长江科学院院报

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陈进, 黄薇

长江科学院院报. 2008, 25(2): 1-5.

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由于长江大型水库建设步伐加快和流域经济社会的发展，迫切需要进行水库群联合调度，解决防洪、兴利和生态等问题。根据长江大型水库建设情况及水库特性，预测未来10年水库群库容规模，分别从防洪、兴利和生态等方面分析可调度能力、存在的问题。分析表明：虽然长江流域水库数量多，但由于长江水量大，可直接用于流域性调节的库容仍然有限，从调度可能性和运行机制等方面来看，目前比较有效的联合调度主要在防汛和应急调水方面，而解决生态、大面积的干旱和压咸等问题尚处在探索阶段，要解决流域范围内的抗旱、生态、河口压咸等问题必须采取包括水库联合调度在内的综合措施。

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旋流阻塞复合式泄洪洞的水力特性（1）

牛争鸣, 安丰勇, 周永, 余挺, 付波

长江科学院院报. 2008, 25(2): 6-10.

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对旋流阻塞复合式泄洪洞的体型设计进行探讨，并通过模型试验对其流态和水力特性进行了研究。阻塞对水流流态有明显的影响，水平旋流阻塞复合式洞的水流流态可划分为不完全旋流以及完全旋流2种基本流态。泄流能力由起旋器与阻塞共同控制，阻塞孔径对泄流量影响较大，但阻塞位置对流量影响不明显。如考虑阻塞的影响，泄流量计算公式的形式可不变。阻塞影响系数ξ与d/D的关系近似为线性关系。阻塞对通气孔的通气状态产生明显影响：不同阻塞设置位置相同时，阻塞孔径越大，通风量越大；相同阻塞设置位置不同时，越靠近下游，通风量越小。

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应用等位函数法模拟溃坝流动

彭荣强

长江科学院院报. 2008, 25(2): 11-12.

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采用等位函数法配合三维不可压缩纳维叶-斯托克斯方程式的计算方法求解溃坝流场。控制方程式采用有限差分法求解，并利用投影法导出压力的波松方程，使得能自动满足连续方程式。此外，利用了WENO法求解等位函数方程的空间离散项。最后以三维溃坝问题做计算，发现数值计算结果与试验数据相当吻合，显示出数值模式的成功。

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近岸海域电厂温排水数值模拟

崔丹, 姜治兵

长江科学院院报. 2008, 25(2): 13-15.

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建立了守恒性好且能贴体模拟工程区域的二维水流-温水扩散数学模型，采用三角形网格划分计算区域，有限体积法求解水深积分方程。通过实测潮位潮流资料验证了模型的合理性，并在此基础上对近岸海域某电厂温排水的空间分布进行了预测计算，其结果为电厂设计和环境评价提供了依据。

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长江干流河道水沙特性与变化趋势初步分

董耀华, 惠晓晓, 蔺秋生

长江科学院院报. 2008, 25(2): 16-20.

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建立了河道水沙量、水沙影响因子与水沙关系之间的联系，归纳了年径流量与输沙量的4类分析方法：频率统计法、适配线拟合法、相关分析法和累积曲线法。以长江干流河道控制水文站寸滩、宜昌、监利、汉口和大通1950-2005年实测数据为基础，初步分析了长江干流河道水沙特性与变化趋势。分析表明：①长江干流河道水量沿程增加、沙量沿程变化不大，沙量变化比水量变化约大10倍，水沙关系沿程减弱；②1950-2005年间，长江干流河道年径流量基本保持不变，年输沙量呈减小趋势，年均减小约1%，1990年后呈明显减小趋势，2000年后呈加速减小趋势；③上游来水来沙变化是控制葛洲坝工程和三峡工程（135m水位运用期）坝下游水沙变化及河道冲刷的主要因素，其影响大于工程的调水调沙作用。

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三维紊流模型在丁坝水流中的应用研究

崔占峰, 张小峰

长江科学院院报. 2008, 25(2): 21-25.

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基于RNG紊流模型，采用VOF法、空度法和璧面函数法分别处理自由面、不规则边界和壁边界，对丁坝附近的水流进行了模拟和研究。采用先进的瞬时流场测量仪器——PIV来测量丁坝的局部平面和剖面流场，对建立的模型进行了验证。模型计算结果与水槽试验和他人试验资料吻合较好，表明模型能够模拟多种情况下的丁坝流动规律及自由面变化。

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基于DEM的河道演变可视化表达和定量分析

胡红兵, 胡光道

长江科学院院报. 2008, 25(2): 26-28.

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为了解长江口南支河道近百年来的演变特征，利用该河道1900-2001年的海图资料，建立河道水下数字高程模型(DEM)，并对其1900年以来的冲淤演变进行可视化表达和定量分析。结果表明：①DEM是进行河道演变可视化分析和定量分析的有效手段。②1900-2001年间长江口南支河道槽蓄量略微增大，0 m以深槽蓄量年均增大0.027亿m3；整个河道区域表现为微冲，年均冲刷量为0.033亿m3，年均冲刷厚度为0.37cm(包括人工挖泥吹填、疏浚量在内)。③不同时段和不同河段的冲淤状态不同。1958年以前和1979年以后河道演变表现为冲刷和扩大，在1958-1979年间为淤积；位于南支河道入口处和出口处断面的冲淤变化比河道中段断面剧烈。

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基于KI算法的多时相ASAR影像水面信息变化检测

申邵洪, 谭德宝, 陈蓓

长江科学院院报. 2008, 25(2): 29-32.

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合成孔径雷达（SAR）已成为国际对地观测最重要的前沿技术之一，独具全天时、全天候观测能力和对地表穿透性等特征，使之成为快速、准确获取水面信息，宏观监测水资源的重要手段。提出了一种基于KI算法的水面信息自动变化检测方法，以高级合成孔径雷达(ASAR)影像数据为实验数据，分析了水体和其它地物在影像上的差异。采用log?ratio算子生成差异影像，在差异影像服从泛高斯分析的前提下，探讨了水面变化信息的自动提取。试验结果验证了该方法能够快速、自动、精确获取水面变化信息。表明多时相ASAR数据能够广泛用于多云多雨地区的水面信息变化获取，水资源管理等领域。

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龙滩水电站左岸进水口边坡三维位移反分析

朱泽奇, 盛谦, 张勇慧, 冷先伦

长江科学院院报. 2008, 25(2): 33-37.

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以龙滩水电站左岸进水口边坡为例，采用正交设计、神经网络和遗传算法建立了力学参数的联合位移反分析模型，反演了边坡岩体的综合力学参数。进一步针对高边坡施工期的工程特点，利用显式有限差分法程序FLAC3D对进水口边坡施工过程进行了三维弹塑性仿真模拟。基于该反演参数的正分析计算结果表明，计算位移与监测位移趋势一致，量值吻合，所得参数是合理的。最后分析了开挖完成后边坡岩体的应力分布和变形规律，并对边坡的整体稳定性进行了评价。

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粗粒土二维模型试验研究

姜景山, 程展林, 姜小兰

长江科学院院报. 2008, 25(2): 38-41.

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粗粒土是土石坝的主要填坝材料，其力学特性研究是土力学热点之一，一般采用三轴试验来研究粗粒土的力学性质，由于试验方法的限制，很难观察到三轴试验过程中颗粒的运动。为了获得试验过程中颗粒的运动规律，研究粗粒土的细观变形机理，设计并开展了粗粒土二维模型试验。二维模型试验过程中可以清楚地观察到颗粒的运动，能定性地分析试样的受力变形特征。试验结果表明：①峰值偏应力随侧压力的增大而增大，峰后略有软化现象，体变随应变的发展先剪缩后剪胀，侧压力越小剪胀性越明显；②抗剪强度包线呈很好的线性关系；③颗粒破碎率随侧压力的增大而增大，在很小的侧压力下，就有颗粒破碎发生；④试样破坏时有较明显的剪切带。模型试验的上述规律和三轴试验成果具有很好的一致性，说明二维模型试验能够反映三轴试验过程。

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磷石膏渣坝的稳定分析研究

徐晗, 许凯, 文松霖, 韩芳

长江科学院院报. 2008, 25(2): 42-45.

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为研究磷石膏渣坝的稳定问题，利用ABAQUS有限元分析软件进行参数研究，通过编制相应的Python脚本文件，在ABAQUS中实现了自动强度折减法，并以此计算了某磷石膏渣坝渗流作用下的边坡稳定。根据渗流场的分布提出在初期坝上游以及磷石膏下游的底部设置排渗棱体。计算结果表明该处理措施能大幅降低浸润线，并提高边坡稳定性能，且该排防体系的布置造价较低，具有实际工程意义。

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某裂隙岩质边坡渗透张量的确定及应用

汪旭涛, 陈新国, 王亮

长江科学院院报. 2008, 25(2): 46-50.

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针对裂隙岩质边坡渗透参数选取的问题，综合考虑并分析了单孔压水试验和裂隙样本法取得的渗透系数，提出了用单孔压水试验修正裂隙样本法来确定裂隙岩体渗透张量的方法，获得了既能较好反映裂隙岩体渗透特性的各向异性又能消除压水试验尺寸效应影响的修正渗透张量。将这种确定渗透张量的方法应用于河南某路堑岩质边坡渗流场的模拟计算中，取得了较好的结果。

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等参逆变换法及其在地下厂房原始地应力计算中的应用

罗先启, 葛修润, 车爱兰

长江科学院院报. 2008, 25(2): 51-53.

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为考虑地形地貌以及节理、断层等岩体构造对原始地应力场的影响，通常选用较大计算范围以模拟原始地应力场。然后取较小计算范围进行二次细分网格，以便较准确地模拟地下厂房分步开挖的动态过程。二次细分网格位移边界值采用等参逆变换法由一次网格的计算结果插值得到。计算算例及工程实例均表明等参逆变换法用于水布垭地下厂房原始地应力场计算中，具有较高的精度，可以满足工程要求。

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高能级强夯法在湿陷性黄土地基处理中的应用研究

杨天亮, 叶观宝

长江科学院院报. 2008, 25(2): 54-57.

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黄土的湿陷性是黄土在一定压力下受水浸湿结构发生破坏的现象，在湿陷性黄土地区进行工程建设时,必须进行地基处理。在充分分析黄土湿陷性的机理及其影响因素的基础上，探讨将高能级强夯法应用于湿陷性黄土的地基处理方法，从高能级强夯法加固黄土的效果的理论分析出发，将该法应用在实践工程中，经试验检测其加固效果较好，不仅消除了黄土湿陷性，还提高了黄土的强度，该法对湿陷性黄土地基处理具有较高的应用价值。

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有限差分强度折减法在猴子石滑坡治理工程中的应用

付敬, 丁秀丽, 邹从烈, 郑轩

长江科学院院报. 2008, 25(2): 58-60.

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鉴于猴子石滑坡地质条件复杂，地理位置与保护对象又十分重要，必须采取行之有效的工程措施对其进行综合治理。结合滑坡治理工程的设计与施工，采用有限差分强度折减法，计算不同蓄水工况滑坡的稳定安全系数，研究前缘护坡、压脚及梯键等治理措施对滑坡稳定性改善的效果，为滑坡治理续建工程设计提供依据。

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渡槽结构非线性隔震研究

徐建国, 陈淮, 王博

长江科学院院报. 2008, 25(2): 61-64.

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采用流固耦合渡槽薄壁结构梁段单元有限元模型，分别利用双线性模型和Wen模型来模拟铅芯橡胶支座的非线性滞回恢复力特性，对某大型渡槽结构进行了空间隔震响应研究。计算结果表明，无论是渡槽设计水位还是渡槽空槽情况，采用铅芯橡胶非线性隔震支座对渡槽输水建筑物均起到较好的减、隔震效果。建议在大型渡槽抗震设计时，可采用铅芯橡胶支座取代普通橡胶支座，以提高渡槽的整体抗震性能。

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钢岔管与外包钢筋混凝土联合承载三维非线性分

刘波, 徐良华, 伍鹤皋

长江科学院院报. 2008, 25(2): 65-68.

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针对一些高水头电站中镇墩混凝土开裂比较严重的情况，结合某水电站的工程实际，采用ANSYS程序中的钢筋混凝土非线性计算模块，对钢岔管和外包镇墩混凝土结构进行了三维非线性有限元计算。通过2种控制工况的计算分析和明钢岔管应力的比较，认为：在镇墩混凝土中布置适当的受力钢筋，考虑镇墩钢筋混凝土与钢岔管联合承载，按钢衬钢筋混凝土分岔管的形式进行设计，不仅可以减小钢岔管管壁厚度和加强梁尺寸，达到简化岔管制造工艺和降低工程造价的目的，而且可以提高镇墩的整体性，避免由于高内水压力造成的镇墩混凝土严重开裂现象，保证钢岔管和镇墩混凝土的长期安全运行。因此，外包钢筋混凝土的分岔管是一种比较有发展前途的岔管结构型式。

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基于预处理共轭梯度法的桥梁移动荷载识别

陈震, 余岭, 朱军华

长江科学院院报. 2008, 25(2): 69-71.

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时域法（TDM）是移动荷载识别最有效的方法之一，它通过桥梁时域测量响应，间接识别桥梁移动荷载。针对时域法（TDM）有时识别精度较低、受噪声干扰的影响较大等问题，提出采用预处理共轭梯度法（PCGM）识别桥梁移动荷载。以两轴时变移动荷载识别为例，进行数值仿真研究，得到不同噪声水平下预处理共轭梯度法和时域法的识别结果。通过比较2种方法的识别精度，可以发现预处理共轭梯度法具有识别精度高、抗噪能力强、收敛速度快、初始参数设置少等优点，特别当仅仅采用弯矩响应识别移动荷载时，其识别精度仍然很高，这为移动荷载识别方法的实际应用打下了基础。

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清江隔河岩大坝表孔深孔闸门及坝体泄洪振动与控制研究

张晓平, 张林让, 李声平

长江科学院院报. 2008, 25(2): 72-75.

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通过原型观测试验获得了清江隔河岩大坝表孔、深孔闸门及坝体泄洪的实测数据。测试成果表明：在稳态工况下，表孔、深孔闸门运行平稳，大坝主体的振动很小。表孔闸门在3.3～7.0m开度时，出现了250 s左右的拍振现象,但不会影响表孔闸门的运行安全。深孔闸门在0.3～6.0m开度时,由于深孔闸门侧止水严重漏水,出现了强烈振动,应当引起足够重视。

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风浪作用下的库岸动力响应试验

李建习, 沈小雄, 程永舟

长江科学院院报. 2008, 25(2): 76-79.

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利用波浪水槽试验，对风浪作用下库岸的表面波压力和介质孔隙水压力响应进行了研究。试验中观测了在不同波高、周期、水深、坡比和介质等条件下的库岸动力响应。试验结果分析表明：糙率和渗透系数对表面波压力影响较大，介质孔隙水压力与波陡、沿程相对位置、渗透系数密切相关，孔隙水压力响应随着深度增加存在幅值衰减和相位滞后现象。

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AutoCAD环境下的DDA前处理程序

王小波, 丁秀丽, 卢波

长江科学院院报. 2008, 25(2): 80-83.

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基于DDA（非连续变形分析）前处理程序的特点及输入格式，利用AutoCAD ObjectARX开发工具，在Visual C++6.0编程环境下编程，采用Monte Carlo模拟方法，实现了在AutoCAD绘图环境中自动生成指定分布的节理线，同时生成DDA切割程序的输入数据文件，使DDA程序的前期处理更为便捷，具有工程应用价值。

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基于HyperMesh软件的复杂地质工程有限元建模

张萍, 郑东健, 张献法

长江科学院院报. 2008, 25(2): 84-86.

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建立复杂地质结构工程的有限元模型，往往要花大量的时间。利用HyperMesh软件建立复杂地质工程有限元模型，以从复杂部位到简单部位的顺序划分网格为原则，并且对于特定的区域选择合适的网格划分功能。通过网格质量检查，并与Marc软件进行比较。比较分析后认为：HyperMesh是一个高性能的有限元前处理器，利用其强大的网格划分功能对该复杂地质工程中坝体及主要地质条件进行建模，可大大提高建模效率。

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2008年, 第25卷, 第2期　
刊出日期：2008-04-01

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