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2007年, 第24卷, 第4期 
刊出日期:2007-08-01
  

  • 全选
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    水力学
  • 彭勇, 张建民, 许唯临
    长江科学院院报. 2007, 24(4): 1-4.
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    采用一维和三维k-ε紊流数值模拟方法相结合,对宽深比达到500∶1的尾水渠水流流场进行了模拟。利用一维计算速度快的优点对30个尾水渠体型共60组工况进行了水面线计算,对壁面糙率进行了敏感性分析,提出了满足设计要求、工程量最省的体型。利用三维k-ε数值计算能得到详细流场的优点,分析了不同机组开启时尾水渠内流速分布和水面特性。研究结果表明:推荐方案在小流量时能满足尾水管出口的埋深,在大流量时保证设计有效发电水头且工程量最省。
  • 江湖泥沙与治理
  • 胡向阳
    长江科学院院报. 2007, 24(4): 5-9.
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    对1950年以来长江中游泥沙输移资料作了初步分析。分析结果表明:20世纪60年代下荆江裁弯后,三口(松滋口、太平口、藕池口)分流分沙减少,下荆江径流量和输沙量相应增加,洞庭湖泥沙淤积减少;80年代中期以后,长江中游干流及洞庭湖出口的年输沙量呈减少趋势,城陵矶至武汉河段河床由淤积转为趋向冲淤平衡三峡工程初期蓄水运用后,长江中游含沙量沿程恢复距离较长,但床沙质部分恢复距离相对较短。
  • 水土保持与生态建设
  • 刘纪根, 赵健, 张平仓, 邹翔
    长江科学院院报. 2007, 24(4): 10-13.
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    选取乌东德水电站坝区一典型区为试验示范区,以通用土壤流失方程(USLE)为评价模型,运用GIS和RS对各指标因子赋值,对试验区的土壤侵蚀量进行估算与分析。结果表明,试验区平均土壤侵蚀模数为6 088.58t/(km2·a),属于强度侵蚀。试验区中度以下的侵蚀面积占总面积的57.91%,土壤侵蚀量的贡献率仅为8.85%;而91.15%的侵蚀泥沙来自于面积42.09%的强度侵蚀以上的区域,其中,占11.53%的剧烈侵蚀区域贡献了43.83%的侵蚀泥沙。
  • 水资源与环境
  • 陈桂亚, Derek Clarke
    长江科学院院报. 2007, 24(4): 14-48.
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    嘉陵江是长江的最大支流,流域面积约16万km2。针对2050,2100年不同的气候变化情景,选取较为不利的参数组合,根据降水、气温、湿度、风速、日照等气候要素的变化,建立潜在蒸发量模型计算流域的潜在蒸发量(ET0),再根据流域内植被的蒸散发系数(Kc),计算流域的面平均蒸散发量(ETc)。并利用流域面平均降水量减去径流深得到流域的实际蒸散发量,对计算的流域面平均蒸散发量进行验证。对不同的水平年利用降水的预测成果(气候变化情景不同具有不同的降水量预测成果)及计算流域的面平均蒸散发量,根据水量平衡模型分析计算气候变化对嘉陵江流域水量的影响。结果表明:不利条件下2050年年径流将减少23.0%~27.9%;2100将减少28.2%~35.2%;2050,2100年平均年径流分别相当于目前7年一遇和12年一遇的干旱年。由此说明,气候变化对流域内的水资源量影响十分显著。 
  • 康 玲, 张翠萍, 姜铁兵, 王学立
    长江科学院院报. 2007, 24(4): 19-22.
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    基于"时间和空间耦合"的完整意义上的可持续理论,系统分析了面向可持续利用的水资源优化配置的内涵和原则,并结合武汉市水资源现状与发展趋势,构建了优化配置模型,运用逐步宽容约束法求解模型。以2010年为代表年,按95%的保证率对武汉市水资源优化配置的途径和方法进行了探索。配置结果表明:在P=95%的特别干旱年,全市农业用水保证率大于90%,高增?基本方案为93.07%,高增-节水方案为96.56%,仅江夏、黄陂出现农业缺水;全市第三产业较缺水,高增?基本方案下用水保证率为85.39%,高增-节水方案下用水保证率为93.03%;其它部门用水保证率均达到100%。与常规配置下的水资源供需预测值相比,较大程度提高了用水保证率,验证了模型的科学性和实用性。
  • 桑连海, 黄薇, 廖志丹
    长江科学院院报. 2007, 24(4): 23-25.
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    随着长江流域社会经济发展和城镇化进程加快,由水污染引发的水质型缺水问题日益突出,为此介绍了长江流域城市污水处理现状,分析了城市污水处理中的节水效应,并就如何提高城市污水处理能力,促进城市节水提出了一些建议。同时指出:流域今后节水应加强两方面的工作,一是加快城市污水处理设施的建设,提高污水处理率,改善近岸水域水质状况,逐步消除沿岸城市水质型缺水危机;二是使污水处理厂走污水资源化的道路,提高污水回用率,节约宝贵的淡水资源,缓解缺水城市的供水矛盾。
  • 信息技术应用
  • 谭德宝, 曾鸿, 芦云峰
    长江科学院院报. 2007, 24(4): 26-30.
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    简述了三峡水库动库容演算系统的研究目标与系统设计方案,采用基于VC++的编程技术实现了系统集成环境的开发。说明如何运用开放式数据库互连(ODBC)应用程序接口标准,通过动态加载数据源,实现用户权限验证。阐述了基于进程调用模块的模态与非模态方法,使用隐式链接和显示加载技术实现了对动态链接库模块文件的调用,基于文件连接件实现了对可独立运行模块的参数传递。通过测试,系统运行稳定、可靠,模块间的交互正常。基于VC++程序设计语言实现模块集成的方法,可以在类似的大型应用软件开发中推广应用。
  • 黄牧涛, 黄科火良
    长江科学院院报. 2007, 24(4): 31-34.
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    根据流域径流预报的特点,针对神经网络原有固定结构学习方法的缺陷,通过对人工神经网络、遗传算法进行组合利用和加以改进,建立了混合遗传神经网络模型,并对其神经网络的结构和权值阈值同时进行了优化。然后以某灌区径流预报为例,分别利用BP(back propagation)算法、本文方法进行仿真试验,验证方案的可行性和有效性,结果表明本文算法既克服了神经网络结构选取的盲目性,给出了优秀的初始权值,又克服了遗传算法耗时的缺点,最终达到了提高网络收敛性能和收敛速度的目的。
  • 张宝雷, 张淑敏, 周万村
    长江科学院院报. 2007, 24(4): 34-37.
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    以TM(Thematic Mapper)和SPOT(Satellite Positioning and Tracking)影像为基础数据,通过地形纠正、去云雪、辅助数据生成和分区等预处理之后,采用一种新颖的影像分割法,将待提取图像分割成可以识别的图像单元(图斑),然后通过分层分类和模糊分类相结合的方法自动获取了三峡库区各种林地的分布状况,并取得了较高的验证精度。对获取的林地进行覆盖度自动划分后,通过人工纠正得到了三峡库区高、低覆盖度林地的确切分布,最后做了成图和面积统计。
  • 刘军旗, 黄长青, 吴冲龙
    长江科学院院报. 2007, 24(4): 38-41.
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    通过详细分析长江堤防工程地质的数据种类、特点以及不同种类数据之间的关系,归纳和设计了长江堤防工程地质信息系统的数据管理模型以及处理流程和工作流程。采用动态工程管理模块、主题式动态属性?空间数据库及围绕核心数据库而展开的各项数据应用技术,建立了流域堤防工程地质信息系统。系统集成了GIS,DBMS和CADS等技术,保障了流域级堤防数据的一致性、完整性、准确性和安全性,有效存储并管理了长江堤防230 G容量的工程地质资料。
  • 岩土工程
  • 刘章军, 李建林
    长江科学院院报. 2007, 24(4): 42-45.
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    在综合分析岩爆发生条件的基础上,从岩性条件、应力条件和围岩条件3个方面,分别选取能量储耗指数、岩石脆性指数、弹性应变能指数、线弹性能、切向应力准则、地应力指数、强度系数以及岩体质量RQD 8个指标作为影响岩爆的主要因素。利用模糊概率理论,提出了一类新的岩爆综合预测方法,该方法较全面地考虑了岩爆评价中的模糊性与随机性,给出了岩爆影响因素的模糊权重,避免经典模糊综合评判方法在权重取值上的局限性。
  • 黄斌, 杨洪, 何晓民
    长江科学院院报. 2007, 24(4): 46-49.
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    针对刚性挡土墙,推导了非极限状态摩擦角与相对位移之间的关系式,分析了最不利情况下墙后土楔的受力情况,得到非极限状态主动土压力计算公式,较好地解释了平动位移模式下的主动土压力分布性状。并通过室内模型试验进行了验算。文中仅对砂性土主动土压力进行研究。
  • 郭培玺, 林绍忠
    长江科学院院报. 2007, 24(4): 50-52.
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    数值模拟试验不受时间、场地及试件尺寸等限制,是粗粒料室内力学试验和现场力学试验的有效补充。为了建立粗粒料数值模拟试验模型,研究了二维粗粒料颗粒的随机生成方法。首先按照粗粒料级配曲线随机生成松散分布的颗粒,然后应用DDA(discontinuous deformation analysis)模拟重力作用下颗粒在承模筒内的堆积分布,形成相互接触、结构稳定的颗粒聚合体,为粗粒料力学特性的数值模拟试验奠定基础
  • 陈小红, 王协群
    长江科学院院报. 2007, 24(4): 53-56.
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    膨润土移动是一种常见的现象,通过对大量土工合成材料膨润土垫(GCL)试验数据的分析,发现膨润土的移动对GCL性能会产生不良影响,如导致单位面积质量难以确定和防渗性能降低。同时分析了引起膨润土在GCL中移动的影响因素,包括基底材料粒径、应力集中、保护层的种类以及GCL含水量等。最后提出了针对不同原因引起的膨润土移动现象所应采取的合理解决措施。其成果对GCL这种土工合成材料的制作工艺、施工工艺、设计和科研有一定的参考价值。
  • 水工结构与材料
  • 杨华全, 王晓军, 何晓民
    长江科学院院报. 2007, 24(4): 57-59.
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    沥青混凝土室内试验试件成型工序复杂,试验环境温度、试件成型工序、试件脱模方法等均对试验结果有较大影响,导致试验结果的差异较大。对沥青混凝土的模量数K值影响因素进行了探讨。试验结果表明:成型方法、试验温度、沥青含量等对模量数K值有较大影响;沥青混凝土芯样的K值与击实成型试件的K值较为接近,而与静压成型的K值相差较大;温度升高,沥青的粘度降低,流动性增大,矿料间的粘聚力降低,从而使沥青混凝土的K值降低。
  • 李晓鄂, 李珍, 朱永国, 辛剑军
    长江科学院院报. 2007, 24(4): 60-63.
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    混凝土的抗冻性在很大程度上与混凝土的含气量有关,而其原料中的骨料是影响含气量的因素之一。通过对混凝土拌合物含气量的试验研究,讨论了骨料对混凝土拌合物含气量的影响。结果表明:骨料对混凝土拌合物含气量的影响主要由骨料性质决定,就试验选定的2个料场骨料而言,其颗粒级配、石粉含量、炭质含量是影响混凝土拌合物含气量的主要因素。可通过控制骨料质量、调整引气剂掺量等措施提高混凝土拌合物含气量,保证混凝土的抗冻性能。 
  • 赵顺波, 管俊峰, 程晓天, 张学朋
    长江科学院院报. 2007, 24(4): 64-66.
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    引入结构仿真模型试验相似理论,提出了钢筋混凝土受弯构件正截面抗裂弯矩的相似比计算方法。根据试验研究成果提出了考虑截面高度、混凝土保护层厚度与配筋率等参数的截面抵抗矩塑性系数计算公式。通过大型钢筋混凝土梁及其模型试验梁的正截面抗裂弯矩对比试验,证明所提公式可用于原型和模型构件之间正截面的抗裂换算,为模型试验设计提供了科研依据。
  • 冀健红, 肖明
    长江科学院院报. 2007, 24(4): 67-71.
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    采用二次细分网格法,结合三维弹塑性非线性有限元法,计算分析了某地下厂房运行期的岩锚吊车梁。在原始地应力场的基础上,用地下厂房的整体模型计算分期开挖,得到开挖后的地应力场。用这个应力场进行插值计算,得到岩锚吊车梁模型的初始应力场。在此基础上,施加荷载进行计算,全面地分析了正常开挖、超挖、欠挖3种工况下,不同体形岩锚吊车梁的受力特征、稳定性及锚杆的受力特征,明确指出了施工中超、欠挖对吊车梁稳定的不利影响。此外还分析了吊车梁混凝土与围岩接触面的C,φ值对滑动安全系数的影响。
  • 徐晗, 朱方敏, 许凯, 敖昕
    长江科学院院报. 2007, 24(4): 72-74.
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    针对整体式闸室结构设计中闸墙底宽与闸墙高比值的取值规律进行了研究,认为现行船闸规范的闸墙底宽与闸墙高取值范围并不适合高水头船闸,因此根据材料力学原理推导了不同设计水头作用下,采用不同混凝土强度等级时闸墙底宽所需满足的最小宽高比公式。该公式克服了以往船闸结构设计中闸墙底宽取值经验性的缺点。有限元数值算例表明,所建议的最小宽高比公式能够满足船闸结构设计的强度与限裂要求,且具有形式简单,便于推广的优点,对于现行船闸设计规范是个很好的补充。
  • 科技简报
  • 刘同宦, 郭炜, 王协康, 王宪业
    长江科学院院报. 2007, 24(4): 75-78.
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    通过水槽试验,应用声速多普勒测速仪(ADV),研究了入汇角为30°时,支流斜接主流交汇区及其附近的三维水流结构,获得了不同主支汇流比下的三维流场及其脉动特性。试验表明:在交汇区三维流场中,产生了回流分离区,其中并伴随环流结构,大大改变了单一明渠中的流速分布及脉动特性。在入汇口下游主流右侧(入汇口一侧)水流脉动强度在z/h=0.2处易出现极大值,其形成机理还有待验证。