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期刊信息/Journal information
南水北调与水利科技（中英文）
河北省水利科学研究院
南水北调与水利科技（中英文）

河北省水利科学研究院

徐振辞 许新宣

双月刊

2096-8086

nsbdqk@263.net

0311-85020639;85020535;85020630

050057

石家庄市泰华街310号

南水北调与水利科技（中英文）/Journal South-to-North Water Transfers and Water Science & TechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《南水北调与水利科技》期刊是经国家科学技术部和国家新闻出版总署批准的我国惟一以南水北调为主体的科技期刊。该刊由河北省南水北调工程建设委员会办公室主管，河北省水利科学研究院主办，中国水利水电科学研究院、中国地质科学院水文地质环境地质研究所等单位为合作单位。本刊宗旨：坚持社会主义办刊方向，宣传党和国家的治水方针政策，加强水利技术创新，加速科技成果转化，促进水利学术交流，传播水利科技知识，提高科技成果水平。本刊特色：以举世瞩目的南水北调工程为办刊主体，宣传南水北调工程的伟大意义，回顾南水北调工程的历史背景，追踪南水北调工程的最新动态，反映南水北调工程的热点、难点问题，展现南水北调工程的技术创新成果。从而促进水利科技学术交流，提高水利科技水平，推动水利现代化。
正式出版
收录年代

    比较优势视角下我国虚拟水流动归因分析

    何国华赵勇秦长海李溦...
    1-11页
    查看更多>>摘要：虚拟水是近年来水资源领域的研究热点,而相关研究成果主要集中于虚拟水转移的规模核算及其特征分析,对虚拟水转移的动力成因较少讨论,所以借助比较优势理论中的区位商、增长商指数,量化解析农林牧渔、工业、建筑业、批发零售、交通运输、住宿餐饮、金融、房地产、其他服务业 9大行业的发展优势及增长潜力,并分析这9大行业虚拟水流动格局与行业比较优势的相关关系.研究结果表明:各行业虚拟水流动格局与行业比较优势具有明显关联,2002-2017年间我国 72%的虚拟水会从具有比较优势的地区向不具备优势的地区转移,71%的虚拟水转移量会受到行业发展速度影响.研究成果预期可为我国水资源宏观管理及节水政策制定提供理论依据及决策参考.决策参考.

    虚拟水战略行业比较优势相关性增长商区位商

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    京津冀地区水-能源-粮食系统安全耦合协调发展特征评价

    王璐琪姜珊刘红卫李溦...
    12-23页
    查看更多>>摘要：以京津冀地区为研究区域,选取 28个代表性指标,利用层次分析法构建水-能源-粮食耦合安全综合指标体系,运用耦合协调度模型和障碍度模型分析 2000-2020年水-能源-粮食系统耦合安全性和影响因素.研究结果表明:京津冀地区水安全、能源安全和粮食安全系统综合评价指数呈整体上升的趋势,其浮动范围为 0.3～0.7;水-能源-粮食系统耦合协调度年际间均呈上升趋势,北京市耦合协调度最高,河北省耦合协调度较低;人均水资源量、废水中COD排放量、人均能源消费量和亩均农用机械总动力为京津冀地区主要障碍因子.未来北京应调整用水结构、挖掘节水潜力.天津市和河北省要注重优化能源消费结构,进行低碳技术创新,加大脱碳步伐,其中河北省农业发展需要进一步采取节水灌溉措施、减少农作物受灾面积.

    京津冀地区水-能源-粮食系统耦合安全评价耦合协调发展影响因素分析

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    渭河流域多时间尺度径流变化特征及主控因子

    赵雯颉鞠琴蔡辉艺唐志阳...
    24-32页
    查看更多>>摘要：为研究变化环境下渭河流域多时间尺度径流变化特征及影响因素,基于渭河流域咸阳水文站 1961-2015年实测径流量数据,分析不同时间尺度上径流的变化趋势,并选取多个气象要素与归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)构建向量自回归(vector autoregression,VAR)模型,量化各影响因素对径流变化的贡献程度,探讨全年、汛期和非汛期径流变化主控因子的差异性.结果表明,1961-2015年渭河流域径流整体呈下降趋势,汛期径流量占比为 65.5%.在年代尺度上径流的丰枯变化存在差异,1970-1979年和 1990-1999年径流量呈显著减少趋势;影响汛期和全年尺度径流变化的主控因子均为降水,贡献率达 50%,其次是太阳辐射,在汛期和全年的贡献率分别为 14.37%、18.45%.非汛期影响径流变化的主控因子为NDVI(贡献率 30.08%)与太阳辐射(贡献率 30.05%),且NDVI对径流变化的滞后效应更明显,其他因子贡献大小依次为降水、空气比湿、气温.

    径流向量自回归模型NDVI主控因子渭河流域

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    基于GPU加速的分布式水文模型并行计算性能

    庞超周祖昊刘佳嘉石天宇...
    33-38页
    查看更多>>摘要：针对具有物理机制的分布式水文模型对大流域、长序列模拟计算时间长、模拟速度慢的问题,引入基于GPU的并行计算技术,实现分布式水文模型WEP-L(water and energy transfer processes in large river basins)产流过程的并行化.选择鄱阳湖流域为实验区,采用计算能力为 8.6的NVIDIA RTX A4000对算法性能进行测试.研究表明:提出的基于GPU的分布式水文模型并行算法具有良好的加速效果,当线程总数越接近划分的子流域个数(计算任务量)时,并行性能越好,在实验流域WEP-L模型子流域单元为 8 712个时,加速比最大达到 2.5左右;随着计算任务量的增加,加速比逐渐增大,当实验流域WEP-L模型子流域单元增加到 24 897个时,加速比能达到3.5,表明GPU并行算法在大尺度流域分布式水文模型计算中具有良好的发展潜力.

    基于GPU的并行算法物理机制分布式水文模型WEP-L模型计算性能

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    引江济淮工程(河南段)多目标水量优化调度

    宋志红刘渊江生金蒋恒...
    39-47页
    查看更多>>摘要：引江济淮工程(河南段)涉及河道、闸泵、管道和调蓄水库,约束条件复杂,常规的优化调度算法难以搜索可行解,求解效率低.选用受水区缺水率平均值最小、泵站总抽水量最小和受水区缺水率标准差最小作为目标函数,从供水保障、供水成本和公平性角度构建多目标水量优化调度模型.基于可行搜索思路,结合逆序演算和顺序演算过程对约束条件进行处理,引入决策系数,通过映射关系使搜索空间保持在可行域中,结合多目标非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithms,NSGA-Ⅱ)进行求解,得到Pareto最优解集,并采用熵权法进行方案优选.结果表明,基于可行搜索的NSGA-Ⅱ算法能够有效求解复杂调度系统的多目标优化问题,综合考虑多个目标的最优方案相对单目标方案更加合理,结果可为引江济淮工程(河南段)运行管理提供决策支撑.

    引江济淮工程(河南段)可行搜索多目标水量优化调度NSGA-Ⅱ算法

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    基于多GPU数值框架的流域地表径流过程数值模拟

    冯新政张大伟徐海卿鞠琴...
    48-55页
    查看更多>>摘要：与传统概念性水文模型相比,二维水动力模型可提供更丰富的流域地表水力要素信息,但是计算耗时太长的问题限制其推广应用,提升二维水动力模型的计算效率成为当前数字孪生流域建设工作中的关键技术难题之一.采用基于Godunov格式的有限体积法离散完整二维浅水方程组建立模型,通过消息传递接口(message passing interface,MPI)与统一计算设备架构(compute unified device architecture,CUDA)相结合的技术实现了基于多图形处理器(graphics processing unit,GPU)的高性能加速计算,采用理想算例和真实流域算例验证模型具有较好的数值计算精度,其中,理想算例中洪峰的相对误差为 0.011%,真实流域算例中洪峰的相对误差为 2.98%.选取宝盖寺流域为研究对象,分析不同单元分辨率下模型的加速效果,结果表明:在 5、2、1 m分辨率下,使用 8张GPU卡计算获得的加速比分别为 1.58、3.92、5.77,单元分辨率越高,即单元数越多,多GPU卡的加速效果越明显.基于多GPU的水动力模型加速潜力巨大,可为数字孪生流域建设提供有力技术支撑.

    水动力模型地表径流多GPUGodunov格式加速比

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    全球气象模型GFDL-SPEAR月降水预报订正与检验

    黄泽青赵铜铁钢田雨吴永妍...
    56-66页
    查看更多>>摘要：由于全球气象模型产生的原始预报通常包含复杂的误差,为评估新一代的GFDL-SPEAR模型对我国各二级水资源区的适用性,构建伯努利-伽马-高斯模型开展统计订正的对比实验,从逐月与累计降水 2个方面评估预报的相关性、系统偏差、可靠性以及预报精度,从而辨析原始预报的误差并分析预报订正的作用.结果表明:GFDL-SPEAR原始预报与观测呈现良好的相关关系,但包含-20%到 50%的系统偏差,导致预报可靠性与预报精度较低;伯努利-伽马-高斯模型能够有效订正系统偏差,生成可靠的预报时间序列,使逐月与累计降水的预报精度分别提高约 25%和 45%;相比总量订正,逐月订正能够进一步提高预报精度.整体上,订正后的GFDL-SPEAR降水预报可为流域水资源调控与防洪抗旱提供6个月乃至1年预见期的重要信息.

    GFDL-SPEAR预报预报订正伯努利-伽马-高斯模型逐月降水累计降水

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    极端气候事件对洞庭湖水文连通性变化的影响

    郑芳李芳然甘义群邵东岳...
    67-79页
    查看更多>>摘要：为揭示洞庭湖近十几年水文连通性的变化特征并对其未来变化进行预测,研究极端气候事件在洞庭湖水文连通性变化中作出的贡献,使用水文连通性指数法、ETCCDI极端气候指数、Hurst指数以及数理统计分析方法进行研究.研究结果表明:洞庭湖水文连通性整体呈现夏季>秋季>春季>冬季的特征,夏季、秋季、春季和冬季的整体连通性指数均值分别为 0.95、0.88、0.81和 0.63,且洞庭湖的水文连通性在近 30年比较稳定;经持续性预测发现洞庭湖水文连通性Hurst指数均大于 0.5,表示其在没有人类活动干扰的情况下会在未来呈延续下降的趋势;洞庭湖水文连通性指数随着水位增加逐渐增加且增速逐渐放缓,水位增加对其具有正向影响的边际递减效应;极端降水事件对洞庭湖水文连通性具有较为明显的正向影响,而极端气温事件对洞庭湖水文连通性影响作用较小.研究结果有助于充分认识洞庭湖水资源演变规律,对保障洞庭湖流域水资源安全具有重要的理论和现实意义.

    洞庭湖水文连通性极端气候事件持续性预估

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    城市暴雨强度公式复核——以杭州主城区为例

    任泽凌李彬权王国庆刘加进...
    80-89页
    查看更多>>摘要：在气候变化与快速城镇化共同影响下,很多城市暴雨特性发生变化,现行的暴雨强度计算公式可能不再适用,需要复核和更新.以杭州市主城区为例,根据钱塘江江畔闸口站 1982-2022年降雨极值资料,分别选用皮尔逊Ⅲ型分布和耿贝尔分布曲线进行线型拟合,采用粒子群优化算法推求暴雨强度公式参数,与现行规范给出的暴雨强度公式进行复核分析.结果表明:在重现期为 2～20 a时,根据皮尔逊Ⅲ型分布和耿贝尔分布推求得到暴雨强度新公式的平均绝对均方差均小于 0.05 mm/min,平均相对均方差均小于 5%,符合精度要求;仅当降雨历时为10 min时,2个新公式的暴雨强度要小于现行公式的暴雨强度,其他历时下 2个新公式的暴雨强度都明显大于现行公式的暴雨强度;经合理性分析,本研究根据最新暴雨资料推求的暴雨强度公式可为杭州市主城区排水防涝工程设计和相关设施建设提供参考.

    降雨极值暴雨强度公式皮尔逊Ⅲ型分布耿贝尔分布杭州

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    基于降雨时空变化的山洪预警临界雨量

    王元疆江善虎凌子涵陈宏新...
    90-98页
    查看更多>>摘要：为提高山洪灾害预警精度,以彭坊小流域为例,基于概率分布等控制条件生成随机雨型,探究不同前期影响雨量下随机雨型对山洪预警临界雨量的影响,进一步分析降雨空间分布对山洪预警临界雨量的影响.结果表明:在雨峰位置偏后、雨峰峰值较大的雨型集下,临界雨量波动较大,有较高的不确定性;雨型对临界雨量的影响小于前期影响雨量对临界雨量的影响,在前期土壤较干燥时,雨峰位置系数较小,临界雨量值相对较大,雨型峰值倍比较大时,临界雨量值相对较小,更容易致灾;在降雨空间分布上,当降雨集中在下游时,临界雨量值最小,越容易达到警戒流量,但降雨空间分布对临界雨量的影响小于前期影响雨量的影响,且这种影响会随前期影响雨量的增加而不断减小.

    山洪临界雨量前期影响雨量随机雨型降雨空间分布

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