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2024年, 第41卷, 第9期 
刊出日期:2024-09-01
  

  • 全选
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    封面与目次
  • 长江科学院院报. 2024, 41(9): 0-0.
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  • 专家特约稿
  • 许全喜, 许继军
    长江科学院院报. 2024, 41(9): 1-7. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20240515
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    发展水利新质生产力,是破解长江新老水问题、提升流域安全保障能力、推动长江经济带高质量发展的内在要求和重要着力点。结合长江治理保护新阶段特征和面临的挑战,基于新质生产力概念,从生态水利科技创新、生产要素数字智能化、产业绿色转型升级等方面,探讨长江水利新质生产力的形成路径和原则要求,并提出加强近自然水工程、数字孪生、节水减污降碳、流域现代管理等方面的科技创新建议,以促进长江生态化、智慧化、绿色化和现代化发展。

  • 流域综合管理
  • 王鹏翔, 姜晓萱, 徐杨, 王冬, 霍军军, 周涛
    长江科学院院报. 2024, 41(9): 8-18. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20231423
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    针对水电工程生态效益内涵模糊、生态效益价值难以量化等问题,以三峡工程为例,梳理现有生态效益研究,界定了水电工程生态效益内涵。基于河流生态系统服务功能,从供给服务功能、支持服务功能、调节服务功能、文化服务功能4个方面提出水电工程生态效益评价框架,构建水电工程生态效益评价指标体系。收集相关数据,针对不同效益指标进行定量分析,采取影子价格法等方法将其转换成可量化的经济价值数据。结果表明,三峡工程供给服务功能效益价值为1 047.83亿元,支持服务功能效益价值为200.74亿元,调节服务功能效益价值为833.8亿元,文化服务功能效益价值为195.56亿元,共计2 277.93亿元。研究结果可为长江流域建立生态产品价值实现机制,完善市场化、多元化生态补偿,提供技术支持。

  • 水资源
  • 叶许春, 袁燕萍, 刘婷婷, 段红鑫, 李相虎
    长江科学院院报. 2024, 41(9): 19-26. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20230539
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    基于1960—2020年鄱阳湖流域及周边29个国家气象站的连续观测资料,通过计算标准化降水蒸发指数(SPEI)并结合游程理论,研究分析了气象干旱的区域性特征及干旱过程演变。结果表明:①鄱阳湖流域月尺度气象干旱的发生频率为31.7%~34.8%,不同等级干旱发生频率的空间格局差异明显;②春、秋季节流域尺度SPEI呈现微弱下降趋势,干旱影响范围呈不显著的增加趋势,夏、冬季节情况与此相反;③就干旱区域性特征而言,鄱阳湖流域季节性气象干旱以全流域性干旱和局域性干旱为主(发生频率分别为29.5%和23.4%),区域性干旱和部分区域性干旱的发生频率(分别为10.7%和5.7%)相对较低;④游程理论揭示在过去的61 a间共发生50次流域尺度气象干旱事件,干旱事件的发生频次随干旱历时的增加显著减少,其中干旱历时最长的可达49个月;⑤流域尺度气象干旱事件的历时、峰值烈度以及总烈度的演变呈现较强的年代际波动特征;⑥干旱历时与总烈度之间存在显著的线性关系,与峰值烈度之间存在显著的幂函数关系,与平均烈度之间的相关关系不明显。这些研究结果明晰了鄱阳湖流域气象干旱的区域性特征与干旱过程演变,为合理开展流域气象干旱影响评估和制定防范策略提供科学依据。

  • 吴家璇, 胡实, 王月玲, 占车生
    长江科学院院报. 2024, 41(9): 27-34. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20230415
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    量化流域的洪水空间分异规律,对防洪减灾具有重要意义。采用鄱阳湖流域不同支流7个水文站近70 a日径流量资料,利用自动峰值超阈值模型、主衰退曲线分析法确定总洪量、洪峰流量和持续时间3个洪水特征,基于Vine Copula模型建立三维联合分布,计算联合、同现和2种条件重现期来对比研究各支流的洪水演化规律。结果显示:洪峰流量最优边缘分布为对数正态分布,总洪量以伽马分布为主;Gaussian Copula模型对洪峰流量和总洪量的相关性结构拟合效果良好,Gaussian Copula模型和Student t Copula模型适合建立总洪量条件下洪峰流量和持续时间的相关性结构;鄱阳湖流域西部会形成总洪量、洪峰流量和持续时间均较大的灾难性大洪水;流域东部容易在短期内积累较大的洪量,而不会形成持续性洪水;在洪量一定的情况下,流域南部洪水的洪峰流量最大。研究结果可为鄱阳湖流域改进洪水预警方法和制定洪水分级管理策略提供参考。

  • 水环境与水生态
  • 周哲成, 石浩洋, 郭辉, 王智欣, 李析男, 杨文俊, 金光球
    长江科学院院报. 2024, 41(9): 35-43. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20230454
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    梯级深水水库产生的水温分层现象可降低下游水库来流水温,导致泄洪水体总溶解气体(TDG)的过饱和程度随库区密度分层流的输移过程产生变化。以溪洛渡—向家坝区间为研究区域,基于原位观测和数值模拟相结合的研究手段,研究低温来流对深水水库过饱和TDG纵向和垂向输移过程的影响规律。研究表明:①来流水温降低2 ℃,TDG云团潜入位置提前36.4 km,峰值垂向位置下移55 m、垂向影响范围减少23%;②来流水温降低2 ℃,TDG饱和度110%以上云团输移至向家坝坝前阶段和后续阶段,包络面积衰减速率降幅分别为16%和44%;③从射流区到交换区过饱和TDG平均纵向迁移速度显著降低,降幅达92%;④来流水温降低2 ℃,向家坝表孔出流TDG饱和度峰值和均值的降低程度分别为机组出流的3.2倍和4倍;⑤水温降低对鱼类安全水深阈值的补偿效应可量化为0.20 m/℃。研究成果可为梯级深水水库汛期生态调度提供科学支撑。

  • 王兴明, 沈杰, 范廷玉, 储昭霞, 董众兵, 董鹏, 梁淑英, 邓瑞来
    长江科学院院报. 2024, 41(9): 44-52. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20230602
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    为明确芜湖内河水体中重金属健康危险程度,以芜湖内河为研究对象,选取芜湖3条典型城市河道设置采样断面,对样品中Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn这6种重金属进行测试分析,使用健康风险模型评价重金属对人体健康风险。水样分析结果表明:研究区重金属Mn、Ni超过《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅲ类水标准,Cr、Pb有部分点位超过Ⅲ类水标准。主成分分析结果表明:Cu、Ni、Mn和Zn由工业和生活源控制,Pb属于交通源因子,Cr是自然地质背景和人类活动因子。健康风险评价结果表明:6种重金属不存在非致癌风险,汇成河道和中山南路河道存在非致癌风险,直接摄入途径下,重金属Cr和Ni存在致癌风险。该研究结果可为芜湖城市内河水体重金属污染防治和居民生活安全用水提供措施和建议。

  • 刘昔, 雷明军, 黄小龙, 王梦雪, 雷琦
    长江科学院院报. 2024, 41(9): 53-59. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20230522
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    为研究大坳水库后生浮游动物群落结构特征,提供水生态健康评价基础数据,于2021年8月(丰水期)和11月(枯水期)开展了2次水生态相关调查。结果表明:①大坳水库后生浮游动物共鉴定出3类26种,其中轮虫13种、枝角类4种、桡足类9种,优势种为螺形龟甲轮虫(Keratella cochlearis)、针簇多肢轮虫(Polyarthra trigla)、田奈同尾轮虫(Diurella dixonnuttalli)、暗小异尾轮虫(Trichocerca pusilla)、泡轮虫属一种(Pompholyx sp.)、圆筒异尾轮虫(Trichocerca cylindrica)和象鼻溞属一种(Bosmina sp.);②大坳水库丰水期(8月份)后生浮游动物的密度和生物量均大于枯水期(11月份);③大坳水库后生浮游动物Shannon-Wiener指数在丰水期和枯水期平均值分别为0.88和1.05,PCoA分析结果表明丰水期后生浮游动物群落结构存在空间分布差异;④RDA冗余分析结果表明大坳水库丰水期和枯水期物种-环境累计变异总解释率分别为62.4%和65.1%,高锰酸盐指数是影响大坳水库后生浮游动物群落结构变化的主要驱动因子。

  • 水土保持与生态修复
  • 尹珂, 廖思雨
    长江科学院院报. 2024, 41(9): 60-69. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20230590
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    分析三峡库区(重庆段)近10 a的土地利用类型及碳储量的空间格局,并模拟未来10 a不同情景下土地变化趋势、预测碳储量变化,有利于促进区域土地利用格局的优化、合理生态政策的制定。利用InVEST模型,选取13个驱动因子,分析三峡库区(重庆段)在2010—2020年及不同发展情景下2030年的土地利用变化趋势,并结合PLUS模型评估其碳储量状况。结果表明:①2010—2020年三峡库区(重庆段)土地利用变化主要表现为耕地、草地和湿地向林地、建设用地及水域的快速转移;2010年、2020年碳储量分别为426.89×106、425.51×106 t,呈下降趋势,总量减少了1.38×106 t;②碳储量分布具有空间分异性,总体表现为西低东高、南低北高、库首>库尾,碳储量空间变化与地类变化具有较高的一致性;土地利用空间格局演变的贡献度最高的驱动因素是社会经济因子,其中人口、GDP最为突出;③到2030年,自然发展情景和城镇发展情景下碳储量分别减少了0.76×106、8.98×106 t,生态保护情景下增加了3.72×106 t。高碳密度的地类向低碳密度地类转移是导致碳储量减少的主要原因,因此,未来应形成平衡、协调、低碳的土地利用空间格局,规划城市增长边界,重点保障巫山山系、大巴山系、武陵山系等林草高碳储量区,推行尾库区复林复草,保障库区碳汇功能。

  • 王诗琪, 周振宏
    长江科学院院报. 2024, 41(9): 70-78. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20230379
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    基于地形位梯度深入探究巢湖流域景观生态风险的分布特征,对于制定小流域生态风险规避措施和未来发展策略具有重要意义。采用景观格局指数和生态风险指数来展示研究区内景观格局和生态风险的演变机理,利用地形位指数和分布指数强化地貌描述,开展巢湖流域景观格局和生态风险的时空分异研究。结果表明:巢湖流域以低等级地形为主;在低、中低等级地形区内,人类活动干扰逐步增强,景观不规则程度加深;较低风险等级区对于高等级梯度空间具有更强的适应性,而高风险区域更多地分布于低等级地形位;景观生态风险等级变化中,以稳定型为绝对主导分布。巢湖流域在未来规划中要因地施策,注重水生态环境改善,严守生态红线,并防止过度扩张破坏生态。

  • 水力学
  • 杨忠勇, 李林, 孙诗为, 张勇, 唐艳平, 王紫阳, 刘新健, 徐杨
    长江科学院院报. 2024, 41(9): 79-85. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20231379
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    葛洲坝船闸充水阀门井与输水廊道进水口水体相连,1993年洪季期间曾发生过阀门井水位异常升高,影响船闸设备设施安全等问题。为分析葛洲坝一号船闸充水阀门井水位异常升高的根本原因,基于Mike三维水沙数值模型,模拟分析了不同流量和含沙量级别下的河道水流和含沙量垂向分布结构特征,进而计算阀门井水位异常升高值与河道水流和含沙量的关系,反演1993年洪季葛洲坝一号船闸两个阀门井出现的水位异常现象。研究结果表明,葛洲坝一号船闸阀门井水位异常超过阈值0.5 m的流量和含沙量条件分别约为(30 000 m3/s,2.85 kg/m3),(40 000 m3/s,1.42 kg/m3),(50 000 m3/s,1.23 kg/m3) 。受三峡水库及上游梯级水库蓄水拦沙、退耕还林政策等因素的影响,未来葛洲坝船闸出现高含沙水流导致阀门井水位异常升高>0.5 m的可能性极小,但在三峡水库排沙泄洪期间仍应引起重视。研究成果可为葛洲坝一号船闸安全营运和科学管理提供参考依据。

  • 孟万尚, 赵帅杰, 李琳
    长江科学院院报. 2024, 41(9): 86-92. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20230491
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    对新型平板闸门——梯形闸门自由出流和淹没出流的过闸流量进行计算。基于反向传播(BP)神经网络和径向基函数(RBF)神经网络建立了多变量、多组合单输出的流量计算模型,模型输入变量为边坡系数、闸门开度、闸前总水头、水力半径、闸后收缩水深、下游渠道水深,输出变量为实测流量,利用试验实测数据集对模型进行训练和检验,充分验证后发现2种人工神经网络模型的预测效果良好。人工神经网络模型在梯形闸门自由出流和淹没出流的流量计算上适应性好、预测精度高,对灌区各级渠系上设置的梯形闸门过闸流量可以进行精确预测,实现精准控流。

  • 曾敏, 谢杰, 黄伟, 祖子豪, 廖晨希, 程佳长
    长江科学院院报. 2024, 41(9): 93-97. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20230349
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    事故掉电引发的停泵水锤是泵站调水工程安全运行最主要的威胁之一,而对于下游水位低于上游水位的长距离负扬程加压泵站调水工程而言,事故停泵易造成管道拉空,负水锤防护难度较大,因此,针对其停泵工况的水力控制研究十分重要。以某长距离负扬程泵站调水工程为例,模拟计算了事故停泵、阀门拒动这一控制性工况下的水力过渡过程,并对比分析了空气罐、空气阀与空气阀联合空气阀调压室3种水力控制方案的水锤防护效果。结果表明:对于长距离负扬程加压泵站调水系统而言,当采用空气罐的水力控制方式时,所需的空气罐体积较大,投资高昂;当单纯采用空气阀的水力控制方式时,难以有效解决管道局部高点处负压较大的问题,仍可能诱发弥合性水锤;当将部分空气阀附加一根短管组合成空气阀调压室后,能够有效控制管内负压。空气阀与空气阀调压室联合防护是一种十分经济且有效的水锤防护方案,可为这类负扬程加压调水工程的水力控制方式选取提供参考。

  • 岩土工程
  • 梁瑞, 祁芳霞, 周文海, 李生荣, 楼晓明
    长江科学院院报. 2024, 41(9): 98-105. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20230666
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    在实际爆破工程中,药包因自身重量与炮孔处于偏心不耦合的相对位置。此装药结构下,爆破荷载对其炮孔近区的岩体作用分布不均匀,会造成炮孔近区爆炸能量及损伤演化分布的差异。利用数值模拟软件,分别采用HJC模型和RHT模型建立岩石单孔爆破结构,探究了不同本构模型下偏心不耦合装药岩体的爆炸损伤特性。结果表明,基于本文的模拟环境,同心不耦合装药条件下,炮孔周围损伤程度基本相同,但RHT模型下的损伤范围比HJC模型大近一倍;随着偏心系数的增大,HJC模型损伤范围偏向于炮孔耦合侧,RHT模型炮孔耦合侧与非耦合侧爆破损伤范围分布不均;RHT模型能更准确地呈现实际爆破工程中岩体裂纹的扩展形态。

  • 侯晓萍, 莫浩, 赵卫全, 黄勇
    长江科学院院报. 2024, 41(9): 106-113. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20230536
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    为研究宾汉姆浆液在多孔介质地层的渗透注浆机制,基于分形理论、毛细管模型和宾汉姆浆液流变方程,推导了基于分形理论的宾汉姆浆液渗透扩散表观速度公式和多孔介质渗透注浆球形扩散公式;利用已有的理论模型和室内渗透注浆试验成果对推导的理论公式进行了对比、分析和验证。研究结果表明:与传统的宾汉姆浆液渗透注浆扩散公式相比,基于分形理论的多孔介质渗透注浆扩散公式获得的浆液扩散半径更接近于室内试验成果。该研究成果可为实际多孔介质地层注浆工程提供一定的理论支撑。

  • 储兆微, 余世杰, 李幸阳, 卢星宇, 王旭, 罗睿, 王天龙
    长江科学院院报. 2024, 41(9): 114-122. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20230665
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    现有传统处理工程泥浆的方法存在耗时、耗能、昂贵等缺点,而负压排水法具有绿色节能、施工简单、有效提高排水速率等特点。进行了负压排水法处理工程泥浆的室内模型试验研究,对其可行性进行讨论分析。通过使用自制试验箱和负压虹吸装置进行试验,并在虹吸管内连接测压表对装置负压实时监测。试验结果表明:在排水管内径为4 mm的前提下,负压排水能长期稳定进行;负压大小、排水效率都与排水高差呈正相关,且负压排水法处理小厚度泥浆效果较好,处理大厚度泥浆效果则会稍差。用该方法处理工程泥浆高效且免动力,可运用于实际。

  • 丁国权, 陈凯
    长江科学院院报. 2024, 41(9): 123-129. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20230682
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    采用激光粒度仪对膨胀土、黄土和红土进行了颗粒分析试验,研究了取样质量和超声波分散时间对试验结果的影响,发现遮光率与取样质量呈现很好的线性正相关,给出了特殊土在激光粒度仪法试验中适宜的遮光率范围(15%~25%)、取样质量(膨胀土取0.1~0.2 g,黄土取0.4~0.8 g,红土取0.2~0.4 g)和超声波分散时间(膨胀土取6 min,黄土和红土取2 min);激光粒度仪法试验结果的离散性,对于黄土和膨胀土较小,但对红土相对较大,红土平行试验中粒组含量极差的最大值为10.1%;与密度计法相比,激光粒度仪法测得的胶粒(0,0.002]mm含量偏小,而黏粒(0.002,0.005]mm或更大粒组的含量则偏大,可能是因为两者试验原理的不同而导致的;2种方法对红土的测试结果差异较大,与红土的特殊性质有一定关系。研究成果为激光粒度仪在特殊土颗粒分析试验中的应用提供了借鉴。

  • 工程安全与灾害防治
  • 牛云岗, 麻凤海, 王琼亿
    长江科学院院报. 2024, 41(9): 130-137. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20230504
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    为探究正断层对下盘影响区基坑围护桩变形的影响特性,以深圳市某基坑工程为案例,采用数值模拟和现场实测等综合分析方法,分析了正断层对下盘影响区围护桩变形特性及不同断层滑移量、倾角和位置对围护桩变形的影响规律,并对断层参数进行了敏感性分析和正交试验。结果表明:正断层下围护桩的变形减小,减小趋势重心下移,桩身的上部变形影响明显大于下部;桩身变形与断层滑移量、倾角成反比,与断层距基坑的距离成正比,且最大变形变化率rZmax)随断层滑移量和倾角增大呈近似指数函数减小,随断层距基坑的距离增大呈近似对数函数增大;通过断层滑移量、倾角和位置对围护桩最大变形的敏感性分析,得到断层倾角影响最大,滑移量次之,断层位置影响最小的结论;通过64组正交试验数据拟合,得到围护桩最大变形Uhm与指标η(η= θ π T 180 ° S)具有良好的线性关系,进而得到正断层对下盘影响区基坑围护桩最大变形的预测模型和该项目预测公式。研究结果可为正断层区域类似地质条件下的基坑工程变形控制提供参考。

  • 朱小韦, 袁占良, 李宏超
    长江科学院院报. 2024, 41(9): 138-145. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20230194
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    传统基于单一模型的混凝土大坝变形预测方法预测精度低,噪声稳健性差,泛化能力弱。为解决该问题,提出一种基于贝塔先验主成分分析(BP-PCA)与水循环算法(WCA)优化支撑向量机(SVM)相结合的混凝土大坝变形组合预测方法。首先利用所提BP-PCA模型对变形数据进行多尺度降噪分解,将复杂非线性、非平稳随机过程分解为一系列结构简单的主分量;然后利用WCA优化的SVM(WCA-SVM)对每个主分量分别建立预测模型;最后将多个主分量的预测结果综合叠加得到最终预测结果。以我国中部地区某混凝土大坝变形监测数据开展试验,结果表明,所提BP-PCA模型能够有效挖掘数据中隐含的趋势性和规律性信息,BP-PCA-WCA-SVM模型能够获得较高的预测精度,预测结果的相对误差为1.07%,误差均方根为0.065。相对于Kalman滤液、SVM、CNN 3种方法,所提模型预测性能提升均超过62%,并且具有更强的噪声稳健性和泛化能力。

  • 水工结构与材料
  • 汪健, 雷金松, 方国宝, 乔鑫位, 李杨, 董芸, 严建军
    长江科学院院报. 2024, 41(9): 146-152. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20230823
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    熟料煅烧是影响硅酸盐水泥生产能耗的关键环节,而熟料矿物相的高效能低温制备是水泥工业研究的重点。以可溶性的金属硝酸盐和尿素为原料,借助自蔓延燃烧(SPCR)法在低温下制备出铁铝酸四钙(C4AF),并借助X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和等温微量热技术,研究了合成C4AF的矿物组成、结晶程度、颗粒形貌、水化特性等特性。结果表明:SPCR法能够在500 ℃恒温2 h制备出纯度和结晶程度均较好的C4AF,优选的原材料质量比为 m C a ( N O 3 ) 2 · 4 H 2 O m A l ( N O 3 ) 3 · 9 H 2 O m F e ( N O 3 ) 3 · 9 H 2 O m C O ( N H 2 ) 2=1.259∶1.0∶1.077∶2.664。CaCO3是SPCR法制备C4AF的过渡相,增加尿素用量有利于提高反应温度,改善C4AF的结晶程度。合成C4AF具有较高的水化活性,水化30 min内出现放热峰,水化过程中无休眠期出现,完全水化时的水化热为474 J/g。

  • 李洋, 张国锋, 张晖, 殷海波, 方何淇
    长江科学院院报. 2024, 41(9): 153-160. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20230430
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    选择低热硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥作为研究对象,利用外掺Na2SO4和K2SO4将其总碱含量调节至0.8%和1.2%,利用椭圆环法,并从干燥收缩性能、水化产物形貌、显微硬度及水化产物微观力学的角度,探究了碱对不同水泥基材料开裂敏感性的影响。结果表明:随着碱含量的提高,不同水泥基材料的开裂敏感性增加;低热硅酸盐水泥具有较高的抗裂能力,且适当地提高碱含量,有助于提高其抗裂性能;干燥收缩性并不能完全揭示碱对不同水泥基材料开裂敏感性的影响机制。碱对不同水泥基材料开裂敏感性的提高还与其微观特性有关,通过促使水化产物形貌发生转变,提高其显微硬度,降低水泥基材料浆体适应变形的能力;通过降低唯一具有胶凝特性的水化硅酸钙(C-S-H)簇间粘结力,降低水泥基材料浆体抵抗开裂的能力。

  • 李恒, 平克磊, 陈为民, 罗云枫, 曹玉贵
    长江科学院院报. 2024, 41(9): 161-168. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20230437
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    钢筋与橡胶混凝土之间良好的粘结性能,是橡胶混凝土工程应用的基础。为研究不同加载速率下钢筋与橡胶混凝土的粘结性能,对钢筋橡胶混凝土试件进行不同加载速率(0.01~1 mm/s)下的中心拉拔试验,分析加载速率、橡胶替换率及钢筋直径对钢筋与橡胶混凝土粘结性能与破坏状态的影响。试验结果表明,钢筋直径对拉拔试件的破坏方式影响显著,钢筋直径18 mm的试件发生劈裂破坏,钢筋直径14 mm的试件发生钢筋拔出破坏。此外,加载速率对粘结滑移曲线中的关键参数值也有显著影响。通过理论分析提出了不同加载速率下钢筋与橡胶混凝土粘结滑移关系计算模型,模型评估结果表明新建立模型的计算结果与试验结果吻合良好,可以用于预测不同加载速率下钢筋与橡胶混凝土之间的粘结滑移关系。

  • 水利信息化
  • 韩震, 陈帅康, 李丕学, 陈浩程
    长江科学院院报. 2024, 41(9): 169-177. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20230373
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    为了探究上海近海区水体生态状况,采用水色遥感技术,对叶绿素a浓度进行反演,考虑BRDF对反演的影响,基于Landsat-8遥感数据和水质实测数据,结合Lee模型和QAA算法对上海近海水体进行BRDF校正。结果表明:悬浮泥沙浓度是影响水体BRDF的主要原因之一;日光在非垂直入射时,角度对水体BRDF影响较小;BRDF校正后模型R2平均值达到0.9,提高了22.2%,RMSE平均值降低至0.74;BRDF校正前上海近海区叶绿素a浓度平均被高估2 mg/m3。通过BRDF校正提高了叶绿素a反演精度,为近海水体水色反演研究提供新思路。

  • 王莹, 谭德宝, 叶松, 胡祖康, 姚正利
    长江科学院院报. 2024, 41(9): 178-184. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20230461
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    供水管网漏损精准监测对于避免水资源浪费具有重要意义,为此,提出一种面向供水管网漏损监测的传感器优化布置多准则决策分析方法。基于充分考虑传感器布置优化的权重、差异阈值和偏好阈值的不确定性,利用信息熵在整个决策空间内对传感器的初始位置进行筛选再根据漏损监测目标,通过定义一组传感器布置优化准则,利用多准则决策分析方法对初始方案进行排序,得到顾及多组参数及不同偏好场景下各种初始方案的概率排序。为了验证该方法的适用性,采用基准测试管网 k1模型开展仿真试验并比较了几种不同的偏好场景。结果表明所提出的方法能够适应顺序优先和最重要的优先顺序,而且能够对方案进行排序和成对比较,避免了使用“黑匣子”对传感器布置方案进行选择。

  • 河流伦理建构研究专栏
  • 曹艳敏, 王崇宇, 黎小东, 卢留虎, 韩帅, 张汉奇, 刘康贵
    长江科学院院报. 2024, 41(9): 185-191. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20240286
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    为科学定量评价三峡水库运行过程对洞庭湖径流及生态特征的影响,收集城陵矶、石龟山、南咀、小河咀4个水文站1988—2020年逐日流量数据,应用IHA-RVA法和Shannon指数法对三峡水库试运行阶段(2003—2008年)和三峡试运行后阶段(2009—2020年)流量演变和生态效应进行定量分析。结果表明:①三峡水库运行过程中汇入洞庭湖流量占比方面,湘、资、沅、澧四水占比持续提高,荆江三口占比持续下降;②三峡水库蓄水试运行阶段洞庭湖区水文站整体流量改变度和IHA高度改变指标个数高于三峡水库试运行后阶段,且城陵矶和石龟山整体改变度分别达到67.27%和69.55%,形成高度改变;③三峡水库试运行阶段,三峡水库蓄水下游流量上涨次数及上涨幅度减少,连续日流量正差异值Rrate减少,洞庭湖Shannon指数均有下降趋势;三峡水库试运行后阶段按“枝城调度”规则运行保证三峡次数下游有中小洪水过程并增加下游枯水补给,Rrate增加、Shannon指数有所回升。研究成果可为洞庭湖水安全和水生态健康提供科学依据。

  • 姚仕明, 江宇琪, 丁兵, 范达福
    长江科学院院报. 2024, 41(9): 192-199. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20240533
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    生态需水是保障流域水生态环境科学调控和可持续发展的重要指标,是维系平原河网生态系统的基本要素。城市的加速发展及水利工程的兴建改变了河网河流的水文特征和河床地貌演变规律,可能导致河流生态功能减弱、生物多样性减少等问题,因此,生态需水逐渐成为研究热点。归纳总结了我国南方平原河网河流生态需水研究的最新进展,根据生态需水研究现状及重难点,系统地对水文学法、水力学法等计算方法在南方平原河网典型河流中的应用进行了分析总结,探究其优缺点及适用条件。针对南方平原河网河流条件复杂多样的情况,建议根据实际情况选择适宜的生态需水计算方法,持续完善河流生态需水分区分类研究,为促进水资源高效利用和生态环境保护提供科技支撑。

  • 许继军, 朱振熔, 雷彩秀, 杨春花, 宋雅静, 陈述
    长江科学院院报. 2024, 41(9): 200-206. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20240322
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    河湖健康评价对于保障水资源安全、促进可持续发展具有重要意义。采用改进CRITIC-熵权法组合赋权模型,计算了高原河湖健康评价体系的指标权重,并对尼洋河和扎日南木错进行了评价。评价结果显示,尼洋河的健康等级为“健康”,准则层权重大小依次为社会服务功能、“盆”、“水”、生物;扎日南木错的健康等级为“非常健康”,准则层权重排序为“水”、“盆”、生物、社会服务功能;评价结果表明,尼洋河的河岸带植被宽度、岸线稳定性较低,扎日南木错则在岸线自然状况、大型底栖动物生物完整性和湖泊营养状态等方面仍需改进;最后,河湖对尼洋河和扎日南木错的保护和管理提出若干建议。

  • 顾向一, 景莉莉
    长江科学院院报. 2024, 41(9): 207-214. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20240580
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    长三角河网密布,是长江流域的重要组成部分。为实现长三角跨界河湖的统筹保护和协同治理,在一体化协同治理背景下,主要围绕协同立法、联合执法、协同司法对长三角跨界河湖治理现状予以检视。其在实践中已取得了一定的协同成效,但仍存在协同立法缺乏跨区域整体性、联合执法权责不明晰、司法协同不足等问题。通过推动长三角跨界河湖治理向协同立法模式转变,理顺跨界河湖联合执法的权责关系,强化流域司法合力,以形成立法、执法、司法一体化的治理格局,筑牢跨界河湖治理的生态基底,实现跨界河湖生态绿色共保和利益共享。