长江科学院院报

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刘明典, 陈大庆, 段辛斌, 王珂, 刘绍平

长江科学院院报. 2010, 27(2): 1-6.

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根据长江渔业资源动态监测网（监测站有宜宾、巴南、万州、荆州、岳阳、湖口、洞庭湖、鄱阳湖）2003—2008年监测数据，采用Karr提出的、Fausch等修订的12个指标体系水质健康评价原理，依照长江鱼类区域组成特征列出待选指标并结合各指标调查结果进行筛选，初步建立了适合长江中上游干流及附属湖泊的FIBI指标体系。同时，参照Karr做法不单独设定期望值和参照点，而是根据各监测站数据之间的差距分三个层次赋值打分。结果表明：长江上游和中游大多数站位鱼类生物完整性表现为“一般”等级，洞庭湖和鄱阳湖为“差”。统计结果显示长江中上游各监测站FIBI值在近6年的时间内呈下降趋势。

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膨胀蛭石对富营养化水体中氮、磷富集效果试验研

桑连海, 黄薇, 陈进, 黄茁, 唐林森

长江科学院院报. 2010, 27(2): 7-10.

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利用水上种植技术治理湖泊富营养化已被证明是一种行之有效的方法，而提高作物产量一直是阻碍该技术普及的一个难点。利用膨胀蛭石具有的强吸附性和阳离子交换能力，采用室内试验的方法，研究膨胀蛭石对富营养化水体中氮磷物质的富集效果。结果表明：当富营养化水体中的总磷和总氮浓度分别为0.5mg/L和5mg/L时，经过蛭石8h的富集后，吸附基本达到平衡，水体中总磷和总氮的去除率可达78%和30%，而蛭石压滤液中总磷和总氮的浓度分别约是水体中总磷和总氮浓度的4和3倍。

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无资料地区径流预报方法比较与改进

李红霞, 张永强, 敖天其, 张新华

长江科学院院报. 2010, 27(2): 11-15.

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利用新安江模型对无资料地区径流预报方法进行研究。以澳大利亚东南地区的210个流域为例，首先利用距离相近法、属性相似法和回归法进行预报，并对3种方法进行比较，结果表明，距离相近法精度最高，属性相似法次之，回归法效果较差。然后在距离相近法和属性相似法的基础上提出了综合相似法，使得模拟结果进一步提高。此方法可对中国无资料或者资料缺乏流域进行水文预报。

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水下无人探测系统在岩坎爆破效果调查中的应用

梁俊, 甘孝清, 韩贤权, 刘超

长江科学院院报. 2010, 27(2): 16-19.

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首先讨论了水下无人探测系统的各个组成部分及其功能特点，在某岩坎爆破后的水下调查项目中展开了应用研究。根据现场状况设计了相应的调查方案，采用水下机器人摄像与水声定位系统相结合的方式进行水下调查。使用水下机器人对爆渣块体进行水下拍摄，同时查找有无未爆岩体；使用水声定位系统控制水下机器人的位置和前进方向，通过水下机器人的行走路径确定爆堆的形状、高度和坡度。最后对岩坎爆破效果进行综合评价。

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多波束与单波束测深技术在水下工程中的应用比较研究

赵钢, 王冬梅, 黄俊友, 吴杰

长江科学院院报. 2010, 27(2): 20-23.

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多波束测深系统是目前河道测量中最先进的仪器之一，通过对多波束测深系统、单波束测深技术在典型水下工程的比测实验，分析其误差来源和精度，验证了在水下工程中多波束测深系统与常规的单波束测深技术相比具有明显的优势，从而为多波束测深系统在水下工程中的应用拓展提供科学的依据。

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旋流阻塞与旋流扩散复合式内消能泄洪洞的水力设计

牛争鸣, 杨健, 丁浩铎, 南军虎, 徐威, 鲍莉

长江科学院院报. 2010, 27(2): 24-30.

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结合雅砻江两河口水电站后期3^#导流洞和大渡河猴子岩1^#导流洞的改建，在研究旋流阻塞和旋流扩散复合消能泄洪洞的水力特性基础上，对该类型复合式旋流内消能泄洪洞的设计原理与方法进行研究探讨，和开敞式进口、起旋器、阻塞与旋流渐变扩散段的体型进行了设计与计算，为1 000m³/s以上泄流量、150m作用水头量级的导流洞改建为旋流内消能泄洪洞工程水力设计提供参考。

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泵站前池隔墩整流的数值分析

周龙才

长江科学院院报. 2010, 27(2): 31-33.

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泵站前池扩散角过大会在池中形成边侧回流，恶化水泵的进水条件，因此一般需要研究适当的整流措施。应用正交曲线坐标系下的二维水深平均数学模型，对大扩散角的正向泵站前池中设置隔墩前后的流态进行了数值模拟，以分析设置隔墩的整流效果。计算中在交错网格上对控制体积分得到离散方程，并用SIMPLEC算法求解。数值模拟表明，对所研究的泵站前池，适当设置隔墩对前池扩散角过大引起的不良流态有明显的改善效果。

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普通城门洞断面正常水深的近似计算式

张宽地, 吕宏兴, 赵延风

长江科学院院报. 2010, 27(2): 34-36.

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普通城门洞形过水断面是泄洪隧洞较常采用的断面形式之一，其几何图形由槽形与圆弧曲线构成，过水断面水力要素为分段函数，正常水深的计算无论是查图表法还是迭代试算法都比较繁琐，计算误差较大，且依赖图表, 不便于应用。为此，通过城门洞形断面均匀流方程的数学变换，并对引入的无量纲参数与相对临界水深的关系进行分析及计算，应用逐步优化拟合原理进行分段拟和，得到了城门洞形断面均匀流水深的直接计算式。实例计算及误差分析表明：在工程实用范围内（正常水深与拱顶半径之比在1.00到1.80之间），该公式最大相对误差仅为0.40％，且该式物理概念清晰明确、公式形式简捷，能为工程设计及水工设计手册的编制提供有益的参考。

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引洮供水一期工程总干渠糙率原型观测 (2)——糙率原型观测结果及经济效益

吕宏兴, 路泽生, 栾维功, 把多铎, 李建雄, 杨岑

长江科学院院报. 2010, 27(2): 37-41.

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引洮供水一期工程为甘肃省大型长距离输水工程，为了给工程优化设计提供依据，糙率原型观测研究选择在引水流量、工程类型与引洮工程相近的引大总干渠30A隧洞和盘道岭隧洞及东二干渠U形渡槽和弧底梯形明渠进行。隧洞试验段流量与水位采用自动监测系统进行，原型观测结果为：30A隧洞预制钢筋混凝土管片衬砌圆形断面实测平均糙率0.012 627，盘道岭隧洞三心圆拱直墙平底板矩形断面实测平均糙率0.011 55；圆拱直墙反底拱断面实测平均糙率0.011 521。林坪沟钢筋混凝土U形渡槽实测平均糙率为0.011 93；林坪沟混凝土预制板衬砌弧底梯形明渠实测平均糙率为0.013 69。糙率原型观测结果均小于工程设计规范值。

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软弱岩体中圆形隧道挤压变形临界应变研究

温森, 张建伟

长江科学院院报. 2010, 27(2): 42-45.

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预测隧道挤压程度对设计者至关重要，因此对挤压状态临界应变的研究是很必要的。由于软弱岩体中Q或RMR岩体分类使用效果欠佳，引入GSI代替Q或RMR，并在前人的基础上推导了圆形隧道发生挤压变形的临界应变公式。采用工程实例进行了验证，计算结果符合实际观测结果。最后，依据Hoek－Brown强度准则推导了静水压力状态下圆形隧道挤压变形的临界应变解析表达式。对于埋深很深的隧道，侧压系数近似为1，因此可以采用推导的解析解确定隧道挤压状态。

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西南某水电站坝区岩体深部差异风化成因及分布规律分析

白乐, 彭社琴, 赵其华

长江科学院院报. 2010, 27(2): 46-49.

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在野外调查和室内分析的基础上，对西南某水电站坝区典型深部差异风化成因和分布规律进行了分析，指出其发育分布均位于微风化和新鲜岩体内部，主要受岩性和断裂控制，成因与河谷及岸坡形成演化密切相关。深部差异风化不会直接影响岩体的稳定性，但将促使浅表生改造进一步发展，导致岩体沿软弱结构面发生松动、变形、破坏、失稳，最终导致边坡的变形、破坏。

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碾压混凝土施工工艺试验研究

蔡胜华, 杨华全, 王晓军, 王迎春, 王仲华

长江科学院院报. 2010, 27(2): 50-53.

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通过彭水水电站大坝工程碾压混凝土现场工艺生产性试验，对拌和工艺、碾压工艺、层面处理技术措施、变态混凝土施工工艺等进行了试验研究，经机口取样、钻孔取芯、压水试验和原位抗剪试验，验证了室内试验选定的碾压混凝土配合比的可碾性和合理性，确定了合适的施工工艺，为工程施工提供了依据。

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跨江海隧道功能梯度混凝土管片的收缩开裂研究

王信刚, 盛明强, 王睿, 邵铁峰

长江科学院院报. 2010, 27(2): 54-59.

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引入梯度功能设计思路，进行功能梯度混凝土管片（functionally gradient concrete segment，简称FGCS）的结构与材料设计。无细观界面过渡区水泥基材料（mesointerfacial transition zonefree cementbased materials，简称MIF)中由于掺入了能显著改善收缩开裂趋势的减缩组分和细微化裂纹的抗裂组分，降低了MIF的收缩值，提高了MIF的抗裂能力，有利于提高MIF的抗渗性能，进而可以提高FGCS的抗渗性能。混凝土两次浇注成型时，采用界面强化工艺——压印工艺，可以提高混凝土功能层之间界面粘结强度10％～35％，产生界面强化效应。采用ANSYS计算的FGCS中界面最大拉应力的计算值远小于界面劈裂抗拉强度试验测试值，FGCS中界面由于收缩引起的应力不会引起FGCS产生相对的滑移而导致开裂。用于武汉长江隧道工程的FGCS的外弧面裂缝宽度＜0.1mm，Cl^-扩散系数为4.9×10^-13m²/s。

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锦屏一级水电站煌斑岩脉水泥化学复合灌浆试验研究

王继敏, 蒋学林

长江科学院院报. 2010, 27(2): 60-63.

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锦屏一级水电站大坝为混凝土拱坝，最大坝高305 m，为目前世界最高拱坝。坝区基础岩体中存在大量煌斑岩脉，对建筑物的稳定性、基础应力传递等极为不利，必须进行稳妥可靠的处理。因仅靠单纯的高压水泥灌浆无法使岩体的变形模量、抗压、抗拉、抗剪强度以及泊松比等物理力学指标达到设计要求，应有针对性地采用化学灌浆方法对煌斑岩脉进行加固处理。为此，采用了高渗透性的YDS环氧材料对风化后的煌斑岩脉进行纯压式灌浆试验，试验结果表明：通过YDS改性环氧浆液的“浸透”“浸渗”加固处理，风化的煌斑岩脉力学性能大幅提高，基本能满足设计的力学指标要求。

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全级配混凝土干缩变形性能研究

郑丹, 李文伟, 陈文耀

长江科学院院报. 2010, 27(2): 64-67.

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混凝土裂缝会对结构的稳定产生不利因素，为此进行了全级配和湿筛混凝土的干缩变形试验。通过分析混凝土的干缩机理，在弹性力学理论基础上建立了考虑骨料粒径和含量的混凝土干缩模型，分析了混凝土的干缩变形与骨料及水泥浆体弹性模量之间的关系。同时通过分析试件尺寸对混凝土干缩性能的影响，对比研究了全级配与湿筛混凝土干缩变形随龄期的变化规律，结果显示模型计算数据与试验数据吻合良好。研究表明，全级配与湿筛混凝土干缩变形比值随龄期增加而逐渐增大，180d龄期时的比值约为0.29左右。

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统一强度理论模型嵌入ABAQUS软件及在隧道工程中的应用

王俊奇, 陆峰

长江科学院院报. 2010, 27(2): 68-74.

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利用非线性有限元软件ABAQUS提供的二次开发功能，实现了统一强度理论本构模型的嵌入，完成了有理论解的承受内压作用的厚壁圆筒三维算例数值测试，以及采用该模型进行隧道开挖三维数值分析。结果表明：在ABAQUS中增加统一强度理论本构模型，丰富了材料单元库，提高了计算精度和效率，而且，通过算例验证和隧道开挖模拟，说明在岩土工程中，考虑材料的中主应力效应，可以充分利用材料强度，指导工程实践，节省造价。

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地震作用下渡槽槽架结构位移控制的可靠度研究

安旭文, 张明强, 朱暾

长江科学院院报. 2010, 27(2): 75-78.

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以渡槽槽架结构的层间位移和顶点位移作为控制标准，提出了渡槽槽架结构在小震作用下位移控制的可靠度分析模型；基于现行相关规范，提出了渡槽槽架结构的层间位移和顶点位移控制限值；根据各随机变量的统计特征，采用Monte-Carlo模拟与有限元相结合的方法对渡槽槽架结构体系位移控制的可靠度进行了研究，为渡槽结构在地震作用下的可靠度分析和设计提供了一种新方法。

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2010年, 第27卷, 第2期　
刊出日期：2010-02-01

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