2018年, 第35卷, 第8期　
刊出日期：2018-08-01

  

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  长江科学院院报. 2018, 35(8): 0-0.

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专家特约稿
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  长江源径流演变及原因分析

  李其江

  长江科学院院报. 2018, 35(8): 1-5. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180009

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  变化环境下江河源区水文水资源效应问题已成为国内外水科学领域的研究热点。为了探究长江源径流演变及其原因,在分析长江源径流演变特征的基础上,探讨了地面气象因子和大气环流因子对径流的影响。结果表明:长江源区直门达站径流年内分配不均,年径流有显著上升趋势;1956—2016年径流系列在2004年发生突变,具有23~24 a和42~43 a的显著周期,42~43 a的周期项具有最大波动能量;降水量是径流变化的主导因素,水面蒸发量是径流变化的重要影响因素,但气温影响径流的变化不显著;直门达站月流量对青藏高原指数(TPI_B)有很好的响应,青藏高原低涡与降水的空间分布和暴雨量级相吻合。研究成果可为长江源水资源管理部门决策提供参考。
江湖泥沙与治理
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  溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库汛期联合排沙调度方式初步研究

  黄仁勇,王敏,张细兵,刘亮,任实,周曼

  长江科学院院报. 2018, 35(8): 6-10. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170109

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  采用实测典型水沙过程,对溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库基于沙峰调度和基于汛期“蓄清排浑”动态使用的联合排沙调度方式开展了计算研究。结果表明:基于沙峰调度的梯级水库联合排沙调度方式从定性分析来看有利于提高梯级水库出库沙量,但提高的幅度有限;基于汛期“蓄清排浑”动态使用的梯级水库联合排沙调度方式有利于提高梯级水库出库沙量,且提高的幅度相对较大。通过计算研究提出了基于沙峰调度和基于汛期“蓄清排浑”动态使用的溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库联合排沙调度方案,研究成果可为溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库汛期泥沙调度提供科技支撑。
水资源与环境
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  基于EF-AHP法的坝式小水电站生态环境影响评价

  黄茁,刘玥晓,王振华,李青云

  长江科学院院报. 2018, 35(8): 11-16. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170192

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  坝式小水电在发挥“以电代柴”效益的同时,也对水资源及水生态环境产生了一定的负面影响。开展坝式小水电站生态环境影响评价研究,对于合理开发水资源,协调水电站开发与流域自然、社会、经济之间的关系具有重要意义。根据坝式小水电站的生态环境影响特点,应用层次分析法建立了指标评分体系,结合生态足迹法的思想来赋予各指标权重,构建了基于EF-AHP法的坝式小水电站综合评价模型,选取西北地区某坝式电站进行了案例应用分析,探讨了评价体系的适用性。结果表明,该模型提高了不同电站之间生态环境影响评价结果的可比性、客观性、实用性。该指标体系为客观评价坝式小水电生态环境影响提供了新的科学手段,对掌握小水电生态环境效应具有重要意义。
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  基于互信息与神经网络的天山西部山区融雪径流中长期水文预报

  周育琳,穆振侠,彭亮,高瑞,尹梓渊,汤瑞

  长江科学院院报. 2018, 35(8): 17-21. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170046

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  为提高天山西部山区融雪径流的预报精度,更好地指导所在区域的工农业生产发展,针对影响预报精度的关键问题(预报因子的选择),基于互信息法、相关系数法、主成分分析法对研究区的预报因子进行优选,采用RBF神经网络以及组合小波BP神经网络模型进行径流预报研究,并进行不同方案的比较。结果表明:①互信息法优选出的预报因子作为模型输入可以提高预报精度;②采用不同优选预报因子作为RBF神经网络以及组合小波BP神经网络模型的输入变量,结果表明RBF神经网络模型的预测精度要好于组合小波BP神经网络模型;③以相对误差作为评价模型精确度的标准,预测效果最好的是基于互信息方法挑选出的预报因子作为RBF神经模型输入数据的模型预测结果。
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  水生态文明城市指标体系的若干思考与建议

  胡庆芳,霍军军,李伶杰,王银堂,崔婷婷,刘勇

  长江科学院院报. 2018, 35(8): 22-26. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170076

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  水生态文明建设是解决我国快速城镇化过程中资源环境问题的重要战略,受到社会各界的普遍关注。水生态文明城市指标体系对于水生态文明建设的具有引导作用,同时也是建设成效评估的重要依据;受各地自然地理和经济社会情况的影响,不同地区或部门出台的指标体系各具特色、同时差异明显。针对6个试点城市(济南、苏州、广州等)、山东省和江苏省以及水利部出台的水生态文明城市指标体系进行了剖析与对比,阐述了目前水生态文明城市指标体系中存在的主要问题;最后从有效性、完备性、规范性以及评估计算方法等方面提出了完善和改进我国水生态文明城市指标体系的具体建议。
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  土地利用变化下的水文响应及其可检测性分析

  张涛,刘羽婷,杨欣玥

  长江科学院院报. 2018, 35(8): 27-33. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170199

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  以涪江桥流域为研究区域,采用SWAT模型模拟流域水文过程,将相同水文气象条件下1985和1995年2个时期土地利用情景的SWAT模型模拟结果与土地利用空间转化图相结合,分析土地利用变化引起的水文要素变化及其可检测性问题。结果表明:1985—1995年间涪江桥流域发生较为剧烈的土地利用变化,但并未检测到足够显著的水文要素变化;不同土地利用类型水文效应的相似性、不同土地利用类型水文效应差异性以及统计中和效应和统计均化效应是导致土地利用变化引起的水文要素变化难以检测的主要原因。在此基础上,提出了水文动态响应度指标,来消除统计中和效应。该指标可以在一定程度上帮助研究者了解研究区特定水文要素变化的相对剧烈程度。研究结果可为土地利用总体规划和流域水资源保护与合理配置提供参考。
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  基于海绵城市理论的地下水库工程设计

  王兴超

  长江科学院院报. 2018, 35(8): 34-39. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170103

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  为构建以城市水系统为核心的海绵城市系统治理工程,在总结当前海绵城市建设存在的问题基础上,提出了应用地下水库系统工程作为城市海绵体的海绵城市建设思路。基于海绵城市理论建立了以7大系统为配套工程、囊括“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施的地下水库系统工程整体架构,得出了以地下水库工程为主导的海绵城市水循环路径,成功构建了以城市水系统为核心的海绵城市系统治理工程,对增强城市防洪涝能力、高效利用水资源、修复城市水生态环境具有显著效益。本地下水库系统工程设计为海绵城市建设提供了切实可行的水工程技术支撑和行之有效的良性水循环保障体系。
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  基于TLI和PCA的贵州草海水质状况评价

  陈丽华,喻记新,李丽,吕文强,张建利

  长江科学院院报. 2018, 35(8): 40-45. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170236

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  为了评价贵州草海水质状况,分别于2016年1,4,7,10月对草海阳关山和草海中部各3个样点的11项水体理化指标进行了监测,运用综合营养状态指数法(TLI)并结合《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)对监测区水质进行了评价,同时应用主成分分析(PCA)分析了水质的污染程度和主要影响因子。结果显示:①11项参数在2个区域均有显著的季节差异,其中透明度(SD)和溶氧(DO)为冬季最优,悬浮物(SPM)在秋季最高,pH几乎均呈弱碱性(除秋季);TN,TP,NH₄⁺-N,COD_Mn全年的水平分别为0.58～2.27,0.032～0.072,0.059～0.364,4.28～6.79 mg/L,Chl.a水平为5.62～9.95 mg/m³,其中TN在秋季最高,TP在秋冬季较高,COD_Mn和Chl.a在夏秋季较高。②TLI评价结果表明,阳关山和中部水体TLI值在秋季略超过50,为轻度污染状态,其他季节TLI值均为30～50,为中营养状态;《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)评价结果表明阳关山全年主要为Ⅱ—Ⅲ类水质,而中部较差,全年主要为Ⅱ— Ⅳ类水质,影响水质类别的主要因子是TN和COD_Mn,TP和NH₄⁺-N全年为Ⅱ类水平。③PCA结果显示阳关山水质最主要的影响因子包括离子、氮素、有机质、DO和Chl.a,而中部则包括Chl.a,NH₄⁺-N,SD,EC,TP,DO,WT,SPM。总之,氮素和有机质是影响草海阳关山和中部水质的最主要因子和根本原因,控制外源性的氮和有机质输入是管理和改善草海水质的关键所在。
工程安全与灾害防治
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  基于SVM的混凝土坝变形监控模型预测能力实例分析

  钱秋培,崔伟杰,包腾飞,李慧

  长江科学院院报. 2018, 35(8): 46-50. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170062

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  大坝变形与水位、温度、时效等较多因素非线性相关,支持向量机(Support Vector Machine, SVM)适用于小样本、非线性、高维学习问题,在大坝安全变形监控上具有很大的优越性。阐述了支持向量机的原理,介绍了应用SVM建立混凝土坝变形监控模型的步骤及其参数优化方法。针对预测样本数目的合理取值问题,通过实例分析,研究基于SVM的混凝土坝变形监控模型的预测能力。结果表明,基于SVM的混凝土坝变形监控模型短期预测能力优于长期预测能力,且其预测能力受预测集数目的影响大于算法优化的影响。因此,合理选择预测集数目对变形监控模型有效预测尤为重要。
水力学
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  波浪作用下双孔射流压强特性试验研究

  沈小雄,宋静贤,李佳

  长江科学院院报. 2018, 35(8): 51-55. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20161218

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  管道污水向海排放是一种典型的射流运动形式。在射流前行的过程中,波浪所引起的水体往复运动明显制约了射流的形成与发展,射流与波浪的相互作用的研究相对较少。利用数字压力传感器对波浪作用下双孔射流进行物理模型试验研究,分析波浪作用下双孔射流横断面压强分布及轴线衰减规律。试验结果表明:波浪条件下双孔射流横断面压强分布规律与静水条件相似,但是波浪条件下的射流压强大于静水条件下的射流压强,波周期越大,压强峰值增加越大;双孔射流的发展经历了单孔主导、双孔射流间的吸附和混掺、合并等过程;单孔主导区,射流压强分布与静水条件相似;吸附和掺混区,各孔衰减呈现出差异,第1孔与单孔射流类似,第2孔压强衰减较第1孔小,合并区双孔射流已为一股射流,其水动力特性与单孔射流类似;波浪对双孔射流的混掺合并有促进影响,随着周期的增大这种促进作用有增强的趋势,波周期的增大也使得射流合并断面提早出现。表明波周期对射流压强特性有显著影响。
岩土工程
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  济南市区土体动剪切模量比和阻尼比的统计分析

  商金华,徐西永,王国富,马险峰,杨林德

  长江科学院院报. 2018, 35(8): 56-60. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170098

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  依托于济南地铁拟建场地的地震安全评价工作,开展了土体的动三轴试验,并对试验成果进行了统计分析。得到如下结论:对于同一层土,随着剪应变的增大,动剪切模量比减小,阻尼比增大,不过试验数据的离散性较大;采用土体动力本构模型对试验结果进行拟合分析时,拟合效果较好;与其他地区的研究成果相比,济南市区土体的动剪切模量比较大,阻尼比较小,说明土体的动力性质较好,对抗震有利。研究成果既有利于认识济南市区土体动力特性的特殊性,又可为工程抗震设计提供参考。
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  冻结温度对冻融黄土力学特性的影响规律研究

  魏尧,杨更社,叶万军

  长江科学院院报. 2018, 35(8): 61-66. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170188

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  黄土地区存在冻融灾害,冻融循环、冻结温度和冻结速率的研究对于冻融灾害工程预防有着重要的意义。在封闭环境下不同含水率土样分别进行0,-5,-10,-15,-20 ℃的冻结,随后15 ℃融化后测定黄土力学特性的变化规律,试验研究了试样经历不同最低冻结温度的单次冻融循环后的无侧限抗压强度、抗剪强度及压缩性等力学特性的变化规律。试验结果表明:在历经不同冻结温度的冻融作用后,不同含水率黄土的无侧限抗压强度均减小,冻结温度越低,无侧限抗压强度下降就越快;不同含水率土样的黏聚力也呈现出随冻结温度的降低而下降的趋势,黄土内摩擦角先减小后增加,变化幅度处于0°~2°;含水率为14%和26%黄土的压缩系数在-20 ℃冻结后的增幅都呈现>0.1 MPa^-1的增量,其余低温条件下的浮动变化很小,而含水率为18%和22%黄土的压缩系数随着冻结温度的下降而呈现出较均匀的波动变化,相邻负温情况下的波动值≤±0.1 MPa^-1。
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  考虑组分活度的多组分污染物扩散模型

  巨占莹,张志红

  长江科学院院报. 2018, 35(8): 67-71. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170111

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  在处置固体废弃物时多采用具有隔离和屏障作用的压实黏土衬垫体系,其渗透性极低,渗滤液溶质在其中的主要运移方式为扩散。针对各类堆场渗滤液中多组分污染物并存的实际工程现象,研究了多组分污染物在防渗黏土垫层中的扩散规律。基于混合物组分线性动量平衡,引入可考虑组分有效浓度的活度系数,建立了多组分污染物在黏土垫层中的一维扩散模型。使用有限元软件COMSOL Multiphysics对所建扩散模型进行求解,揭示了多组分污染物在黏土垫层中的扩散规律。结果表明:与单组分污染物扩散相比,多组分污染物共存时组分活度的引入对独立组分的扩散起到了阻滞作用。研究结果能够为各类堆场设计合理经济的防渗隔污屏障提供理论依据。
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  采空区充填新型浆液固化机理与影响因素研究

  赵献辉,刘春原,左丽明,刘宇飞,庞云泽

  长江科学院院报. 2018, 35(8): 72-77. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170197

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  为了研究碱渣、粉煤灰和硅酸钠溶液制成的新型采空区充填注浆材料的固化机理,开展了扫描电镜和交互混合试验,并分析了原材料配比、碱渣过筛粒径和养护条件对抗压强度、凝结时间、结石率等工程指标的影响。结果表明:浆液体系早期固化是因碱渣中有效含钙成分与硅酸钠溶液反应生成水化硅酸钙凝胶(C-S-H),后期强度发展是因粉煤灰受碱激发形成了硅铝酸盐聚合物凝胶(N-A-S-H);原材料配比显著影响着浆液的各项工程性能指标;随着碱渣过筛粒径范围的减小,流动度、凝结时间和结石率都减小,而抗压强度增大,0.5 mm粒径是28 d强度增幅出现较大差异的临界点;高温高湿养护条件有利于浆液的固化进程。研究结果可供类似水泥注浆液材料制备参考。
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  基于极限学习机的边坡可靠度分析

  宋永东,苏立君,张崇磊,孙长宁,屈新

  长江科学院院报. 2018, 35(8): 78-83. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170132

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  对于边坡极限状态函数无法显式表达的情况,传统可靠度分析方法存在求解困难或计算量大的弊端。提出了一种基于FLAC^3D和极限学习机的边坡可靠度分析方法。利用均匀试验设计构造随机变量样本,基于FLAC^3D强度折减法计算随机变量样本对应的安全系数;通过极限学习机强大的数据拟合能力映射出安全系数与随机变量之间的关系,构造响应面功能函数;将蒙特卡罗模拟生成的大量随机数代入响应面获得安全系数,在此基础上,计算边坡的失效概率与可靠度指标。通过具体算例分析,并与其他方法对比,发现本文方法结果可靠、易于实现,为边坡可靠度分析提供了一种新途径,具有广泛的应用前景。
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  不同温度-应力场下泥岩蠕变特性及本构模型

  袁前胜

  长江科学院院报. 2018, 35(8): 84-89. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170013

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  为探讨不同温度-应力场下泥岩的蠕变力学行为特征,对泥岩开展了常温(25 ℃)、60 ℃和120 ℃下的三轴分级加载蠕变试验,得到了各温度-应力场下对应的蠕变历时曲线和蠕变参数,给出了考虑温度和损伤效应的蠕变本构模型。研究结果表明:高温促进了泥岩内部分子运动,减弱了颗粒之间的相互胶结力,使其蠕变特征明显,而围压则能在一定程度上抑制泥岩内部损伤的发展;稳态蠕变速率随偏应力和温度的升高呈指数型函数增加,随围压升高则呈线性减小;各温度场下,泥岩的长期强度和长期抗剪强度特征参数随围压的升高呈良好的线性关系,相同围压下,温度越高,长期强度越小;在经典西原模型基础上,结合温度-应力场下泥岩的温度效应和损伤效应,建立了热-力耦合作用下的蠕变损伤本构模型,能很好地模拟各温度-应力场下泥岩的蠕变特征,拟合结果表明,弹性模量和黏性系数随温度的升高呈线性减小,而α则随温度的升高呈对数型函数增加。
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  SH固化剂复配无机材料加固黄土抗侵蚀试验研究

  李崇清,刘清秉,项伟,王菁莪,乔宇

  长江科学院院报. 2018, 35(8): 90-94. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170221

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  在强降雨作用下,黄土路基边坡坡面土体易发生侵蚀,对道路工程和行车安全造成危害。为分析不同固化材料对黄土边坡抗侵蚀性能的改良效果,利用人工降雨模拟试验,对高分子材料SH、水泥和石灰3种固化剂掺入后坡体的抗侵蚀能力进行对比研究,采用产流时间、总产沙量和总径流量等指标进行定量评价,并分析了不同固化剂对黄土边坡抗侵蚀性能的影响机理。试验结果表明:SH固化剂能够降低边坡的产沙速率和产沙量,其浓度为8%时提升效果最佳,继续增加浓度后提升效果不明显;石灰、水泥在降低产沙速率和减少产沙量方面优于SH,但会大幅度降低坡体的渗透性能,导致产流时间提前和坡面径流量增加;将3种固化剂复合掺入后可以弥补单一固化剂的缺点,全面有效地提高黄土边坡的抗侵蚀能力。
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  氢氧化钙与聚丙烯酰胺对高含水率泥浆固结的影响

  胡挺,武亚军,徐方

  长江科学院院报. 2018, 35(8): 95-101. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170213

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  为加快高含水率软土排水固结,运用氢氧化钙和阴离子型聚丙烯酰胺(APAM)处理上海某施工现场钻孔灌注桩的高含水率泥浆,并进行试验研究。通过一维固结试验揭示不同添加量下废浆孔隙比、固结系数和渗透系数随荷载的变化规律,确定氢氧化钙和APAM的最优添加量;并开展最优添加量下废浆的真空预压模型试验。结果表明:①一维固结试验中,氢氧化钙和APAM改良后废浆的固结系数和渗透系数均有较大提高,加快了废浆的排水固结速率;②同时,氢氧化钙和质量分数0.2%的APAM溶液的最优添加量约为0.8%和11.2%,超过最优添加量,废浆的固结系数和渗透系数均有所减小;③真空预压模型试验中,经氢氧化钙改良废浆固结系数明显提高,其平均径向固结系数分别为添加APAM溶液废浆与原状废浆的5.1,7.2倍,添加APAM溶液的废浆平均径向固结系数仅为原状废浆的1.4倍。因此氢氧化钙改良联合真空预压法能有效提高废浆排水固结速率。
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  基于冻融循环试验的季节性冻土区边坡稳定性分析

  崔广芹,尚志成,秦迪

  长江科学院院报. 2018, 35(8): 102-105. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170176

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  内蒙古包头地区属于典型的季节性冻土区,冻胀和融沉是冻土危害产生的主要原因,也是人们面临的重大难题。通过建立非饱和粉砂土黏聚力、内摩擦角与冻融循环参数之间的定量关系,探索冻融循环对粉砂土抗剪强度的影响规律。通过对不同含水率、不同干密度的土样进行不同次数的冻融循环分析并总结其变化规律,研究发现:不同干密度、不同含水率的土样,黏聚力都会随着冻融次数的增加不断减小;内摩擦角会随着冻融次数的增加逐渐趋于稳定,波动的幅度在5°之内;抗剪强度的变化趋势受黏聚力的影响较大。最后,用岩土工程软件进行有限元分析,利用折减系数法计算边坡的安全系数,以此为包头地区季节性冻土的研究提供更好的理论基础。
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  武汉地铁隧道与隐伏溶洞的安全距离研究

  高坛,周传波,屈若枫,吴红博

  长江科学院院报. 2018, 35(8): 106-111. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170578

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  武汉地区溶洞存在埋深较浅、溶洞高度较小、地下水“高水头”等特征。基于这些特征,利用MIDAS GTS进行数值正交试验,分析了武汉地铁27号线围岩水平、侧压力系数、溶腔跨度、溶腔高跨比、渗透系数等对隧道与溶洞安全距离的影响规律和显著性。研究结果表明:隐伏溶洞位于隧道下方、侧方或上方工况条件下,围岩水平、溶腔跨度均会对隧道与溶洞的安全距离有显著影响,而渗透系数对其并无显著影响;侧压力系数只在隐伏溶洞位于隧道下方时有显著影响;溶腔高跨比只在隐伏溶洞位于隧道侧方时有显著影响。结合试验结果的非线性多元回归分析,分别建立溶洞在隧道下方、侧方、上方时的隧道与溶洞安全距离预测模型;通过工程实例的检验与应用,该分析方法可靠合理,可为类似工程提供借鉴和参考。
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  含缓倾软弱夹层的矿山高边坡长期稳定性分析

  姚远,简文星,李立辰,王璐,马冲

  长江科学院院报. 2018, 35(8): 112-116. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170728

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  选取常规力学试验参数与反演环剪流变试验得到的流变参数,采用基于Burgers流变模型的数值计算方法对四川省峨胜水泥采矿场含缓倾软弱夹层的变形体边坡进行长期稳定性分析。结果表明:可用Burgers模型来描述二叠系含泥软弱夹层的流变变形特性;Burgers流变模型的数值计算结果显示该边坡已出现破坏,且监测点的位移曲线与实际监测点曲线拟合度较高,表明软弱夹层的流变特性在边坡破坏机制中起主导作用。对比传统的极限平衡法与强度折减法,含此类缓倾软弱夹层边坡的长期稳定性分析宜采用基于Burgers流变模型的数值计算方法。
水工结构与材料
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  养护材料对混凝土强度、抗裂性与细观结构的影响分析

  李强,王起才,张戎令,代金鹏,谢松林

  长江科学院院报. 2018, 35(8): 117-121. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170241

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  为了探究干寒、大温差环境下最有利于混凝土发展的养护材料,对养护剂、橡塑板和土工布3种材料养护下混凝土的强度、抗裂性以及细观结构进行了分析,并与自然养护进行了对比。结果表明:相较于自然养护形式,养护剂养护下的混凝土的抗压强度较差,然而抗裂性却较好,从细观角度而言,孔隙率、气泡平均弦长都较大,气泡间距系数较小;橡塑板的养护形式与自然养护相比,抗压强度试验结果更好,而抗裂性却更差,细观结构中的孔隙率、气泡平均弦长都较小,气泡间距系数较大;土工布的养护形式综合了其他2种养护形式的优点,抗压强度虽较自然养护无太大变化,但混凝土抗裂性有较大提升,且表征混凝土气孔结构的孔隙率、气泡平均弦长及和气泡间距系数等参数试验结果较好,这也从侧面说明土工布养护下的混凝土具有良好的耐久性。总之,在干寒、大温差的环境下,4种养护方式中土工布包裹养护的形式更有利于混凝土的发展。
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  强风干寒地区混凝土抗裂性能试验研究

  康健,刘建勋,张戎令,赵文斌,赵永鹏

  长江科学院院报. 2018, 35(8): 122-127. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170032

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  为研究强风干寒地区混凝土的抗裂性能,在控制环境因素及外部养护条件下,采用C35和C50等级混凝土抗裂圆环和实体混凝土桥墩进行现场试验研究。通过对2种等级混凝土裂缝开裂时间及宽度的对比分析,结果表明:混凝土强度等级越高,混凝土越容易开裂;养护方式影响混凝土的抗裂性能,同种等级混凝土采用的不同养护方式中保温保湿养护防止混凝土开裂效果最佳;不同等级混凝土采用同种养护方式时,强度等级高的混凝土易产生裂缝,因此低等级混凝土养护方式不一定适用于高等级混凝土,对于高性能的混凝土更应该加强养护优化养护措施。研究结果可供类似工程中混凝土抗裂性能试验参考。
信息技术应用
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  基于特征和规则的河流水系信息提取研究——以宜昌市河长制水系信息核查为例

  周晓明

  长江科学院院报. 2018, 35(8): 128-131. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180441

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  借助高分辨率遥感影像数据信息的丰富优势,提出了一种针对河流水系信息的面向对象识别模型。该模型将水系的特征模型进行了归纳和总结,并对模型中的特征及其子特征的规则进行了详细的定义。最后以宜昌市远安县区域为例,运用该模型对水系信息进了自动化提取实验。结果表明:该方法能针对影像上水体信息特征集合,对河流水系要素进行有效提取,相比于其他传统分类方法,有更高的识别准确度。本研究有助于在推进全国河长制管理中,提升河流水系信息整理核实的自动化程度和准确性,为相关管理工作提供可借鉴的方法与思路。
仪器设备与测试技术
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  水电站水机电系统仿真建模及动态特性分析

  曹春建,方杰,黄靖乾,汪德楼

  长江科学院院报. 2018, 35(8): 132-138. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170140

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  为探究多种扰动下水电站水机电系统动态响应特性,基于MatLab/Simulink软件提供的用户自定义建模功能,建立了水电站水机电系统主要环节的Simulink仿真模块,根据系统的接线结构及运行特性,最终搭建出完整的水电站水机电系统动态仿真模型。在此基础上,针对孤网与联网运行方式下水电站水机电系统受扰动后的动态特性进行了仿真分析,所涉及的扰动形式包括负荷扰动、功率调节扰动、短路故障扰动等。仿真结果表明,所建立的动态仿真模型能准确描述系统受扰动后的动态响应,从而为探讨水电站水机电耦合作用机理及控制器的参数整定提供了可靠的仿真平台。
水利工程建设与管理
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  绿色小水电评价标准及制度探究

  彭玉芝,周欣锐,于江,朱昕

  长江科学院院报. 2018, 35(8): 139-144. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20170233

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  相对于大型水电站,小水电站耗资少,环境破坏也较小,且对西南偏远地区和少数民族地区的用电、江河治理、发展地方社会经济等方面具有重要作用。但是,过快、过度、无序的小水电开发也对河流生态系统造成了一定的影响。目前,大量处在运行期的小水电正在接受国家绿色可持续化发展要求的检验。为此,我国首次提出了《绿色小水电评价标准(征求意见稿)》(以下简称《标准》),作为绿色小水电评价与认证的参考依据。通过对《标准》进行剖析,结合国外具有代表性的绿色水电标准的有利经验,设想了以“绿色可持续化”为核心,从评价内容、指标体系和评价周期等方面对绿色小水电评价标准进行完善。针对我国仍缺乏严格的认证机构和有力的监管手段的问题,从政策推动、激励机制、约束和惩罚措施等方面探讨了奖惩制度的建立,可进一步完善绿色小水电评价标准。
湛江国储地下水封原油洞库工程技术专栏
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  断层破碎带与洞室间距对地下水封洞库洞室稳定性的影响研究

  刘鹏,赵青,陈轶磊,金伍

  长江科学院院报. 2018, 35(8): 151-153. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180470

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  地下水封洞库通常在花岗岩等硬质岩体中开挖形成,其库区地质构造多发育有断裂构造、节理裂隙等不良地质结构。为了探究断层破碎带对地下水封洞库洞室稳定性的影响,依据湛江地下水封洞库库址区地质构造及地应力实测资料,基于FLAC^3D有限差分软件,分析了断层破碎带距洞室不同距离时的围岩位移及模型断面典型位置的位移。结果表明:①断层破碎带位置对洞室近边墙围岩稳定性影响较大,对远边墙围岩稳定性影响较小;②当断层破碎带距离近边墙的距离超过1/2洞室跨度时,断层破碎带对洞室围岩稳定性影响可忽略。研究成果对于类似洞库工程选址及安全距离的选择具有良好的指导作用。
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  地下水封洞库水泥-水玻璃防渗灌浆材料耐久性试验研究

  邵晓妹,卢其波,李发权

  长江科学院院报. 2018, 35(8): 154-158. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20180570

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  针对地下水封洞库工程受灌体围岩条件特征,对拟采用的水泥-水玻璃防渗灌浆材料在不同材料配合比参数条件下,参照现行水泥砂浆相关试验标准开展抗硫酸盐侵蚀性能、抗冻融性能、干燥收缩性能试验。大量的样本试验结果表明:经过抗硫酸盐侵蚀后水泥-水玻璃灌浆材料抗折强度损失率均＞-50%;优选配合比冻融试件抗压强度损失率＜25%,质量损失率＜3.0%;优选配合比试件56 d干燥收缩率＜7.0%。通过研究在不同参数条件下水泥-水玻璃灌浆材料耐久性性能波动规律,探究差异性匹配地下水封洞库工程不同工况条件下防渗水泥-水玻璃灌浆材料品质控制要求,可为湛江国家石油储备地下水封洞库工程防渗灌浆材料工程运用提供技术支撑。