长江科学院院报

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陈端, 陈求稳, 陈进

长江科学院院报. 2012, 29(3): 1-6.

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以锦屏梯级水库为案例，从系统工程论的角度出发，将梯级水库作为物理系统，以年发电量为目标函数，建立了梯级水库调度优化模型。为减少水库调度对河道生态系统的影响，在鱼类栖息地模拟的研究基础上，引入目标物种的生态需水过程对调度模型进行动态约束，并采用改进的遗传算法进行求解。研究得到了满足目标鱼类生态需水条件下发电量最大的梯级水库调度策略，并对生态流量满足程度与工程效益损失之间的定量响应关系进行了研究，提出了折中方案选择的基本原则。

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丰水城市建立水权交易制度的驱动力与策略分析

段凯, 肖伟华, 梅亚东, 刘文琨

长江科学院院报. 2012, 29(3): 7-12.

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随着我国工业化进程的加快和人口规模的扩张，许多传统的丰水城市也凸现出严峻的水资源问题，引入水权交易这一促进水资源优化配置的辅助机制以改善丰水城市的水资源管理日益显得必要。首先以武汉市为例，对丰水城市建立水权交易制度的驱动力进行了分析，得出水环境质量的改善与经济结构调整是其主要驱动力的结论；进而结合我国水权制度的特点与丰水城市的水资源现状，从水权初始分配与交易的方式、交易期限、交易价格及监管机制等角度进行了具体的探讨与分析，并构建起了丰水城市建立水权交易制度的技术框架。

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三峡库区消落带植被修复重建模式探讨

汤显强, 吴敏, 金峰

长江科学院院报. 2012, 29(3): 13-17.

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消落带特点、成因、生态特征等决定植被遴选和生境培育，是三峡库区消落带植被恢复重建的关键问题。通过系统回顾三峡库区消落带植被恢复重建研究进展，总结植被遴选成果及经验，基于重建原理将现有植被恢复重建模式分为水位变动适应型和土壤基质加固型。最后，从改善消落带植被立地条件出发，提出生态环保、技术可行的基于土壤固化的植被恢复重建模式，并通过河道生态修复的成功实践论证了其在三峡库区消落带植被恢复重建中的可行性和重要应用意义。

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长江流域洪水相关因素及对策

汤宏波, 段磊, 王峰

长江科学院院报. 2012, 29(3): 18-23.

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长江流域资源丰富、人口密集。20世纪长江流域的3次大洪涝造成了巨大损失，所以研究流域洪水相关因子，探寻洪涝规律意义重大。天文地理、大气环流、厄尔尼诺以及拉尼娜等因素是造成长江流域大洪水的主要因素，人为因素加重了洪涝灾害。全球变暖的大环境，将会加快大气水循环，增加降水量。同时指出，长江流域洪水治理值得反思，用于防洪的堤坝存在潜在危险。长江流域防洪压力最大的荆江段，在高堤防高水位形势下，加上大堤管涌、岸崩、可能的地震等致灾因素的共同作用下，可能会北向溃堤，造成巨大灾难。最后提出了一些建议，希望能为长江流域防洪减灾尽到微薄之力。

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滑坡变形特征的GPS监测信息识别研究

杨建国, 晏鄂川, 程温鸣

长江科学院院报. 2012, 29(3): 24-28.

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在滑坡监测预警工程广泛实施下，对监测信息的有效识别与运用是滑坡监测工作的重要研究内容。对三峡库区大量滑坡的地表GPS位移监测信息分析后得出，在库水作用下部分滑坡累积位移-时间曲线具有强烈的波动性，平面运动轨迹与勘察主滑方向存在较大差异，提出单从滑坡累积位移或将位移矢量投影到主滑方向来研究滑坡稳定性与预测预报，会产生很大误差。通过FLAC3D三维数值模拟对三峡库区某滑坡的位移矢量变化特征进行了模拟，结果表明通过分析监测点在不同工况下位移矢量变化情况来研究滑坡变形特征，能够很好地反映滑坡监测点的真实运动轨迹，对滑坡监测资料分析具有借鉴意义。

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滑坡体监测数据的改进变维分形-人工神经网络耦合预测模型

秦鹏, 张喆瑜, 秦植海, 王维汉

长江科学院院报. 2012, 29(3): 29-34.

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滑坡体变形预测对滑坡灾害治理具有重要的意义。根据边坡的演化特性，在研究得到滑坡是一个非线性动态系统，其监测数据具有分形特征的基础上，利用改进变维分形预测模型对滑坡体的监测数据时间序列趋势项进行预测，并引入人工神经网络对时间序列的偏离项进行纠偏优化，从而建立滑坡体监测数据的改进变维分形-人工神经网络（IVDFANN）耦合模型，并以茅坪滑坡体的实测位移为例进行预测。预测结果证明，该模型充分利用分形理论的自相似性和人工神经网络的自学习能力，具有良好的抗噪性，对小数据量的监测数据能够达到较高的预测精度和较好的预测长度，为滑坡体安全监控预测提供了新的参考方法。

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超长有压引水隧洞的水体振荡特性研究

付希文, 周雪玲, 杨柏松, 方心恬

长江科学院院报. 2012, 29(3): 35-38.

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为研究超长有压引水隧洞的水力特性过程，以吉林省中部城市引松供水工程为基础，通过理论分析和变态模型试验的数据比较，验证了变态模型模拟的真实性，并且认识了超长有压引水隧洞的波动周期长、衰减慢等水体振荡特性。

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软土中大直径超长群桩位移的实用计算方法

刘鹏, 丁文其, 周正明

长江科学院院报. 2012, 29(3): 39-44.

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从单桩m法入手，提出了软土中大直径超长群桩位移计算的方法。将单桩分析与承台以及群桩分析结合起来，考虑了底部转角、有效桩长的作用，以及大直径超长群桩受水平力转动所引起的弯曲和压缩的影响。利用Matlab软件，对所推得的公式进行编程，计算验证，讨论了不同桩距和不同桩径时的各种情况。将计算结果代回单桩公式中，可得桩身的位移和应力曲线，整个计算方法成为一个闭合循环的求解过程。以安徽省某长江大桥锚碇基础的群桩为例，选用实际数据进行分析计算，并与三维有限差分法的计算结果进行对比，发现该方法具有较高的实用价值。

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倾斜荷载下大直径长桩的承载特性研究

王孝兵, 文松霖

长江科学院院报. 2012, 29(3): 45-49.

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基于数值分析与荷载传递相结合的方法，利用FLAC3D软件对倾斜荷载下大直径长桩的承载特性进行了研究。结果表明：荷载倾角不同，基桩承载特性不同；存在一临界角，在荷载倾角从小于临界角变化到超过临界角过程中，桩的承载特性由以竖向为主转化为以水平向为主，本研究的工况，临界角约20°。通过与前人的研究成果对比分析,发现Koumoto倾斜系数和Meyerhof包络线半经验公式都不能准确估算临界角所对应的极限承载力。

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采空区加荷应力场及其多场耦合研究

张春, 题正义, 李宗翔

长江科学院院报. 2012, 29(3): 50-54.

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采空区加荷应力场对遗煤自燃的影响较大，但研究却很少。研究了采空区加荷应力场的分布特点，并得出了加荷应力场的计算方法；同时也分析了加荷应力场与采空区内其他各场的耦合关系，通过数值模拟方法研究了加荷应力场对采空区流场、“三带”划分及煤炭自燃位置等的影响。从研究结果可以看出，加荷应力场对采空区遗煤自燃的影响不可忽略。研究的结果与理论分析和实际观测结果比较接近，可为今后的生产实践提供指导。

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越南海防热电厂二期工程超长大直径灌注桩荷载传递机理试验研究

张利洁, 边智华, 景锋, 唐辉明, 杨喜庆, 叶红卫, 毕承

长江科学院院报. 2012, 29(3): 55-58.

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越南海防热电厂二期工程位于海防市（Hai Phong）水源镇（Thuynguyen），装机容量为2×300 MW。场地为Gia河边的低地，属于喀斯特地貌区，岩溶比较发育，上部存在较厚的淤泥质土层，土质较差，不能满足厂区上部结构对地基的要求，因此厂区主要建筑物的地基处理采用钻孔灌注桩。对该工程区桩基进行了检测试验，依据桩基试验实测数据，分析了桩身轴力的荷载传递机理以及桩的荷载-沉降特性。结果表明：该工程区的单桩极限承载力可取为7 000 kN；桩身轴力的传递特性受多种因素影响，桩顶荷载主要通过桩侧摩阻力逐渐向下传递，具有明显的摩擦桩特点，桩侧摩阻力所占比重较大，而桩端阻力所占比重较小；桩底沉渣厚度显著影响桩顶沉降量与极限承载力。

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喷射混凝土的室内检测方法及性能试验研究

汪在芹, 石, 妍, 李家正, 闫小虎

长江科学院院报. 2012, 29(3): 59-61.

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采用自行设计的室内湿喷混凝土性能检测方法，开展喷射混凝土的力学、抗裂及施工性能试验研究。试验结果表明：复掺复合外加剂与粗纤维可提高喷射混凝土的抗压强度、弯曲韧性和抗裂性能；单掺复合外加剂和复掺外加剂与粗纤维的喷射混凝土，与围岩的轴拉粘结强度均在1.0 MPa以上，且复掺的强度较高；2组配合比的喷射混凝土回弹率分别为23%和20%，一次喷层厚度为22 cm和25 cm，复掺可增加混凝土的黏聚性，降低回弹率。由于场地及喷射仪器的限制，室内模拟试验的混凝土回弹率较现场高。

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碱-硅反应产物的微观形貌特征研究

李珍, 肖靓, 陈亮

长江科学院院报. 2012, 29(3): 62-66.

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选取4种具有代表性的活性硅质岩石，在80℃，1 mol/L NaOH溶液中浸泡7 d和14 d，采用扫描电子显微镜（SEM）和X射线能谱仪（EDS），对其碱-硅反应（ASR）产物的微观形貌性状和组成进行深入研究。通过ASR产物与混凝土芯样中的水泥水化产物的对比分析，确定了ASR产物的典型微观形貌，为准确诊断混凝土ASR的发生提供了重要的科学依据。

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丹江口大坝加高新老混凝土结合面工程措施数值分析

陕亮, 徐跃之

长江科学院院报. 2012, 29(3): 67-71.

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结合丹江口大坝加高工程2坝段施工过程，采用三维非线性有限元方法，研究新老混凝土结合面间设置键槽及锚筋的工程措施对新老混凝土结合状态的影响。研究认为：新老混凝土结合面能有效传力，设置键槽后新老坝体的变形协调性更好，设置锚筋能进一步加强新老坝体的联系。在年气温水温变化影响下，新老混凝土间的联系越强，对上游坝踵越不利。

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工程爆破振动无线网络化记录仪设计

张慧, 黄跃文, 罗熠

长江科学院院报. 2012, 29(3): 72-75.

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针对工程爆破振动记录仪不断提出的新要求，利用无线网络技术，设计了新一代的工程爆破振动无线网络化记录仪。记录仪采用ARM为主控芯片的嵌入式操作系统，关键技术在于内嵌移动通讯模块无线实时传输爆破数据，用户仅需在终端用户界面登陆即可获取爆破现场的实时数据，并能在线远程设置爆破记录仪参数。工程爆破振动无线网络化记录仪实现了对爆破振动的无线实时监测，大大降低人工现场布线工作量，组网灵活、可扩展性好、综合成本低，可广泛应用于各个领域的工程爆破振动监测。

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R500B大型土工离心机双向振动台控制及数据采集系统

宋献慧, 侯瑜京, 梁建辉

长江科学院院报. 2012, 29(3): 76-78.

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介绍了中国水利水电科学研究院建成的大型土工离心机双向（水平+垂直）振动台控制和数据采集系统，介绍了系统采用控制软件的基本功能、控制原理，以及操作程序等。目前已成功实现了在高速旋转的离心机中进行振动台的控制和数据采集，但随着各类不同试验的具体要求，系统功能仍需要进一步开发和完善。

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离心机振动台输入输出波相似程度评价方法研究

张雪东, 侯瑜京, 梁建辉, 李京爽, 宋献慧

长江科学院院报. 2012, 29(3): 79-83.

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离心机振动台台面真实振动(输出波)与试验设计采用的地震波(输入波)之间的相似程度是反映振动台性能的一个重要指标。中国水利水电科学研究院在2010年12月成功安装了具有水平和垂直双向控制振动的离心机振动台R500B，进行了8次台面性能检测试验，以此试验结果为基础，结合2种对于输入输出地震波相似程度的评价方法，检验了R500B模拟各类地震波的性能。评价结果表明：由于R500B安装了地震波输入调整模块，能够较好地模拟多种地震波，因此能够模拟各类建筑物在不同地震条件下的各种反应，说明使用R500B开展的离心动力模型试验具有较高的可靠性和良好的工程应用前景。

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离心机加速度反馈方式研究

薛常斌, 栗庆

长江科学院院报. 2012, 29(3): 84-86.

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介绍了离心机加速度反馈方式的原理和工作方式。使用西门子S7-300PLC可编程序控制器组成闭环模拟量控制系统，对闭环调节控制原理进行了分析，在此基础上进行了PID功能块的自定义设计。最后通过离心机的试验验证，证明了离心机加速度反馈控制的可行性。

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定点高速闪光摄影技术在土工离心机中的应用

王新伦 , 赵文凯 , 林明 , 程永辉

长江科学院院报. 2012, 29(3): 87-90.

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在土工离心模型试验中，摄影是一种重要的测试手段，其具有非接触、直观、测试对象为整个压缩面而非点等优点，但如何拍摄高速旋转的土工离心模型完整、清晰图像一直是一个技术难点，通过定点高速闪光摄影技术较好地解决了这一问题。介绍了定点高速闪光摄影的原理，闪光时间、闪光能量的确定，定点高速闪光摄影同步控制以及实际应用的结果。

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大型土工离心机TLJ-500模态分析与试验

李锋, 杜强, 王玉军, 陈学前, 冯加权

长江科学院院报. 2012, 29(3): 91-94.

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模态分析与试验是研究离心机结构动力特性的重要手段，其广泛应用于离心机的设计和验证中。分别采用理论计算和试验的方法对大型土工离心机TLJ-500进行模态分析，得到了TLJ-500的前若干阶模态参数，并将2种方法得到的模态频率和振型进行了比较。分析表明，离心机连接部位的刚度等对理论计算的结果影响较大，模态试验应在2个方向上激振以避免漏阶。针对离心机模态分析与试验提出了合理的建议，对提高离心机的模态分析精度和后续离心机振动台的设计具有一定的参考价值。

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2012年, 第29卷, 第3期　
刊出日期：2012-03-01

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