特约稿

• 中国水利新质生产力评价及障碍因子诊断

  杨亚锋;周晓晓;王红瑞;刘祎萌;李欣瑞;

  发展水利新质生产力是推动我国水利事业乃至整个经济社会高质量发展的内在要求和重要着力点，而水利新质生产力评价及其发展的障碍因子诊断是目前亟待解决的关键性问题。从高科技、高效能、高质量和绿色4个维度构建了水利新质生产力评价指标体系，采用基于实码加速遗传算法的投影寻踪模型(RAGA-PP模型)对我国2021年31个省份的水利新质生产力发展水平进行了综合评价，并结合障碍度模型识别了影响其发展的主要障碍因子。结果表明：广东、江苏、浙江等东南部沿海省份的水利新质生产力发展水平相对较高，西藏、青海等西北部省份的相对较低；准则层障碍度排序为高科技>绿色>高质量>高效能；水利工业企业专利是制约水利新质生产力发展的关键障碍因子。

  2024年06期 v.45;No.197 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1378K]
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水-能-粮纽带关系专题

• 黄河中游地区水-能-粮-碳纽带关系模拟与韧性调控

  赵含;李占玲;王红瑞;刘艺欣;李敏;

  水资源、能源、粮食和碳排放等对区域发展水平和生态环境质量有重要影响，其相互作用构成了复杂的纽带关系，对于区域绿色协调发展至关重要。以黄河中游地区为研究对象，采用系统动力学来探索水-能-粮-碳的关联模式，根据1999—2019年黄河中游地区的水资源、能源、粮食、碳排放现状的基础数据梳理这4个子系统的耦合关系，并对其未来30年的发展变化进行仿真模拟，从抵抗性、恢复性和适应性3个方面构建韧性评价指标体系来评价整个系统。研究结果表明：(1)在常规发展模式下，预计2050年水资源及粮食不会出现明显的供需缺口，而能源消费缺口会随着社会经济的发展越变越大。(2)每个情景的3个分数都存在差异，其中多子系统优先发展的情景在抵抗性、适应性及恢复性3个方面的表现均优于其他情景。(3)情景11的4个子系统都优先发展时及情景10的能源、粮食及社会经济子系统优先发展时，韧性指数从2020—2050年整体是最高的；情景11的碳排放量最低，水资源、能源及粮食供需指数都相对较高，因此情景11为最优发展模式。

  2024年06期 v.45;No.197 9-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 3453K]
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• 海河流域水-能-碳系统耦合协调发展及驱动因素研究

  李情情;曹永强;王菲;范帅邦;陈敏;

  水、能资源短缺及碳排放超标是制约区域经济转型升级和生态文明建设的主要障碍，探究水-能-碳系统耦合关系是实现区域绿色低碳发展的重要基础。以海河流域水-能-碳系统为核心，基于组合赋权法和综合分析法，构建流域水-能-碳系统综合评价体系，利用耦合协调度、障碍度和地理探测器模型，探究2000—2021年海河流域水-能-碳系统耦合协调时空演变特征及驱动因素。结果表明：(1)海河流域水-能-碳系统的综合发展水平总体上呈上升态势，碳排放系统处于最高位水平，评价指数多年平均值为0.45。(2)海河流域水-能-碳系统的耦合协调度总体上呈现平稳发展特征，发展水平由濒临失调过渡到中级协调阶段。(3)地表水资源量、污水处理能力、经济发展水平、产业结构、政府调控能力和居民生活水平是制约水-能-碳系统发展最大的障碍因子和外部驱动因素。研究结果可为促进海河流域经济社会全面绿色转型和可持续发展提供理论支撑。

  2024年06期 v.45;No.197 20-31+40页 [查看摘要][在线阅读][下载 2547K]
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• 都江堰灌区水-能源-粮食系统耦合协调分析

  粟洨悦;陈万林;徐志芬;陈菁;岳琼;马隰龙;李金刚;

  水资源、能源、粮食是人类社会发展的基本资源，三者之间相互关联，开展水-能源-粮食纽带系统的协调发展研究对保障水安全、粮食安全和能源安全具有重要意义。都江堰灌区是四川省主要的商品粮基地，对保障四川省粮食供给至关重要。为此，以都江堰灌区为研究区域，构建水-能源-粮食纽带系统的综合评价指标体系，引入熵权TOPSIS法确定各指标的权重并评价水-能源-粮食纽带系统的综合发展水平，测算出灌区2009—2021年水-能源-粮食纽带系统的耦合协调度，并分析其时间演变特征。随后构建灰色模型GM(1,1)预测水-能源-粮食纽带系统2022—2030年的耦合协调度的发展趋势。研究结果显示：2009—2021年，都江堰灌区水-能源-粮食纽带系统的综合发展水平处于中等水平，呈上升发展趋势；灌区水-能源-粮食纽带系统的耦合度均值为0.961,属高水平耦合，耦合协调度均值为0.663,多数年份处于中度协调阶段；2022—2030年，都江堰灌区水-能源-粮食纽带系统的耦合协调度将上升至0.893,进入高度协调阶段。本研究结果可为都江堰灌区农业可持续发展提供理论指导，并为类似区域的相关分析提供方法参考。

  2024年06期 v.45;No.197 32-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1265K]
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水文水资源

• 安徽省干旱危险性评价及等级划分

  常伊婷;蒋尚明;崔毅;金菊良;汪洁;陈浩;沈勇;

  区域干旱危险性评价是实现旱灾风险管理的基础，可为防旱减灾工作提供科学有效的决策依据。选取安徽省104个县级行政区的水资源量和降水量数据，采用指标综合评估法构建了基于危险性指数的干旱危险性定量评价方法，对安徽省各县区的干旱危险性进行了评价，得到了安徽省干旱危险性等级分布图。结果表明：基于水资源量和降水量数据的计算结果绘制的县域干旱危险性区划图中，除个别县区的危险性等级分布有所差异外，安徽省干旱危险性等级分布由北到南逐渐降低；安徽省干旱危险性程度的总体变化趋势与其自然地理分布紧密相关，并且受到社会发展的影响。研究结果可为安徽省旱灾风险区划提供支撑。

  2024年06期 v.45;No.197 41-48+73页 [查看摘要][在线阅读][下载 3037K]
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• 基于AHM-CRITIC赋权法的城镇综合节水水平评价

  尹泰来;郝仕龙;张岩;

  以福建省惠安县为例，基于水资源紧缺程度、城镇节水管理程度等准则层指标，构建了城镇节水综合评价指标体系。在此基础上，运用AHM-CRITIC赋权法建立城镇综合节水水平评判模型，评判了惠安县2015—2020年，2025年和2035年的综合节水水平。结果表明：(1)2015—2020年惠安县的城镇综合节水水平属于中等级别，能满足初步控制目标。(2)预测惠安县的节水水平在2025年达到中等偏上水平，在2035年达到良好级别，各指标发展状况均满足福建省泉州市向惠安县下达的“三条红线”的要求标准。(3)基于可获取的数据进行评价指标体系的构建，可较为全面地评价当地综合节水水平；采用AHM-CRITIC赋权法在一定程度上平衡了AHM赋权法和CRITIC赋权法的优缺点，提高了评估结果的合理性和有效性。研究成果可为建立城镇节水管控一体化长效机制，评判及预测城市综合节水水平提供决策依据。

  2024年06期 v.45;No.197 49-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1030K]
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• 湖库型饮用水水源地安全评估指标体系研究

  魏怀斌;李卓艺;刘静;贾玉玲;

  饮用水安全关系着人民身体健康和社会稳定，建设更为安全的水源地是新时期水源地保护工作的重点发展方向。基于水源地安全的定义，结合CiteSpace进行文献计量分析，探究当前水源地安全研究的热点趋势，提出涵盖供水安全、水质安全、风险与应急、管理安全4个方面的评估框架；通过对关键文献指标频次分析和筛选补充，确定包含14个指标的评估体系。采用改进的AHP-CRITIC权重法进行主客观组合赋权，消除单一赋权的主观性。该评估体系体现了水源地安全的综合性和完备性，解决了评估侧重于水质等某一方面的单一性问题，可较好地诊断出水源地存在的不安全因素。以板桥水库为例进行验证，结果表明：板桥水库安全评估结果为90.78分，处于安全水平(Ⅰ),其中水质安全和管理安全方面评估等级为安全(Ⅰ),供水安全和风险与应急方面评估等级为安全但存在较小风险(Ⅱ)。评估结果与实际基本相符，说明该评估体系具有可靠性与实用性。

  2024年06期 v.45;No.197 57-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1062K]
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生态环境

• 高密度城区滨水空间生态服务能力评价

  席珺琳;罗伟嶂;袁建伟;张会;武花;

  城市滨水空间对于维护高密度城区的生态稳定具有重要意义。针对当前滨水空间生态服务能力评价中忽视居民感知的问题，以广州市越秀区作为研究区域，运用空间句法模型、Fragstats、SolVES模型等提取空间可达性、景观生态质量、居民感知等数据，通过双变量分析法筛选出与居民感知数据高度相关的变量，构建了基于居民感知的生态服务回归评价模型，并耦合年度植被加权模型对生态服务能力进行了综合评价与分析。结果表明：(1)利用基于居民满意度指数的回归方程筛选出的最优变量组合所建立的生态服务模型，能够反映出滨水空间生态要素供给和居民感知服务能力；(2)越秀区滨水空间生态服务能力等级呈现出南高北低的空间异质性特点；(3)耦合年度植被加权的综合服务等级从加权前的南高北低分布转变为中北高南部低分布，高低值的分布区域发生了显著变化。上述结果可为广州市城市更新规划、滨水空间的规划选址与改善提供依据，有助于提升滨水空间的生态宜居服务能力。

  2024年06期 v.45;No.197 65-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 2313K]
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土木工程

• 基于多线性材料硬化的向量式有限元C型薄壁型钢屈曲分析

  孙子涵;陈朝晖;宋春草;马文亮;

  C型薄壁型钢在实际工程中较常见，在力的作用下容易发生屈曲失效。传统有限元法预测结构屈曲变形已经有一套较为成熟的方案，但程序较烦琐。基于向量式有限元(VFIFE)方法编制了三角形壳单元的Fortran计算程序。通过Matlab软件编写前处理与后处理程序，将计算结果与经典的双曲壳屈曲计算结果对比，考察其正确性。考虑几何非线性问题与材料非线性问题，引入多线性材料硬化模型，计算了不同尺寸的C型薄壁型钢在轴压荷载下的屈曲特性。根据位移-轴力曲线判断屈曲荷载，通过后处理程序绘制出屈曲发生后的变形，并与现有的试验结果对比。结果表明：引入多线性材料硬化模型的向量式有限元方法能够较好地预测结构屈曲荷载以及屈曲变形，为预测结构的屈曲变形提供一种新的、可靠参考。

  2024年06期 v.45;No.197 74-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1648K]
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地质工程

• 基于双折减系数法与极限平衡法的顺层滑坡稳定性分析

  李小根;盛济铭;王静;刘泓辰;毛新宇;

  以四川省布拖县龙潭乡冯家坪滑坡为例，利用FLAC3D软件设计了基于双折减系数法的滑坡稳定性分析程序，应用“GIS-Rhino-FLAC3D”耦合技术建立三维地质体模型。考虑黏聚力和内摩擦角在滑坡失稳过程中衰减速度和弱化程度的不同，以及非饱和土中基质吸力对土体抗剪强度的影响，提出一种以黏聚力和摩擦力的衰减权重定义综合安全系数的双折减系数法，并采用极限平衡法作对比计算，研究分析了顺层滑坡的稳定性。结果表明：设计的抗剪强度参数双折减程序可以得出安全系数云图，直观地反映滑坡安全系数的空间分布特征；与传统强度折减法相比，所提出的双折减系数法计算的滑动面分布范围和综合安全系数更精确，较极限平衡法误差更小，可以准确地反映滑坡的稳定状态。研究结果可为双折减系数法应用于滑坡灾害的防治提供参考。

  2024年06期 v.45;No.197 81-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 2335K]
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• 唐古拉山东段冰川与河流作用谷地的特征分析

  唐倩玉;张威;李远航;傅志远;刘亮;柴乐;沈俊杰;张怡君;翟羿杰;

  对山谷横截面形态进行分析是区分冰川和河流作用的首要工作。以往常用的数学方法包括形态比率法、二次项式法和幂函数模型法，近年来提出了一种新方法——V指数法。为了验证这些方法在区分冰川区和非冰川区(即河流作用区)方面的有效性，应用ArcGIS 10.6软件从唐古拉山东段布加岗日地区提取了5 448个山谷地的横剖面，并通过Matlab软件对全谷和截谷的横剖面形态进行了分析。结果表明：(1)就V指数和幂函数模型中的b值而言，全谷和截谷在冰川区的平均值均大于非冰川区的；对于二次多项式模型中的c值和形态比率，全谷和截谷在冰川区的平均值均小于非冰川区的。这些统计结果都表明，在山谷横剖面形态上，冰川区更接近“U”形，非冰川区则更接近“V”形。(2)逻辑回归分析结果显示，截谷的V指数是判断冰川区与非冰川区最准确的指标，其预测精度可达62.0%。

  2024年06期 v.45;No.197 89-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 2054K]
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• 基于自然电位的裂隙-基质系统溶质运移试验研究

  王展;闫亚景;赵贵章;丁力;刘少康;李文曦;

  为了精细刻画岩石裂隙溶质运移过程及特征，构建了长×宽×高为0.20 m×0.03 m×0.50 m的砂箱模型，模型中间为裂隙，模型两侧为基质，两者共同构成了裂隙-基质系统。通过自然电位这一无损、快捷监测手段，针对不同粒径基质，在不同渗流速度下开展溶质运移试验，研究裂隙-基质系统溶质运移特征。结果表明：(1)在试验流速为0.009 7～3.195 9 mm/s时，裂隙-基质系统内裂隙渗透系数为5.5×10~(-2) m/s,与基质渗透系数2.4×10~(-3)、3.5×10~(-4) m/s相差不大，水流符合达西定律；随着基质粒径的不断减小，当裂隙渗透系数5.5×10~(-2) m/s与基质渗透系数3.6×10~(-5) m/s相差约3个数量级时，水流由达西流向非达西流转变。(2)在3种不同粒径的基质条件下，沿溶质运移方向，随着基质渗透系数的不断减小，裂隙域和基质域电极测点自然电位峰值不断减小，到达峰值的时间逐个增大。(3)随着流速的不断增大，裂隙域和基质域电极测点自然电位峰值出现时间提前，且同一系统流速下的裂隙域电极测点自然电位峰值的出现与基质域的相比历时较短。(4)通过自然电位峰值出现时间与溶质运移距离可以量化流速。计算所得流速值略小于系统测量流速值，其相关性拟合优度基本上均大于0.99,其中利用裂隙域电极测点自然电位计算所得的流速误差大多在10%以内，相对于基质域，计算精度更高，这与试验现象高度吻合，为探究裂隙-基质系统中的溶质运移过程提供了参考。

  2024年06期 v.45;No.197 97-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 4013K]
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• 华北水利水电大学学报(自然科学版) 总目次 2024年 第45卷 1—6期

  <正>~~

  2024年06期 v.45;No.197 109-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 730K]
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