2021年, 第38卷, 第9期　
刊出日期：2021-09-01

  

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  长江科学院院报. 2021, 38(9): 0-0.

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专家特约稿
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  “20·8”洪水金沙江流域水库群调度对川渝河段的防洪作用

  陈桂亚, 冯宝飞

  长江科学院院报. 2021, 38(9): 1-6. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210079

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  2020年8月,受长江上游强降雨影响,岷江、沱江、涪江发生了大洪水或特大洪水。在长江上游水库群全力拦洪、削峰、错峰调度后,长江上游干流朱沱至寸滩江段仍出现超保证洪水,给川渝河段带来巨大的防洪压力。重点从暴雨洪水概况、金沙江水库群调度过程、还原计算等方面对“20·8”洪水展开深入研究,量化分析金沙江水库群调度对川渝河段的防洪作用。研究结果表明:金沙江水库群在长江4号、5号洪水期间共拦蓄洪量47.37亿m³,占寸滩以上水库群总拦蓄量的57.7%,成功实现与嘉岷流域的洪水错峰调度,削减了川渝河段洪峰流量9 400~11 700 m³/s,降低川渝河段洪峰水位2.6~2.8 m,避免了上游干流全线超保证水位,降低寸滩站洪峰水位约2.6 m,占其洪峰水位总削减值近9成,有效减轻了防洪压力。
河湖保护与治理
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  河道崩岸机理研究进展

  吕庆标, 朱勇辉, 谢亚光, 岳红艳

  长江科学院院报. 2021, 38(9): 7-13. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200518

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  基于河道崩岸现有研究成果,对崩岸类型的划分进行了梳理,进而将河道崩岸的影响因素概括为水流动力条件、河道边界条件,及其他因素3大类,并从数值模拟和概化模型试验2个方面总结了河道崩岸研究的进展。在此基础上,分析讨论了当前河道崩岸机理研究中存在的不足,如未能全面考虑各种因素影响、崩岸数值模拟技术不够完善、概化模型试验精度需进一步提高等。最后,对未来崩岸研究工作的开展,提出了需关注的重点与建议。
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  近60多年洞庭湖水沙演变特征及其与人类活动的关系

  张琳, 马敬旭, 张倩, 于茹, 任蓓, 王一新, 张英豪

  长江科学院院报. 2021, 38(9): 14-20. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200708

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  基于1955—2018年洞庭湖水沙数据,运用Mann-Kendall检验法、双累积曲线等方法分析了洞庭湖近60多年水沙演变特征及其与人类活动的关系。研究结果表明:①受长江荆江段河道变化以及水利枢纽建设等的影响,三口、四水入洞庭湖水沙呈显著下降趋势,其中以三口输沙量的变化最为显著,且受三口水沙变化的影响,城陵矶年径流量与输沙量均呈下降趋势;②1955—2018年,洞庭湖湖盆泥沙淤积量呈显著下降趋势,泥沙淤积量的减小主要与由水利工程建设等人类活动引起的三口输沙量的减小有关;③水利工程建设等人类活动降低了水体中的泥沙浓度,使得径流-输沙双累积曲线发生偏折,通过建立偏折前后累积径流-输沙关系,可定量评价人类活动对洞庭湖水沙的影响。水利工程建设等人类活动使得三口、四水以及城陵矶输沙量平均每年分别减少0.69×10⁸ t(2003—2018年)、0.22×10⁸ t(1986—2018年)和0.21×10⁸ t(1981—2018年)。
水资源
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  分流量区间BMA方法在小流域暴雨山洪模拟中的应用——以官山小流域为例

  刘杨合, 程磊, 张云帆, 张艳军, 卫晓婧

  长江科学院院报. 2021, 38(9): 21-26. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200854

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  小流域山洪灾害具有成灾时间短、突发性强、危害性大、频次多等特点,严重威胁着区域内社会经济发展和人民群众生命财产安全。受当前山区雨洪资料少、产汇流机理不够完善所限,小流域的暴雨洪水模拟存在着可靠性差、精度低的问题。以我国中部秦巴山区山洪灾害典型流域官山小流域为研究对象,搜集了近期代表性较好的10场洪水,以TOPMODEL、TUWMODEL和新安江模型结果为基础,基于分流量区间BMA方法计算模型权重,提出适用于小流域的水文集合预报模型。结果显示,相比单一水文模型,分流量区间BMA方法模拟的洪峰流量、洪量和峰现时间指标的合格率可分别提高4.5%、39.7%和48.9%,为官山小流域洪水模拟提供了一种有效的模拟手段。研究成果对提高山区小流域洪水预报精度具有一定的理论意义和实践价值。
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  基于模糊集对分析-五元减法集对势的新疆水资源承载力评价

  吴凡, 陈伏龙, 丁文学, 何朝飞, 龙爱华

  长江科学院院报. 2021, 38(9): 27-34. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200635

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  为定量评价新疆各地州水资源承载力状况、识别需要进行水资源承载力调控的地区,建立了新疆水资源承载力指标体系与评价等级标准,构建了模糊集对评价模型,结合五元减法集对势对新疆15个地州水资源承载力进行评价并诊断其发展态势。结果表明:新疆水资源承载力呈现出北疆较好、南疆其次、东疆稍弱的情况,评级为Ⅰ级的地区占13.4%,Ⅱ级占20%,Ⅲ级占20%,Ⅳ级占33.3%,Ⅴ级占13.3%,其中伊犁州水资源承载力最强,和田地区承载状况最差;吐鲁番地区的五元减法集对势值为-0.233 02、哈密地区为-0.303 1、阿克苏地区为-0.240 5、和田地区为-0.215 4,属于偏反势发展,需进行承载力调控;模糊集对分析评价结果与模糊聚类、物元分析法评价结果大体一致,具有可靠性。研究结果可为新疆水资源合理配置与调控提供可靠的科学依据。
水环境与水生态
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  洋澜湖沉积物中磷的分布及污染评价

  张为, 胡园, 陶晶祥, 黄华伟, 吴敏

  长江科学院院报. 2021, 38(9): 35-39. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200754

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  我国城市湖泊的生态系统功能下降,城市湖泊富营养化问题也日趋严重。城市湖泊的富营养化通常表现为磷限制,而湖泊沉积物是磷的主要归宿地。研究沉积物中磷的含量及分布特征,对探明其污染状况及湖泊富营养化的控制与治理具有重要的参考意义。洋澜湖作为典型的城市湖泊,近年来存在富营养化问题,以洋澜湖作为研究对象,分析其表层沉积物中的总磷(TP)浓度及空间分布特征,采用单因子指数法对沉积物中磷的污染情况进行评价,并选取3个代表性区域分析沉积物中磷的形态及垂向分布。结果表明,洋澜湖表层沉积物中TP的浓度为528~3 568 mg/kg,平均值1 096 mg/kg,其中西湖湖区的TP浓度最高,平均值1 362 mg/kg;洋澜湖表层沉积物总磷污染评价指数为0.88~5.95,表明整个湖区的沉积物均呈现一定程度的磷污染,其中轻度污染区域所占比例为9.38%,中度污染区域所占比例为32.81%,重度污染区域所占比例为57.81%。通过对沉积物中磷形态进行分析,沉积物中可交换态磷所占比例较小,铁铝结合态磷所占比例最高,是洋澜湖沉积物中磷释放的主要来源。
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  汉江中下游水体重金属时空分布及污染评价

  王珍, 刘敏, 林莉, 张胜, 潘雄, 陶晶祥

  长江科学院院报. 2021, 38(9): 40-47. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200737

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  为探明汉江中下游水体中重金属的污染状况,分别于2019年6月(丰水期)和2020年1月(枯水期)在汉江中下游选取20个监测断面采集水样,监测水体中Cu、Zn、Pb、Fe、Mn、As、Se和Cd 8种重金属的含量,分析汉江中下游水体中重金属污染的时空分布特征,并对水体重金属污染状况进行评价。结果表明:汉江中下游水体重金属污染以Fe、Mn为主,其他6种重金属浓度均满足地表水Ⅱ类水标准。汉江中下游水体中Fe和Mn含量沿程波动较大,二者变化规律基本一致。Fe和Mn含量最大值在支流竹皮河,其中Fe浓度超标4.63倍,Mn超标13%;此外,位于汉川市的S17断面Fe元素含量超标3.89倍。结合历史数据分析,发现近年来汉江中下游水体重金属含量总体呈上升趋势。评价结果表明,汉江中下游大部分水体水质良好,钟祥市和汉川市是汉江中下游重金属污染相对较重的两个城市,支流竹皮河的水体重金属污染问题需引起重视。
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  水网连通对大东湖富营养化的影响

  罗慧萍, 唐见, 曹慧群, 赵科锋

  长江科学院院报. 2021, 38(9): 48-54. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200763

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  为定量评价水网连通对湖泊富营养化的影响,以武汉大东湖水网连通为研究对象,构建大东湖水网水生态环境数学模型,在模拟分析水网连通前后COD、TN、TP、Chl-a等富营养化评价指标变化的基础上,进一步计算和评价水网连通对各湖泊综合营养状态指数、营养状态的影响。计算结果表明:水网连通后,杨春湖、沙湖、北湖水质改善,藻类生物量减少,水体富营养程度降低;东湖、严西湖水质有一定恶化,藻类生物量增加,水体富营养程度升高;水网连通对湖泊富营养化的影响较复杂,且存在污染风险。研究成果可为水网连通工程的管理运行提供参考依据。
水土保持与生态修复
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  城市水土保持区划及功能性评价研究——以宜昌市为例

  韩培, 董林垚, 王志刚, 邹明洋, 任洪玉, 刘纪根

  长江科学院院报. 2021, 38(9): 55-63. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200744

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  目前全国地级市水土保持区划工作滞后,宜昌市作为湖北省域副中心城市,城市水土流失严重。为突出地方特色、因地制宜地指导地方水土保持区划工作的落地实施,以宜昌市为例,在国家、省级水土保持区划成果的基础上,紧密结合宜昌市地方特点,逐步进行细化,形成宜昌市水土保持四级区划,并对区划成果进行基本功能分析评价。 宜昌市水土保持区划使用四级分区体系,前三级区划沿用国家水土保持区划中一级、二级、三级分区范围;四级区被分为6个水土保持片区:沿江平原丘陵农田防护区、香溪河山地生态维护区、三峡库区山地丘陵保土区、沮漳河山地丘陵保土区、清江山地水源涵养保土区以及中心城区人居环境维护区。全市共涉及5个水土保持基本功能,分别为农田防护、生态维护、土壤保持、水源涵养和人居环境维护。地级市水土保持区划分区既要在国家、省级水土保持区划基础上进行,同时还需突出地方特点,因地制宜。宜昌市水土流失治理应坚持预防为主,保护水源,并加强水土保持重点监管。
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  近30年来浏阳河流域景观格局动态及稳定性时空变化特征

  王志强, 曹善浩, 周宇航, 曹秀婷, 高耶, 刘贤赵

  长江科学院院报. 2021, 38(9): 64-70. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200591

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  为揭示浏阳河流域的景观稳定性时空变化特征,在RS和GIS技术支持下,利用1985年、2000年和2015年遥感影像获取流域内3期土地利用/覆盖类型数据,运用景观分析方法定量分析了1985—2015年间浏阳河流域景观结构变异特征、稳定性变化特征及景观稳定性与景观类型的相关关系。结果表明:①在1985—2015年间,浏阳河流域景观总体结构的时间变化特征为破碎化度、斑块边缘复杂度和景观多样性先增加后降低,人类干扰强度和景观团聚程度先降低后增加,反映出研究区景观稳定性呈先降低后增加的变化;②该流域的稳定性分布具有明显的空间分异特征,流域东部和南部稳定性较高,中部和西部稳定性较低;③不同景观类型的稳定性高值关联度从大到小的顺序为林地>耕地>人工表面>水体,低值关联度从大到小的顺序为人工表面>耕地>水体>林地;④林地是维持流域景观稳定性的关键景观;⑤社会经济和政策因素是该流域景观稳定性最重要的驱动因素,通过有效的政策调控,可以遏制和改善景观稳定性恶化的状况,为流域的管理和规划提供理论基础和决策依据。
水灾害
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  SCS模型在山区小流域山洪灾害预报预警中的适用性分析

  张涛, 訾丽, 杨文发, 王加虎

  长江科学院院报. 2021, 38(9): 71-76. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200721

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  预报预警是山洪灾害防治中重要的非工程措施,是防灾减灾救灾的关键环节。选取分别代表秦巴山地水资源保护区、西南地震作用区、喀斯特地区、黄土高原超渗产流区、东南沿海台风影响区的湖北省丹江口官山河流域、四川省都江堰白沙河流域、贵州省望谟县望谟河流域、陕西省子洲县岔巴沟流域、广东省高州市马贵河流域这5个典型流域,通过构建改进的SCS模型进行历史山洪模拟,探讨该模型在小流域暴雨山洪预报预警中的广泛适用性。结果表明:基于SCS模型构建的小流域暴雨山洪预报方案中官山河、白沙河、望谟河、马贵河方案均为乙级方案,可用于正式发布预报;岔巴沟为丙级方案,可用于参考性预报。SCS模型在5个典型示范区的洪峰流量预报精度普遍在80%左右,高于我国山洪灾害洪峰流量预报平均水平(40%)。总体来说,SCS模型对各类典型流域的山洪模拟效果较好,能够用于山洪灾害预报预警业务。SCS模型结构简单,参数少,特别适用于无资料地区推广应用。
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  我国旱涝交替事件识别及演变规律

  谢宇莹, 刘智勇, 林凯荣

  长江科学院院报. 2021, 38(9): 77-85. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200658

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  为了识别我国旱涝交替事件以及探究其时空演变规律,引入降雨距平指数(RAI),并提出了一种在月尺度上识别旱涝交替事件的简便易操作的研究方法。结果表明:我国旱涝交替事件具有明显的年内分布规律,4—8月份旱涝交替事件发生频次明显增加,8月份以后,旱涝交替事件发生次数减少。不同月份,旱涝交替事件高频区的分布也不同,4—6月份主要在华南地区,6—9月份主要在西南、华中、华北和东北地区。总体而言,全国旱涝交替发生的频率呈现东南高西北低的特点。而旱涝交替强度的空间格局与频率完全不同,呈现出西北高东南低的特点。21世纪以来,珠江流域、黄河、海河流域片旱转涝事件发生频率呈上升趋势;全国旱涝交替事件强度无明显变化趋势。研究成果能为我国旱涝灾害管理与防控提供科学参考,具有较强的实用价值。
水力学
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  组合隔板式鱼道水力特性数值模拟研究

  陈磊, 谭均军, 石小涛, 柯森繁, 谭红林, 李鸿

  长江科学院院报. 2021, 38(9): 86-91. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200726

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  鱼道是为鱼类提供洄游通道的一种重要的工程措施。基于Flow-3D采用标准RNG k-ε紊流模型和Tru-VOF追踪自由液面方法,对鱼道池室内流场进行三维紊流数值模拟,研究池室内水流流速、流态空间分布,分析鱼道的水力特性对目标鱼类洄游上溯的影响。结果表明:溢流堰与竖缝组合隔板式鱼道在设计流速v=0.75 m/s条件下,竖缝处平均流速为0.83 m/s,竖缝处流速分布范围为0.76~0.89 m/s;堰上流速为0.90~1.12 m/s,回流区流速分布范围为0.09~0.25 m/s,流速大小在鱼类的克流能力范围之内,但靠竖缝隔板处存在明显的主流贴壁现象。为此开展了池室优化方案设计,使鱼道池室流态满足鱼类上溯要求。
岩土工程
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  建筑垃圾骨料浸出重金属对环境影响研究

  李丽华, 刘佳蓓, 肖衡林, 裴尧尧, 徐维生

  长江科学院院报. 2021, 38(9): 92-96. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200648

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  为了探究建筑垃圾骨料作为渗透性路面底基层替代材料的适用性,必须考虑建筑垃圾对地下水的污染问题。选取2种常见的建筑垃圾再生骨料:再生砖骨料(CB)和再生混凝土骨料(RCA),探究其浸出重金属浓度含量及其污染物的释放特征及规律,分析建筑垃圾试样配比、液固比、pH 值等因素对重金属浓度的影响。结果表明:在纯砖块条件下时,重金属Cd、Cu、Ni和Zn含量最小;在纯混凝土条件下时,重金属Cr和Pb含量最小。Cd和Zn的含量随着液固比的变化上下起伏不大,浸出浓度基本保持不变,可见Cd和Zn达到了溶解平衡;Cr和Pb的浸出率随着液固比的增加而增加,浸出量也在不断增加;Cu和Ni的浸出率随着液固比的增加而减小。Cd、Ni和Pb在不同pH值时的浸出浓度随时间变化趋势也基本相似,随着pH值的升高,Cd、Ni和Pb的平衡浓度降低;Cr的浸出浓度与pH值的增高呈正相关;Cu和Zn具有两性浸出,形成U形曲线,在极端的酸性和碱性pH值时浓度升高。建筑垃圾再生骨料浸出后的重金属浓度低于我国相关标准,可作为路面填料。
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  水质污染和冻害作用下粉煤灰水泥土宏微观物理力学特性的相关性研究

  倪静, 贺青青, 李杉杉, 马蕾, 张淑玲

  长江科学院院报. 2021, 38(9): 97-104. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200581

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  针对粉煤灰水泥土在水质污染及冻害作用下的耐久性问题,开展了固化土宏微观物理力学特性的相关性研究。宏观力学强度通过无侧限抗压强度试验获得,分析了水质污染类别、冻融循环次数、固化剂配比、龄期等因素对固化土强度的影响;微观结构通过渗透试验、扫描电镜试验(SEM)及X射线衍射试验(XRD)获得,分析了固化土的孔隙率及矿物成分等微观结构特性;通过结合宏微观试验结果,分析了固化土宏观力学强度及微观结构之间的相关性。研究结果表明:冻害会降低固化土的抗压强度,削弱延长龄期对提高强度的有利影响;水质污染也会降低土的抗压强度,工业废水比生活污水影响更甚;污水环境下,化学侵蚀引起的高强度胶结物改变等原因降低了固化土中粘结物的粘结性能,由此引起的固化土微观结构改变导致了宏观强度的降低;此外,随着粉煤灰含量的增加,固化土的孔隙率小幅减小,渗透性却大幅提高,特别是在污水环境下,导致了固化土抗冻性能的减弱。
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  含水砂岩蠕变损伤模型的二次开发及工程应用

  赵立财

  长江科学院院报. 2021, 38(9): 105-112. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200650

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  隧道围岩在富水环境下流变现象显著。以某砂岩隧道为研究对象,开展砂岩饱和状态下的三轴压缩蠕变试验,建立考虑含水率的损伤表达式。砂岩流变性态为黏性-黏弹性-黏塑性,通过统一流变力学模型理论确定蠕变模型结构为H- N -H｜N -N｜S,基于此模型进行损伤演化,从而得到蠕变损伤模型并将其推广为三维情形。将本构模型三维差分化,通过C++和FISH语言在FLAC^3D中实现了二次开发。还原实际试验条件,进行仿真验证,证明二次开发成功及模型参数求取的正确性。建立隧道三维模型,调用自定义蠕变本构模型,进行不同蠕变时间下的数值计算,验证本文蠕变损伤模型在岩体工程应用中的可行性。研究成果可为类似本构模型的构建与开发及隧道长期营运安全性分析提供参考。
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  偏压小间距隧道施工力学行为及围岩破坏规律

  柳厚祥, 庞昌秀, 查焕奕, 朱性彬, 李涛

  长江科学院院报. 2021, 38(9): 113-120. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200538

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  为研究偏压小间距隧道施工力学行为及围岩破坏规律。在CD法施工下,通过建立偏压小间距隧道有限元模型,利用ABAQUS有限元软件在不同开挖顺序及不同隧道间距下对偏压小间距隧道施工过程进行了动态模拟与分析,基于强度折减法基本原理,探讨了不同隧道间距下围岩塑性破坏规律,确定了合理隧道间距。研究结果表明:①在不同开挖顺序下,先行左洞开挖方式要优于先行右洞:②随着隧道间距的增加,左洞围岩位移不断减小,右洞围岩位移先减小后增加;③随着隧道间距的增加,沿中间岩柱竖向中心线的水平位移逐渐减小;竖向应力则表现为先减小后增大的规律;④右洞开挖完成后,两洞初期支护中右拱腰处的弯矩明显大于拱顶处,而轴力则反之;⑤随着隧道间距的增加,中间岩柱塑性贯通程度逐渐弱化,安全系数不断提高,等效塑性应变逐渐减小。研究结果可为偏压小间距隧道的设计与施工提供依据。
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  压实花岗岩残积土的崩解特性试验研究

  尹松, 白林杰, 李新明, 付英杰, 王玉隆

  长江科学院院报. 2021, 38(9): 121-127. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200536

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  以深圳市花岗岩残积土为研究对象,考虑氧化铁含量、含水率及干密度影响,对压实花岗岩残积土进行崩解试验研究。结果表明:压实花岗岩残积土遇水快速崩解,崩解过程中崩解物以小颗粒-碎屑-泥状形式逐渐剥离于土样,直至完全崩解。土的崩解过程主要受氧化铁含量影响,物理状态对其影响程度较小。土的崩解速率随时间的变化规律主要呈先迅速增大后快速减小、迅速增大后保持稳定和出现多个峰值3种模式;最大崩解速率随其氧化铁含量的增加而逐渐增大,随土样含水率和干密度的增大而减小;土样的完全崩解时间受其含水率的影响程度与其干密度有关,土样干密度较小时,其完全崩解时间变化范围较小,而当干密度>1.50 g/cm³时完全崩解时间随含水率的增大呈增大趋势;相同含水率时,土样的完全崩解时间随干密度的增大逐渐增大。
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  基于三维点云的结构面产状获取方法研究

  冯文凯, 曾唯恐, 程柯力, 易小宇, 焦隆新

  长江科学院院报. 2021, 38(9): 128-132. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200680

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  为快速从地质结构面三维点云数据中提取产状信息,基于Python程序设计语言,编程实现了一套自动拟合平面并计算结构面产状的算法。首先,介绍了最小二乘法和主成分分析法2种算法原理和求解平面方程思路;其次,利用Python语言分别设计实现了上述算法,并引入奇异值分解帮助求解主成分向量,给出了关键代码和程序流程;最后,对2种算法进行对比和误差分析,并将平面方程转换为产状信息。将该方法应用于国际公开试验数据,人工截取指定结构面产状,计算结果平均值与实际值相比＜1°,最大不超过2°;无监督聚类分割生成的不规则结构面产状计算结果平均值与实际值相比＜4°,最大不超过8°,且主成分分析法误差更小。结果表明,该方法精确度高,使用简便,满足工程实际需要。
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  干湿循环作用下受荷砂岩损伤劣化特性研究

  宋勇军, 陈佳星, 张磊涛, 任建喜, 车永新, 杨慧敏

  长江科学院院报. 2021, 38(9): 133-140. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200679

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  为研究干湿循环作用下砂岩力学特性的劣化规律,对经历不同干湿循环次数下的弱胶结砂岩进行核磁共振(NMR)及单轴压缩试验,采用声发射技术(AE)实时监测砂岩受荷破坏过程,并采用砂岩孔隙度定义损伤变量,建立干湿循环受荷条件下岩石损伤劣化模型,探究岩体在干湿-受荷作用下的损伤劣化机制。结果表明:①砂岩在循环初期的驰豫时间T₂谱面积增幅最大,且随循环次数的增长不断减小;单轴压缩后的岩样,其T₂谱面积相较于破坏前增长幅度显著。②随循环次数的增加,砂岩试样的塑性变形不断增大,声发射累计振铃数呈降低趋势,降低幅度最大达76.21%。③单轴抗压强度和弹性模量均随干湿循环次数的增大呈指数衰减;引入劣化度表征岩石力学参数的劣化程度,发现岩石单轴抗压强度的劣化速率随孔隙度的增长不断减缓。
信息技术应用
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  一个共享的软件服务系统——水利云计算平台

  徐文杰, 王忠静

  长江科学院院报. 2021, 38(9): 141-148. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200674

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  随着互联网+技术的发展,信息化、移动办公、资源共享等成为各行业发展的必然趋势。现行水利、岩土及工程地质等领域涉及的计算分析大都基于桌面软件,难以实现行业计算分析的规范化和标准化管理,同时团队合作性能差,造成资源浪费。基于云计算技术,从算法、二维与三维可视化、界面交互等技术层面进行了系统的探索,研发了面向Web应用的水利云计算平台(THC),实现了行业软件计算分析的跨平台、云可视、云共享、云审批、云分享等功能。对已开发的岩体结构统计分析、土工试验、边坡稳定分析、洪水演进四大功能模块的应用表明,THC可为用户提供可靠、便捷的服务支持,形成行业内首个交互良好的云计算平台。THC平台可为教师教学、学生、企业及有关科研人员提供良好的计算分析服务,同时对于推动行业计算资料的规范化、标准化及信息化管理也具有重要意义。
仪器设备与测试技术
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  沉降倾角综合测量仪在边坡自动化监测中的应用

  陈建峰, 刘哲宁

  长江科学院院报. 2021, 38(9): 149-153. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20200742

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  边坡自动化监测技术省时、省力,且能实时和全天候工作,是今后边坡监测的发展方向。介绍了一种仅采用沉降倾角综合测量仪的边坡自动化监测技术,将其应用于某高速公路路堑高边坡的监测,成功预警了该边坡的滑坡灾害。沉降倾角综合测量仪精度很高且价格相对低廉,既可以监测地表面沉降,又可以监测地表面倾斜,能适用于各种类型的边坡监测,值得在今后边坡自动化监测中推广应用。
科技简报
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  高分辨率跨孔超声波透射成像研究与应用——以某水库大坝裂隙探测为例

  王薇, 卢圣力, 赵仁基, 林松

  长江科学院院报. 2021, 38(9): 154-158. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20201362

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  水库大坝渗水问题一直是工程建设中的难题,尤其是大坝蓄水后,渗漏现象处理较为困难。常规的高密度电法、探地雷达等无损检测手段受到场地或干扰条件限制,很难准确发现渗漏具体位置和规模。引入跨孔超声波透射技术对大坝裂隙进行探测,将获取的声波初至走时进行拾取,利用网格射线获取大坝介质内部波速结构,结合PSD(Power Spectral Density)判别法判断大坝裂缝发育的具体位置和规模。研究结果表明:跨孔声波法透射成像技术能获取较高的分辨率,精细探测水库大坝坝肩裂隙发育状态,探测结果与钻孔取芯资料高度吻合。该方法的成功引入为水库大坝渗漏检测提供了行之有效的新手段,其探测成果不仅可为大中型水库大坝渗漏处理提供检测依据,还可为水库大坝风险后果综合评价提供参考,具有较高的推广应用价值。