长江科学院院报

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长江科学院院报. 2021, 38(10): 0-0.

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长江河湖变迁与保护目标初探

卢金友, 柴朝晖, 刘小光

长江科学院院报. 2021, 38(10): 1-6. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210727

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为了探究长江河湖变迁与保护目标,以相关史料、文献和实测资料为基础,分析总结了地质时期以来长江河湖变迁和人水关系变化历程。研究表明,长江人水关系经历了从和谐共处—日渐紧张—日趋恶化—有所缓和的发展过程,其中,宋朝、新中国成立以来的工业化及城镇化建设和2016年以来“共抓大保护、不搞大开发”理念的贯彻实施是人水关系发生变化的转折时期。鉴于此,提出了长江保护目标是实现人水和谐共生,保障水沙通道、泄洪通道、航运通道、生态通道和文化通道5个通道畅通,并阐述了长江保护目标是否实现的3个判断准则:长江水生态系统健康、长江对人类发展的支持功能良好和人类为长江提供充分必要的保护。根据现阶段实际情况,提出改善长江人水关系,减少人水失衡带来的负面效应是现阶段保护目标,并建议现阶段应从解决防洪安全问题、实现水环境改善、加快水生态修复、做好长江水文化建设4个方面开展工作。

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长江流域河流泥沙与治河防洪研究及实践

董耀华

长江科学院院报. 2021, 38(10): 7-15. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210571

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按照河流与泥沙基本理论研究、河流水沙模拟与专题研究和长江治理与防洪实践应用3个领域,对长江流域河流泥沙与治河防洪研究及实践进行综述。①河流与泥沙基本理论研究包括河流分级、干流河道分段与河势贴体网格等河流分类及形态研究,以及泥沙分界、长江水沙变化与输沙地形对比等泥沙特性及运动研究。②河流水沙模拟与专题研究包括河流水沙模拟研究与河流水沙专题研究,河流水沙模拟研究涉及河流水沙数学模型、应用及关键技术;河流水沙专题研究列举了弯道水流基本特性及数值模拟、空腔回流区水沙特性及模型变态影响研究,以及河湖岸线洲滩利用对河湖功能影响研究。③长江治理与防洪实践应用包括重大治江工程(三峡、葛洲坝、南水北调)研究、治江重大问题研究和长江防洪实践应用3个方面。建议加强基于泥沙的河流研究、不限于河流的泥沙研究以及河流与泥沙相互影响研究,并强化河流泥沙理论研究与治河防洪实践应用之间关联研究与成果转化。

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三峡水库下游河道演变与生态治理研究进展

姚仕明, 胡呈维, 渠庚

长江科学院院报. 2021, 38(10): 16-26. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210586

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在自然条件和人类活动影响下,三峡水库下游河道面临着水沙条件和河床演变的新变化,以及防洪、航运、发电、供水、生态等多目标协同治理的新需求,亟需深入开展三峡水库下游水沙输移与河道演变规律、河道生态治理技术方面的研究,促进河道治理与生态保护的协调融合。针对上述3个重要方面的研究成果进行了论述,并结合当前研究工作中的不足,提出了未来研究应重点关注的方向与内容,包括三峡水库下游河道水沙通量变化的时空变化趋势、不同河型河道重塑过程与水沙输移的互馈机理、受损河道边坡生境修复技术、堤岸生态改造技术以及生态友好型河道治理方法与技术等。

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适应高质量发展的南水北调工程水资源配置思路与对策建议

许继军, 曾子悦

长江科学院院报. 2021, 38(10): 27-32. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210700

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南水北调工程是迄今为止我国最重要的水资源配置战略工程,已建成的东线、中线一期工程开始发挥巨大的经济、社会和生态效益。新时期国家发展战略、生态文明建设与经济社会高质量发展对南水北调工程建设与发展提出了更高要求。通过分析总结已建工程主要成效及面临的挑战,探讨适应新时期高质量发展和生态文明建设的南水北调工程水资源配置思路,并提出进一步发挥东线、中线工程生态环境效益的对策,以及西线工程调水线路论证方案建议。研究成果对南水北调工程的后续工程建设和研究有一定参考价值。

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拉萨河流域径流对土地利用和气候变化的响应分析

霍军军, 伊明启, 王静, 江玉吉

长江科学院院报. 2021, 38(10): 33-39. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210584

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拉萨河流域处青藏高原中南部,因其独特的地理位置是对气候变化较为敏感的区域之一,同时也是青藏高原人口和耕地较为密集区域。在建立SWAT模型对拉萨河流域水循环过程进行模拟的基础上,通过设置不同气候情景与土地利用状况,分析近30 a来拉萨河流域径流变化的成因,并研究径流对气候因子变化的敏感性。结果表明:①气候变化与土地利用对径流影响占比分别约为82.95%和17.05%,主要原因在于近30 a拉萨河流域土地利用情况变化不大,而气温、降水则呈显著增加趋势;②降水每增加10%,流域径流约增加11.8%,且径流对降水变化敏感性的空间差异性较小;③气温每增加1 ℃,流域总径流约增加2.5%,但径流随气温变化的空间差异性较大,其中,中上游地区径流减小0.7%,下游地区径流约增加3.6%。

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基于动态权重系数法的区域综合干旱指标研究

姚立强, 孙可可, 许继军, 袁喆, 屈艳萍

长江科学院院报. 2021, 38(10): 40-47. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210569

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为揭示区域总体干旱程度及其变化特征,以长株潭地区为研究区,在标准化降水指数(SPI)、标准化水位指数(SZI)、标准化区域水资源短缺指数(SSDI)基础上,利用动态权重系数法构建区域干旱综合指标MIDI,结合历史受旱面积率、因旱减少供水量等旱情统计资料,对MIDI的适用性进行分析验证。以长株潭地区11个气象站、12个水文站近几十年实测资料为例,分别采用游程理论和Copula函数法识别干旱事件,并计算其发生频率,采用多尺度统计分析法,对区域综合干旱的演变特征进行分析。研究结果表明:SPI、SZI、SSDI对于不同水源、行业类型干旱评价各具优势,SPI、SSDI年干旱累积烈度与长株潭地区农业受旱面积率相关性相对较高;SZI年干旱累积烈度与城镇因旱减少供水量相关性较高,更适用于依靠地表径流为主要供水水源的城镇干旱地区评价。本研究提出的动态权重系数法,综合考虑了区域产业结构的年际变化、产业需水规律的季节性变化等因素,可反映不同阶段各单项指标干旱对于旱情的主导作用,适用于多种水源和产业类型的区域旱情综合评价;从月、季和年3种时间尺度,分析了长株潭地区MIDI综合干旱的变化特征,结果表明长株潭地区近20 a来极端干旱发生频次呈现波动增加趋势。

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长江科学院流域水环境与水生态研究进展及展望

李青云, 汤显强, 林莉

长江科学院院报. 2021, 38(10): 48-53. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210603

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简要介绍了长江科学院流域水环境研究所创建十年来的发展历程,系统总结了10 a来的主要进展和创新成果。①建立了功能齐全的水环境及水生态实验室,通过国家计量认证体系的指标有130余项,覆盖了《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)规定的109项指标,建成了先进的流域水环境数值模拟平台,建成了河湖生态修复技术中试试验场;②特色研究成果包括:基于水沙过程的多面源营养物质输移机理与生态防治、水沙调控下大型水库磷输送特征、长江流域典型水域特殊污染物赋存特征及生态风险、长江源区主要鱼类栖息地形成机制、高原河湖水环境变化特征、饮用水水源地水质监测分析和保护管理、农村水电生态环境影响评价与对策、河湖水系连通的生态水文过程模拟和风险评价等;③主要的技术成果包括:湖库富营养化水体移动式水质净化系统、微电流电解抑藻技术、镉污染土壤生态水利修复技术、农村分散式供水的微电流电解灭菌技术、选铜尾砂改性及资源化利用技术等。最后,分析了水环境研究所发展中存在的不足,针对新时期面临的形势,对下一步研究重点进行了分析和展望。

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长江流域水土保持科学研究进展及展望

刘纪根, 丁文峰, 黄金权

长江科学院院报. 2021, 38(10): 54-59. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210678

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自20世纪80年代以来,长江流域水土保持科学研究取得了重要进展,为了解流域水土流失现状、制定水土保持政策与规划及实施水土保持防治提供了科学依据。当前,我国正处于推进生态文明建设的关键时期,系统总结长江流域水土保持科学研究发展历程、基础理论重点与亮点及水土保持关键技术、科研平台建设等取得的成果。但总体来看,长江流域水土保持科学研究还比较薄弱,理论研究还落后于水土保持实践。通过明确今后的研究重点,即土壤侵蚀动力学机制及其过程、水土保持措施防蚀机理及其适用性、退化生态系统的修复机理及其技术研发、重大生态治理工程生态过程及其效应评价,对于加强科技创新,推进流域水土保持事业发展具有重要意义。

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不同植被类型对堆积体坡面径流特性的影响

李建明, 张长伟, 王志刚, 王一峰, 许文盛, 张冠华, 蒲坚, 刘纪根

长江科学院院报. 2021, 38(10): 60-68. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210582

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针对植被防护堆积体侵蚀动力机制的问题,通过野外模拟降雨试验,分析直根系和须根系植被对堆积体径流流速、水力和水动力参数的影响。结果表明:植被削减堆积体平均侵蚀速率达88.34%~92.88%,直根系消减平均流速效益为50.51%,须根系为21.32%~35.61%;裸坡和植被堆积体径流流型均属于层流(雷诺数<40),裸坡径流在降雨强度≤1.2 mm/min时处于急流态,直根系堆积体均处于缓流态,须根系堆积体在急流态和缓流态间变化。直根系对坡面径流的阻滞作用大于须根系;植被防护下堆积体侵蚀速率、水力和水动力参数与裸坡呈显著性差异(P<0.05),径流剪切力和径流功率可用于较好地刻画坡面侵蚀动态过程,呈显著线性关系(R²为0.63~0.96)。研究成果可为生产建设项目工程堆积体水土流失量预测模型的植被因子修订提供科学依据。

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干热河谷生态治理探讨

胡月, 卢阳, 金可, 周火明, 万丹, 张乾柱, 闫建梅

长江科学院院报. 2021, 38(10): 69-75. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210242

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干热河谷是我国西南地区一种特殊的自然景观,生态环境极端脆弱,加之消落带涉及面广,类型复杂,自我修复缓慢,增加了干热河谷生态治理的难度。为明确干热河谷生态治理的发展方向,介绍了干热河谷的基本情况,系统回顾了土壤类型、理化性质、水分分布和植被恢复技术、种类选择以及消落带治理方面的研究进展。目前干热河谷生态治理存在微观研究不够深入、缺乏长期动态监测、生态恢复效益评估指标单一化等不足,亟需应用先进技术手段,合理筛选优良的当地植物种类,建立生态环境长期动态监测与评估体系,加强生态系统自我修复功能,更科学有效地开展干热河谷生态治理。

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长江科学院野外科学观测与科学考察回顾及展望

徐平, 洪晓峰

长江科学院院报. 2021, 38(10): 76-81. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210572

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野外科学观测与科学考察既是基础性科技工作,又是自主创新突破口。近年来,长江科学院设立了野外科学观测中心,初步形成覆盖长江流域,涵盖生态、环境、资源及灾害防治等领域的野外科学观测研究站网体系,持续开展长江流域野外科学观测和多专业综合性科学考察。回顾了长江科学院野外科学观测和科学考察的发展历程,从基础条件、观测成果、科技支撑、骨干队伍以及社会影响等方面,系统总结了长江科学院在野外科学观测与科学考察方面取得的成绩。未来将着重做好基础设施建设、长期观测与考察、科学研究与示范、合作交流以及人才队伍建设等方面工作,以期为长江流域高质量发展提供支撑。

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明渠工程病险分级修复必要性评价方法

饶锡保, 丁金华, 杨旭辉

长江科学院院报. 2021, 38(10): 82-87. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210661

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我国已逐渐进入病害水工程维护与管理的时代, 对水工程病害实施分级评估、分级修复符合健康维护、绿色管理的可持续发展理念,有助于提高工程运维管理水平。针对输水明渠渠道工程,考虑病害危害性、工程维护等级、修复技术可行性、修复成本、病害发生时间五方面的影响因素,首先采用专家判断和序关系分析法进行了各因素的权重分析,结果表明病害危害性的权重系数最大,修复技术可行性和工程维护等级权重次之,病害发生时间权重最低。然后结合因素的四等级划分,得出病害修复必要性指数,据此可对不同状态、不同病害情况下的明渠工程进行分级修复评估。

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大型水利枢纽泄洪运行安全实时调控技术

黄国兵, 杨伟, 侯冬梅, 胡晗, 李会平, 张陆陈, 吴双

长江科学院院报. 2021, 38(10): 88-92. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210588

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针对长江上中游已建的大型水利枢纽泄洪运行中出现的不良水力特性及泄洪破坏等问题,系统研究了泄洪消能建筑物、坝区其他建筑物泄洪安全调控响应特性,进一步揭示了枢纽泄洪运行破坏的致灾机理,发展了减轻泄洪危害的精细调控技术,提出了智能快速评估方法,构建了泄洪安全监测及实时调控系统。以上评估方法及监测系统可对泄洪消能防护、空蚀、结构和场地振动、雾化等安全调控响应特性进行实时监测、预报、评估和优化调度。研究成果及相应技术可指导类似工程安全运行。

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我国特高拱坝坝身泄洪消能技术研究与应用

段文刚, 胡晗, 侯冬梅

长江科学院院报. 2021, 38(10): 93-98. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210549

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高坝泄洪伴随着能量的传递和释放,时至今日泄水建筑物遭受破坏的实例仍屡见不鲜,高坝泄洪消能是坝工建设与运行的关键技术之一。以2000年以来国内新建的11座特高拱坝(坝高≥200 m)为主要考察对象,其泄洪消能布置和水力指标均居世界前列。在系统总结探讨水垫塘消能评价指标、孔口体型、泄洪消能布置和水力特性的基础上,重点阐明坝身消能的3种典型创新模式:水舌碰撞的二滩模式、水舌不碰撞的锦屏一级模式、水舌碰撞与不碰撞结合的旭龙模式。研究思路和工程应用逐渐从“泄洪消能工程安全”向“泄洪消能工程安全与减轻岸坡泄洪雾化并重”转变,且水垫塘冲击动水压力均<15×9.81 kPa(标准限值)。近20 a特高拱坝建设快速发展极大地推动了该领域的技术进步和泄洪消能模式创新。建议开展复杂边界数值模拟研发、高坝泄洪TDG(总溶解气体)生成与释放过程研究等。

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汉江碾盘山电站水力一体拦导漂排设计研究

蔡莹, 李书友, 黄明海

长江科学院院报. 2021, 38(10): 99-103. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210115

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汉江流域水草漂浮物多发,影响水生态环境、发电、航运、供水等,故对碾盘山水电站拦导漂排设计方案进行了比选研究。当前水电站工程漂浮物治理多依靠人力与船只机械清理,存在安全、失控、低效等诸多问题,不利于工程发挥长期稳定效果。根据汉江漂浮物特征及碾盘山枢纽运行特点,经对设计方案结构荷载和安全稳定分析,运用已开发的水力一体拦导漂浮排技术装备和实用成果,在电站引水渠布置水力一体拦导漂排,将漂浮物引导至泄水闸适时开闸排向下游。该方案有利于充分发挥电站发电效益,保障工程安全运行。水力一体治漂适应漂浮物规律,系列技术适应各类工程综合治漂,解决工程治漂短板。

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长江科学院水工岩石力学与工程应用研究进展

邬爱清

长江科学院院报. 2021, 38(10): 104-111. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210677

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结合长江科学院岩石力学专业10余年来已有研究成果,综述了长江科学院在水工岩石力学与工程应用研究的新进展,包括基础理论与数值方法、岩石力学试验方法与技术、岩体地应力测量技术与地应力场、岩体地球物理与超前探测技术、岩体及结构锚固与加固技术以及在岩体工程中应用与实践等方面。叙述了在认识岩体、利用岩体和加固岩体过程中,水工岩石力学未来面临的持续挑战。最后指出未来研究的核心问题,包括岩石力学的非线性属性问题、连续-非连续介质力学问题、跨尺度力学特性评价问题、多场耦合问题以及高地震烈度动力条件岩石力学研究等。

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水利水电工程爆破技术研究进展

吴新霞, 胡英国, 刘美山, 赵根, 杨招伟

长江科学院院报. 2021, 38(10): 112-120. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210688

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过去的几十年,是中国水电工程建设的高峰期,爆破技术作为水电工程开挖施工的主要手段,经历多座重大水电工程的建设,已取得一定发展。在查阅大量文献资料基础上,结合我国重大水电工程实践经验和研究成果,针对我国特高拱坝基础开挖精细爆破控制技术、水工地下洞室群开挖爆破控制关键技术、水工级配料爆破开采控制关键技术以及水电工程智能化爆破技术等方面进行了综述。以工程案例的形式重点介绍了上述技术领域的最新研究进展,主要涵盖了水利水电工程精细爆破技术、智能爆破技术以及特殊水工岩体结构的爆破拆除等相关成果。研究成果可为土木、矿山、交通以及核电等工程领域的开挖爆破控制技术提供参考。

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输水状态下挖方渠道衬砌干地修复渗控方案

崔皓东, 张伟, 盛小涛, 饶锡保, 吴德绪

长江科学院院报. 2021, 38(10): 121-125. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210548

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南水北调中线工程运行以来,发挥了巨大社会效益,沿途及京津冀地区对其调水需求日增,渠道停水检修将带来较大风险,因此面临输水状态下渠道衬砌板破坏抢修难题。部分挖方渠道衬砌板下有复杂的渗控措施,输水状态下采用围堰干地抢修渠底和较深部位的渠坡衬砌板时,需解决围堰基坑内外水位差可能带来的基坑内渠坡抗浮和渗透破坏问题。鉴于此,在渠道渗控设计及围堰布置基础上,根据“前堵后排”思想,提出一种围堰基坑“外、中、内”三防线渗控方案,即围堰基坑外围渠基透水管封堵,基坑周边安装水泵抽排。三维渗流场模拟结果表明,该方案可显著降低基坑周边衬砌板下砂垫层内水平渗透比降和基坑涌水量,能保证基坑渗流安全。研究成果可为南水北调中线输水状态下挖方渠道围堰干地抢修提供理论依据和技术支持。

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雨洪水回灌中多分散颗粒运移-沉积特征及数值模拟

邹志科, 李亚龙, 余蕾, 李伟, 罗文兵, 孙建东

长江科学院院报. 2021, 38(10): 126-132. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210597

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雨洪水回灌过程中多分散颗粒造成的堵塞问题实质上是多孔介质中颗粒的运移和沉积。为了揭示饱和多孔介质中多分散颗粒的沉积特性,开展了5种不同浓度条件下多分散雨洪颗粒(0.375~55.82 μm)人工回灌一维砂柱定流量试验,基于胶体过滤理论,建立多分散颗粒运移-沉积的改进模型并进行相应的数值模拟。物理试验和数值模拟结果表明:不同浓度条件下多分散颗粒的沉积剖面都符合“上陡峭,下平缓”的超指数分布,而不是常规模型预测的指数分布。超指数分布是多分散颗粒的非均等沉积造成的,常规模型均化了沉积颗粒的空间分布,Kozeny-Carman模型可以模拟颗粒的非均等沉积造成介质不同位置渗透性能降低,介质的堵塞程度与颗粒大小直接相关,介质渗透性能最大降低为原来的52%,雨洪水中粒径>2.26 μm颗粒的沉积是造成堵塞的主要原因。

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CW系化学灌浆材料与技术及其在水库大坝除险加固中的应用

汪在芹, 廖灵敏, 李珍, 魏涛

长江科学院院报. 2021, 38(10): 133-139. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210624

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大坝渗漏治理是水库大坝除险加固中一项非常重要的工作。水利水电工程复杂不良地质体和混凝土深层微细裂缝缺陷所引起的坝基和坝体渗漏问题,对水库大坝的力学和渗透稳定性极为不利,如何有效处理是工程界面临的重大技术难题之一。仅采用普通水泥、湿磨细水泥或超细水泥灌浆往往难以达到预期防渗补强加固要求,化学灌浆是一种更为有效的技术手段。长江科学院结合国家重大水利水电工程建设需求,针对以上技术难题,通过多年持续创新与突破,研发了CW系列高性能化学灌浆材料,开发了配套灌浆装备系统和精细控制工艺,由此形成水库大坝除险加固CW化学灌浆成套新技术。该技术已成功应用于国内外100余个重点水利水电工程,有效保障了工程安全运行和综合效益发挥,产生了巨大的社会、经济和生态效益。

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水工建筑物混凝土新型防护材料研究与应用

李珍, 冯菁, 韩炜, 邵晓妹

长江科学院院报. 2021, 38(10): 140-147. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210622

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水工建筑物由于经常受到水压、水流冲刷、冻融或干湿循环等作用,容易出现渗漏、老化、溶蚀破坏及腐蚀等问题,缩短了建筑物的服务寿命。以聚氨酯和聚脲为基体,通过聚合反应或物理添加的方式,开发出新型含氟聚氨酯和氟改性聚天冬氨酸酯聚脲两种防渗抗裂涂层材料;通过三氟氯乙烯与不同的乙烯基醚和乙烯基酯的共聚制得了绿色环保的水性氟碳树脂涂料;以聚脲和乙烯基酯树脂为基体,通过与纳米或微米级无机粒子复合的方式,研发了抗冲磨材料。上述一系列防渗抗裂、抗老化、抗冲磨新型防护涂层材料,已成功应用于丹江口大坝加高工程混凝土表面防护、三峡船闸闸墙混凝土抗冲撞等工程,经现场测试及较长时间的服役考验,效果良好。研究成果可为水工防护材料的开发和性能提升优化研究提供重要依据。

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水工混凝土矿物掺和料的开发与应用研究综述

石妍, 李家正, 董芸, 周世华, 林育强, 陈霞

长江科学院院报. 2021, 38(10): 148-155. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210540

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历经六十余载,长江科学院材料与结构研究所对水工混凝土矿物掺和料开发与应用进行了系统的研究。首次将优质粉煤灰规模化应用于三峡工程,并开发了用于水工混凝土的磷渣粉、石灰石粉、天然火山灰等新型矿物掺和料,掌握了其影响混凝土的性能规律,编制了系列技术标准,形成了水工大体积混凝土矿物掺和料应用技术体系。部分研究成果在我国大中型水利水电工程中得到成功应用,是水利水电工程建设、混凝土矿物掺和料选择的主要依据之一。对部分研究内容进行简要介绍,包括水工混凝土矿物掺和料的分类、不同胶凝体系的水化机理、对水工混凝土性能影响以及配合比设计、施工工艺等,梳理相关科研成果,旨在推动新型矿物掺和料在大中型水利水电工程中的应用,拓展水工混凝土掺和料品种与范围,为水利水电工程混凝土的设计提供重要的理论依据,提高我国筑坝技术水平、促进水工材料学科发展。

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乌东德高拱坝大坝混凝土长期性能试验研究

周世华

长江科学院院报. 2021, 38(10): 156-160. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210237

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乌东德大坝是世界上首座全坝应用低热水泥的特高拱坝,大坝混凝土采用“低热水泥+35% Ⅰ级粉煤灰”胶凝材料体系设计方案,全面掌握大坝混凝土性能对工程安全运行至关重要。对乌东德大坝胶凝材料水化性能、混凝土力学性能、混凝土变形性能、混凝土绝热温升等开展了试验,研究了乌东德大坝低热水泥混凝土5 a龄期的性能发展规律。研究表明,乌东德大坝混凝土用胶凝体系在3 a龄期后水化程度为90.4%,水化进程达到准稳定状态;从性能发展规律可分析得出,大坝混凝土最终抗压强度为70.5 MPa、弹性模量约42 GPa、干缩约380×10^-6、自生体积变形约20×10^-6,较同条件下中热水泥混凝土,具有长期强度高、弹性模量相当、长期体积稳定性好等特点;乌东德大坝混凝土绝热温升的最终收敛值为27.9 ℃,3 a龄期后绝热温升年增长仅0.1 ℃,后期无“翘尾”现象。综合分析可知,乌东德大坝混凝土的各项性能约1 a龄期后逐步进入缓慢收敛状态,3 a龄期后基本达到稳定状态。

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混凝土水分传输及边界条件试验研究

蒋科, 庞超明, 张晖, 李洋, 陈薇

长江科学院院报. 2021, 38(10): 161-166. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210590

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混凝土内部水分传输是导致耐久性问题的主要原因。根据混凝土块体和薄片在水分传输方面的相似性,基于已有混凝土润湿过程水分传输模型推导了混凝土薄片中水分传输方程,研究了纯水和不同浓度盐溶液环境下混凝土润湿过程水分传输规律,并以混凝土薄片为对象模拟研究了混凝土边界层水分传输规律。研究结果表明:混凝土边界层润湿过程由毛细吸附为主导,离子的存在不改变基本规律,仅影响传输速率。通过试验数据对质量传输模型进行拟合和验证,结果表明二者相关性较好。并在此基础上推导出了混凝土边界层饱和度变化模型,较好地描述了一维传输方向上混凝土边界层的饱和度变化规律。

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空间信息技术在水利行业的应用回顾与展望

郑学东

长江科学院院报. 2021, 38(10): 167-173. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210623

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精细化、智能化是当今科技发展的大趋势,空间信息技术的飞速发展推动了水利现代化进程。综合论述了空间信息技术在水利行业的应用场景和发展现状;分析了传统“3S”技术与新一代信息技术在水利行业发展趋势及应用前景;全面总结了长江科学院空间信息技术应用研究所20年来在利用空间信息技术应用在防汛抗旱减灾、水利工程全生命周期管理、水利工程对生态环境影响监测与评价、河湖管理、水土流失动态监测等方面的研究成果和典型案例。探讨了进一步围绕水利全要素立体感知、水利大数据综合利用、人工智能与水利业务深度融合等开展研究。

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基于互联网社交媒体的“河湖长制”舆情分析系统构建

陈喆, 魏思奇, 吴仪邦, 文雄飞, 向大享, 李经纬

长江科学院院报. 2021, 38(10): 174-179. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210425

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微博作为目前主流的互联网社交媒体,群众可在其上随时随地发布“河湖长制”相关的事件信息。通过微博对感兴趣事件进行提取与分类可以有效提高“河湖长制”管理过程中问题事件的发现与解决效率,并针对群众对河湖岸线管理状态评价进行有效的监测与分析。随着“互联网+”技术在河湖长制中发挥巨大作用,对微博社交大数据在“河湖长制”管理工作中的应用进行了探讨,基于互联网社交媒体中含有的大量关于“河湖长制”事件的文字描述信息,提出了微博社交文本信息挖掘系统框架,采用互联网爬取技术和语义分析技术抓取关于“河湖长制”事件的新闻和公众信息,并对事件进行识别,提取时间、位置和事件类型等标签,最后进行数据挖掘分析情感倾向。以2018年6月至2020年12月微博上珠江河网区数据为实例,情感分析模型在测试集上的事件分类准确率为88.6%,证明该模型具有一定的可用性。该舆情分析系统可极大提高了“河湖长制”管理效率。

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大坝安全监测智能感知与智慧管理技术研究及应用

黄跃文, 牛广利, 李端有, 韩笑, 周华艳

长江科学院院报. 2021, 38(10): 180-185. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210589

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水库大坝安全监测是工程安全的重要保障措施,亟需结合新一代信息技术,提升大坝安全监测能力。系统总结了长江科学院近年来在大坝安全监测智能感知与智慧管理技术方面的研究及应用工作,通过研发系列化智能传感器、智能采集单元和物联网感知平台,建设统一的大坝安全监测数据资源池,开发通用化安全监测云服务系统,搭建专业数据挖掘平台和综合可视化应用,实现了大坝安全监测数据感知、传输、管理、分析及展示全链路应用,形成了大坝安全监测全生命周期智慧解决方案。研究成果已在乌东德、溪洛渡、向家坝、大藤峡等100余项水利水电工程中成功应用,为保障工程建设及运行安全发挥了重要的支撑作用,具有很好的推广应用前景。

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灌浆工程自动监测技术进展与展望

贾宝良, 罗熠, 张慧, 郭亮

长江科学院院报. 2021, 38(10): 186-191. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210662

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水泥灌浆工程是隐蔽工程,灌浆工程质量难以进行直观检查和控制,因此对灌浆过程参数进行自动监测是十分必要的。综述灌浆自动记录仪技术进展,概述灌浆自动记录仪研制历程和数字化灌浆监测系统发展状况,并融合现代电子、物联网、大数据和区块链技术最新成果,智能化灌浆自动记录仪、灌浆全过程智能监测云平台、灌浆在线监测数据反造假分析技术和基于BIM+GIS技术的灌浆监测系统进行展望,该技术有利于保障水电工程安全和工程质量,降低工程成本,提高工程建设管理信息化水平。

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长江科学院水电机组控制设备技术最新进展与展望

潘熙和, 黄业华, 聂伟, 方斌臣, 严国强, 程远楚

长江科学院院报. 2021, 38(10): 192-198. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210636

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当下我国水电事业进入了高质量发展的新阶段。针对水轮机调速器和同步电机励磁两个专业领域的技术现状进行了阐述,展现了控制理论研究和特种机型调节模式方面取得的进展,以及双核励磁调节器的主要技术特点,综述了长江科学院近10多年来在水电机组控制设备技术创新、产品创新和行业标准制定等方面的主要研究成果。并对水轮机调速器和同步电机励磁技术为实现“碳达峰”与“碳中和”目标作出更大贡献的发展前景进行了展望,指出研究人员必须提高调速系统与励磁系统的可靠性和智能性,并做到自主可控。

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《长江科学院院报》近十年来发展述评

姜小兰, 赖跃强, 刘运飞, 黄玲

长江科学院院报. 2021, 38(10): 199-206. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210749

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为了纪念长江科学院建院70周年,对《长江科学院院报》近10 a来的稿源与载文量、影响因子、作者群结构、基金论文比、学科分析、编委会作用、优质稿源、论文学术不端、新媒体融合、编辑队伍建设、取得的成绩等进行梳理与分析。结果表明:近10 a来期刊发展变化较大,来稿量和发文量分别增加了191%和41%;期刊复合被引频次和期刊影响因子分别提高了146%和74%;期刊其他各项指标也呈稳步提升趋势。通过分析,梳理了期刊的发展历程,旨在进一步提高办刊质量,更好地为推进水利科技进步、促进社会经济发展服务。

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