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2012年, 第29卷, 第9期 
刊出日期:2012-09-01
  

  • 全选
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    水资源与环境
  • 朱厚华, 仇亚琴, 吴彩丽
    长江科学院院报. 2012, 29(9): 1-4. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2012.09.001
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    水资源短缺和用水的竞争性问题的日益突出,全球性的水危机不断涌现,使水资源合理配置逐步成为水资源领域的研究热点。论述了水资源合理配置的全过程,阐述了水资源合理配置的内容、基础和形式,水资源配置的核心是考虑各种相关因素下的水资源供需平衡分析、需要以社会经济现状和未来发展规划资料、流域或区域的水资源调查评价及其开发利用评价为基础,对水资源的质、量、空间和时间进行配置。还分析了水资源配置目标、配置方案及方案决策,把水资源相关因素表达为向量最优化形式,构建配置模型,为决策者提供协商对话的基础,使决策更具有普遍性和公平合理性。
  • 于芷婧, 郝颖坤
    长江科学院院报. 2012, 29(9): 5-8. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2012.09.002
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    依据沱江上游三皇庙水文站近50 a的流量资料,采用小波分析方法对多年月径流量与各年汛期流量进行多时间尺度的周期性分析和突变点检验。通过小波方差图得到各序列变化的主周期;尝试应用X-11季节调整方法对月流量序列进行季节因子提取,分析得到月径流量的多年变化走势和季节影响特点。结果表明:月流量存在3个突出的主周期,分别为1~2,11,21 a,此外还有3 a和5 a两个不明显周期;汛期流量则表现明显为3,5,13 a的3个主周期;每年的汛期月流量季节因子影响明显高于整体水平,受季节因素影响显著,其中7月份季节影响因子呈逐年增大,年际变化平稳,8,9月季节影响因子年际变化剧烈。
  • 高 飞, 甄 祯, 何士华, 余兴奎
    长江科学院院报. 2012, 29(9): 9-13. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2012.09.003
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    分析了复杂性定义与特征,揭示复杂性的主、客体本质。指出水资源系统也具有主、客体本质,复杂性是水资源系统的一个重要特征。结合复杂适应系统对涉及到经济、环境、人文和水资源规划等多方面的水资源系统进行分析研究。将水资源系统看成是由若干个相对独立的有适应性的个体所组成的一个有层次的网络体系,用定量与定性相结合的方式得到系统的演化规律。建立流域级的水资源复杂适应性系统模型对于研究水资源管理和维持生态平衡等都能起到直接的推动作用。
  • 唐建华, 刘玮祎, 陶 静, 李 璐
    长江科学院院报. 2012, 29(9): 14-17. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2012.09.004
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    为研究在长江口水环境问题日益突出的情况下,北支倒灌对南支水域水质的影响,以南支上段受北支倒灌直接影响的东风西沙水域为例,采用实测资料分析和数学模型计算结合的手段,就北支倒灌对南支水质的影响进行探讨。结果表明:一般情况下,北支水域水质条件劣于南支水域;北支倒灌明显影响东风西沙水域水质的时间为大潮期;北支倒灌污水进入东风西沙水域后,在可利用的淡水时段,部分项目的水质类别有所降低,北支倒灌对南支水域的水质有一定影响;鉴于北支倒灌的复杂性,需加强北支倒灌期南支水域与北支同步的水质监测。
  • 张玲玲, 李 昆, 李兆华
    长江科学院院报. 2012, 29(9): 18-21. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2012.09.005
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    无纺布人工浮岛是一种无纺布与PVC管组合式植物水上栽培浮床,具有经济、易操作、稳定等优点。分析了3种不同固定方式的无纺布人工浮岛在应用中的优缺点,以及无纺布作为浮床材料的可行性和无纺布人工浮岛对水体的净化能力。结果表明:3种无纺布浮床结构中,条状无纺布框架结构操作最简单且经济;由于无纺布人工浮岛成本低、易操作,如果今后能为废弃无纺布的处置问题找到出路,无纺布人工浮岛在改善富营养化水体水质领域将会大面积推广使用。
  • 王海云, 李敏锐, 廖涛, 谭飞帆, 邓杰
    长江科学院院报. 2012, 29(9): 22-26. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2012.09.006
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    为获得不同pH值对测定六价铬(Cr(Ⅵ))的影响,以标准分析方法二苯碳酰二肼(C13H14N4O)分光光度法为基础,选用2种体积浓度的水样,分别加入不同的酸量,测定吸光度。经EXCEL软件对实测数据分析,得出加酸量与吸光度具有紧密的相关性,发现吸光度随着溶液pH值的减小而减小,酸度偏大,测定的实际结果比真实值小, pH值的不同对Cr(Ⅵ)测定结果具有影响。采用灰色系统模型GM(1,1)对实验数据进行处理,推导出不同酸度下的吸光度直线方程式。经t检验和F检验证明,计算出的吸光度值与测定值不存在显著性差异,可帮助定量掌握不同酸度条件下对测定Cr(Ⅵ)产生影响具有一定的作用。
  • 水土保持与生态建设
  • 张金山, 林 伟
    长江科学院院报. 2012, 29(9): 27-33. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2012.09.007
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    泥石流堆积及其对主河河床演变和输沙特征影响的研究已有不少成果问世,但基于实地观测数据的具体演化过程的分析研究还不多见,以2008年至2010年蒋家沟入汇段小江河床地形断面监测和采样分析为基础数据,结合泥石流活动的观测资料,对蒋家沟入汇后泥沙物质的堆积及其再起动输沙特征进行了分析。蒋家沟入汇的泥石流固体物质主要堆积于入汇口以下500 m(主河宽10倍以内)的范围内,堆积量的多少与原堆积物被小江冲刷输移的量有关。泥石流物质在被小江输移的过程中沿途落淤而堵塞河道,常常引起主河小江的改道。泥石流物质的堆积使小江在入汇处形成节点,尽管近年来入汇口附近小江河床总体表现为冲刷的趋势,但下游冲刷速度较上游快,导致下游河床比降增大而上游减小,入汇口的节点特征更为突出。
  • 工程安全与灾害防治
  • 苏怀智, 曹其光
    长江科学院院报. 2012, 29(9): 34-38. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2012.09.008
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    基于大坝实测性态的数据特征,开展了大坝服役性态监测数据序列的频谱分析研究,并从系统辨识的角度,构建了大坝效应量与影响量的相干关系分析模型,以期从频域内揭示大坝实测性态的时程变化规律,并对其成因作出量化解析。结合工程实例,对比分析了大坝原型监测数据序列时域分析与频域分析成果,验证了文中所述方法的可行性和有效性。
  • 孙波, 李计钢, 罗文强
    长江科学院院报. 2012, 29(9): 39-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2012.09.009
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    目前,对滑坡的监测往往是在滑坡体上布置多个监测点,为了充分利用所有的监测数据,提高滑坡预报预测的可靠性,提出采用无重置联邦Kalman滤波技术对滑坡的监测信息进行综合提取并给出一致性描述。该方法具有容错性高、计算量小等特点。实例分析表明:利用该方法对滑坡多传感器监测数据进行融合是可行的。
  • 周宜红, 周建兵, 黄耀英, 周绍武, 李金河
    长江科学院院报. 2012, 29(9): 42-45. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2012.09.010
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    高温季节浇筑混凝土时,受太阳辐射及昼夜温差的影响,混凝土浇筑仓表层温度日变幅较大,形成非线性温度梯度,由此引起的拉应力超过相应龄期混凝土的抗拉强度即产生表面裂缝。基于分布式光纤测温系统具有线测温和实时在线监测的优势,采用分布式光纤对混凝土浇筑仓表层温度进行实时在线监测,确定日变化环境气温和太阳辐射对表层混凝土的影响范围,并建立有限元模型进行温度场及徐变应力场反馈分析。研究表明,对于层厚3 m的浇筑块,表层50 cm区域的混凝土受日变化环境气温和太阳辐射影响较大。
  • 水力学
  • 刘晓平, 李 帆, 李 明, 林积大, 范宁阳
    长江科学院院报. 2012, 29(9): 46-48. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2012.09.011
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    湘江湘潭铁路桥水域的通航条件较为复杂,为了研究船舶通过此水域的安全航速,确保桥和船的安全,进行桥区水域航道的船模试验研究。根据相似准则制作1∶100正态定床水工模型和船模,模拟II级航道各典型船舶在此水域的航行状况。试验采用流场实时测量系统VDMS对船模运动进行快速检测,由其内置程序得到船模的漂角、漂距以及相应的航速。根据安全航行的原则,通过对试验成果的分析,提出了在最大通航流量Q=20 000 m3/s下,2 000 t 级自动船舶、2×2 000 t 级驳船队和4×1 000 t 级驳船队通过此水域的安全航速分别为:18.36~25.49 km/h,14.40~19.40 km/h和14.40~18.47 km/h。该研究方法可供同行参考,其研究可为航道管理部门及设计部门提供依据。
  • 岩土工程
  • 李继明
    长江科学院院报. 2012, 29(9): 49-52. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2012.09.012
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    岩体结构面产状的优势分组是进行岩体工程稳定性评价的基础,极点等密度图、走向玫瑰花图等传统方法比较粗糙,只能给出优势组数,无法准确地给出每一组结构面的优势产状。为弥补传统方法的缺点,采用改进的K均值聚类算法,以结构面的单位法向量表示其产状,以结构面之间所夹锐角对结构面产状进行分类判定。将该方法应用于某采石场岩质边坡结构面优势产状的分析中,结果表明:采用改进的K均值聚类分析方法结果可靠,分类合理,可以准确确定结构面的优势产状。
  • 常 波, 吴益平, 何高峰, 姜 淼, 孟 振
    长江科学院院报. 2012, 29(9): 53-58. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2012.09.013
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    三峡水库蓄水后导致许多滑坡失稳,使人们认识到研究非饱和土性质的重要性。为研究巴东黄土坡滑坡土的非饱和性质,选取临江Ⅱ号崩滑堆积体的滑带土及滑体土作为试验对象,按其天然状态配置成重塑样,分别进行了土水特征试验及变水头渗透试验,得到了滑体土和滑带土在不同基质吸力条件下所对应的体积含水率和渗透系数;并对其土水特征试验曲线进行拟合, Fredlund-Xing方程拟合效果优于Gardner方程和指数衰减方程。同时发现土水特征试验在施加第一级基质吸力时很重要,这将影响试验曲线的形状。研究成果将对水库蓄水作用下的库岸滑坡稳定性评价有指导意义。
  • 杨林德, 隋 涛, 刘 鹏
    长江科学院院报. 2012, 29(9): 59-63. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2012.09.014
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    鉴于对公路隧道抗震计算的简化算法迄今研究尚少,提出了一种适用于公路隧道地震响应计算的拟静力法。以Ⅳ级围岩中的双车道公路隧道为例,通过将衬砌结构视为弹性地基上的框架结构,将结构承受的水平地震力简化为作用在结构单元结点上的等效水平集中力,侧向地基弹性抗力假设为按倒三角形分布,墙底为零,拱顶为最大值,其值按与水平等效地震力平衡的原则确定。通过比选确定水平地震作用修正系数 η 的取值,即可由结构静力分析得到与结构动力响应分布图形相似、最大值十分接近的等效弯矩图,其相应的最大轴力值和最大剪力值,可通过由结构静力分析得到的内力图结果分别乘以轴力、剪力调整系数获得。提出的方法可供工程设计及公路隧道地震响应进一步研究参考。
  • 蔡联华
    长江科学院院报. 2012, 29(9): 64-68. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2012.09.015
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    针对广西第一高土坝——六凤山水库大坝的除险加固防渗工程,分析了该工程的地质条件和土坝特点,提出了几种设计方案,并通过比选采用了塑性砼心墙防渗方案。介绍了塑性砼心墙的施工方案、施工机械选择及施工工序等技术问题。并针对由于该土坝填筑质量差、砂性较强而造成施工过程中屡次出现塌孔的现象,提出了一系列处理措施,使得塑性砼心墙的施工得以顺利完成。其施工技术可为同类工程提供参考。
  • 揭秉辉, 赵周能, 陈炳瑞, 肖亚勋, 丰光亮
    长江科学院院报. 2012, 29(9): 69-73. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2012.09.016
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    以锦屏二级水电站深埋引(排)水隧洞群为工程背景,介绍了微震监测系统的组成,并根据隧洞工程的特点,优选出紧跟掌子面移动整体协同传感器优化布置方案;利用现场微震数据,探讨了微震事件和岩爆的时空相关性。研究结果表明:微震活跃及平静时段与岩爆显现频繁及稀少时段相吻合,微震事件和岩爆的空间分布规律相一致,表明微震事件时空演化规律与岩爆时空分布规律具有良好的相关性。通过分析和研究微震事件时空分布规律,可以对岩爆灾害进行有效预测,为岩爆防治提供科学依据。
  • 水工结构与材料
  • 张淑坤, 张向东, 陆启珂
    长江科学院院报. 2012, 29(9): 74-76. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2012.09.017
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    为了研究复合水泥炉渣灰动力特性,通过动三轴试验,测试出不同替换比率下复合水泥炉渣灰的 Ed - ε 曲线。分析应变、围压及替换比率等对动弹性模量的影响规律。得出如下结论:动弹性模量随着应变的增加而递减;应变一定,围压增加,复合水泥炉渣灰土具有较高的动弹性模量;应变一定,提高替换比率,可以增加复合水泥炉渣灰土试样的整体强度。复合水泥炉渣灰作为注浆材料进行土体加固的研究成果,可为其加固体的抗震设计提供科学依据。
  • 刘章军, 方 兴
    长江科学院院报. 2012, 29(9): 77-81. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2012.09.018
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    应用概率密度演化理论,分别研究了大型渡槽结构槽内水位变化以及水体与渡槽相互作用情况下的随机地震反应与抗震可靠度问题。分析结果表明,渡槽结构随机地震反应的概率分布呈现非规则分布,大型渡槽结构的随机地震反应与失效概率随着槽体内水位上升而显著增大。当槽体内水位一定时,考虑水体晃动对渡槽结构的影响,其地震反应却明显偏小,且抗震可靠度大幅提高。
  • 闫双斌, 隆 威, 王祖平
    长江科学院院报. 2012, 29(9): 82-85. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2012.09.019
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    通过对可控压密灌浆工艺的技术特点分析,开展灌浆材料的室内试验研究。首先,根据灌浆工艺对浆液的要求确定浆液类型,并在此基础上选取试验原材料;然后,分别探讨各影响因素对浆液的性能影响,进而得到各组分适宜的取值范围;最后,采用正交试验得到一种适用于可控压密灌浆工艺的最优配方:水灰比0.6,水泥用量为固体质量的88%,膨润土用量为固体质量的12%,减水剂用量为水泥质量的0.5%,水玻璃用量为水泥质量的4%。
  • 马文亮, 王清云, 张建华
    长江科学院院报. 2012, 29(9): 86-90. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2012.09.020
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    以龙开口水电站为例,提出了预应力钢衬钢筋混凝土坝后背管结构的设计方案,并采用非线性有限元理论对背管结构进行了极限承载力分析。研究了坝后背管结构的应力分布规律,并将预应力钢衬钢筋混凝土坝后背管与普通钢衬钢筋混凝土坝后背管进行对比分析。研究成果表明:预应力钢衬钢筋混凝土坝后背管结构具有节省投资、避免开裂、耐久性好等优点,是一种值得广泛应用和推广的压力管道结构形式。
  • 科技简报
  • 肖 凯, 魏 菲, 彭昌水
    长江科学院院报. 2012, 29(9): 91-94. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2012.09.021
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    运用数据挖掘中的分类回归树方法,对河流中的有害藻类生成进行了建模,分析得出河流中藻类生成的重要影响因子是磷酸盐含量、氯化物含量和最大pH值。另一方面,运用R语言实现并验证了CART 算法的优越性和易用性。其结论和方法有助于水环境管理部门更有效地对水质进行监测和预测。
  • 刘俊威, 吕惠进
    长江科学院院报. 2012, 29(9): 95-97. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2012.09.022
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    选取水质指标之一的溶解氧DO作为测算因素,研究了人工神经网络的BP法、bpx法、L-M法3种不同学习算法在水质预测中的应用。研究结果表明:3种不同学习算法的预测效果均较理想,其中以L-M法预测结果最为精确,人工神经网络在水质预测方面有着良好的应用前景和推广价值。
  • 安全监测预警专栏
  • 黄 祥, 李端有, 耿 峻
    长江科学院院报. 2012, 29(9): 98-102. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2012.09.023
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    不同的光纤光栅可具有不同的中心波长,利用光通信技术中的波分复用技术,可以实现在一根光缆中同时传输多个不同中心波长的光信号,将这些不同波长的光纤光栅传感器级联在一根光缆上,构成传感器线性阵列拓扑结构,则可以实现准分布式的多点测量。将基于波分复用技术的光纤布拉格光栅传感器线性阵列测温系统应用于大体积混凝土施工过程中的温控测量,目前在国内尚不多见。通过在三峡工程升船机塔柱安全监测项目的温控测量,为延拓光纤布拉格光栅测温系统的应用范围积累了一些有益经验,也为光纤布拉格光栅测温系统应用于大型水利工程的混凝土温控测量获取了宝贵资料。
  • 黄 栋, 乔建平, 张小刚
    长江科学院院报. 2012, 29(9): 103-106. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2012.09.024
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    以三峡库区晒网坝滑坡为研究对象,在充分考虑双场耦合的条件下,结合极限平衡分析法,得到了库水位变化过程中考虑位移增量和孔隙水压力增量的库岸滑坡稳定性系数的计算方法,并对库水位变化作用下晒网坝滑坡的长期稳定性进行分析。结果显示:随着时间的变化,稳定性系数逐步趋于一定值1.172,且坡体内浸润线也随着库水位的调度逐步保持稳定,趋于不变。
  • 甘孝清, 谭 勇, 李端有
    长江科学院院报. 2012, 29(9): 107-110. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2012.09.025
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    安全监测是保障大型地下厂房施工期和运行期围岩稳定的重要技术手段,亦可用于反馈设计和指导施工。利用施工期和运行期安全监测成果,分析研究了白莲河抽水蓄能电站地下厂房围岩变形、支护锚杆应力、锚索锚固力、格构梁钢筋应力等的变化过程和相互影响规律,并对地下厂房围岩的稳定性进行了综合评价。结果表明:电站地下厂房围岩最大表面变形15.79 mm,最大锚杆应力150.5 MPa,最大钢筋拉应力63.76 MPa,最大钢筋压应力75.56 MPa,且各项测值已趋于稳定,围岩在经历施工期快速变形和蠕动变形后已经趋于稳定。