2016年, 第33卷, 第8期　
刊出日期：2016-07-25

  

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江湖泥沙与治理
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  洲滩钉螺垂向迁徙对水位变化的滞后响应研究

  李凌云，卢金友，范北林，王家生

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 1-5. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150378

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  河湖洲滩是血吸虫唯一中间宿主——钉螺的主要分布区域。洲滩钉螺垂向迁徙与水位密切相关，但一般滞后于水位变化，以往研究没有考虑这一滞后现象，难以准确把握钉螺垂向迁徙规律。为了准确预测洲滩生境条件变化后钉螺的垂向分布高程，对钉螺迁徙过程进行概化，推导了水位变化后钉螺理论分布高程的计算模型，揭示了钉螺随水位变化的迁徙规律。研究结果表明①钉螺分布高程随着水位增加而增加，随水位降低而降低;②水位上升时钉螺分布高程与水位之间距离有减小趋势，水位下降时钉螺分布高程与水位之间距离有增加趋势。利用洞庭湖区东口洲滩实测资料进行检验，结果表明基于滞后响应原理的钉螺垂向迁徙预测模型能够较准确地预测洲滩水位变化后密螺线的分布高程。
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  山区河流二维推移质数学模型及应用研究——以望谟河整治工程为例

  周维，郜会彩，吴腾

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 6-17. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150473

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  为了充分利用我国西南山区丰富的水能资源，同时减少望谟河因山洪引起的高含沙水流洪涝和泥石流灾害，应用二维水流泥沙数学模型常用的控制方程式，采用有限体积法对方程进行离散，并使用“冻结法”对模型中陆地边界进行处理，建立了具有一定通用性的山区河流的二维推移质数学模型。利用建立的模型对贵州省望谟河新屯段进行了流场和推移质冲淤模拟计算，并进行了望谟河整治工程影响分析。结果表明对于望谟河水位和河床冲淤变形验算，数值模型计算值与经验公式推算变化趋势一致，数值也较为接近;整治工程实施后望谟河沿程的水位绝大部分发生不同程度的降低，仅局部存在微小的抬高;望谟河整治后，同流量下，水位降低，流速归槽泥沙淤积减小，有利于河道防洪。
水资源与环境
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  基于GI措施的城市雨水管理模型评析

  付恒阳，李榜晏，符锦

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 11-17. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150543

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  鉴于模型应用的广泛性以及软件升级的可能性，评析了国内外近些年较为流行的8个基于绿色基础设施(GI)的城市雨水管理模型。分别从GI雨水水质和径流量控制、GI经济效益分析、GI雨水管理及经济分析集成模型3方面对模型进行分类;从GI实践的典型性、空间尺度、模型的算法、数据的输入和输出、用户界面和工具应用几个方面对模型进行详细阐释;从模型支持的GI类型、模拟方法、输入参数、模拟精度、应用范围几个方面比较了模型的不同属性;总结了几个典型模型在中国的应用情况，指出亟待解决的问题。针对目前模型的优缺点，提出未来雨水管理模型研发的方向和趋势。通过本研究，帮助城市雨水管理者和研究人员了解不同的基于GI措施的雨水管理模型的特征及用途，有助于他们在实践中根据自身需求恰当选用模型。
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  小波-神经网络混合模型预测地下水水位

  张建锋，刘见宝，崔树军，谢玉华

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 18-21. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150474

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  由于过量开采地下水，华北平原的许多城市出现地下水水位持续下降趋势，由此导致了许多严重的环境问题，如地下水枯竭、地面沉降和海水入侵等。为了准确预测城市地下水水位变化，利用小波变换的多尺度分析特征，建立了小波-神经网络混合模型(以下简称“混合模型”)，并研究了其在地下水水位预测中的精度。利用北京市平谷区地下水水位观测资料，分别用BP网络和混合模型对该区地下水水位进行了预测。采用均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)和线性相关系数(R)对模型预测的精度进行度量。预测结果表明混合模型第1至第3个月的地下水水位平均绝对误差分别是0.535，0.598和0.634 m;而BP模型的平均绝对误差分别为0.566，0.824和0.940 m。混合模型的预测误差分别为BP模型的95%，73%和67%。使用混合模型能明显提高预测的精度，显著增加有效预测时段长度。
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  贵州修文县陶家龙潭水源地水文地质特征

  曾红彪，邵莲芬，余宏明，李亚

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 22-33. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150972

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  为了研究贵州省岩溶区水源地水文地质特征，以修文县陶家龙潭水源地为研究对象，结合水文地质测绘等调查方法及岩溶地下水的发育规律，得到其地质概况及岩溶发育影响因素、边界条件等特征。划分其隔水边界条件的依据主要为隔水边界阻水性质、边界沿线岩溶现象发育情况、地下水出露点，并以地形分水岭为依据研究其补给边界。研究表明水源地发育区域具有独立的水文地质单元的特征;陶家龙潭水文地质单元的发育主要受岩性和裂隙构造的影响;排泄形式主要为岩溶泉和人工开采，并最终排泄于地表河流;水源地地下水水化学类型为HCO₃·SO₄—Ca·Mg水，适合作为饮用水源。
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  某富营养化池塘夏季温室气体通量的昼夜变化

  张成,龙 丽,吕新彪,李迎晨,彭 峰

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 28-33. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150289

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  为揭示富营养化浅水池塘昼夜性的温室气体通量特征,利用DLT-100温室气体分析仪高采样频率的优势,通过48 h的在线观测,获得了宜昌野猪林池塘夏季CH₄和CO₂扩散和冒泡释放的昼夜性通量数据。观测点F点水气界面总CH₄和CO₂通量分别约为595.2,1 450.8 mg/(m²·d),CH₄和CO₂气泡排放量分别占到总排放量的99.7%和3.0%。观测期内冒泡存在高度时间变异性,最大的一次CH₄冒泡释放速率为424.28 mg/(m²·h),占2 d内总气泡释放量的35.75%,而大多数时段的CH₄冒泡速率低于20.0 mg/(m²·h)。监测期内CH₄和CO₂扩散通量的最高值分别为各自最低值的6.0和6.5倍。监测表明,富营养化浅水池塘夏季CH₄通量非常高,且主要以冒泡方式释放;而CO₂通量明显响应于浮游植物光合作用和呼吸作用交替的新陈代谢作用,存在昼夜性的变化规律。
水土保持与生态建设
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  几种适合在红河州生态混凝土中生长的草本植物对重金属的富集

  段吉鸿，王琳，张学森，李国红

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 34-37. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150530

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  为了确定适合在生态混凝土中生长和修复环境的植物种类，根据红河州的气候、土壤特点，初步选择9种草本植物，并采用生态混凝土施工工艺对草本植物进行栽培，同时分析所选植物对重金属Pb，Zn，Cu，Cr，Hg，Cd的富集情况。试验结果表明①对Pb，Zn，Hg富集最高的植物分别是狗牙根草、香根草、金叶苔草，对Cu，Cr，Cd富集最高的植物是鸭跖草;②重金属平均富集系数最高的是鸭跖草，其余依次为鬼针草、金叶苔草、香根草、沿阶草、梭梭草、狗牙根草、蜈蚣草、美人蕉，其中鸭跖草、鬼针草、金叶苔草的平均富集系数均>1。结合植物对重金属的富集能力和适合在生态混凝土中生长的情况，综合评定9种植物中鸭跖草、香根草最适合在生态混凝土工程中采用。
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  基于GIS的避洪转移分析技术研究

  殷丹

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 38-41. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150537

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  为减少洪水溃堤造成的洪灾生命损失，快速高效组织人员撤离避险，详细介绍了避洪转移分析流程，探讨了GIS网络分析技术在避洪转移分析中的应用方法。该方法包括路网数据的拓扑检查与处理、路网数据集的建立、转移单元与安置点的合理配置、避险最优路径计算分析等。并以浑河右岸某段堤防溃堤为例，实现了避洪转移最短路径搜索，绘制避洪转移路线图。结果表明应用GIS技术可方便得出避险转移最优路径、提高转移效率、节约转移成本，绘制的避险转移图及方法等能为防洪应急预案的制定提供科学参考。
工程安全与灾害防治
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  考虑非线性环境量影响的混凝土重力坝坝基扬压力分析

  徐蔚，方春晖，王雪，朱凯

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 42-46. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150478

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  基于混凝土重力坝上游库水位及降雨对其坝基扬压力影响的滞后效应及其非线性特征，建立了考虑环境量非线性影响过程的混凝土重力坝坝基扬压力监测模型，将上游库水位及降雨对坝基扬压力的影响视为一个正态分布过程，并采用量子遗传算法，对相应滞后天数和影响天数进行智能寻优，以提高拟合及预测精度。最后，以某混凝土重力坝为例，采用上述方法对其A6-UP-01测点扬压力测值进行拟合和预测，通过与坝基扬压力实测值对比分析，验证了本文方法优于传统坝基扬压力统计模型，具有一定科学和实践应用价值。
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  信息量支持下SVM模型滑坡灾害易发性评价

  安凯强，牛瑞卿

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 47-51. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150311

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  三峡库区是我国滑坡灾害广泛发育的地区之一，滑坡灾害易发性评价对库区的防灾减灾有重要意义。在滑坡灾害易发性指标信息量的基础上，构建了信息量支持下的SVM模型，并对滑坡灾害易发性进行了评价。该模型根据地层岩性、地质构造、坡度、坡向、坡型结构、土地利用类型、水、归一化植被指数，以及上述指标的总信息量，共9类指标组成的数据集进行SVM训练，得到评价模型;运用该评价模型对研究区全区滑坡灾害易发性进行评价，并以模型决策值的零点和突变点确定易发性等级划分标准。并以三峡库区万州主城区为研究区验证模型，研究表明信息量支持下SVM模型的训练样本精度为81.41%，验证样本精度为91.11%，优于常用的信息量模型，滑坡的高易发区和较高易发区占研究区总面积的47.05%，主要集中在人类工程活动强烈的长江干支流两侧，结果与已知滑坡分布基本一致，表明该模型在研究区具备较好的适用性。
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  汶川县渔子溪流域泥石流源区的崩滑体空间分布特征

  程霄，朱静，王帅永，方群生，张卫旭

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 52-58. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150497

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  为了明确崩塌滑坡转化为泥石流的特点，研究泥石流源区内的崩塌滑坡体特征，以映秀至卧龙间渔子溪流域为研究重点，划分研究区约396 km²，以研究区内23条泥石流沟(流域总面积约为208 km²)作为研究对象，利用高精度遥感影像将崩塌滑坡点进行解译，并通过野外实际调查进行复核，证实了遥感解译的可靠性，最终得到崩塌滑坡点2 741个，总面积23.6 km²。利用GIS对崩塌滑坡在高程、坡度、坡向、地层岩性和河流距离的分布特征进行了分析，结果表明在1 500~3 000 m海拔范围内，崩塌滑坡分布最多;坡度40°~50°范围，崩塌滑坡面积比例最大;坡向在90°~180°范围较为集中，此范围垂直于地震断层;崩塌滑坡较坚硬闪长岩岩组容易被地震、降雨等因素触发大量崩塌滑坡;距离河流较近的山体容易发生崩塌滑坡。
水力学
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  基于分层建体的多孔介质模型在植物消浪模拟中的应用

  刘达，黄本胜，邱静，谭超

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 59-63. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150404

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  为了探讨多孔介质模型是否适用于研究破碎波条件下的植物消浪问题，以立面二维自由面紊流模型为工具，建立了基于植物冠层特征的分层多孔介质模型，精细地模拟了近岸破碎波对植物带的冲击，且在瞬时波面形态、波面线、波浪最大爬高、堤脚时均压力过程线等几方面与物模试验成果进行了详细对比。结果表明，分层建体的多孔介质模型计算精度较高，能够很好地模拟植物区的消浪过程，该数值模拟方法可以用于植物消浪问题的研究。
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  山区宽窄相间河道不同流量下水流结构研究

  苗书婷，林虎，漆力健，曾赟，霍磊

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 64-68. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150476

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  为了研究山区河流宽窄相间河段不同流量下水流结构特性，以雅安宝兴河上游河段为研究对象，概化实际河道，并建立三维水流计算模型。结果表明①小流量下，窄段上游无明显壅水现象，宽窄相间河道显现出与顺直河道相似的特性，随着流量的增加，窄段上游壅水剧烈，宽段到窄段沿程断面平均流速呈现“增加—相对稳定—骤减—相对稳定—增加”的分布规律;②受河宽、壅水和回流影响，不同流量工况下宽段横断面的水流特性分布较窄段更加复杂，且在宽段的壅水区与非壅水区流速分布规律差异亦较大;③不同流量状况下，宽段床面剪切力剧烈变化将造成卵石沿程运动的不连续性，宽段河床呈现周期性往复发展的复归性变形，从而维持了宽段河床结构的稳定，而在窄段，河道在较大的床面剪切力长期作用下，形成了与周围环境相适应的河床结构，以消耗窄段较大的水流能量，从而保护河床的稳定。
岩土工程
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  基于土拱效应的非饱和土主动土压力计算方法

  汪丁建，唐辉明，吴琼，张雅慧，温韬

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 69-74. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150904

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  基于扩展的非饱和土抗剪强度公式，假定墙后土体小主应力拱为圆弧拱，分别建立了水平微分单元平均竖向应力、层间剪切力与墙体水平反力的关系，进而通过静力平衡方程推导出非饱和土主动土压力计算公式。分析过程中考虑了水平微分单元体层间剪切作用，弥补了传统土拱效应方法中水平微分单元体受力不平衡的不足。与经典方法获得的非饱和土土压力公式相比，该方法考虑了墙后土体主应力偏转现象，所得主动土压力呈非线性分布，能够反映土体的真实应力状态;与传统的考虑土拱效应的土压力解析解相比，该方法较全面地分析了主动土压力影响因素，考虑了非饱和土物理力学性质、地下水位的影响。该结果可为非饱和土土压力研究提供理论依据，对工程设计有一定参考意义。
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  水岩作用下蚀变岩力学性质损伤规律

  牛传星，秦哲，冯佰研，付厚利

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 75-79. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150590

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  为了研究水位升降对蚀变带边坡岩石力学性质的影响，选取仓上露天金矿坑边坡蚀变岩样，进行了不同饱水-失水循环次数的单轴压缩试验。建立了函数关系描述蚀变岩力学性质在水岩作用下的变化规律，引入损伤率的概念分析了循环次数对蚀变岩力学性质的影响，并利用电镜扫描技术从微观角度分析了水岩作用对蚀变岩的损伤机理。结果表明水岩作用对蚀变岩的力学性质有明显的弱化现象，且水岩作用越强，弱化现象越明显;不同循环次数下，蚀变岩弹性模量随循环次数增加衰减迅速，峰值强度呈持续衰减状态;随蚀变、碎裂发展，水岩作用对岩石的力学性质损伤增加，循环15次后，弹性模量损伤率最大接近60%，峰值强度接近45%。
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  碎石尺寸对碎石土强度影响的大型直剪试验研究

  吴锐，邓清禄，付敏，张腾飞，朱家畅

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 80-85. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150397

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  以田师府—桓仁铁路大前石岭隧道边坡碎石土为研究对象，配置了3组含碎石尺寸不同的重塑碎石土样并采用大型直剪仪进行了剪切试验研究，探讨了碎石尺寸对碎石土抗剪强度的影响作用规律。在此基础上，利用现代非线性理论-分形理论，采用分形几何方法研究了该碎石土重塑样的粒度分布特征，得出了不同碎石尺寸下碎石土的分形维数，并探讨了碎石土的强度特征与粒度分形维数之间的关系。研究表明在粗粒含量相同的情况下，碎石土的抗剪强度随着碎石尺寸的相对增大而增大;内摩擦角随着碎石尺寸的相对增大而增大;而黏聚力呈现相反的趋势，随着碎石尺寸的相对增大而降低;随着碎石尺寸的相对增大，分形维数增大，分形维数越大，其颗粒粒度分布越不均匀，反之分形维数越小，其颗粒粒度分布越均匀。碎石土抗剪强度和粒度分形维数有一定的相关性，黏聚力随着分形维数的增大而减小，而内摩擦角呈现相反的趋势，随着分形维数的增大而增大，黏聚力和内摩擦角均与粒度分形维数近似呈现抛物线函数关系。
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  西部弱胶结泥岩的三轴压缩试验分析

  王磊，李祖勇

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 86-90. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20151116

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  为解决西部弱胶结软岩巷道支护难题，在内蒙古鲁新煤矿对典型弱胶结泥岩取样，并对其进行不同状态(天然状态、饱和状态和烘干状态)和不同围压水平的室内三轴压缩试验，分析其强度特征和基本力学指标与围压的变化关系。试验数据表明①自然状态下弱胶结泥岩峰值强度和残余强度非常低，随着围压的增加，泥岩的峰值强度和残余强度均有较大提高，且峰值强度与围压呈对数变化关系;②泥岩对水非常敏感，随着含水率的增加峰值强度和残余强度均降低，峰值强度降低幅度更明显;③通过引入三轴软化系数进行分析，结果表明泥岩的软化系数随围压增加而下降，泥岩3种状态下的弹性模量与围压增加呈线性增大变化。最后通过泥岩三轴压缩四阶段应力-应变曲线的拟合分析，建立了泥岩三轴压缩全应力-应变关系。
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  不同粒径及级配对碎石料休止角影响的试验研究

  孙开畅，刘林锋，明华军，徐小峰，李权，仝佳欣

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 91-95. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150632

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  为探究不同粒径及级配对碎石料休止角的影响，通过散粒体边坡堆积试验中改进的碎石料休止角测量方法，对不同粒径及级配碎石料休止角进行测量，并结合试验堆积现象进行观察分析。结果表明随均质粒径碎石料粒径的增大，休止角逐渐增大;随不均匀系数的增加，平均粒径对休止角的影响逐渐变小;不均匀系数对休止角的影响呈先增大后趋于稳定;颗粒级配分布愈不均匀，散粒体边坡休止角越大。
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  一种改进的岩体结构面产状快速聚类分析法

  李俊，胡斌，祝凯，寇天，王炜

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 96-99. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150519

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  岩体结构面的优势产状是进行岩体工程研究与分析的基础，传统的玫瑰花图、极点等密度图等方法精度差，其结果往往只是给出优势组数。为了准确地给出结构面的优势产状，本文采用改进的快速聚类分析方法，将结构面产状表示为空间单位上半球体球面上的点，通过构造密度函数求取各数据点加权值对结构面产状进行分类判定。同时，将该方法应用于某矿山运输公路边坡优势结构面的统计分析之中。结果表明采用该方法分析结果可靠，分类合理，能准确得出优势结构面产状，能有效消除孤立点对聚类结果的不利影响。
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  重庆合川钓鱼城古战场遗址砂岩风化试验研究

  严绍军，何凯，孙鹏，窦彦，陈嘉琦

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 100-104. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150507

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  为了解重庆合川钓鱼城古战场遗址砂岩风化现状，保护文化遗址、风景名胜及周边居民和游客的安全，根据钓鱼城所处的地质环境划分了文物本体区的地层，进行区域地表与地下水的水质分析，同时对第⑥层上、下不同深度的地层取岩芯进行半定量的XRD矿物测试及X荧光化学成分测试。由于文物本体主要赋存于第⑥层砂岩，因此对该层不同位置砂岩的风化部位取样，并进行相关测试及综合比较。结果表明风化样中石英及方解石含量较岩芯样增多，长石含量不同程度降低及石膏等可溶盐对岩石的片状风化有一定的作用。
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  重庆市地下隧道地质环境影响因素分析

  杜严飞，杨乐，廖云平，彭海游，文光菊，刘四川

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 105-108. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150426

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  为了分析地下隧道地质环境影响因素，采用现场调查访问、室内统计分析的方法，对重庆市28条典型隧道工程地质环境进行了专项调查研究。研究结果表明地下隧道地质环境受水文地质条件、岩性、工程防水措施、施工方法、地质构造、隧道埋深等多种因素的影响，其中，水文地质条件是控制因素，其它因素是主要影响因素。同时，提出了地下工程地质环境保护建议，为重庆市政府规范地下工程地质环境保护技术提供参考。
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  重庆市隧道工程地质环境负效应评价体系

  任秀文，彭海游，杨乐，尚红光，胡小军，冯樊

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 109-113. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150806

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  以重庆市隧道工程建设过程中日益凸显的地质环境问题为研究对象，运用层次分析法和专家打分法，通过遴选指标、确定权重构建了综合评价模型，并对重庆市绕城高速玉峰山隧道进行了地质环境负效应评价。根据综合评价分级标准，将玉峰山隧道地质环境负效应分为4个等级，分别为严重区、较严重区、中等区、较轻区。通过调查验证，评价结果与实际情况一致性较好。研究为该评价方法的推广应用奠定了基础。
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  库水位间歇性下降对堆积体滑坡稳定性的影响

  肖志勇，邓华锋，李建林，胡安龙，李春波，常德龙

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 114-119. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150486

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  针对库水位快速下降不利于滑坡稳定的现状，提出库水位以间歇性方式下降，即在传统库水位持续性下降分析的基础上，以三峡库区某一堆积体滑坡为例，利用Geo-Studio软件详细分析了在库水位不同间歇时间和多阶段间歇下降条件下堆积体滑坡稳定情况。结果表明库水位实行间歇性下降，间歇时间有助于滑坡体内孔隙水压力消散，减小库水快速下降引起的地下水回落的滞后性，有利于水力梯度降低;相比库水位持续性下降，滑坡稳定性得到提高，但稳定系数与间歇时间并不呈正比例关系;在库水位实行多阶段间歇性下降后，提高的程度明显增大，达到5%以上。为了使滑坡稳定性提高的效果达到最佳，应合理地安排库水位下降和间歇时间。
水工结构与材料
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  矿物掺合料对腐蚀混凝土强度影响及关联分析

  彭剑，邓通发，朱南海，易道新

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 120-124. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150282

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  结合赣南区域稀土开采残留硫酸铵的环境问题，在后期土地开发的背景下，通过对粉煤灰混凝土、矿渣混凝土、双掺混凝土受硫酸铵腐蚀的试验，测定受腐蚀混凝土的力学性能，分析受腐蚀混凝土强度劣化的规律，并运用灰色关联分析理论对不同掺量矿物掺合料混凝土强度进行关联度分析。结果表明混凝土中掺入粉煤灰和矿渣等量替换水泥能显著提高混凝土抗硫酸铵腐蚀性能;大掺量矿物掺合料的混凝土强度增长较慢，但抗硫酸铵腐蚀能力较好;矿物掺合料对受腐蚀混凝土的抗压强度衰减有较好延缓效果，但对抗折强度的延缓衰减的效果较差;通过灰色相关理论得粉煤灰掺量10%，矿渣掺量40%和50%腐蚀混凝土的总体强度与未腐蚀混凝土强度关联度达到80%，抗硫酸铵腐蚀效果最佳，与试验结果一致。
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  应力空间下混凝土动态劈拉损伤演化方程及损伤界点的确定

  吴彬，胡伟华，唐克静

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 125-129. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150462

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  为研究混凝土动态劈拉特性，进行了不同应变速率下的混凝土动态劈拉试验，建立劈拉应力水平与声发射能量数的数学关系式，明确了混凝土劈拉损伤演化方程，提出了损伤界点的概念。基于医学ROC曲线确定最佳临界点理论，分析出了混凝土劈拉破坏损伤界点所对应的应力水平。研究结果表明高应变速率下，损伤第1阶段声发射信号开始产生时的应力滞后，当应力水平超过一定数值后，损伤第2段的声发射现象与低应变速率时的相似;损伤界点随着应变速率的提高向应力水平较高处推移，其变化范围为，且推移的规律服从线性分布，应力空间下混凝土劈拉损伤界点为0.75。
信息技术应用
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  地下水监测多源信息管理系统的开发

  张磊，袁爱军，冯建华

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 130-133. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150555

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  随着经济的发展和人口的不断增加，大量超采地下水造成了地下水位埋深大幅度下降，地下水的超采引发了一系列环境地质问题。为了对地下水进行科学管理和合理规划，开发了一种新的地下水信息系统。该系统重点解决地下水监测数据获取、传输、管理与远程控制等方面的关键技术问题，并实现实时监测数据的解析、同步更新、显示、查询、仪器设备管理、通讯设备管理、监测井信息管理、报警等功能。系统兼容多个厂商提供的设备，可对不同格式的监测数据进行处理。用户通过互联网即可使用本系统，表明具有使用方便、通用性强等特点。
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  基于BIM的水电工程科技成果可视化与应用示范

  林伟

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 134-137. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150538

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  为解决水电工程科技成果传统二维表达模式存在的学习难、解读难、查阅难等问题，分析了水电工程科技成果传统的纸质承载形式在信息传递与表达上的局限性，提出基于BIM(Building Information Modeling)的水电工程科技成果可视化概念。应用场景还原技术、三维模拟技术与三维互动技术，对水电工程施工对象建立数字化模型，实现了科技成果施工工艺、施工过程的可视化仿真，以及虚拟施工对象的全方位、多角度浏览互动，在短时间内大量、精确传递科技成果信息，赋予科技成果全新的、高效的学习体验，同时也有利于科技成果的评审鉴定和转化推广。
仪器设备与测试技术
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  基于混沌粒子群算法的水轮机调速系统参数辨识及建模试验

  冯雁敏，王湛，张雪源，张恩博，刘春林

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 138-143. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150482

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  针对粒子群算法存在的后期收敛速度慢和易陷入局部最优等缺点，引入收缩因子和混沌优化思想对其改进，并将其应用于调速系统被控对象有关参数辨识问题上。提出一种水轮机调速系统参数辨识满意度函数设计的新方法，该方法直接计算系统响应的上升时间、调节时间、反调峰值功率、反调峰值时间等品质参数，并以系统总体满意度作为满意度函数。对某混流式水轮机调速器控制参数进行实测并对机组引水道参数进行辨识，试验结果表明仿真数据能够准确模拟机组负荷的频率阶跃扰动响应，可以满足电网稳定性计算要求;在系统受到较大干扰时，该算法仍具有精确的参数辨识能力和很高的收敛效率。
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  简易粒子图像测速(PIV)技术开发与优化技巧

  柯森繁，石小涛，王恩慧，何慧灵，胡晓，王志强，饶冬伟，樊后龑

  长江科学院院报. 2016, 33(8): 144-150. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20150549

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  粒子图像测速(PIV)技术是一种瞬态流动平面二维速度场测试技术，在细部流场实测领域得到重视，但是成熟的PIV产品价格高昂。鉴于此，介绍了一种简易的PIV装置，主要由高速摄像机、激光发射器、柱面透镜和示踪粒子构成，以较低成本即可基本实现商业用PIV产品的功能。为了验证简易PIV性能，设计了PIV简易装置，采用Fluent软件模拟，并结合PIV技术对比分析了简易PIV装置的优缺点，同时对影响结果的粒径大小和粒子跟随性进行了优化。结果表明，简易PIV装置适宜选用玉米粉作为示踪粒子，并需要根据示踪粒子跟随性所能达到的最大进口水流速度选择高速摄像机的帧率，最终能够较好地实现流场实测，进而达到对PIV技术进行开发和优化的目的，其分析结果将为后续研究者提供参考。