长江科学院院报

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长江科学院院报. 2021, 38(7): 0-0.

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长江源区水循环研究现状及问题思考

常福宣, 洪晓峰

长江科学院院报. 2021, 38(7): 1-6. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20201035

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长江源区位于青藏高原腹地,海拔高、气温低,自然条件恶劣,水文气象监测站点很少,基础资料缺乏,水循环研究相对较少。综述了长江源区水循环研究和观测现状及其存在的问题和困难。目前,长江源区监测站点少且布设不合理,仪器设备运行维护困难,监测数据不能满足相关要求;对水资源变化趋势、下垫面径流效应、水循环机制、地下水运移等水循环机理方面的研究不够深入;水文模拟模型结构有待完善、适用性和通用性还有待验证。提出应采取多部门多学科联合,完善观测站点和平台建设,加强科学研究与国际合作、信息服务和社会效益等措施,促进原位观测和基础理论研究,在观测手段和三水转换、水量平衡、水热耦合等水循环机理,以及高寒水文模型研发和全球气候变化影响等方面加强研究和创新。

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变化环境下长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区干流水沙过程演变分析

吴华莉, 金中武, 周银军, 李志晶

长江科学院院报. 2021, 38(7): 7-13. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200599

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为了研究环境变化对长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区河段干流水文过程的影响,运用双累积曲线法和数理统计方法对向家坝水文站和朱沱水文站长时间实测水沙数据进行分析。结果表明:①保护区河段干流年径流量无明显下降趋势,年输沙量则呈明显减少趋势;②径流量和输沙量相关性在1998年和2012年出现明显突变,在突变点为分界点的3个时段(建站至1997年、1999—2011年、2013年以后),向家坝站水沙拟合系数R²分别为0.999、0.996、0.989 5,朱沱站水沙拟合系数R²分别为0.999 6、0.995 6、0.983 6;③在鱼类产卵期3—7月份以及11—12月份,流量均值及峰值明显改变,以3月份为例,以突变点为分界点的3个时段对比分析显示,向家坝站日平均流量分别增加了34.3%、58.5%,朱沱站日均流量分别增加了16.1%、21.1%,此外,蓄水运用后多数月份日均流量变化幅度明显大于水库建设过程中。研究成果可为长江上游河道生境修复及梯级水库生态调度提供理论依据。

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淡水环境中微塑料采样及预处理方法研究进展

李丹文, 林莉, 潘雄, 吴晓晖

长江科学院院报. 2021, 38(7): 14-23. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200586

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微塑料是一种广泛存在的新型环境污染物,几乎存在于任何环境介质中,在海洋、河流、陆地、大气、土壤中均发现有微塑料污染。为更好地了解淡水环境中微塑料的研究情况,详细介绍了淡水系统中的微塑料采样和预处理方法,并探讨了其发展方向。其中,采样方法涉及水体、沉积物及水生生物方面;在微塑料的提取方面,比较了不同提取溶液和提取方法的优缺点;在样品消解方面,分析了不同消解液和消解方法的优缺点。最后针对现阶段微塑料分析方法存在的不足,提出了今后的发展趋势及工作展望,以期为淡水环境中微塑料的采样及预处理技术发展提供参考。

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新型铁碳微电解材料对水体磷的净化效果

胡艳平, 王振华, 李青云, 龙萌, 李冠亚

长江科学院院报. 2021, 38(7): 24-28. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200482

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传统铁碳微电解填料在除磷过程中出现的填料板结、沟流等问题不但会导致水体除磷效果降低,而且填料上脱落的碳颗粒导致产泥量增大还会增加后续处理成本。为此,采用铁基材料和碳纤维组成的新型铁碳微电解材料为除磷材料,以碳纤维、铁基材料等除磷材料为对照,考察了新型铁碳微电解材料对武汉市某湖泊水体总磷的去除效果及不同处理时间对水体总铁浓度和浊度的影响。结果表明:间歇曝气处理10 h,新型铁碳微电解材料、铁基材料和碳纤维对水体磷的去除率分别为80.00%、76.73%、2.86%;铁碳微电解处理72 h后静置96 h,水体总磷浓度从静置前的0.052 mg/L降至0.012 mg/L,水体总磷达《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅱ类标准,水体浊度和水体总铁浓度均变化不明显,最终分别为4.14 NTU和0.089 mg/L;悬挂于水体中的新型铁碳微电解材料未出现填料板结、沟流等现象,且水处理过程中仅产生铁絮凝物,克服了传统铁碳填料中因碳颗粒脱落导致产泥量增大等问题,提高了水体磷的去除率,而且水体浊度和总铁浓度增加不明显。研究成果有助于探寻水体富营养化治理的新途径。

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基于EEMD方法的区域降水事件特征分析——以京津冀地区为例

韩佳昊, 张琪, 沈玲玲

长江科学院院报. 2021, 38(7): 29-35. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200460

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区域降水事件特征影响水循环,进而对社会经济各个方面有着深远的影响。京津冀地区是我国的政治、经济、文化中心,水旱灾害频发,亟需全面了解该地区区域降水事件特征。以京津冀地区173个气象站1989—2018年间逐日降水数据为基础,共识别出552次区域降水事件,采用集合经验模态分解(EEMD)等方法,从持续时间、覆盖范围、降水强度3个要素对京津冀地区区域降水事件特征及时空分布情况展开研究。结果表明:①区域降水事件发生频率有随持续时间、覆盖范围增大而减小的趋势,减小趋势逐渐变缓,区域降水事件的降水强度在10 mm附近频率最高,区域降水事件的3个要素均与综合性强度有着明显的正相关关系;②京津冀地区区域降水事件综合性强度年际变化呈现出10 a左右的周期,但长期趋势性不明显;③京津冀地区区域降水事件沿地形呈“西北少、中部多”的空间分布规律。研究成果可为当地水资源规划、防灾减灾等提供技术支撑。

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基于HYDRUS-1D模拟的降雨入渗条件下VG模型参数敏感性分析

毕彪, 钱云楷, 艾宪锋, 赵廷宁

长江科学院院报. 2021, 38(7): 36-41. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200446

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为了定量描述土壤水力参数变化对HYDRUS-1D模型输出变量10 cm层土壤水分动态分布、累积入渗量及湿润锋运移距离的影响,分别对HYDRUS-1D模型中的VG模型的5个土壤水力参数进行单因素扰动,采用修正的Morris筛选法分析降雨入渗条件下各土壤水力参数的敏感性。结果表明:模型参数的敏感性并不是一成不变的,针对不同的输出结果,参数敏感性随时间变化规律不同,根据研究需要确定参数敏感性区间对简化试验工作具有重要意义;边界条件也是影响模型参数敏感性的重要因素之一;对于不同的受影响研究对象,5个参数的敏感性不同。因此在应用模型模拟时,应该确保高敏感性参数的准确性及边界条件的真实性。

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杭州江北主城区排涝格局优化研究

蒋建灵

长江科学院院报. 2021, 38(7): 42-45. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200605

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通过分析杭州江北主城区涝灾成因和区域防御总体能力,优化城区排涝格局,提出城市包围方案,为开展新一轮城市防洪排涝规划和治理工程提供决策参考。基于区域已有的杭嘉湖区域水利综合规划、杭州市城市防洪减灾规划、杭州城西科创大走廊水利专项规划等推荐的水利防洪排涝工程基础上,采用一维河网非恒定流数学模型,建立杭嘉湖东部平原防洪水利计算模型,计算城市包围方案实施效果。研究结果表明,通过北控线建闸建泵并进行优化调度,杭州江北主城区既能满足排涝标准,主动防御,又能最大程度减轻对下游地区的防洪压力,兼顾流域防洪。该研究成果对确定城市防洪排涝方案具有借鉴意义。

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基于贝叶斯优化LightGBM的大坝变形预测模型

高治鑫, 包腾飞, 李扬涛, 王一兵

长江科学院院报. 2021, 38(7): 46-50. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200444

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为了解决大坝变形预测模型易陷入局部最优及不适用大规模数据等问题,采用一种快速高效的基于决策树的梯度提升框架LightGBM,并结合全局优化算法——贝叶斯优化进行大坝变形预测。为验证模型适用性,以两座实际混凝土坝工程为例分析,并与多元线性回归、支持向量回归机和多层神经网络等预测结果进行比较。结果表明,该模型均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)等指标均优于其他方法,验证了该模型的可行性及优越性。LightGBM可对输入参数的重要性进行评估,对影响大坝变形的特征进行筛选,从而确定对大坝变形影响更显著的因素,为后续的安全评估工作提供参考。

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水布垭面板堆石坝坝体后期变形时空分布规律研究

徐琨, 杨启贵

长江科学院院报. 2021, 38(7): 51-57. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200512

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通过分析水布垭面板堆石坝的长期实测变形资料,对最大坝高断面和下游坝面的后期变形情况进行研究,揭示了坝体后期变形的时空分布规律。研究表明:沉降是坝体后期变形的主要形式;后期沉降增量基本随高程升高而增大,但后期水平位移增量的分布未表现出与高程的相关性;下游坝面后期变形阶段的三向变形增量的分布规律与面板堆石坝一般变形规律类似;最大坝高断面和下游坝面的变形发生时序存在差异,下游坝面的变形大多在后期变形阶段发生,而最大坝高断面的沉降主要发生在后期变形阶段之前;此外,坝内各测点的年沉降增量演化均呈现出一定的波动性;下游坝面测点的历年沉降增量有明显分布规律,且各测点的年沉降增量基本呈逐年减小趋势。根据坝体后期变形时空分布规律,适当提高坝体中上部,特别是中上部下游侧筑坝料的填筑标准,对降低坝体后期变形能起到良好效果。

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泡沫塑料滤层的雨洪入渗物理淤堵模拟试验研究

徐震飞, 吴庆华, 张家发

长江科学院院报. 2021, 38(7): 58-65. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200365

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泡沫塑料是一种新型滤层材料,在海绵城市入渗系统中具有较好的应用前景,迄今仍存在不同雨洪悬浮物特征下滤层规格的选取以及淤堵之后如何维护等疑难问题。针对雨洪悬浮物淤堵问题,通过在典型场地取样调查分析,得出研究区域雨洪悬浮物粒径级配及浓度范围,采用室内试验来模拟泡沫塑料滤层的物理淤堵过程。将雨洪颗粒划分为5个粒组,分别制备悬浮物溶液,系统开展了滤层入渗模拟试验,建议了滤层选型原则。即对于粒径[0.1,0.25) mm以及<0.1 mm的细颗粒,与其相对应的具有最佳截留效果的滤层规格分别为80 ppi和100 ppi。采用组合级配悬浮物颗粒制备不同浓度的悬浮物溶液,针对两种规格的滤层,开展了入渗模拟试验,获得了泡沫塑料滤层渗透系数下降速度随悬浮液浓度的变化规律。即相同滤层孔径下,雨洪悬浮物浓度越高,滤层淤堵速度越快;相同悬浮物浓度下,滤层孔径越小,淤堵速率越快。滤出液浊度的分析结果也证明了渗透系数的变化规律。

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不同加载速率下端部节理岩桥变形破坏及裂隙扩展试验研究

陈永峰, 张海东, 赵广臣

长江科学院院报. 2021, 38(7): 66-72. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200421

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边坡岩体内部岩桥对边坡稳定性起控制作用,而边坡岩桥破坏由于受开挖速度的影响会产生加载速率效应,探究边坡内部岩桥在加载速率影响下的变形破坏特征和裂隙扩展机制具有重要意义。通过对类岩石材料试样端部预制裂隙以形成中部岩桥,结合数字图像相关技术,分析了不同加载速率下不同岩桥长度试样破坏特征和裂隙起裂、扩展、贯通规律,并利用断裂力学理论揭示了岩桥裂隙扩展机理。结果表明:应力-应变曲线呈现“峰后波动”和“应力陡降”特征;随加载速率的增加,峰值强度增大,峰值位移减小;得出5种裂隙扩展破坏类型,分别是①上裂隙贯通下端面、②岩桥贯通、③下裂隙贯通左端面、④下裂隙贯通下端面、⑤下裂隙贯通上端面;试样破坏时裂隙数量随加载速率的增大而减少,且试样裂隙首先从下部裂隙尖端起裂;推导了单轴压缩条件下考虑闭合效应的裂隙尖端应力强度因子表达式,起裂角理论计算与试验实测结果在误差允许范围内;岩桥试样表面应变场的变化随加载速率的增大而增大,且试样破坏是由前期损伤累积所导致的。研究成果可为揭示不同加载速率下岩质边坡内部的变形破坏机制、分析围岩稳定性提供理论依据。

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基于波速对渗透性反演的富水砂岩注浆效果分析

陈宾, 赵立权, 胡惠华, 姚盛丹, 赵延林, 刘通

长江科学院院报. 2021, 38(7): 73-79. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200392

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针对富水破碎砂岩注浆止水效果难以逐点检测的问题,提出采用声波测井反演渗透性,对细部止水效果进行评价。基于Wyllie-Clemenceau波速-孔隙率公式以及Kozeny-Carman渗透方程,建立了富水砂岩波速-渗透率理论模型。以湖南某地基注浆工程为研究对象,采用岩心试验、声波测井以及压水试验,获取了注浆前、后岩心及岩层的波速和渗透率,通过拟合岩心数据,验证了波速-渗透率模型,并发现其存在以下规律:波速与渗透率呈非线性负相关,关系曲线具有明显的变化率分界点;注浆影响骨架波速与岩性指数。将测井波速反演的各测点计算渗透率与压水试验渗透数据对比,验证了模型在工程中的可靠性。以计算渗透率为基础,建立了富水砂岩注浆效果定量评价体系,并对案例进行了评价。

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复合制剂修复铬污染土的条件优化及微观特性

李喜林, 于晓婉, 刘玲, 马征, 范明

长江科学院院报. 2021, 38(7): 80-87. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200703

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针对单一还原法和固化/稳定化技术处理铬污染土效果不佳的问题,提出还原-固化/稳定化联用方法,通过单掺试验和L₉(3⁴)正交试验,确定了还原剂、吸附剂、固化剂所组成的复合制剂的最佳配比,并采用扫描电镜对固化/稳定化铬污染土进行了微观表征。研究结果表明,复合制剂最佳配比为:CaS₅用量是污染土中Cr(VI)还原为Cr(Ⅲ)所需理论还原剂量的3倍;合成沸石掺量为15%;水泥掺量为20%。扫描电镜分析结果显示,复合制剂通过还原-吸附-固化联合作用,减小了Cr(VI)和Cr(Ⅲ)对水化反应和凝硬反应的阻碍作用,强化了固化/稳定化效果,对固化体的浸出浓度降低效果显著,毒性浸出满足相关标准要求。

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基于新型人工软土技术的加筋碎石桩复合地基承载特性模型试验

李良勇, 陈建峰, 彭铭

长江科学院院报. 2021, 38(7): 88-95. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200489

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为研究地基不排水或排水不畅情况下加筋碎石桩复合地基的承载特性,配置了由钠基膨润土和甘油混合而成的新型人工软土地基,进行了4组加筋碎石桩复合地基路堤模型试验,并与排水条件下的试验结果进行对比分析。研究结果表明:加筋碎石桩复合地基沉降随筋材刚度的增大而明显减小,其桩土应力比远大于排水条件下的桩土应力比;筋材刚度较大时,桩体发生向路堤外的整体倾斜变形,而筋材刚度较小时,桩体则发生向路堤内的弯曲变形;部分加筋碎石桩复合地基的沉降明显大于全长加筋情况,且其桩土应力比小于全长加筋时的桩土应力比,但仍大于普通碎石桩的桩土应力比;不同加筋长度碎石桩桩体均在其加筋范围内发生弯曲变形,在未加筋部位发生鼓胀变形;排水条件对加筋碎石桩桩体变形和稳定性有显著影响,排水条件好,桩体弯曲变形小,反之,桩体则产生显著的弯曲变形。通过试验分析得出对于路堤荷载下的加筋碎石桩复合地基,应采用刚度较大的筋材对碎石桩体进行全长加筋,并保证地基的排水,可大幅提高路堤的稳定性。

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反倾岩质边坡弯曲倾倒-剪切滑移破坏分析方法研究

安明旭, 张虎

长江科学院院报. 2021, 38(7): 96-101. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200471

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目前反倾岩质边坡弯曲倾倒破坏分析方法仍以基于极限平衡理论的悬臂梁模型为主,但大多未考虑坡脚岩层的剪切破坏。为准确评价该类边坡的稳定性,建立考虑坡脚岩层剪切破坏的分析计算方法。首先,根据岩层变形破坏特征,将边坡分为后缘稳定区、中部弯曲倾倒区和前缘剪切区3个区域;其次,建立弯曲倾倒-剪切滑移破坏模式的稳定性分析方法;最后,通过工程实例验证,并进行参数分析。研究结果表明:提出的分析方法与工程实际符合性较好;边坡在倾角较陡、坡角较大时稳定性最差,坡角对边坡稳定性影响大于岩层倾角的影响;岩层厚度及层面内摩擦角增加有利于边坡稳定性,且会扩大坡脚剪切区范围。研究成果对反倾岩质边坡破坏的防治具有实践指导意义。

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考虑渗流影响的幂强化-理想塑性模型圆形隧洞围岩弹塑性新解

于旭光, 郑宏

长江科学院院报. 2021, 38(7): 102-108. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200399

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合理的强度准则在幂强化-理想塑性模型圆形隧洞围岩弹塑性分析中十分重要。为了得到适合该模型的强度准则,首先对4种常用岩土材料强度准则进行归纳总结,进而得到平面应变统一线性方程;然后考虑渗流影响,推导了幂强化-理想塑性模型圆形隧洞围岩处于塑性区、幂强化区时的应力、位移及塑性区半径的统一解;最后探讨了强度理论效应、幂强化参数和孔隙水压力对圆形隧洞围岩弹塑性分析的影响。研究结果表明:圆形隧洞围岩强度理论效应显著,经与有限元分析对比,应推荐使用Mogi-Coulomb准则、统一强度理论(b=1/2,c=0)准则、统一强度理论(b=1,c=0)准则;其次可使用内接圆DP2准则、等面积圆DP4准则,不建议使用内切圆DP3准则、Mohr-Coulomb准则,谨慎使用外接圆DP1准则、统一强度理论(b=1,c=1)准则;幂强化参数中幂强化系数m值对塑性区半径无影响,而塑性区位移随m值减小而增大,围岩塑性区半径和位移均随幂强化指数n值增大而增大;塑性区半径、径向应力和切向应力峰值均随孔隙水压力增大而增大。研究结果可为应变强化效应较强的圆形隧洞围岩支护设计提供重要的理论依据。

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基于BIM的精细化土石方量计算方法

彭慧琼

长江科学院院报. 2021, 38(7): 109-114. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210288

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土石方量是影响大型土木工程的工程进度和技术经济指标的重要参数。提出了一种基于BIM的精细化土石方量计算方法,以提高计算速度和精度。首先,将大型土木工程的地表面分成若干矩形子域,在每个子域上采用独立的薄板样条插值函数进行曲面拟合;然后,采用规则直角三角形网格对地形曲面进行离散,通过三角形网格的自动加密来提高和控制计算精度;最后,通过开挖面与地形面三角面片的拓扑及几何计算,得到准确的开挖边界位置,从而实现自动放坡并在BIM中生成三维开挖实体,得到精细化的土石方量计算结果。算例分析结果表明,所提出的方法可以自动准确计算大型土木工程的土石方量,提高设计效率和质量。

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高掺量矿渣砂浆的力学强度、耐久性及生态效率评价

陈佩圆, 何士成, 王鹏举, 胡秀平, 徐海军

长江科学院院报. 2021, 38(7): 115-119. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200385

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为充分发挥矿渣混凝土的绿色环保的优点,加快高掺量矿渣混凝土的应用,使用矿渣取代80%水泥制备了矿渣生态砂浆,利用硅粉作为基本性能调控材料,研究了硅粉掺量与矿渣砂浆力学和耐久性能的关系,并评价了矿渣砂浆的生态效率。研究结果表明,硅粉有助于缓解高掺量矿渣砂浆的缓凝问题,在10%硅粉掺量下,矿渣砂浆的凝结时间与基准组相近。另外,硅粉可显著改善矿渣砂浆的力学强度和耐久性,在最优掺量组 (5%)中,矿渣砂浆的28 d抗压强度和抗折强度均高于基准组。矿渣与(2.5%~10%)硅粉复掺时,砂浆的毛细吸水率降幅为8.83%~26.81%,电通量降幅为5.28%~36.87%。本研究通过使用矿渣和硅粉共同取代80%水泥,有效改善了矿渣砂浆的基本性能,提升了其生态效率,可为矿渣生态混凝土的应用与发展提供理论依据。

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金沙江下游流域生态环境管理与分析评价系统建设

杨坤, 李晓飞, 宫留留

长江科学院院报. 2021, 38(7): 120-124. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200436

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针对金沙江下游流域生态环境管理信息利用和信息服务能力不足的问题,设计并开发了流域生态环境管理与分析评价系统。系统基于物联网、地理信息系统、分布式文件存储、系统集成等技术,以及当前主流的SSM(Spring+SpringMVC+Mybatis)为核心的技术架构,实现了对金沙江下游流域生态环境管理信息和监测数据的统一储存、管理和分析评价。系统采用半紧密式集成方式集成功能强大、源代码开放的EFDC模型,将水质、水温模拟推演核心计算模型和信息系统串连起来,实现金沙江下游流域水库水质、水温模型的联机在线运算。系统的应用将辅助科学、高效开展金沙江下游流域环保部门生态环境管理工作。

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基于集群化架构的水资源管理系统设计与案例研究

冯快乐, 周建中, 刘懿, 汤正阳, 周超

长江科学院院报. 2021, 38(7): 125-131. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200416

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随着现代水利信息资源的深入开发和利用,传统的集中式水资源管理系统集成方法已经难以满足水利专业模型的高性能和服务化需求。微服务系统架构将模型封装成服务资源,为上层高级智能应用提供模块化的底层功能,是一种细粒度、低耦合、可伸缩的水资源管理模型集成方法。在专业模型的服务化中,单个服务的运行效率是系统整体性能的关键因素。在微服务系统架构下,结合水资源管理专业模型的服务化需求,提出了一种有效的水资源管理系统服务集群化方法;在采用主流的容器技术实现专业模型服务的横向性能扩展的同时,采用网关技术实现了网络和服务的负载均衡。相关技术在金沙江下游-三峡梯级电站水资源管理决策支持系统中得到应用,可为水利信息化系统的设计和开发提供参考。

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适应长江经济带绿色发展的长江水资源开发保护总体战略

吴志广, 袁喆

长江科学院院报. 2021, 38(7): 132-136. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210324

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经过了近5年的生态环境整治和经济社会发展绿色转型,长江水资源开发保护取得了显著的成效。但过去40多年粗放型的经济发展所带来的负面影响难以在短期内得到根除,长江生态环境面临的形势依然严峻复杂,也制约了长江经济带的可持续发展。如何推进绿色发展,实现经济发展和生态环境改善“双赢”是长江经济带绿色发展的新要求和新挑战。通过辨识绿色发展视域下长江水资源开发保护中存在的不足,以生态优先、绿色发展的理念为指导思想,围绕“高效、适度、平衡、和谐”的目标,提出适应于绿色发展需求的长江水资源系统性保护的主要任务与重点工作,以期为探索长江经济带生态优先、绿色发展新路径提供参考和借鉴。

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基于混沌理论的汉江上游安康站1950—2014年逐月降水量特征

赵自阳, 王红瑞, 赵岩, 胡立堂, 刘海军

长江科学院院报. 2021, 38(7): 137-142. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210007

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通过对安康站1950—2014年逐月降水量的趋势进行分析,发现其降水存在周期变化。基于自相关函数法、C-C关联积分法来确定安康站降水的非线性系统的延迟时间、嵌入维数后,对降水序列进行了相空间重构,并利用G-P关联维法以及最大Lyapunov指数法进行混沌特征识别。结果显示:采用G-P关联维算法分析安康站1950—2014年降水时间序列并不能得到其存在混沌特性的结果,但最大Lyapunov指数法显示其存在混沌性;基于现有780个月份降水数据,可预报的最大时间长度为7个月。研究结果可为当地和下游地区的径流预报提供科学支撑。

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长江源区主要河流表层沉积物及沿岸土壤重金属分布特征及来源

刘敏, 邓玮, 赵良元, 胡园, 黄华伟, 高菲

长江科学院院报. 2021, 38(7): 143-149. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20201371

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采用电感耦合等离子体质谱仪和原子荧光分光光度计测定了长江源区主要河流沉积物及周边土壤中14种重金属的含量,并采用富集因子法评价了长江源区主要河流沉积物及土壤中重金属富集程度,同时分析了河流沉积物及沿岸土壤中重金属分布特征及来源。研究结果表明:长江源区主要河流表层沉积物中,除Ni、Pb、Cd、Hg四种重金属外,其他元素含量均低于中国沉积物的平均含量;沉积物中Hg、Ni和Cd存在一定富集;与长江源区其他河流沉积物中重金属相比,沱沱河Cd含量相对较高,楚玛尔河重金属含量均相对较低,而通天河Hg和Fe含量相对较高;沉积物中重金属主要受自然因素影响。土壤中Ni、Pb、Cd、Ti略高于青海省土壤背景值,但重金属富集程度均较低;与长江源区其他河流沿岸土壤中重金属相比,当曲Cr、Ni、Cu含量相对较高,沱沱河Pb、Cd、Sb和Tl含量相对较高,而通天河V含量相对较高;重金属主要受自然因素影响,但部分重金属可能受交通因素影响。研究成果可为长江源区生态环境保护提供基础支撑。

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滇中受水区农业节水潜力估算与分析

顾世祥, 朱赟, 李亚龙, 刘凤丽, 熊玉江

长江科学院院报. 2021, 38(7): 150-154. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210017

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为了最大力度地发挥滇中受水区农业节水潜力,实现农业可持续发展,拟对滇中受水区农业节水潜力进行估算分析。以2017年为现状基准年,2030年为规划水平年,基于滇中地区气象站、实地调研等数据资料,拟定5个节水发展情景,利用水利部推荐的农业节水潜力计算方法计算各情景下的农业节水潜力,并进行区域粮食安全与节水投资效益分析。结果表明:滇中受水区在规划水平年2030年灌溉水利用系数平均水平达到0.69,节水灌溉率达80%,高效节水灌溉率达30%;在现状年基础上,根据各受水小区实际种植结构,将水稻种植面积在-10%～3%的范围内调整时,在保障区域粮食安全的基础上,可实现18 782万m³的农业节水目标。

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2021年, 第38卷, 第7期　
刊出日期：2021-07-01

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