河道将发生冲刷。

关键词：黄河下游能量损失悬浮功损失临界条件

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改进的KNN实时校正方法在山区中小流域的应用

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河海大学学报（自然科学版） 2023年第4期51卷 27-32页

作者：霍文博高源李致家金双彦杨明祥黄河水利委员会水文局河南郑州450004 中国水利水电科学研究院水资源研究所北京100038 黄河水利委员会山东水文水资源局山东济南250100 河海大学水文水资源学院江苏南京210098

为提高山区中小流域实时洪水预报精度,提出了一种基于历史洪水学习的KNN实时校正方法(KNN-H法),并选择陕北黄土高原地区2个山区中小流域为研究区域,将其与传统KNN法和AR法进行对比,验证该方法的校正效果。结果表明:KNN法和KNN-H法的校... 详细信息

为提高山区中小流域实时洪水预报精度,提出了一种基于历史洪水学习的KNN实时校正方法(KNN-H法),并选择陕北黄土高原地区2个山区中小流域为研究区域,将其与传统KNN法和AR法进行对比,验证该方法的校正效果。结果表明:KNN法和KNN-H法的校正精度总体高于AR法;KNN法和AR法不能有效降低预报结果的峰现时间误差,而KNN-H法校正结果峰现时间误差比校正前有明显降低;KNN-H法通过对历史洪水预报误差的学习,可有效解决KNN法在实时校正中因为预热期资料不足导致的校正精度不高问题;当预报洪水过程处于涨洪或退水阶段时,KNN-H法能够快速定位到历史洪水的相同阶段,分析历史预报误差后迅速对当前预报值做出校正;总体上KNN-H法校正精度高于传统KNN法。

关键词： KNN实时校正法洪水预报山区中小流域超渗产流模型陕北地区

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基于微生物矿化的混凝土表面覆膜和裂缝修复试验研究

基于微生物矿化的混凝土表面覆膜和裂缝修复试验研究

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作者：李宗源北方工业大学

学位级别：硕士

微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）是自然界中广泛存在的一种生物诱导矿化作用,应用于混凝土修复领域具有相容性好、能耗低、绿色环保等优势。本文使用巴氏芽孢八叠球菌诱导矿化碳酸钙沉积,开展混凝土表面覆膜和裂缝修复试验并在某码头进行... 详细信息

微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）是自然界中广泛存在的一种生物诱导矿化作用,应用于混凝土修复领域具有相容性好、能耗低、绿色环保等优势。本文使用巴氏芽孢八叠球菌诱导矿化碳酸钙沉积,开展混凝土表面覆膜和裂缝修复试验并在某码头进行现场试验。主要研究内容和成果如下:（1）研究了温度、p H、钙盐种类、菌液及营养液浓度对菌种活性及矿化能力的影响。结果表明,巴氏芽孢八叠球菌在温度为30～35℃、p H=9时脲酶活性较好;钙源种类对细菌矿化能力的影响不突出,考虑到Cl-对钢筋的侵蚀,钢筋混凝土修复宜选用醋酸钙,素混凝土修复可选用氯化钙;菌液OD600值0.8～1.2、营养液浓度为1.0mol/L时,砂柱内碳酸钙沉积最为均匀,适宜用于砂体胶结。（2）研究了涂覆工艺、菌液浓度、覆膜材料对混凝土表面防护效果的影响。结果表明,微生物表面覆膜前宜将试件表面浸润后涂覆菌液,静置1～2h后分次涂覆营养液;覆膜后的试件毛细吸水系数降低率在92%以上,采用10倍浓缩菌液进行覆膜后的试件,氯离子扩散系数降低60%～70%,碳化深度降低92%,修复防护效果优于环氧、纳米胶、有机硅覆膜后的试件。（3）研究了修复工艺、裂缝宽度、深度、填缝石英砂级配、菌液浓度对混凝土裂缝修复效果的影响。试验发现,裂缝修复应先注入菌液,静置后再注入营养液;对于裂缝宽度小于0.5mm的裂缝,修复效果不明显;对于裂缝宽度在0.5mm～3.0mm的试件,缝宽2.0mm时,修复效果最好;缝长70mm/深100mm贯穿裂缝试件的修复效果优于缝长50mm/深50mm的试件;单一级配填砂和较低的菌液浓度更有利于提升裂缝修复效果;裂缝内矿化形成的碳酸钙晶体均匀的沉积在石英砂颗粒表面与试件之间,胶结砂体结构密实。（4）研究了高倍浓缩菌液于某码头的现场覆膜效果。结果表明,现场覆膜应预先湿润表面后涂覆浓缩菌液,再涂覆营养液;覆膜后混凝土表面毛细吸水系数降低率J可达93%,修复层粘接强度>1.1MPa;跨界面取芯观察,矿化生成的碳酸钙晶体从裂缝表面开始逐渐向下发展,晶体堆积紧密,微观形貌呈现花簇状,涂覆次数或菌液浓度增加,微观结构更加致密。

关键词：混凝土微生物矿化表面覆膜裂缝修复

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宽级配黏土与混凝土结合带渗透特性试验研究

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水利水电技术（中英文） 2021年第10期52卷 182-190页

作者：张茵琪邓刚张延亿卢吉曹学兴中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 中国水利水电科学研究院水利部水工程建设与安全重点实验室北京100038 华能澜沧江水电股份有限公司云南昆明650214

针对宽级配黏土与混凝土结合带在大剪切变形条件下的渗透特性对高心墙堆石坝等构筑物安全影响较大的问题,采用自主研发的大剪切变形和应力联合作用下结合带渗透特性试验装置,模拟实际工程岸坡坝段心墙底部宽级配黏土层应力-变形-渗流条... 详细信息

针对宽级配黏土与混凝土结合带在大剪切变形条件下的渗透特性对高心墙堆石坝等构筑物安全影响较大的问题,采用自主研发的大剪切变形和应力联合作用下结合带渗透特性试验装置,模拟实际工程岸坡坝段心墙底部宽级配黏土层应力-变形-渗流条件,开展了宽级配黏土与混凝土结合带渗透特性试验,从而探讨试样渗透系数随剪切变形的变化规律。结果显示,剪切变形突然启动瞬间,试样渗透系数快速增大至瞬时峰值,然后逐步减小并趋于稳定,剪切变形停止后经历一定时间,渗透系数从终止值减小至延时稳定值后不再变化;经历过剪切渗流历史的土料在再次剪切时的渗透系数瞬时峰值低于上一次剪切过程。通过分析应力和水力比降等条件对上述规律的影响,并以结合带导水系数与其初始值的比值和试样渗透系数与其初始值比值间的对应关系为依据,给出了结合带可能的厚度。同时,通过结合带黏土颗粒团聚体的组构变化分析,较好地解释了结合带渗透性的变化机理。

关键词：宽级配黏土结合带渗透特性试验组构

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基于无人机多光谱遥感的典型作物识别及水肥状况监测研究

基于无人机多光谱遥感的典型作物识别及水肥状况监测研究

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作者：魏青中国水利水电科学研究院

学位级别：硕士

作物植株水分含量是作物水分亏缺诊断以及灌溉需水量拟定的关键参数,叶绿素含量是反映农作物生理状态及长势分析的重要指标,作物识别是精准掌握农情基本信息的前提,也是农业遥感应用的基础。无人机多光谱遥感在作物识别及水肥监测方面... 详细信息

作物植株水分含量是作物水分亏缺诊断以及灌溉需水量拟定的关键参数,叶绿素含量是反映农作物生理状态及长势分析的重要指标,作物识别是精准掌握农情基本信息的前提,也是农业遥感应用的基础。无人机多光谱遥感在作物识别及水肥监测方面具有效率高、灵活性的优势,是应用于农业领域的新兴研究手段。基于此,本文以冬小麦为研究对象,采用低空无人机平台搭载多光谱相机获取地表农作物无人机影像,观测作物冠层光谱特征,同时调查地面作物类型,采集不同水肥处理下冬小麦植株含水率和SPAD值数据,选用基于光谱变量阈值分割的决策树分类法实现作物提取,应用一元和多元回归分析方法建立了基于光谱反射率或光谱植被指数的冬小麦植株含水率和SPAD值的估算模型。主要结论如下:(1)通过确定感兴趣地物种类,对影像进行了时相与光谱特征分析,确定了归一化植被指数NDVI、归一化绿蓝差异指数NGBDI、修正型比值植被指数MSR和红边波段反射率作为最优分类特征,采用基于光谱变量阈值分割的决策树分类法,实现地物分类,并提取种植面积,选取基于目视解译的地面调查数据进行方法验证。结果表明:基于时相与光谱特征的决策树分类方法的效果较好,该方法用于小麦、果树和大棚的提取,从决策树分类效果图和混淆矩阵中可知,分类总体精度为88%,Kapaa系数为0.83,结果表明该方法的总体分类效果较好,基于以上的试验结果,认为基于时相与光谱特征的决策树分类法能够适用于无人机多光谱影像地物信息的提取。说明无人机多光谱遥感影像进行种植结构信息提取具有一定的适用性。(2)构造了光谱反射率模型和光谱植被指数模型,筛选了典型地区冬小麦植株含水率解译模型。冬小麦植株含水率与反射光谱在0.05水平上显著相关,植株含水率敏感的波段为中心波长840nm的近红外波段,呈现极显著负相关。拔节期冬小麦植株含水率较敏感的光谱指数为SAVI和EVI,抽穗期冬小麦植株含水率较敏感的光谱指数为NDVI、SAVI、EVI和SR,灌浆期冬小麦植株含水率较敏感的光谱指数为NDVI和SR。基于多元回归分析建立的模型中光谱植被指数模型优于光谱反射率模型,拔节期、抽穗期、灌浆期三个关键时期的验证模型的决定系数R2均大于0.7,均方根误差RMSE均小于6%,且相对误差RE均小于9%。(3)构建了不同生育期冬小麦冠层SPAD值的最优估算模型。冬小麦冠层SPAD值敏感波段为中心波长560nm的绿光波段、中心波长为668nm的红光波段和中心波长为717nm的红边波段。基于一元和逐步回归分析方法建立的模型中,逐步回归模型效果最佳,拔节期选取4个植被指数(MSR、CARI、NDGI、TVI)建模效果最好,率定模型的R2为0.73,验证模型的R2、RE、RMSE分别为0.63、2.83%、1.68%;抽穗期选取3个植被指数(GNDVI、GOSAVI、CARI)建模效果最好,率定模型的R2为0.81,验证模型的R2、RE、RMSE分别为0.63、2.83%、1.68%;灌浆期选取2个植被指数(MSR、NDGI)建模效果最好,率定模型的R2为0.67,验证模型的R2、RE、RMSE分别为0.65、2.83%、1.88%。

关键词：无人机多光谱遥感冬小麦植株含水率 SPAD

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