期刊首页 当期目录

2014年, 第31卷, 第10期 
刊出日期:2014-10-01
  

  • 全选
    |
    《长江科学院院报》创刊30周年专栏
  • 陈进
    长江科学院院报. 2014, 31(10): 1-6. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2014.10.001
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    长江源之一当曲地处三江源保护的核心区,由于海拔高、沼泽成片和水系复杂,很难深入其中进行科学观测和研究,至今仍然是科研的空白区,对其在江源的定位也出现了一些质疑。对过去几十年当曲科学考察成果进行了分析和对比,并根据2014年长江科学院当曲综合科学考察成果,对其在长江源区中的定位、水系、地貌和沼泽湿地等特征进行了初步分析。通过研究,澄清了当曲水系定位中的一些问题,并对当曲流域上下游划分和当曲流域生态系统保护措施提出一些建议。
  • 范北林, 李健, 周银军
    长江科学院院报. 2014, 31(10): 7-15. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2014.10.002
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    以长江科学院河流研究所20世纪80年代以来发表在《长江科学院院报》上的论文为基础,概述了近30 a来紧密结合长江流域综合规划、重大水利工程建设、长江河道治理方略等方面开展的有关长江河流泥沙、河道治理及河流模拟研究的主要工作成果。可见,30 a来长江科学院河流研究所在长江泥沙运动基本规律、河流动力学的学科交叉发展、河流物理模型基础理论、河流数学模型基本方法以及典型河段治理工程经验等方面的研究取得了长足进展,为长江河道治理、重大水利工程建设提供了大量的科学依据。并认为在未来一段时间,还需更进一步探索长江流域宏观泥沙问题、深入研究长江流域细观泥沙问题、突出长江河道与湖泊的综合治理等,才能更好地服务于更大范围和更高目标的治江事业。
  • 许继军, 潘登
    长江科学院院报. 2014, 31(10): 16-22. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2014.10.003
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    在对国内外干旱评估方法研究进行综述的基础上,指出干旱起因是降水偏少,但发展成灾,则有一个缓慢渐进过程,它不仅取决于降水、气温等气象条件,还与地形、土壤、作物等因素密切相关。考虑到旱灾的成因是多条件的,旱灾的影响和体现也是多方面的,只有结合干旱发展的各阶段,才能全面地认识和评估旱情。利用基于分布式水文模拟的干旱模型,在完整模拟干旱发生发展和结束过程的基础上,整合多种旱情指标,提出能反映干旱发展过程主要特征的旱情综合评估方法体系,并以长江上游川渝地区2006年严重干旱事件为例,开展了应用示例研究。
  • 张平仓, 程冬兵
    长江科学院院报. 2014, 31(10): 23-27. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2014.10.004
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    当前我国正处在推进生态文明建设、全面建成小康社会的关键时期,水土保持内涵进一步深化拓展,以满足愈来愈高的目标与要求。水土保持根本任务是全力协调水土之间的关系:①对水土关系“融洽”的要保持、保护;②对水土关系有矛盾的要努力修复,使之“融洽”;③水土保持并非是根治水土流失,而是将水土流失控制在容许范围内;④水土保持领域不再局限于山丘区、风沙区等农村范围,而逐渐向平原等城市延伸。水土保持是一项综合而复杂的系统工程,所涉及的学科理论非常丰富,与农学、地球科学、林学、水利工程、生物学、环境科学、信息科学与系统科学、社会学、经济学等学科关系十分密切,这些学科为水土保持科学的发展提供了基本理论基础,经吸收、转化、改进,并升华,促进了水土保持科学的发展,且水土保持科学的发展,也不断充实其它学科的内容。随着水土保持科学发展,其理论基础不仅限于此,还将吸收更多学科的理论。
  • 李青云, 林莉, 汤显强, 赵良元
    长江科学院院报. 2014, 31(10): 28-33,50. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2014.10.005
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

    为原位治理湖库等封闭水域的富营养化水体,提出了一种移动式水质净化平台治理新技术。移动式水质净化平台由水质净化单元(吸附单元、微孔曝气单元和微电流电解单元)、指令控制单元、水质在线检测单元和动力推进单元等组成。平台在水中移动过程中,通过微孔曝气单元和吸附单元的脱氮除磷,微电流电解抑藻来实现水体中过量营养盐削减和有害藻类防控的双重目的。针对移动式水质净化平台各单元功能要求,利用优选的吸附材料、曝气方式和电极材料,通过移动条件下的吸附、微孔曝气和微电流电解实验研究,获得最佳的吸附材料用量、原位吸附时间、曝气强度、电流密度、电解时间等技术参数。最后,根据实验结果,对进一步提高移动式水质净化平台的效率、平台运行管理等方面进行展望。移动式水质净化平台是一种富营养化水体治理的新技术,有望为富营养化水体营养盐削减和藻类水华防治提供新的解决方案。

  • 黄国兵, 聂艳华, 段文刚
    长江科学院院报. 2014, 31(10): 34-42. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2014.10.006
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    南水北调中线工程线路长、控制建筑物多,沿线地质条件复杂、地理环境和气候条件差异较大,其工程设计、建设及运行过程中的水力学问题突出且技术难度大。长江科学院经过几十年的系统研究,取得了丰硕的研究成果并成功运用于工程中。对其中的总干渠渠道糙率问题、节制闸流量计算公式、穿黄隧洞布置形式及水力特性、突发事件下渠道应急调度、冬季冰期输水等几个主要方面的水力学研究成果进行了阐述和总结,可为中线工程运行调度提供技术支持及供类似工程设计借鉴。
  • 邬爱清, 朱杰兵
    长江科学院院报. 2014, 31(10): 43-50. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2014.10.007
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    伴随中西部高山峡谷区水电及交通等工程的建设,与之相关的地下工程多呈现出超长、大埋深、高地应力、高外水压等特点,由此引发对深部岩石工程的岩石力学特性及地应力测试等科学问题的重视。简要综述了深部岩石试验技术、高应力复杂应力路径下的岩石力学特性、深部岩石的流变特征、深部围岩的质量分级与评价、地应力测试与分析等方面在过去10余年的进展,并对上述科学问题及后续研究重点进行了展望。
  • 饶锡保, 程展林, 谭凡, 张伟, 黄斌
    长江科学院院报. 2014, 31(10): 51-57. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2014.10.008
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    沥青混凝土由于良好的防渗性能与变形适应性,在土石坝中得到了越来越广泛的应用,其工程特性有别于常规混凝土与一般岩土体,包括温度敏感性、耐久性、抗震特性、抗水力劈裂特性等。为突破沥青混凝土心墙坝150m坝高的技术瓶颈,解决深厚覆盖层、高寒、强震等条件下直接修建高沥青混凝土心墙坝的筑坝技术难题,消除热沥青施工引起的环境污染问题,长江科学院自20世纪90年代开始,对三峡茅坪溪防护坝、黄金坪水电站、拉洛水利枢纽工程及Karot水电站等沥青混凝土心墙进行了系统研究,研制了静力、动力、蠕变三轴温控装置,并很好地应用到科研,在碾压式沥青混凝土心墙工程特性方面取得了大量成果。在总结水工沥青混凝土国内外的研究现状的基础上,重点讨论了碾压式沥青混凝土心墙的5个关键问题,以及长江科学院在沥青混凝土方面的研究进展与成果,可为类似复杂条件下沥青混凝土心墙堆石坝的设计、施工及运行管理提供依据。
  • 杨华全, 李鹏翔, 陈霞
    长江科学院院报. 2014, 31(10): 58-62. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2014.10.009
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    自从1940年美国T.E.Stanton首先发现混凝土碱-骨料反应问题以来,碱-骨料反应已成为全球性混凝土工程毁坏的重要原因之一。针对这个问题,已经开展了大量的研究工作。概述了水工混凝土碱-骨料反应的危害和研究的重要性,系统阐述了混凝土碱-骨料反应原理和分类、碱-骨料反应试验方法及创新,以及使用非活性骨料、控制混凝土总碱量、控制湿度、掺入抑制材料和化学外加剂等预防碱-骨料反应的综合措施,提出了碱-骨料反应研究方面有待进一步解决的问题并给出了相关建议。
  • 陈绍选, 姜小兰, 刘运飞
    长江科学院院报. 2014, 31(10): 63-71,123. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2014.10.010
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

    为进一步提高办刊水平和期刊质量,在创刊30周年之际,回顾了期刊30年来的发展历程,从期刊定位、栏目设置、出版周期、封面及版式设计、期刊数字化、编辑流程现代化、网络出版、电子发行以及读者、作者群等方面,阐述了期刊发展变化情况。介绍了期刊被国内外数据库收录、被中文核心期刊遴选,以及获奖等方面取得的成绩,总结了刊物理论研究与实际运用相结合、发挥期刊为长江流域保护和管理提供科技支撑作用、加强编委会及编辑部建设、加强计划组稿工作、严把审稿关、严格执行国家标准和规范、加快编辑工作现代化和期刊数字化进程等方面的办刊经验。提出了期刊目前还存在的问题及不足,并探讨了解决途径,同时对期刊今后的发展进行了展望。

  • 江湖泥沙与治理
  • 左利钦, 陆永军
    长江科学院院报. 2014, 31(10): 72-79. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2014.10.011
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    节点广泛存在于分汊河段,对汊道的影响至关重要,研究节点对汊道演变的影响,对指导河道治理具有重要意义。长江下游马当河段为典型的微弯分汊河型,先后有骨牌洲、棉外洲、瓜子号洲等将河段多级分汊,依次有小孤山、彭郎矶、马当嘴、马当矶等山体形成控制节点。建立了马当河段二维水沙数学模型,在验证的基础上,从水流及河床冲淤变化的角度,结合河床演变,探索各个汊道分流比调整后对上下游河段的影响,分析了节点在汊道演变中的控制作用。研究结果表明:经过小孤山-彭郎矶节点的控制,马当河段进口边界条件较为稳定,上游河势发生较大变化时,马当河段河势变化微小;经过马当矶-马当嘴节点的控制,棉外洲左右槽分流比变化为23.3%~58.1%时,对节点下游主流和河床冲淤的影响主要集中在2~2.5 km以内,影响范围有限。通过采用数学模型和河床演变分析相结合的方法,探索汊道之间演变的相互影响,分析节点的控制作用,为河道治理提供指导意见。
  • 水资源与环境
  • 林莉, 李青云, 吴敏
    长江科学院院报. 2014, 31(10): 80-88. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2014.10.012
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    我国河湖众多,底泥污染状况严重,环保疏浚是治理污染河湖的重要措施。随着我国生态文明建设目标的提出和相关法律法规的不断完善,将河湖疏浚底泥进行无害化处理和资源化综合利用是今后必然的选择。在对我国河湖底泥污染进行分类的基础上,系统综述了底泥脱水减量化、无害化处理、资源化利用和余水处理中各项技术的适用性和优缺点,并总结了不同类型污染底泥的处理处置途径,最后提出了河湖疏浚底泥治理的研究展望及建议。
  • 吴庆华, 张家发, 严敏, 王贵玲, 杨润生
    长江科学院院报. 2014, 31(10): 89-97. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2014.10.013
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    目前,对土壤水运移机理研究已从定性走向定量、从均质走向非均质。优先流是地下水入渗的普遍现象,在田间土壤水主要以捷径流方式入渗补给地下水。对优先流研究是潜水入渗补给研究的重点与难点之一,其主要方法为染色示踪与X射线成像和地质雷达技术。潜水入渗补给评价方法众多,且每种方法都有其适用条件。因此,综合采用示踪法、地下水位波动法、地中渗透仪法、零通量法和数值模拟法,相互对比验证,提高评价可靠性,是研究地下水入渗补给最有效的方法。
  • 防洪减灾
  • 廖威林, 周小文, 何勇彬
    长江科学院院报. 2014, 31(10): 98-103. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2014.10.014
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    因水库下游的地形、边界、糙率等存在明显不同,城市水库溃坝后的下泄演进与山区水库可能存在显著差异。针对城市水库下游区域建筑物众多、糙率复杂的特点,利用地理信息系统(GIS)技术生成高仿真的数字高程模型(DEM),对不同地表类型赋予不同的糙率值并生成糙率场。以深圳龙口水库为例,利用MIKE21水动力模块构建溃坝洪水演进模型,假设主坝瞬间全溃后对下泄洪水进行演进模拟。计算结果表明:模型能较好地模拟城区建筑物的雍水效应,较能反映城市主干道在洪水演进过程中的引导作用以及局部地区洪水迅速涨落和消退的特点,说明高仿真的DEM和多元分布的糙率场对保证城市水库溃坝模拟演进的合理性具有重要作用。
  • 工程安全与灾害防治
  • 邱志伟, 岳建平, 汪学琴
    长江科学院院报. 2014, 31(10): 104-107. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2014.10.015
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    大型水利工程的变形监测问题一直是变形观测中的热点问题,从地基合成孔径雷达测量原理以及IBIS系统特点出发,对比传统监测方法说明GBInSAR(Ground-Based Interferometric Synthetic Aperture Radar)技术在大坝变形监测中的优势,分析了大气扰动效应在观测中所造成的影响,结合实验数据提出地基InSAR(Interferometric Synthetic Aperture Radar)去除大气误差的技术方法。通过实例说明变形监测系统IBIS-L在大坝变形监测中具有广泛的应用前景。
  • 闫滨, 孙友良, 闫胜利, 郭超, 刘桐渤
    长江科学院院报. 2014, 31(10): 108-113. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2014.10.016
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为提高水闸安全评价中指标权重计算的准确性与合理性,克服常用权重计算方法赋权方式单一、主观性较强和计算粗糙等弊端,引入三标度层次分析法作为主观赋权方式;提出基于改进白化权函数的离差最大化法,并以此方法作为水闸评价的客观赋权方式。在此基础上,提出了一种融合主、客观权重的新型组合赋权方法,并应用于水闸安全评价的指标权重计算。工程实例表明:该方法可操作性强,能有效利用专家经验和数据信息,减小主观因素和不确定信息的干扰,为水闸安全评价指标权重确定提供了新思路。
  • 水力学
  • 肖鸿, 周赤, 王思莹, 黄明海
    长江科学院院报. 2014, 31(10): 114-119. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2014.10.017
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    采用标准κ-ε模型和VOF模型及欧拉模型对泄洪洞及掺气设施水力特性进行了三维数值模拟计算。主要计算了自由水面、掺气设施水力特性和空腔特性及坎后沿程渠底板中心线的掺气浓度。计算结果表明,VOF模型和欧拉模型可以在一定程度上模拟掺气设施水力特性和空腔形态等水力参数。总体而言,在对泄洪洞掺气设施的数值模拟方面,欧拉模型在一定程度上比VOF模型有更好的模拟精度。利用数值模拟可提高水利设计效率和节省费用,并为模型试验提供前期预测和指导,同时其结果可以作为模型试验补充和完善的依据,本文所采用的数值模拟方法及研究结果可供类似工程的研究参考。
  • 祝凤山, 杜培文, 房金贤
    长江科学院院报. 2014, 31(10): 120-123. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2014.10.018
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    围绕表孔水工闸门波浪要素的计算,在依据《混凝土重力坝设计规范》给出的鹤地水库计算公式,分析了现行采用假设、逐步逼近、迭代等计算方法计算平均波高hm时存在的计算繁琐、误差大的问题,利用MathCAD软件给出了计算简便、结果准确的平均波高的计算方法,提出了波浪压力作用点位置的计算公式,并进行了具体的算例分析。结果表明,该方法较文献[4]提出的《土石坝规范》方法、《荷载规范方法》,计算得出的平均波高hm的精度分别提高了75,10 mm。计算波浪压力时综合考虑了其大小和作用点位置,更为真实地反应了表孔闸门的荷载。
  • 杨国强, 苏小四, 王璜, 郭金淼
    长江科学院院报. 2014, 31(10): 124-127,133. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2014.10.019
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

    精确计算潜流带内的水动力交换量始终是一个挑战,而新兴的温度示踪方法在这方面的应用具有其独特的优势。在介绍温度示踪理论及计算方法的基础上,以大克泊湖(西侧)为例,进行潜流带水动力交换量的计算,其结果表明:监测时段内地下水流方向为地下水补给湖水,渗流速度大小为0~2 cm/d,累计交换量为2.35 cm。此外,通过与水动力学方法渗流速度计算结果进行对比分析可以看出,2种方法的计算结果较为接近,表明温度示踪方法在潜流带孔隙水渗流速度计算中的应用具有较好的准确性,适用于潜流带内水动力交换量的精确计算。

  • 岩土工程
  • 张德恒, 孙树林, 徐奋强
    长江科学院院报. 2014, 31(10): 128-133. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2014.10.020
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    利用秸秆灰渣作为添加剂,进行室内改良膨胀土试验,研究改良后膨胀土的三维自由体变化特性及无侧限抗压强度特征。秸秆灰渣以(干质量之比)0%,10%,15%,20%的比例与素膨胀土混合进行击实试验,在最大干密度及最佳含水率条件下进行三维自由体膨胀、膨胀力和无侧限抗压强度3个试验,在液限状态下进行三维自由体收缩试验。根据三维自由体应变及膨胀压力特征,拟合出秸秆灰渣最佳含量的线性方程,得出灰渣的最佳含量为17%。试验结果表明:膨胀土的体应变、塑性指标和膨胀压力随着秸秆灰渣含量的增加而逐渐降低,无侧限抗压强度随着秸秆灰渣的增加逐渐提高;对未养护的试样,秸秆灰渣对无侧限抗压强度影响不明显,而试样养护7 d后的强度提高较为明显。
  • 刘俊雄, 李彰明, 张大军
    长江科学院院报. 2014, 31(10): 134-138,145. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2014.10.021
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

    对静动力排水固结法加固软土地基,目前主要通过研究冲击作用下超软土的孔压、土压以及沉降、强度的变化,以探求其响应规律及加固机理,对于软土地基的有效加固深度,目前仍没有一个非常精确的公式。基于动量守恒和能量守恒原理,将夯锤与土体接触后运动简化为匀减速直线运动,并结合广州南沙现场的物理力学参数,得到一个能够较准确地计算有效加固深度的公式。通过与现场原位监测数据对比,表明该公式是可行的。为类似软土地基处理工程有效加固深度值提供一定的借鉴和指导意义。

  • 蒋昱州, 姜小兰, 王瑞红, 朱杰兵
    长江科学院院报. 2014, 31(10): 139-145. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2014.10.022
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    基于乌东德双曲拱坝的特定工程地质条件,采用三维地质力学模型试验技术,通过重度超载的方法,研究了坝体和坝基、坝肩从加荷到破坏的整个过程与整体稳定性。依据相似理论,按照1∶300比例对大坝基础及两岸坝肩山体的岩体力学特性、不连续结构面和层面、双曲拱坝坝型等进行了相似模拟,研究了拱坝及基础的变形特征、失稳破坏过程、破坏形态以及超载能力,对拱坝与地基整体稳定安全度进行了评价。通过分析拱坝在正常蓄水位和超载作用下的位移场、坝体和坝肩的变形及其分布特征、内部断层典型测点的相对位移,对拱坝坝体和坝基失稳前后裂缝发展的全过程及其破坏机制进行了研究。试验结果表明:在设计荷载作用下,坝体及左右岸坝肩变形稳定,变形呈线性特征;综合位移应变测试结果及超载破坏模式定性描述,认为上游坝踵起裂安全度K1=1.7~2.0,非线性开始安全度K2=3.5~4.0,拱坝坝肩与坝基整体稳定安全度K3=6.0~7.0。
  • 高建伟, 余宏明, 钱玉智, 李科
    长江科学院院报. 2014, 31(10): 146-150,155. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2014.10.023
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

    为研究重塑黄土的崩解特性及其与影响因素之间的关系,利用自制崩解试验仪对32种不同干密度、不同初始含水率的黄土试样进行崩解试验,分别得出了试样崩解速率与干密度、初始含水率、有效空隙率的关系曲线,并以土-水特征曲线为基础,分析了试样孔隙结构对其崩解性能的影响。试验结果表明,同一初始含水率下,随着干密度的增加,试样崩解速率呈指数函数形式衰减且衰减速率随初始含水率的增加而近线性增加;同一干密度下,随着初始含水率的增加,试样的崩解速率有降低趋势,但下降趋势并不显著。通过分析干密度、初始含水率与崩解速率的关系,结合试样土水特征曲线,讨论了孔隙结构对崩解速率的影响,并研究了试样崩解速率与有效空隙率的关系,试样崩解速率的分布以有效空隙率等于8%,22%为分界线明显分区,研究认为由于试样制备压实过程中,形成了不同的孔隙结构。

  • 张璐, 章广成, 吴江鹏
    长江科学院院报. 2014, 31(10): 151-155. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2014.10.024
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    因基坑边坡变形导致周边建筑物变形甚至破坏出现安全事故的事件时有发生,了解边坡变形破坏特征和诱发因素是杜绝此类事故发生的有效途径。以巴东县文化广场基坑边坡为例,调查了场地外动力条件、地表裂隙空间展布和形态特征,研究了地表裂隙发育规律和受力特征。研究表明:文化广场及其邻近地区工程地质条件复杂、地质环境脆弱是导致边坡变形的内在因素;文化广场施工开挖是诱发裂隙形成的主要外动力因素;降雨作用则加剧了边坡变形的程度。应用FLAC软件验证了降雨和人工开挖对基坑边坡顶部变形的影响,结果表明与现场调查情况基本一致。最后,在此基础上,提出了相应的防治措施。
  • 水工结构与材料
  • 郭文康, 王述银, 兰道银
    长江科学院院报. 2014, 31(10): 156-158. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2014.10.025
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为提高西南某大型水电站混凝土生产质量控制水平,加强混凝土生产质量管理,探讨了水工长龄期混凝土28 d龄期立方体抗压强度标准值及其立方体抗压强度建议控制范围的确定方法,提出了28 d龄期立方体抗压强度标准值和建议控制范围的计算公式,并结合工程应用实例对提出的计算确定方法进行了验证,验证结果能较好地指导水工混凝土生产质量控制。