应用边界层方法确定溶质迁移参数的实验研究

1、应用边界层方法确定溶质迁移参数的实验研究(1)摘要：本文以时域反射仪(Time Domain Reflectometry,TDR)作为溶质锋的探测手段，对利用边界层方法确定的参数和利用穿透曲线拟合法确定的参数进行了比较，结果表明边界层方法确定的扩散弥散系数(D)与穿透曲线拟合法确定的扩散弥散系数基本相近。但，因为TDR灵敏度的限制，边界层方法确定的延迟因子(R)大于穿透曲线拟合法确定的延迟因子。应用边界层方法确定的参数，比较了用边界层方法和精确方法预测的浓度剖面图，表明边界层方法在一定时间内可以精确地预测污染物的动态浓度分布。实验结果不仅说明了TDR作为溶质锋探测手段的可行性，同时说明了边界层

2、方法在确定溶质迁移参数方面有一定的可靠性。 关键词：多孔介质 溶质迁移 边界层理论 溶质锋 CDE模型是描述化学物质迁移规律的数学模型，该模型的应用需要两个基本的参数：水动力弥散系数D和延迟因子R，因此准确确定化学物质在特定多孔介质中迁移的模型参数D和R是模型得以应用的前提。关于模型参数的估计，已提出了许多方法14，而这些方法存在着收敛性和参数唯一性的问题。边界层方法是利用溶质锋迁移位置与时间的关系进行CDE方程参数的估计，可以省去做穿透曲线的麻烦。但此方法还仅仅停留在理论层次上，尚未从实践的角度加以验证，况且如何准确确定溶质锋的位置还是一个有待解决的问题。本文通过对边界层方法和传统的穿透曲线

3、拟合方法进行比较，初步确定利用TDR探测确定溶质锋位置具有可行性。1 理论基础邵明安等(1998)通过对CDE方程的研究，在均质稳态条件下，结合边界层理论，提出了确定CDE方程中参数的边界层理论模型5。该理论通过对农业污染物在多孔介质中迁移过程中浓度锋面的描述和概化，得到了下述表达式：(1)式中：d(t)表示t时间溶质锋的位置。D是水动力弥散系数，R是延迟因子，V是平均孔隙流速。土壤中的驻留浓度：cr(x,t)=vd(t)c0/vd(t) 3D(1-x/d(t)3(2)对于半无限土柱或田间土壤剖面，相应于通量型入流边界条件，土壤溶质迁移过程可以利用边界层理论进行描述。由方程(1)可知，只要求得

4、时间t时的溶质锋的深度d(t)，我们就可确定溶质迁移参数D、R。为了便于对数据t和d(t)进行处理，下面对方程(1)进行进一步简化。两边同时平方，得d2(t)=4vt/Rd(t) 12Dt/R(2)方程两边同除以t2，得1/t=R/12Dd2(t)/t2-v/3Dd(t)/t(3)2 材料与方法表1 实验设置及土柱物理参数 土样高度/cms/(g/cm3)v/(g/cm3)Vp/(cm/h)探测点个数水头/cm黄绵土462.741.302.1448.0沙壤土682.701.341.0565.5娄 土482.651.271.25本篇论文是由3COME文档频道的网友为您在网络上收集整理饼投稿至本站

5、的，论文版权属原作者，请不要用于商业用途或者抄袭，仅供参考学习之用，否者后果自负，如果此文侵犯您的合法权益，请联系我们。另外简化了断面，取消了廊道、上游直坡、下游阶梯状斜坡等，以适应碾压要求。 这座裸露式具有抗冻性碾压混凝土重力坝，最大坝高24.5m，坝顶长275m，横缝间距57m。该坝已建成5年，运行正常，是国内外首例，对碾压混凝土筑坝技术的发展具有一定的开创性。 2.4 机组变速运行 为了适应水头变幅巨大的运行要求，在引进蓄能机组的过程中，经与厂家研究，采用变极双速机组，起动变频器扩大容量为60MW，串连在机组与主变之间，即可实现水泵起动和变速运行，这种定子接线60MW变速运行机组在国内外

6、是首例。60MW变频器能保证蓄能机组在发电工况（3653m），水泵工况（3679m）内以最佳转速在高效区运行。机组效率提高：发电工况12，水泵工况19.2。机组综合效率由60提高到80，替代容量增加15，气蚀振动大人减轻，提高了机组的寿命。 2.5 碾压混凝土路面 潘家口水利枢纽对外交通7.2km，其中5.9km路段采用碾压混凝土筑路技术。经过试验研究，将干砂浆（无坍落度砂浆）应用于碾压混凝土路面，保证了路面平整不露石子，提高了路面力学强度和耐磨性，成为国内外首创筑路新工艺。全碾压式一级配混凝土、表面铺干砂浆厚510mm，一次碾压成高级路面。 2.6 水电站主厂房防火的改进措施 电站防火设计经

7、过唐山市消防支队的审查，设计符合国家、部颁设计规范的要求，并有所创新，国内外首次采用的改进措施： （1）常开门式封闭楼梯。（2）挡烟垂壁，在机组段之间横梁（梁高0.6m）下设轻钢龙骨，外侧固定石膏板，挡烟垂高0.9m，总壁高1.5m，保护电缆效果明显；（3）自动报警与手动报警相结合；（4）电缆夹层采用固定式卤代烷灭火系统。以上四项措施对厂房结构改动很小、投资少、易实施、效果明显，提高了防火安全性和可靠性。 3 提高效益的设想 3.1 为了进一步发挥混合式抽水蓄能电站的效益，建议再引进两台60MW变频器。 3.2 抬高运行水位 由于在大坝设计中已适当留有余地，可考虑抬高水位运行，每抬高1m，即可

8、增加5000万m3的有效库容。这一措施，效益很高，可在适当时机在不影响大坝安全运行的前提下，予以实施。 3.3 在引滦供水系统中，除潘家口之外，还有大黑汀、于桥、邱庄、陡河水库等，已形成一个关系密切的供水网络，建议在不增加投资的条件下，加强调度与管理，即可达到多蓄水，提高供水效益的目的。如潘家口与大黑汀水库联合运用可多调节水量1.2亿m3，如五库联合运用，其效益更为可观。 3.4 进一步发挥水库排沙对下游入海口冲刷的作用 潘家口水库有4个底孔，这4个底孔泄量尚不能满足现行规范的要求，应该充分发挥现有底孔排沙作用。经过科学计算和研究后在汛期低水位时，在有准备的条件下，泄水拉沙，隔几年进行一次以提

9、高水库寿命。这一措施带来的另一个好处是：利用人造洪峰对入海口进行冲刷，防止海口淤积。 参考文献 1 潘家口混合式抽水蓄能电站、曹楚生.1990年4月国际抽水蓄能会议论集。 2 一期工程概述.曾楚生.李成乾，水利水电工程.1986年2期 3 混合式抽水蓄能电站布置.魏恒德.李启业.水利水电工程.1986年2期 4 枢纽布置的研究.李成乾.水利水电工程.1986年2期5 水头变幅很大的抽水蓄能电站运行方式的探讨.袁淼.杨志申.蔡体安.李建国.水利水电工程.1990年4期 6 潘家口对外交通公路碾压混凝土路面研究.李成乾.水利水电工程.1992年3期 本篇论文是由3COME文档频道的网友为您在网络上

10、收集整理饼投稿至本站的，论文版权属原作者，请不要用于商业用途或者抄袭，仅供参考学习之用，否者后果自负，如果此文侵犯您的合法权益，请联系我们。第三种分类方法是将风险按其来源划分：（a）联营体内部的风险；（b）项目特定的风险；（c）联营体外部的风险。因为国际工程联营体是一种特别的公司组织形式，所以联营体内部的风险是联营体特有的风险，这些风险是由联营体内部的矛盾引起的。项目特定的风险是指项目本身特点所造成的风险，如项目复杂造成工期延误或成本超支或所完成工程未达到设计要求，较高的融资成本和较长的工期使施工费用被拖欠或者成本超支等。联营体外部的风险是由联营体所在的外部大环境引起的风险，一般而言，在国外投

11、资比在国内投资风险更大。表1是Li Bing在此类方法基础上所总结的国际工程联营体的各种风险。国际工程联营体的风险除了上述主要风险，还有一些与联营相关的风险。但根据国外对联营体风险的研究，最为严重的十大风险依次为：由于母公司政策变化而导致的成本增加、联营工程可行性研究不当、工期延误、市场需求估计不准、联营地选择错误、联营项目类型选择不当、争端解决的费用增加、合作伙伴选择失误、官僚主义和审批延迟、设计变更过多。四、联营体风险的应对措施从上述联营体的十大风险可以看出，国外研究者认为联营体三大类风险的重要程度依次为项目特定风险因素、联营体内部风险和联营体外部风险。而根据本文第三作者于2004年的访谈

12、，国内专家则多认为联营体风险的重要程度依次为联营体外部风险、项目特定风险和联营体内部风险。我国部分有过海外联营经验的公司还认为，在联营体外部风险中最为重要的就是政治风险和外汇风险，这反映了我国承包商在宏观和金融方面的经验与发达国家承包商的区别。另一个区别是，由于我国承包商参与的联营体一般都是由某一方占有绝大多数的股份，公司的决策基本上也就由该方作出，所以内部风险相对较小。中外承包商选择联营的动因是不一样的。例如，新加坡承包商组建联营体很多是因为自身的资本和经营能力的不足，承包商在资源有限的情况下想要进入更多的海外市场，联营比独营更为便利，特别是在工程领域，某些大型工程项目对于没有相关工程经验的

13、承包商而言是非常难中标的，有的甚至连资格预审都难以通过。另外，有些项目往往需要巨额投资，超出了中小型企业的资金承受能力或风险承受能力，建立联营体就顺理成章了；而中国承包商一般不太愿意与其他公司合作，成立联营体往往是由于项目所在国的政策限制，如市场准入条件要求等。所以，对于工程项目在中国的联营体，国内承包商一般是充当配角，或者只是在具体的施工中占有较大的比例，而在工程项目管理中处于被支配的地位；如果工程项目是在国外（主要是发展中国家），则中外承包商组建的联营体往往是由我国承包商主导的，且工程项目的管理及关键技术都由我方提供，外方（主要是发展中国家当地承包商，因为我国承包商与发达国家承包商在第三国

14、联营的较少）则更像一个代理商、分包商或供应商。要注意的是，国外研究表明，由于发展中国家经营环境复杂，跨国承包商对一个联营体的控制权越大，联营体的绩效往往越不理想。因此，建议联营体的决策应由联营体合作各方共同作出，以发挥当地合作伙伴的优势。虽然国外的研究结果不一定适用于我国承包商，但我国承包商应引起重视，避免重蹈发达国家承包商联营时的覆辙。对于任何联营体，我国承包商从合作伙伴选择、投标、议标、签约到项目全过程都应当认真研究相关的风险，并采取有关措施管理好风险以减少损失，特别是： （a）对合作对象提高警惕。国际金融机构如世界银行或区域性（亚洲/非洲等）开发银行贷款的项目，项目当地承包商必须与外国承

15、包商合作才可投标和实施（如外国承包商提供技术和资金，本地承包商提供劳务）。在实际操作中，由于夺标心切，对合作对象依赖过多，在实际中不自觉地听命于合作对象，结果好处被人占尽，而风险全落在自己身上，这点对于我国承包商在国内与外商联营工程项目时要特别加以注意。（b）争取并签订合理的合同条款。合同条款一经双方签字就具有法律约束力，签订合理合同条款的原则是按对等权力和义务与合作伙伴或业主分清责任，特别是项目外部条件（如水、电、路、通讯）、工程款项的支付时间、货币和方法、延期付款的期限和利息、不可抗力条款中不可抗力的具体含义等都可能造成风险，应在合同中明确规定。（c）向分包商和供应商转移风险。在分包和供应

16、合同中，通常应要求分包商或供应商接受主合同中的各项合同条件，要求他们同样提供履约保函、预付款保函、维修保函、工程保险单以及扣留一定的保留金，使分包商和供应商分担一部分相应的风险。表2是根据Li Bing等学者的研究所总结的国际工程联营体风险的主要应对措施。本篇论文是由3COME文档频道的网友为您在网络上收集整理饼投稿至本站的，论文版权属原作者，请不要用于商业用途或者抄袭，仅供参考学习之用，否者后果自负，如果此文侵犯您的合法权益，请联系我们。从长系列年内分配变化情况及不同年代分配变化过程看(表1、表2及图2)：降水量多年平均CL为0.43,最大的0.55,最小的0.31。可以看出降水量CL的年际

17、变化不大，总体上略有下降的趋势，和超过机率略有分散的趋势，说明降水分布略趋均匀。超过月平均值的月份也主要集中在510月，其中7月份年年超过了均值，8月份次之，而12翌年2月历来没有超过均值；径流量多年平均CL为0.37，最大的0.53，最小的0.20,与降水相比变幅更大而且在上下波动中也有逐步变小的趋势，超过机率分布情况也出现了分散趋势，说明年内分配趋于缓和。超过均值的月份主要集中在710月，而并没有出现年年都超过均值的现象，其中7，8月超过机率最高，3月份和6，9，10月份差不多，平均也有40%左右的超过均值机率，12和1月一直小于均值；泥沙的分配情况也随径流的变化和暴雨洪水的分布变化而变化

18、，而且7，8月占比例明显趋平了。表1 延河流域水文要素不同年代年内分配统计 表2延河流域降水和径流不同年代超过平均月值的机率统计3 年际变化化分年际变析时，降水量考虑到延河流域面积相对小、雨量站分布基本均匀而且站点密度较高的特点，直接采用了算术平均法求出流域面雨量；径流分析中，考虑到流域控制站资料系列的单位统一和站点迁移所带来的面积因素影响，采用径流深代替了径流量；各要素频率分析采用了P型频率分析软件*进行适线和频率计算4 5。3.1年值分析延河流域多年平均面雨量为495.6mm，流域最大为840mm（1964年），最小267.5mm（1997年）。19522001年的变差系数Cv0.245，

19、Cs2Cv，19521969年的Cv0.254，Cs2.5Cv，19702001年Cv0.236，Cs2Cv，呈逐步减小趋势。流域面雨量历年时变过程和不同年代变化也呈弱减小趋势（图3和表3）；流域径流量的年际变化总的趋势是逐渐减少，19572003年Cv0.378，Cs3Cv，19571969年Cv0.472，Cs3.5Cv，19701989年Cv0.394，Cs2.5Cv，19902003年Cv0.348，Cs3Cv，随着年代的向后推移，流域不同年代平均径流量、极值比和变差系数等特征值都出现了减少趋势（图3和表3）；从年输沙量过程线（图3）中可以看出延河流域输沙量年际变化很大，除了1977年

20、，其余年份自20世纪70年代以来有明显减小的趋势。19532000年Cv0.828，Cs2Cv，19531969年Cv0.816，Cs2Cv，19701979年Cv0.943，Cs2Cv，19801989年Cv0.838，Cs3.5Cv，19902000年Cv0.842，Cs2Cv，随着年代的推进，流域不同年代平均输沙量、极值比和变差系数等特征值也都出现了明显减少的趋势（表3）。3.2 暴雨分析本文分析了19521989年间延河流域降雨资料。流域最大1d降水量出现在1983年8月14日（金盆湾站）为170.1mm，从19521989年暴雨频率分析（Cv0.386，Cs2Cv）中可以看出，此次暴

21、雨已经接近了100a一遇的强度，而1977年在招安站出现的165.9mm为次最大值，也超过了50a一遇的强度。频率小于25的特大暴雨在70年代之前没有出现过，而70年代出现了1次，80年代2次。从1952 年以来，尽管面雨量有逐渐减少趋势，但最大1d降水量次数则有增加的情况，说明暴雨分布的不确定性很大。3.3 洪水分析延河流域出口控制站的洪峰流量在实测资料（19571989）中特大值出现在1977年7月6日，为9050 m3/s，超过了该站实测资料频率分析（Cv0.755，Cs2Cv）结果的1000a一遇洪量。从不同年代最大洪峰流量分析，70年代前后的洪量大小有明显差异，超过2000 m3/s

22、的20世纪60年代有3次，而70、80年代各只有1次，说明流域下垫面条件的改变对流域降水产流机制所产生的影响很大，对流域暴雨洪水一定的削峰和滞洪作用。3.4 经流系数分析6径流系数是指流域出口断面径流量与相应集水区降水量的比值。通过分析径流系数可以在消除集水面积影响下能够衡量单位降水在流域内产水量的大小及变化情况。流域径流系数有逐年减小的趋势（图4），也就是单位降水量所产生的径流量在逐步减少，说明流域生态治理增强了下垫面的降雨入渗能力，增大了流域植被的下渗量和截留量，从而影响了流域产汇流机制的通常状况，对出口控制站的洪峰流量起到了缓解和削峰的作用。 4 结 论经过对延河流域自20世纪50年代初

23、以来的降水、径流及泥沙实测资料进行时变过程分析，可以判断出，区域水土流失治理措施对流域水文响应的影响程度，其中对降水量变化的影响相对小些，而对径流尤其是对河流泥沙的影响很明显。降水量的年内分配变化不大，不均匀系数变幅也很小，面雨量的年际变化也不大，变差系数随年代在缓慢变小；径流量的年内分配变化比降水要大，不均匀系数在波动中逐步变小趋势，年径流量的年际变化比降水剧烈，变差系数也比降水量大，而且逐步在减小；河流泥沙情况，随降水、径流的变化而变化，尤其是受流域暴雨洪水的分布和变化的影响更大。含沙量年内分配的变化情况，主要是最大两个月间逐步趋向平均，年输沙量的年际变化比径流的变化还大，变差系数也大，并

24、随着流域治理程度的逐步加大，年输沙量在显著变小。各水文要素总体从20世纪70年代以来开始呈现明显的减少趋势。上世纪7090年代流域面雨量phngj面雨量，较60年代分别减少了10.5%，11.7%和14.0%； phngj年径流量分别减少了19.0%，12.9%和22.6%；年输沙量分别减少了21.1%，46.2%和41.7%。 参 考 文 献 1穆兴民.黄土高原水土保持对河川径流及土壤水文的响应D.杨凌:中国科学院水利部水土保持研究所.2002 本篇论文是由3COME文档频道的网友为您在网络上收集整理饼投稿至本站的，论文版权属原作者，请不要用于商业用途或者抄袭，仅供参考学习之用，否者后果自负

25、，如果此文侵犯您的合法权益，请联系我们。摘要：对延河流域降水、径流和泥沙等水文要素从20世纪中叶到21世纪初的年内分配及年际变化进行了时变过程分析。以探求区域植被重建对流域水文过程的影响情况。结果表明，三个水文基本要素都有不同程度的年内分布趋于均匀和年际变化趋缓的趋势。20世纪7090年代比60年代流域平均面雨量分别减少了10.5%，11.7%和14.0%，年径流量分别减少了19.0%，12.9%和22.6%，年输沙量分别减少了21.1，F.2%和41.7%。 关键词：延河流域 时变 主要水文要素 Temporal Change Analysis of Hydrological Factors

26、 in the YanHe River BasinAbstract: The main hydrology factors in one river includes precipitation, runoff and sediment discharge. These three hydrology factors are impacted largely by regional land use/ land cover change. The YanHe River Basin with the area of 7725km2 and in middle of the Loess Plat

27、eau, is one of the hot-spots for regional afforestation and soil water conservation in China. So studying on the temporal change of the main hydrology factors in the YanHe River Basin is very essential for providing the basic information and supporting the decision of local government.We collected t

28、he precipitation data and worked out the regional tendency from the 6 wide-spreaded rain gauge stations from the middle of 20th century to 21st century. We also got the runoff and sedimentation discharge data from 2 hydrology stations in the same period. Its founded:1) The monthly distribution of ea

29、ch of those three main hydrology factors tended to be uniform, and the yearly change was prone to be tempered.2) Compared to the average in 1960s, the annual precipitation in the 1970s, 1980s and 1990s in the basin, has respectively reduced by 10.5%, 11.7% and 14.0%.3) The annual water yield in the

30、basin has separately reduced by 14.1%, 13.1% and 21.4%.4) The annual sediment discharge reduced by 21.1%, 46.2% and 41.7%.Keywords: the YanHe River Basin; Temporal Change; the Main Hydrology Factors 延河流域位于黄土高原水土流失较严重的区域，长期以来由于土地利用不合理，滥垦、滥伐、滥牧，导致水土流失加剧，农业自然资源遭到严重破坏，以至造成生态经济系统失调，水旱灾害频发，给当地群众生产生活带来严重威胁

31、。随着区域水土保持治理措施的加强，流域下垫面条件发生了系统性变化，而流域水文规律主要决定于气候气象条件及下垫面条件。下垫面条件的改变能显著改变水量平衡各要素的对比关系 1。因而针对流域生态水文方面的研究近来也变得越发重要和急需。本文所进行的水文要素时变过程分析，正好迎合了这一研究潮流，通过探究各要素自20世纪中叶至21世纪初的变化趋势分析，力求能够对区域水文响应过程及状况的分析提供专业支持。1 流域概况延河是黄河右岸、中游区上段的河口镇至龙门段的一级支流，位于东经1084511028，北纬36233717之间，发源于陕西省靖边县东南天赐湾乡周山，由西北向东南流经志丹、安塞、宝塔、延长等四县区，在延长县南河沟乡凉水岸附近汇入黄河。延河干流总长286.9km，流域面积7725 km2，平均坡度为4.3，河网密度约为4.7km/ km2