长江科学院院报

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徐国宾, 周通, 杨敏, 刘明军

长江科学院院报. 2006, 23(6): 1-5.

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对于闸后为无压明流的平板工作闸门门槽，其水力特性与处在压力段内的事故闸门门槽相差较大。借助于数值计算的帮助，通过对积石峡水电站中孔泄洪洞工作闸门门槽体形试验研究，包括对原设计方案在内的6个方案的水力特性的比较，最后确定第三组修改方案，即加大门槽错距，扩大其下游棱角的弧半径及平缓后接坡度的优化方案，效果是比较好的。

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大型调水工程多河流洪水演进数值模拟研究

黄明海, 黄国兵

长江科学院院报. 2006, 23(6): 6-8.

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根据大型调水工程总干渠与沿程河流交叉情况、总干渠线路布置及交叉河流洪水过程等特性，建立了多河流二维洪水演进数学模型。并将其应用于模拟某大型调水工程总干渠左侧7条河流300年一遇的洪水演进过程。模拟过程中对坐标变换、网格划分、数值离散、动水边界及干床处理、计算成果可视化等关键技术问题进行了研究，并提出了相应的处理方法。计算分析了与总干渠交叉的各河流洪水演进过程、交叉断面水位变化过程和总干渠左侧洪水水面线等。并对计算成果数据进行了动态可视化处理，生动地显示了洪水演进的全过程。计算的各河流洪水过程和最高洪水位为工程设计提供了科学的参考依据。

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长江中游下荆江蜿蜒型河道成因初步研究

余文畴

长江科学院院报. 2006, 23(6): 9-13.

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描述了下荆江蜿蜒型河道河型特点。在前人所作下荆江成因研究的基础上，分析指出了下荆江蜿蜒型河道形成条件，即通过加大河长耗散富余能量并与相对较大的含沙量相适应形成蜿蜒河型，表现为河道纵向输沙平衡条件和适度抗冲的二元相结构边界条件。并将其与长江中下游分汊型河道成因进行对比分析，提出了二者在河型调整中的共性和特性。

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长江中游螺山站'98洪水位偏高原因分析计算

董耀华

长江科学院院报. 2006, 23(6): 14-18.

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长江中游螺山站1998年洪水实测洪峰水位比1954年洪水实测洪峰水位偏高1.78 m，经综合分析认为主要有洪水特性差异、54洪水分洪影响、洞庭湖分汇流变化影响、长江干流河道变化影响4个方面的原因。为研究各影响因素对螺山站98洪峰水位偏高的影响程度，建立了一套适用于长江中游河道的洪水演进水动力学数学模型，在“81.7”洪水和98洪水复演计算的基础上，进行了54洪水还原、98洪水演进和54洪水演进计算。计算成果分析表明：由于54洪水分洪使得螺山站54洪峰水位降低了0.83 m（即相当于使得98洪峰水位抬高了0.83 m），洞庭湖分汇流和长江干流河道变化联合影响引起的螺山站98洪峰水位抬高值为0.74～0.84 m，而仅长江干流河道变化引起的螺山站98洪峰水位抬高值为0.33～0.36 m。

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溃坝洪水演进平面二维数学模型初步研究

张细兵, 范北林

长江科学院院报. 2006, 23(6): 19-21.

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采用逆风格式的有限差分算法，建立了浅水方程的平面二维溃坝洪水演进数学模型。提出了洪水演进计算中“干湿”边界的处理方法，较好地解决了动边界模拟问题。研制了数学模型后处理模块，实现了溃坝洪水演进过程的动态演示。采用Fraccrollo等的部分溃坝模型试验成果对数学模型进行了检验，除溃坝初期在口门附近的水位存在一定差异外，其他位置验证较好。并将该模型应用于天然干河床的洪水演进计算。

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洞庭湖洪水空间分布和运动特征分析

赖锡军, 姜加虎, 黄群

长江科学院院报. 2006, 23(6): 22-26.

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鉴于目前仍缺少有关洪水涨落在湖泊中空间分布及其演进的运动特征研究，以1998年洞庭湖洪水事件为例，运用洞庭湖地区水系水动力学模型模拟成果，细致地分析了洞庭湖三大主要湖区的洪水分布形态和运动特征，并对江湖窜流形成进行了初步分析。模拟成果表明：洞庭湖具有“低水河相、高水湖相”的特征；其东、南两个湖区在高洪水位时期湖相特征突出，湖区流向单一，流速不大于0.2 m/s；西洞庭湖区由于各股水流交汇、不同的洪水组合以及出口的制约，致使湖区产生流态复杂、流向不一以及洪峰叠加等现象。

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汛期分期变点分析方法的原理及验证

刘攀, 郭生练, 方彬, 喻婷

长江科学院院报. 2006, 23(6): 27-31.

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目前常用的汛期分期方法存在一定的主观性，划分汛期也不够精确，为此提出了用于汛期分期计算的3种变点分析模型：基于日最大值取样的均值变点分析模型、基于超定量取样的概率变点分析模型以及基于年最大值取样的概率变点分析模型。应用统计试验方法对这3种汛期分期模型进行效率评价与比较，结果表明：3种方法都可以客观、精确地进行汛期分期计算，在一定程度上避免了分期中的主观随意性；其中以基于超定量取样的概率变点分析模型具有较好的无偏性和有效性，最适宜在汛期分期计算中应用。

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长江中上游地区土壤入渗速率的空间分异研究

朱兵兵, 张平仓, 王一峰, 丁文峰, 张政权

长江科学院院报. 2006, 23(6): 32-34.

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利用双套环法对长江中上游水土流失严重区的50个县（市）进行原位测试，对其典型土壤的稳渗速率及其影响因素进行了分析研究。结果表明：土壤稳渗速率在长江中上游地区呈现规律性的地域分异, 四川盆地以及毕节地区是稳渗速率高值区，陕南和陇南地区、三峡库区以及丹江口库区是稳渗速率一般区，金沙江下游地区以及湘东赣南红壤丘陵区是稳渗速率低值区；土壤稳渗速率随土类发生有规律变化，黄壤系列土类最大，然后是石灰土、紫色土，红壤系列土类稳渗速率最小；土壤稳渗速率与质量密度呈负相关关系，与孔隙度、大于0.25 mm风干土水稳性团粒含量、有机质含量以及粉/粘呈正相关关系。

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基于集对分析法的生态承载能力综合评价方法

邓红霞, 李存军, 朱兵, 丁晶

长江科学院院报. 2006, 23(6): 35-38.

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集对分析是处理不确定性问题的一种新理念。利用集对分析法建立了评价区域生态承载能力的新方法，用联系度来描述评价对象与评价标准的同异反程度，评价结果清晰地显示了集合之间的关系结构，并动态地给出综合关系数。并用该方法对盐城滨海湿地区域生态承载能力综合评价实例进行了分析，其分析结果与该地区实际情况相符，与径向基函数法分析的结果一致，且集对分析法对信息的描述更全面、直观，其概念明确，计算简便。

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我国跨流域调水管理问题探讨

刘强, 黄薇, 桑连海

长江科学院院报. 2006, 23(6): 39-43.

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在我国跨流域调水存在“体制不顺、机制不全、原则不明”问题的基础上，较全面分析了我国跨流域调水的各方面问题，并绘制了我国跨流域调水的问题树。借鉴国外跨流域调水管理经验以及水资源综合管理理念，对我国跨流域调水管理进行了探讨，重点在跨流域调水的管理机制与体制、规划期管理、取水管理、用水管理等方面提出了许多建议。

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空间Shape数据动态绑定方法在WebGIS中的应用

曹辉

长江科学院院报. 2006, 23(6): 44-46.

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针对目前各级水利系统防汛、防旱、防风办公室（简称三防办）实时水、雨情监测，以广州花都区三防办为例，给出了实时水、雨情数据的具体流转过程，并提出了一种Shape空间数据DBF文件与dBase 5数据库文件相互关联的方法，使遥测设备接收到的水、雨情数据在WebGIS平台中电子地图相关监测点实时、动态反映，并且能够以曲线图等直观图形式表现出来，从而辅助三防办进行正确与及时的决策。

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水利信息系统中间件应用技术研究

周力峰, 李进军, 莫子华

长江科学院院报. 2006, 23(6): 47-50.

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为适应水利信息系统软件开发模式的变革，基于.NET平台，采用面向对象的研究方法，以《水利信息管理系统》为实例模型开展了中间件应用研究。具体开发了“数据录入中间件”、“数据编辑中间件”、“数据检索统计中间件”、“用户安全中间件”、“数据通讯中间件”等软件模块。研究产生的中间件模块可被跨平台调用，具有良好的复用性和安全性。

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基于样区纯化的BP神经网络多光谱影像分类研究

李锦辉, 李成辉, 吴波

长江科学院院报. 2006, 23(6): 51-54.

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提出了一种基于局部自动搜索和光谱匹配技术训练样本纯化的BP网络分类方法。利用影像的空间信息在图像局部范围内自动搜索和选择最佳样区位置，再用光谱匹配对寻找到的最佳样区在光谱空间上进一步纯化。从空间和光谱两个角度对样区进行了纯化，使得训练样本更适合遥感图像分类的要求，最后利用BP网络对遥感图像进行分类。实验结果证明，原始遥感图像经过样区纯化算法处理后，目视判读效果和数值分析都表明提高了分类精度。

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数值流形法中覆盖函数的改进形式及其应用

林绍忠, 祁勇峰, 苏海东

长江科学院院报. 2006, 23(6): 55-58.

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采用高阶覆盖函数可以提高数值流形法的计算精度，但常用的基于全局坐标的高阶函数会导致刚度矩阵病态，并且影响物体边界上占据部分数学网格的小单元的计算精度。在其他研究者建议的基于局部坐标的覆盖函数基础上，提出了改进的局部覆盖函数，使刚度矩阵的性态得到有效改善，并提高了边界上小单元的应力精度；建立了局部覆盖函数与全局覆盖函数间的关系式，方便了公式推导。

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防渗墙作用下堤防保护区地下水动态数值模拟分析Ⅰ：模型、参数及分析方法

张家发, 张伟, 袁耀宇

长江科学院院报. 2006, 23(6): 59-63.

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介绍了能够考虑水文气象过程的饱和-非饱和非稳定地下水流运动数学模型。以全封闭和半封闭式防渗墙为重点研究对象，以长江重要堤防为背景概化得到典型二元和多元结构堤基、堤身断面及土层的饱和非饱和渗流参数；以实测资料为基础概化得到较典型的水文气象过程，提出降雨入渗和蒸发排泄边界处理方式以及初始条件确定方法；提出根据二维模型模拟结果用有无对比法分析防渗墙对地下水动态的影响，根据三维模型模拟结果分析防渗墙端部绕渗对地下水流场动态的影响。模型和参数具有典型性，研究方法合理、有效。

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弹性和弹塑性有限元在溪洛渡水电站坝区地应力反演中的应用

周洪波, 付成华

长江科学院院报. 2006, 23(6): 63-67.

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初始地应力是岩土工程设计与施工所要考虑的重要因素之一。基于有限元理论反演初始地应力的方法很多。根据溪洛渡水电站工程的实测地应力资料，采用神经网络方法分别结合弹性有限元计算和弹塑性有限元计算两种方案对坝区初始地应力场进行了反演分析。比较发现两种方案反演计算结果非常接近，且均能模拟实际地应力场的分布规律。进一步的分析表明：在天然情况下当坝区岩体变形基本上处于弹性范围内时，在中低地应力区反演初始地应力场，进行弹性有限元计算即能满足要求。

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水布垭面板坝智能土石方调配系统研究

蒋从锋, 赵颖辉

长江科学院院报. 2006, 23(6): 68-71.

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由于水布垭面板坝的土石方开挖量超过2 000万方，填筑量超过1 560万方，土石方调配问题关系到整个工程的进展和技术经济效益，为此分析了水布垭面板坝土石方调配的特点，并根据数学模型，对水布垭面板坝智能土石方调配系统
进行了功能分析和系统设计。计算机仿真结果表明，该系统具有很好的实用性和可操作性，响应时间约0.5～1 s，优于传统土石方调配结果。

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钢筋混凝土涵洞顶部垂直土压力影响因素研究

李永刚, 李力

长江科学院院报. 2006, 23(6): 72-74.

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涵洞上覆土体采用邓肯双曲线模型、地基采用弹性模型，通过力的平衡和变形协调条件，提出涵洞土压力计算方法，并对上埋式钢筋混凝土涵洞顶部垂直土压力进行计算，由此分析了涵洞土压力的主要影响因素。结果表明：涵洞土压力系数随地基弹性模量、涵洞高宽比和填土内摩擦角的增大而增大，随填土压缩性的增大而减小，随填土高度增大呈先增后减的变化规律；填土厚度等于初始等沉面高度时，土压力系数有最大值。

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清江水布垭地下厂房洞室模型试验研究

姜小兰, 操建国, 孙绍文

长江科学院院报. 2006, 23(6): 75-79.

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应用地质力学模型实验方法，详细研究了水布垭水电站地下洞室在地应力场作用下，洞室无处理、软岩置换与锚桩锚杆3种方案的开挖稳定情况，比较了3种方案的应力、变形、超载破坏形式及超载安全系数。成果表明：洞室无处理的稳定性最差，其较大拉应力值为1.44 MPa，较大变形值为29.1 mm，超载安全系数为1.75。软岩处理方案超载安全系数为2.5，软岩处理加喷锚支护情况安全系数大于2.6。水布垭地下厂房洞室开挖，在技术上是可行的，软岩处理和洞底锚桩处理及锚杆支护作用效果明显，可确保洞室的安全可靠。

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碱激发碳酸盐矿-矿渣复合灌浆材料流变性能的研究

王小萍, 殷素红, 赵三银, 吴清仁, 余其俊, 文梓芸

长江科学院院报. 2006, 23(6): 80-83.

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采用R/S-SST流变仪测定了不同配方的碱激发碳酸盐矿-矿渣复合灌浆材料浆液静置不同时间的流变曲线。探讨了硅酸钠溶液模数和浓度、矿渣及缓凝剂掺量对浆液流变性能的影响。结果表明：碱激发碳酸盐矿-矿渣复合灌浆材料为宾汉姆流体，随硅酸钠溶液浓度增大、模数减小、矿渣掺量增加，浆液的屈服值和塑性粘度增大；掺加缓凝剂后，浆液的流变性能显著改善。

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水工压力隧洞有限元模型简化算法

丛培江, 郭航忠, 于鹏, 张燕

长江科学院院报. 2006, 23(6): 84-87.

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水工压力隧洞结构复杂，进行有限元分析时其前后处理及计算的工作量巨大，因此寻求一种有效的简化算法尤为重要。水工压力隧洞在受内水压力作用时，衬砌将压力部分传递给围岩，同时受到围岩的被动抗力。在进行有限元分析时，主要关注的是压力隧洞衬砌及其外围一定范围内围岩的应力和变形情况。对于均质连续岩体，通过模拟围岩抗力，可以仅取衬砌及其附近围岩作为分析对象，将水工压力隧洞应力分析转化为受内、外压的厚壁圆筒。从而仅对厚壁圆筒划分有限元网格，大大减少了前后处理和计算的工作量。

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设置软垫层坝后背管接触非线性有限元分析

何勇, 林涛, 徐远杰

长江科学院院报. 2006, 23(6): 88-91.

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以三峡水电站坝后背管为例，借助有限元软件ANSYS建立了坝后背管设置软垫层与内衬钢管面摩擦接触有限元模型，考虑接触非线性和混凝土开裂非线性，分析计算了设软垫层坝后背管、钢筋的受力性态及混凝土的开裂情况，结果表明：垫层能有效减小钢管向外围混凝土传递的内水压力，提高钢管的承载比，改善外围混凝土的应力状态。对设置软垫层的提出了优化建议。

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DSP水轮机微机调速器的研究

黄业华, 潘熙和, 蔡维由

长江科学院院报. 2006, 23(6): 92-94.

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介绍了基于DSP芯片TMS320LF2812的水轮机微机调节器的设计原理和实现过程。利用DSP芯片自带的同步采样ADC模块，实现了同步采样，并完成了对各种模拟量的准确测量；利用DSP的高速输入功能，实现了频率的精确测量；通过PID和最优控制的方法，得到精确的控制信号输出；同时利用DSP芯片上的串行通信接口SCI和CAN控制器接口，实现了多机之间和与上位机之间的调试和监控通信。

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基于MSC.Marc二次开发进行粘弹性问题分析

黄耀英, 沈振中, 吴中如

长江科学院院报. 2006, 23(6): 95-98.

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初步探讨基于MSC.Marc的粘弹性问题分析，通过MSC.Marc软件开放式程序接口开发了任意个(n≥2)开尔文模型串联的广义开尔文模型，并通过算例说明了开发的子程序的合理性和可行性。现有文献采用应力张量表示的粘性变形有限元计算式隐含假定了球应力与应力偏量产生的粘性变形规律相同，对于复杂的工程材料而言，这种假定并不总是合适的，这在工程问题粘性分析时值得注意。

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基于AutoCAD日径流过程的分维计算和分析

陈腊娇, 冯利华

长江科学院院报. 2006, 23(6): 99-102.

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依据分形盒维数测定的原理和方法，提出了应用AutoCAD软件实现分形盒维数的简便计算方法，测定马莲河流域不同水文站的日径流过程盒维数，并对其变化特征进行了比较和综合分析，以揭示不同水文站之间分形特征的差异。结果表明：应用AutoCAD方法做日径流过程的分维计算的方法快速、准确，值得推广；马莲河流域的4个水文站的日径流过程都具有明显的分形特征，分形维数介于1～1.39之间，总体变化不大；对同一个水文站来说，不同年份的日径流过程分维值年际变化不大，存在显著的自相似性；对于同一个流域不同的水文站来说，干流的日径流过程分维值要明显大于支流的分维值，下游要大于上游，4个水文站分维值年际变化趋势基本保持一致。

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2006年, 第23卷, 第6期　
刊出日期：2006-12-01

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