长江科学院院报

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张慧 , 黎礼刚 , 谷利华

长江科学院院报. 2010, 27(8): 1-5.

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引江济汉水环境补偿工程从长江荆江河段引水至汉江兴隆以下河段，以减免南水北调中线工程调水后汉江兴隆以下河段水量减小的不利影响，改善该河段及东荆河的航运、生态及沿线城镇供水及农业灌溉用水条件，促进汉江下游生态环境的合理保护。该工程取水口拟建于长江中游上荆江龙洲垸河段沮漳河口下 3.34 km 处。通过整体和局部河工模型试验，重点研究了三峡工程蓄水运用后取水口河段河道演变对引水的影响和引水工程布置对该河段河势、水位、流速、流态等变化的影响，以及引水渠进水闸消能、沉沙池沉沙和沉螺池阻螺的效果等，为工程设计提供依据。

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干支流直角交汇区水流泥沙运动特性初步研究

詹磊, 董耀华, 刘同宦

长江科学院院报. 2010, 27(8): 6-11.

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通过总结前人有关干支流直角交汇区水流泥沙运动研究成果，归纳了干支流直角交汇区的分区水流泥沙运动特性，初步探讨了交汇区局部水头损失计算方法，提出了新的包含水深比及回流长度的局部水头损失系数计算公式，采用长江科学院水槽试验成果对计算公式进行了验证。验证结果表明：在汇流比较小时，计算与试验成果吻合较好。

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赤水河流域水土流失特点与分区防治研究

邹翔 , 薛小红 , 赵健

长江科学院院报. 2010, 27(8): 12-15.

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在调查分析赤水河流域水土流失历史及现状的基础上，分析了赤水河流域的自然条件差异以及水土流失特点、类型、强度和空间分布规律，揭示出赤水河流域水土流失成因及影响因素。针对赤水河流域水土流失危害和存在问题，提出了河源区以生态修复为主，下游地区以预防保护措施为主，上中游地区建立生态缓冲、综合治理和自然修复三道防线开展水土保持生态环境建设。

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水库对河流生态系统服务功能影响的生态足迹评价研究

曹永强 , 张伟娜 , 张林 , 游海林

长江科学院院报. 2010, 27(8): 16-19.

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基于层次分析法的基本原理，构建了水库对河流生态系统服务功能影响的生态足迹评价指标体系，运用 AHP 确定各个评价指标权重。以大伙房水库为例，进行了水库对河流生态系统服务功能影响的综合评价，最后应用生态足迹评价模型定量地核算了大伙房水库 4 项生态供给足迹和 3 项生态需求足迹。

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鄱阳湖流域未来降水变化预测分析

郭家力，郭生练，郭靖，陈华

长江科学院院报. 2010, 27(8): 20-24.

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利用鄱阳湖流域的 13 个国家气象站 1961-2001 年的实测降水数据和 NCEP 再分析数据，建立了鄱阳湖流域降水的统计降尺度模型；在 IPCC 2000 年排放情景特别报告（ SRES ）中的A2和B2 排放情景下，应用 HadCM3 的输出数据，预测鄱阳湖流域未来3个时段（2010-2039 年、 2040-2069 年、 2070-2099 年）的降水变化情况。结果表明：鄱阳湖流域大部分区域的降水量有所增加，在本世纪末最大可能增加 11.15% 。

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改进的 TOPSIS 模型在污水灌溉安全性评价中的应用

朱明润，乔明叶，梁士奎，王学超

长江科学院院报. 2010, 27(8): 25-28.

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选择开封市惠济河水作为污灌引水点的样本水体，采用标准方法对灌溉水质进行监测分析。考虑到 TOPSIS 法在进行综合评价时的不足之处 , 提出了运用垂直距离代替欧氏距离进行评价 , 通过建立改进的 TOPSIS 模型，对污水灌溉安全性进行了评价研究。结果表明，开封市惠济河水质低于国家灌溉水质标准，直接用来灌溉或进行其他用途是不安全的，且重金属污染较严重。研究成果为水体的科学管理和污染防治提供决策依据，在水资源可持续开发利用中具有重要意义。

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减轻立堵截流难度措施研究进展

李学海 , 韩继斌 , 程子兵

长江科学院院报. 2010, 27(8): 29-33.

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立堵截流难度包括抛石稳定性问题、截流规模问题、截流安全度问题。抛石稳定性涉及龙口水力因素、基础与抛投材料因素、人为因素等；截流规模涉及河道水文特性、分流条件等；截流安全度涉及堤头坍塌等。基于各影响因素及关联要素分析，归纳了减轻立堵截流难度的措施及其运用条件，包括提高导流建筑物分流能力及优化分流特性、双戗截流适用条件及落差分配控制、宽戗效应机理及其运用、增强截流块体抗冲稳定、平抛垫底提高截流安全度及其梯级调度、优化抛投方式、增大抛投强度等，探讨了深厚软基覆盖层条件下立堵截流存在的问题及其应对措施。

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极限上限分析中“切线法”引入非线性破坏准则的探讨

赵炼恒 , 李亮 , 但汉成 , 罗苏平 , 任东亚

长江科学院院报. 2010, 27(8): 34-39.

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基于极限分析上限法，讨论了“切线法”引入非线性 M-C 破坏准则时采用“初始切线法”和“外切线法”对边坡临界高度、地基承载力、主动土压力３个经典土力学问题的影响，用以分析“外切线法”引入非线性破坏准则对分析岩土问题的合理性和有效性。研究表明：非线性参数对土工结构的安全性有重要影响，恰当引入岩土材料的非线性破坏特性更加符合工程实际；基于上限法通过“初始切线法”引入非线性破坏准则是众多上限解答的一个上限解答，特定条件下能够获得较好的上限解，但随着非线性参数 m 的增大由此引起的误差也越来越大，采用“外切线法”更具有效性和合理性。

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砂卵石土动、静特性的对比试验研究

何建平 , 彭兴芝 , 祖烨 , 吴怀忠 

长江科学院院报. 2010, 27(8): 40-43.

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在室内砂卵石土动、静力特性对比试验基础上，通过大量试验数据对比分析了不同条件下非饱和砂卵石土和饱和砂卵石土的强度和变形特性。结果表明：非饱和试样和饱和试样破坏时，剪切位移变化比较一致，压力增大时，剪切位移增加；从非饱和土到饱和土，随着振动周次的增加，粘着力和内摩擦角都有着不同程度的下降；不同含水量条件下，饱和样的强度增幅比较均匀，振动次数相同时，不同固结应力条件下的破坏应力约成等差关系；而非饱和样的强度增幅不均，有时相差很大 , 但非饱和砂卵石土的强度参数比饱和砂卵石土大很多。

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某水电站引水隧洞突水数值模拟

徐栋栋，邬爱清，孙玉杰 

长江科学院院报. 2010, 27(8): 44-49.

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离散元软件 UDEC 可以用来模拟裂隙岩体的开挖以及进行水力全耦合分析。采用 UDEC 来模拟裂隙岩体开挖后在水力耦合作用下渗流流量与其对应水压力的变化过程并预测可能发生的突水灾害。结果表明开挖洞室以后，在围岩渗流与应力耦合作用下，围岩中裂隙隙宽、裂隙中水压及其渗透流量三者相互作用、相互依赖。裂隙隙宽的减小使得结构面水力梯度变大，作用在裂缝上的渗透压力增大，促进导水裂缝扩展，裂隙连通性增加。裂缝隙宽增大，渗透能力增强，渗流量增大，其渗流压力相应降低。在一定条件下，裂隙隙宽的改变可导致局部水力通道的形成，高压水头从局部涌出，从而促进突水灾害的形成。西南某水电站在深部裂隙岩体中开挖引水隧洞，该处地应力高且外水压大，容易引起突水灾害，对其进行了突水数值模拟，提示了一些可能发生突水的位置。

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金沙江某坝址左坝肩大型地质异常体的认识

王启国，刘高峰，严绎强，胡衍平，侯钦礼

长江科学院院报. 2010, 27(8): 50-53.

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金沙江某坝址左坝肩发育一大型地质异常体，厚度大，主要由碎裂岩体及表部黏土、碎块石组成，对该地质体的认识经历了岩质斜坡-断层破碎带的争论-岩体卸荷倾倒变形体-滑坡认定的渐进过程，其认识过程实际上也是勘察工作逐渐深入的过程。经研究得出：该滑坡体积约8 000×10_⁴m_³ ，为岩质切层滑坡，形成于晚更新世，前缘被金沙江河床深厚覆盖层压覆，整体稳定性较好，但对坝址枢纽工程的布置影响较大。

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滑移线积分变换在土坡稳定性中的应用

王军，曹平

长江科学院院报. 2010, 27(8): 54-57.

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根据边坡变形潜在滑体势能变换的特点，用 Bishop 法、耗散能法和有限单元法分别对双层和 3 层土质边坡进行了稳定性分析。首先通过对边坡滑移线积分公式的转化和推导，建立了以势能耗散能量表示的改进极限平衡法求解安全系数的计算式。结合平面应变两类型边坡算例分析，并利用 VC ＋＋程序语言编制简易的安全系数和滑移线方程的求解程序，对双层和 3 层土质边坡稳定性进行计算分析。计算结果显示：耗散能法得到的潜在滑移线解析式满足指数方程，且在层面附近间断； Bishop 法得到的潜在滑移线经过坡脚，其解析式满足圆方程；耗散能法所得安全系数介于 Bishop 法和有限元法之间，为研究边坡稳定性和工程加固的合理范围提供了借鉴，这对极限平衡法求解边坡稳定性也是一种有益的补充。

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全级配与湿筛混凝土抗压强度比值问题的探讨

陈文耀 , 郑丹

长江科学院院报. 2010, 27(8): 58-60.

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从混凝土受拉受压的破坏机理出发分析了全级配混凝土与湿筛混凝土抗拉、抗压强度的差异机理，并考虑现有试验方法的影响，剖析了现有试验中全级配混凝土大、小试件抗压强度比值接近于 1 甚至超过 1 的原因。由于全级配混凝土抗压强度结果受到原材料和配合比条件变化、试模平整度以及成型方法等多种因素的影响，会对试验结果带来一定误差。指出应该通过改进混凝土的成型方法，使得全级配混凝土的试验结果更能反映真实大体积混凝土的强度特性。

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高拱坝强约束区固灌抬动致裂问题研究

黄达海，陈彦玉

长江科学院院报. 2010, 27(8): 61-65.

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针对某高拱坝固结灌浆过程中发生的抬动及抬动裂缝现象，分析了坝体产生抬动裂缝的原因，采用考虑弹性约束的坝体抬动有限元仿真分析方法，反演基岩对坝体的弹性约束系数，并对灌浆压力和坝体混凝土盖重进行敏感性分析。仿真结果表明，过大的灌浆压力容易导致坝体抬动及抬动裂缝，而增加盖重对减小抬动及抬动引起的坝体应力效果显著。

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卵石破碎原状机制砂石粉含量限值试验研究

李凤兰 , 孙秋彦 , 朱倩

长江科学院院报. 2010, 27(8): 66-69.

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采用石粉（粒径小于75μm的颗粒）含量为3%～13%的卵石破碎原状机制砂配制强度等级 C30,C40 和 C50 混凝土，分析了石粉含量对混凝土拌合物工作性能及混凝土抗压强度、抗拉强度和弹性模量的影响规律。研究结果表明，对卵石冲洗后加以破碎的原状机制砂，其石粉含量可超出现行建筑用砂规范的限值，控制在13%以内时可满足混凝土拌合物的工作性能和现行规范对混凝土基本力学性能的要求。该研究对机制砂生产工艺的革新和生产效率的提高具有重要价值。

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基于 GIS 和 RS 的黄石市矿山地质环境定量评价

杨青华 , 李艺，杜军

长江科学院院报. 2010, 27(8): 70-73.

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采用 GIS 和 RS 技术，以黄石市（黄石港区、西塞山区、下陆区、铁山区）为研究对象，利用 2009 年 1 月 27 日和 2008 年 12 月 16 日 SPOT5 遥感数据，结合研究区的地形图及采矿登记权等相关资料，建立矿山地质环境评价体系。针对各指标，提出与之相适应的 GIS 和 RS 提取方法，得到单因子分级图。运用层次分析法，给各指标因子赋权重。再根据评价指标分级体系和矿山地质环境综合评价模型，运用 GIS 的栅格运算功能，对各指标因子进行栅格计算、空间叠加，最终得到黄石市矿山地质环境评价分区图。该研究结果为黄石市矿山地质环境保护与恢复治理规划提供了有益的参考和借鉴，并为矿山地质环境定量评价研究奠定了一定的理论基础。

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数字化水系辅助 DEM 提取 Karst 地区水系的应用研究

陈旺 , 邓亚东 , 梁虹 , 谢晓云 , 李金益

长江科学院院报. 2010, 27(8): 74-78.

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近年来，分布式水文模型与 GIS 密切结合已经成为水文预报的研究重点和热点，其中基于 DEM 提取某一流域的水流方向矩阵是其核心之一。然而在中国南方 Karst 地区具有地表和地下二元空间结构，地表有大量的洼地与漏斗和溶洞发育，如果用填洼的常规方法则改变了 Karst 地区真实栅格单元的水流方向，造成大量的平坦地区，而且提取出的水系有大量平行水系与河道的缺失。因此，利用数字化河网修正 DEM 后无需填洼就能提取出接近 Karst 地貌背景下的真实水系，提取出的水系中几乎没有平行水系和河道的缺失 , 而且正确地引导了局部栅格单元的水流流向。用该方法提取的水系对建立 Karst 地区更高精度的分布式水文模型具有很好的应用价值。

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2010年, 第27卷, 第8期　
刊出日期：2010-08-01

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