长江科学院院报

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朱延龙, 陈进 , 陈广才

长江科学院院报. 2011, 28(6): 1-4.

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以长江源区控制站直门达1978-2009 年实测径流量序列为基础，运用 Mann-Kendall 趋势分析法和滑动 T 检验方法，对径流量的趋势变化和突变进行了详细分析，并对其影响因素降水、气温和下垫面条件等进行了分析。结果表明 : 长江源区近 32 年来年径流量总体呈现增加态势，但趋势不显著，年径流序列 2004 年前后发生突变；长江源区降水序列在 2002 年前后发生突变，气温序列呈显著增加趋势，长江源区降水增加和冰雪消融是长江源区径流增加的主要原因。

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大坝变形度的不等维加权动态 GM(1,1) 预测模型

崔冬冬，陈建康，吴震宇，程黎明

长江科学院院报. 2011, 28(6): 5-9.

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针对灰色 GM (1 ,1) 模型预测结果易受模型中以前测得的陈旧数据的干扰，及等维动态 GM (1 ,1) 受缚于维数选择的情况，给出了不等维加权动态 GM(1,1) 模型的基本内容及建模过程，模型中计算出多种维数的 GM(1,1) 模型的预测值，并且通过萨函数加权法和 BP 神经网络计算出每种维数的权值，通过加权获得最终预测值。并且成功地将不等维加权动态 GM(1,1) 模型应用于大坝变形度的预测预报。实践证明 , 不等维加权动态 GM(1,1) 模型由于考虑了维数对模型结果的影响，而且及时地更新数据，提高了灰区间的白色度，预测效果比传统的 GM (1 ,1) 模型和等维动态 GM (1 ,1) 模型效果好。

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深厚覆盖层条件下施工导截流关键技术问题研究

郭熙灵 , 黄国兵 , 李学海

长江科学院院报. 2011, 28(6): 10-15.

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分析了不同类型覆盖层的特点及导截流存在的问题，通过理论分析和模型试验，对深厚覆盖层条件下导截流工程存在的覆盖层稳定特性、覆盖层防护、截流块体稳定计算、人工块体稳定性问题以及淤积型覆盖层河床预防戗堤坍塌措施等关键技术问题进行了研究，完善了块体稳定计算实用计算公式，拟合了六面体钢筋笼的稳定计算经验公式，首次提出相同重量的四面体钢筋笼的止动稳定性明显高于正六面体，而起动稳定性相差不大。

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湍流普朗特数识别的随机抽样算法

朱嵩，刘国华，程伟平，黄跃飞

长江科学院院报. 2011, 28(6): 16-19.

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在温排水等涉及热交换的环境水力学研究中，湍流普朗特（Prandtl, 简称 Pr）数是控制温度的主要参数。对于一个特定的问题，传统湍流 Pr数的确定方法主要采用经验法或试错法，因而具有一定盲目性和低效性。为了提高湍流Pr数确定的可靠性，采用马尔科夫链蒙特卡罗（Markov Chain Monte Carlo, 简称 MCMC）随机抽样的方法（Metropolis-Hastings 算法）来对湍流Pr数进行识别，其中湍流场计算采用了稳态标准 k-ε模型，温度场计算采用非稳态热传导方程。算例计算结果表明，MCMC方法对湍流Pr数的识别具有良好的适用性和较高的识别精度。

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降低截流难度及江河护堤抛投材料研究

蔡莹，黄国兵，车清权 , 杨文俊

长江科学院院报. 2011, 28(6): 20-24.

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优化抛投物料的性状、选择实用性好的抛投材料是降低截流难度的措施之一。根据圆柱体的物理特性分析和截流水工模型试验成果，顺坡面抛投圆柱线体材料截流，材料可一次滚入龙口深槽，且在水下稳定性好。抛投圆柱线体材料截流可保护戗堤坍塌、阻止截流材料流失。在节省材料、制作、存放、运输等方面圆柱形体材料也具有明显的优点。圆柱线体抛投材料还可在江河堤防、水库大坝紧急抢筑、支护中发挥作用。

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低水头水利枢纽泄水闸闸前冲刷研究

方森松，刘晓平，吴国君，周千凯，乾东

长江科学院院报. 2011, 28(6): 25-29.

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针对低水头水利枢纽坝前附近的冲刷问题，建立了用于研究闸前三元流的泄水闸物理及数学模型，利用动床物理模型观测了闸前冲坑发展过程，然后采用定床物理模型和三维数学模型研究了闸前冲刷初始时刻、中期时刻及稳定时刻的三维流场。结果表明：冲刷初期水流受挡水闸阻水作用，在闸前近壁区水流下潜形成漩涡，闸前呈现复杂的三元流流态，从而造成闸前床面泥沙大量启动，迅速形成冲坑。在冲刷中后期，下潜水流流速在冲坑内部沿水深方向逐渐减弱，漩涡现象不明显，冲坑发展变缓，最终达到平衡。

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三峡水库支流库湾低流速条件下测流方法探讨及应用

马骏，刘德富，纪道斌，杨正健，易仲强

长江科学院院报. 2011, 28(6): 30-34.

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三峡蓄水成库后，库区部分支流受长江干流回水顶托，形成了支流库湾，水体流态由典型的河流形态变为类湖泊形态，受上游来流和水库调度等因素综合影响，库湾水动力条件变得极其复杂。在野外长期现场观测的基础上，针对支流库湾水体复杂的水动力条件，提出了一种独特的流速监测方法。运用该方法在香溪河库湾测流，获得了较好的测流结果，能较好地表征低流速条件下库湾水体的水动力特性，是一种行之有效的方法。

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宜万铁路宜昌长江大桥工程通航影响研究

许辉

长江科学院院报. 2011, 28(6): 35-38.

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桥梁属永久建筑物，为使大桥建设对桥区河段通航的不利影响降到最小，通过实船试验、通航水力学及船模试验，研究了宜万铁路宜昌长江大桥拟选的两处桥位及各种桥型方案对桥区河段通航条件的影响。结果表明：两处桥位建桥方案，仅桥墩附近及桥墩下游一定范围内流态有所改变，河段内其他部位流态无明显变化，建桥对上游壅水仅在较短距离内产生影响（上游150m 处壅高0.10m、下游水位建桥前后无变化）。综合分析得出，以2号桥位优化方案为宜。该试验研究，不仅为本工程的设计提供了科学依据，同时也可为国内其它大型跨江桥梁的建设提供参考借鉴。

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再论粗粒土剪胀性模型

程展林，陈鸥，左永振，丁红顺

长江科学院院报. 2011, 28(6): 39-44.

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介绍了2种堆石料大型三轴试验和平面应变试验的试验成果。假设土的应变分为弹性应变和剪胀应变，弹性应变与应力间服从广义虎克定律，剪胀应变服从Rowe剪胀方程，弹性泊松比为常数，完整地建立3参量Kp,Kq,G与应力关系式，初步提出了一种新的非线性剪胀模型，给出了模型参数的整理方法，论证了一般非线性弹性模型中泊松比的力学意义。试验表明，剪胀性模型能够很好地模拟堆石料的应力应变曲线，对于同一种堆石料，由三轴试验和平面应变试验得到的模型参数除强度指标外，其它参数有很好的一致性，并给出了2种堆石料的模型参数。该模型是一种力学概念明确，简单实用的非线性剪胀模型。

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某水电站河床坝基覆盖层渗透稳定性研究

王志红，任光明，赵海营，刘艳领

长江科学院院报. 2011, 28(6): 45-49.

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根据某水电站河床坝基覆盖层的工程地质特性和水文地质特点，通过现场和室内试验获得水文地质参数，初步判定渗透变形类型。再基于水文地质参数和渗流理论，建立坝基覆盖层的三维数值计算模型，得到渗流场和水力梯度特征，进而分析不同工况下库水通过覆盖层的渗漏量。在此基础上，通过分析不同工况下水力坡降的模拟计算结果，评价了坝基的渗透稳定性问题，与初判的结果进行比对，得出最终结论，为大坝的防渗处理提供合理依据。

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用微进化算法反演岩石蠕变模型非定常参数

彭汝发，许小健

长江科学院院报. 2011, 28(6): 50-54.

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岩石蠕变模型的参数较多，为得到参数的全局最优解，应用微进化算法（Microevolution Algorithm, MA）对岩石蠕变模型非定常参数进行了反演分析。算法以实测蠕变值与理论计算值之间的最小二乘误差为优化准则函数，直接反演计算蠕变模型参数。计算结果表明，微进化算法可最大限度地利用所有试验数据，避免传统优化算法初始参数选取的困难，且算法简单有效，计算精度高于混沌粒子群优化算法。该方法也可推广应用于其它蠕变模型的参数反演，具有较高的工程应用价值。

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宝塔山特长隧道岩体应力场特征分析

郭喜峰，张明欣, 尹健民，刘元坤

长江科学院院报. 2011, 28(6): 55-58.

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宝塔山隧道全长10 480 m ，最大埋深600m ，属目前山西省最长的公路隧道。复杂的地形地貌条件以及地质构造影响，使得隧道区地应力分布复杂。为研究隧道区岩体应力场特征，首先介绍了水压致裂法地应力测试成果，以此为基础通过有限元分析得到应力剖面，最后从地形地貌、地质构造、地质力学角度综合分析了区域构造应力场。结果表明，测试范围内地应力大小属于中等应力水平，隧道设计高程处最大水平主应力方位大部分集中在N42°E ～ N56°E ，现场测试及有限元分析所得地应力场与区域构造应力场相符。

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基于断裂力学及随机有限元的隧道岩爆风险分析

赵延喜，李浩

长江科学院院报. 2011, 28(6): 59-62.

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国内外大多数的岩爆预测方法中，都是利用应力强度比进行岩爆预测，该理论未考虑工程中存在的大量不确定性。基于此，提出了岩爆发生的断裂力学模型，即认为岩爆是由平行于自由表面的裂纹扩展造成的，在外荷载作用下，这些微小张性裂纹发生断裂，逐渐扩展、相互连接，当达到一定程度后，形成一定形状的肉眼可见的宏观裂纹，最终导致岩石破坏。以岩爆的层裂板模型为基础，运用可靠度原理及随机有限元方法，建立了岩爆发生的概率风险模型。工程实例计算表明，基于断裂力学及随机有限元的岩爆分析模型，可以较好地反映工程实际，为类似工程提供参考。

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坝体与库水的流固耦合分析

龚亚琦 , 苏海东 , 崔建华

长江科学院院报. 2011, 28(6): 63-66.

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基于流固耦合分析方法，分别应用势流模式和位移模式2种流体单元模拟库水，并与传统的附加质量方法模拟库水的方法做了比较，结果显示该方法可行；相比附加质量方法，流固耦合方法与理论解更为接近，其中位移模式流体单元对单元形态要求较高。对库水截取区域的敏感性分析表明，流体区域选取3～5倍坝高可以得到较为满意的结果。以重力坝的不同坝顶宽度为例，讨论了需要考虑库水可压缩性的条件，这些成果为后续工作奠定了基础。

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某水库库岸稳定性的模糊综合评判

罗轶，任光明，王志红，宋杨

长江科学院院报. 2011, 28(6): 67-70.

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库岸稳定性量化评价是一项复杂的系统工程，评价指标的选取与评价体系的建立基于定性认识，而评价因子基于库岸的关联性与独立性依托数学指标——权重和隶属度来体现。采用模糊综合评判对某水电站库岸段 72.4 km 进行评价，评价成果与现场勘查与遥感解译结果较为一致，具有较高的参考价值。

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异构数据库同步复制技术研究与实现

胡金龙，许卫 ，房福龙，李刚，曹晓宁

长江科学院院报. 2011, 28(6): 71-75.

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信息资源共享是单位或部门信息化建设的主要目标，但由于信息化项目建设常常缺乏统筹规划，致使不同类型、不同结构的数据库管理系统广泛介入，于是，不同程度地导致数据库管理系统库表结构、技术体制和软件应用等方面难以统一，直接影响了公共数据信息资源有效、广泛共享。以江苏省水文自动化测报系统集成为案例，通过对异构数据库进行相关分析后，利用成熟的分布式数据库技术，引入数据库复制，采用集中和自治相结合的控制机制，探讨基于异构数据库之间数据同步复制技术与实现方法 , 从而解决异构数据库之间信息共享问题，为异构数据库之间实现数据共享和数据同步提供一种有效的方案，使系统内所有数据库数据保持一致和同步，或者根据需要保持部分数据一致和同步。所推荐的分布式异构数据库数据复制技术简单、易懂，具有完全异构性、 DBMS 无关性，以及较强的通用性和可靠性等特点。

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荆江河道水流运动特性研究

渠庚，朱勇辉，唐峰，孙贵洲

长江科学院院报. 2011, 28(6): 76-81.

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利用长江防洪实体模型，全面系统地对荆江不同流量条件下的各水力要素进行测量，并结合三峡水库蓄水以来的水沙、地形资料，分析了荆江河段水流运动的基本规律和近期变化的特点，在此基础上对荆江不同河道整治方案进行了研究，并针对不同河型提出了具体的河势控制措施。研究成果表明 : 通过试验分析较详细地掌握了荆江水面纵比降、断面宽深比、流速分布及水流动力轴线变化等水力要素变化的特点，揭示了荆江河段水流运动规律，并为河道（航道）整治工程提供了科学依据。

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非恒定流条件下荆江三口分流模拟控制方式研究

朱勇辉 , 渠庚 , 郭小虎

长江科学院院报. 2011, 28(6): 82-86.

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长江防洪实体模型是利用世界银行贷款兴建的重大水利科研项目。通过理论分析与试验研究，建立了适合长江防洪实体模型的非恒定流条件下荆江三口分流模拟控制方式。恒定流和非恒定流条件下的验证试验研究表明，该模拟控制方式下荆江三口模型分流流量与分流过程均与原型相似，基本满足试验精度要求。验证后，该模拟控制方式被应用于长江防洪实体模型荆江河段洪水演进特性试验研究。

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2011年, 第28卷, 第6期　
刊出日期：2011-06-01

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