期刊信息

创刊:1984年

刊期:月刊

主管:水利部长江水利委员会

主办:长江水利委员会长江科

   学院

刊号:ISSN 1001-5485

   CN 42-1171/TV

邮发代号:38-147

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主要栏目

  • 专家特约稿
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  • 水力学
  • 岩土工程
  • 工程安全与灾害防治
  • 水工结构与材料
  • 水利信息化
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2013年 30卷 5期
刊出日期 2013-04-28

江湖泥沙与治理
水资源与环境
水土保持与生态建设
防洪减灾
工程安全与灾害防治
水力学
岩土工程
水工结构与材料
仪器设备与测试技术
科技简报
江湖泥沙与治理
1 翁文林,刘尧成,周新春
长江上游水库兴建对水沙情势的影响分析

长江上游一批大中型水库的相继建成,对上游流域的水文、泥沙特性将产生一定的影响。系统分析了上游流域水库群建成后各支流主要控制性水文站及干流寸滩、宜昌站的水沙变化规律。结果表明:除屏山站以外,各站点在时段分割点后的年均径流量均较之前呈明显的下降趋势,下降幅度达4%~24%;各站点年均输沙量下降趋势更为明显,下降幅度达30%~90%。在此基础上,分析了长江上游水库群兴建后面临的新形势,并对当前需重点研究解决的问题提出了建议。

2013 Vol. 30 (5): 1-4 [摘要] ( 399 ) [HTML 1KB] [ PDF 920KB] ( 2635 )
水资源与环境
5 孙可可,陈进
典型洪水和干旱过程对湖泊湿地的生态作用
在分析水文过程、栖息地变化和湿地生态之间关系的基础上,指出洪水和干旱过程是驱动湿地过渡带生态过程的重要因子,对于湖泊湿地生态产生重要作用。选取Okeechobee湖湿地为试验区,研究典型洪水和干旱过程下,不同频率水位的湖泊湿地淹没变化,分别从定量和定性角度,利用栖息地适宜指数模型评价下垫面变化的生态作用,分析产生生态作用的原因,并以实测候鸟资料验证结果。指出一定程度的洪水和干旱过程有利于过渡带生物物种的多样性。
2013 Vol. 30 (5): 5-8 [摘要] ( 370 ) [HTML 1KB] [ PDF 1028KB] ( 2861 )
9 张士俊,李瑞丽,武鹏林
基于ArcGIS的辛安泉地下水水质评价研究
针对山西省第二大岩溶泉——辛安泉地下水水质的污染程度及空间分布问题,实地采集到辛安泉水源地24个采样点的水样,首次利用ArcGIS的地质统计分析功能,选择反距离加权插值方法,并对其结果进行分析。得出了辛安泉水质单项指标评价图和综合指标预测图,从时间、空间上对该泉域的水质作出综合评价:时间上,水质均出现从优良到较差再到优良的过程;空间上,污染区域大体呈现向东扩散的趋势。研究成果可为泉域今后的规划治理和实行具体的水资源管理措施提供一定的理论依据。
2013 Vol. 30 (5): 9-12 [摘要] ( 454 ) [HTML 1KB] [ PDF 2081KB] ( 2666 )
13 郭维东,王丽,高宇,赖倩,张智勇,徐星星,李杨
辽河中下游水文生态完整性模糊综合评价
从水文角度,提出了包括最小生态基流满足率、断流指数、环境适宜指数、含沙量指数及输沙平衡程度指数5大要素构成的指标体系及评价标准,采用模糊综合评价模型,得出辽河中下游河段水文生态完整性评价结果,为日后辽河中下游河段的保护、修复与管理提供了决策依据。
2013 Vol. 30 (5): 13-16 [摘要] ( 310 ) [HTML 1KB] [ PDF 1180KB] ( 2545 )
17 付恒阳,潘红霞
世界水危机及对策探讨
由于人口增长、水污染、跨国水体管理不善、水供需系统低效运行等因素的综合作用,世界人均可用淡水量正在持续下降,水资源短缺日趋严重。避免潜在的水危机需要我们用全新的思考方式和态度对待水问题,找到更科学、更高效、更完善的水的计划、生产、配置、节约和管理策略。介绍了目前世界淡水资源的可利用量、抽取和消耗状况;强调了促使未来水问题更加复杂化的一些主要因素;尝试性提供一些防治未来水危机和实现水可持续利用的综合性对策及建议。
2013 Vol. 30 (5): 17-21 [摘要] ( 284 ) [HTML 1KB] [ PDF 881KB] ( 2792 )
水土保持与生态建设
22 王志刚,涂人猛,孙佳佳,胡波,丁文峰,徐文玉,张平仓
基于地类、坡度与植被的小流域土壤侵蚀量估算方法———以毕节市毛家湾小流域为例
简化土壤侵蚀预报方法具有重要的现实意义。调查了贵州省毕节市毛家湾小流域的土地利用类型、地面坡度和植被盖度3个可以简便获取的指标,估算了小流域土壤侵蚀量,并介绍了基于地类、坡度与植被估算小流域土壤侵蚀量的简便方法。同时,还提出了对《土壤侵蚀分类分级标准》中西南喀斯特地区水力侵蚀强度分级标准进行修订的建议。另外,还指出了由于目测估算植被盖度的误差较大,需要开发更为精准且简便的方法测量植被盖度。
2013 Vol. 30 (5): 22-26 [摘要] ( 321 ) [HTML 1KB] [ PDF 1519KB] ( 2614 )
防洪减灾
27 郭晓军,崔鹏,苏凤环,朱兴华,王慈德
蒋家沟流域非泥石流活动期的输沙特征
实测2008—2009年间蒋家沟非泥石流时期推移质和悬移质的总量,分析非泥石流时期蒋家沟的输沙特征,结果表明:非泥石流活动期推移质含量极大,年输沙量达3.6 万t,相当于一次中等规模泥石流的固体物质总量;泥石流对推移质和悬移质含量影响很大,泥石流之后,河道内悬移质和推移质含量呈衰减趋势,其中悬移质呈负幂指数衰减y=y0exp(-bx),推移质衰减速度大于悬移质;推移质粒径范围雨季和旱季差别较大,悬移质则相对一致,悬移质和推移质粒径分布均满足对数高斯分布y=a expSX(-(x-b)2c2);悬移质具有良好的分形特征,能得到其分维值范围,并确定悬移质分形的无标度区的界限,即划分床沙质和冲泻质的临界粒径为16 μm,大于和小于该粒径的颗粒组成均具有较好的分形特征。
2013 Vol. 30 (5): 27-33 [摘要] ( 283 ) [HTML 1KB] [ PDF 2069KB] ( 2679 )
工程安全与灾害防治
34 肖浩波,谷艳昌
混凝土坝安全监控最小二乘支持向量机模型
传统的混凝土坝安全监控模型难以精确反映大坝变形的非线性变化规律,一定程度上影响模型的预测效果。基于统计学习理论的支持向量机,采用结构风险最小化准则,具有结构简单、理论完备、适应性强、全局优化、训练时间短、泛化性能好等优点。将最小二乘支持向量机应用于大坝安全监控领域,建立了混凝土坝的支持向量机监控模型。工程案例证明,该模型精度较高,具有广泛的实用性。
2013 Vol. 30 (5): 34-37 [摘要] ( 306 ) [HTML 1KB] [ PDF 1221KB] ( 2202 )
38 段功豪,牛瑞卿
滑坡监测动态数据挖掘方法研究
为有效挖掘海量、动态的滑坡监测数据中的有用信息及规律,提出了一种利用Oracle触发器监测数据的挖掘方法。以八字门滑坡为研究对象,结合ARIMA模型对累积位移进行预测,利用触发器精炼监测数据和优化模型参数,提升预测模型的拟合精度。实验结果表明,该方法能有效改良传统静态数据挖掘结果,有助于人们认识到动态数据挖掘在滑坡灾害监测中的价值。
2013 Vol. 30 (5): 38-41 [摘要] ( 430 ) [HTML 1KB] [ PDF 1130KB] ( 2530 )
42 林江,陈佳伟,周志辉
瀑布沟大坝蓄水期心墙应力分析
以瀑布沟水电站蓄水期监测资料为基础,对大坝心墙内孔隙水压力、土压力及两者的关系进行分析。分析结果表明:在瀑布沟水电站的整个蓄泄水过程中,孔隙水压力随水位的升高而增大,反之亦然;大坝横断面方向,从上游往下游,渗压与库水位的相关性依次减小,库水的入渗是心墙渗压变化的决定性因素;土压力变化与孔隙水压力变化规律基本一致,土压力值调整是蓄水引起的渗流、固结共同作用的结果,主要受上游水位的影响;在水库蓄水过程中,有效应力下降, 孔隙水压力占土压力的百分比达到100%,可能发生局部水力劈裂。总结蓄水期砾石土心墙渗压和土压力变化规律,可供其它同类工程参数。
2013 Vol. 30 (5): 42-46 [摘要] ( 328 ) [HTML 1KB] [ PDF 1624KB] ( 2297 )
水力学
47 黄逸军,刘韩生
TVD格式在上游调压室水击数值模拟中的应用
为了模拟含上游调压室水电站的水力过渡过程,采用TVD格式求解水击方程,并结合调压室系统的基本方程组和给定的边界条件来模拟水击压力变化。将此方法用于工程实例,其计算所得的水头与实测水头相吻合;并将计算所得的水头与MacCormark 格式和Lax-Friedrichs格式的计算结果比较,结果表明:TVD格式能有效模拟含上游调压室的水击现象,其结果具有耗散性低,不产生虚假数值震荡,计算精度高等优点。
2013 Vol. 30 (5): 47-50 [摘要] ( 330 ) [HTML 1KB] [ PDF 959KB] ( 2410 )
51 袁群,贺懋茂,赵玉良,李松平
WES型复合堰型划分及泄流能力研究
WES型复合堰是由WES堰的堰顶增加一平段衍变而成。通过改变堰顶厚度以及上游堰高形成一系列不同体型的WES型复合堰,由过堰水流流态和流量系数的变化规律,探讨了将WES型复合堰划分为WES型复合实用堰与WES型复合宽顶堰,及将WES型复合实用堰划分为高堰与低堰的划分标准,并在高、低堰的划分标准中考虑了堰顶厚度的影响。此外,按堰型分类给出了设计水位下流量系数的拟合公式,为进一步研究奠定了基础。
2013 Vol. 30 (5): 51-54 [摘要] ( 459 ) [HTML 1KB] [ PDF 1075KB] ( 2387 )
55 张志昌,李若冰
标准Ⅰ型马蹄形断面水力特性的研究
为研究标准Ⅰ型马蹄形断面正常水深、弗劳德数和收缩断面水深的计算方法,根据明渠均匀流理论、明渠恒定非均匀流理论和能量方程,分析了标准Ⅰ型马蹄形断面的水力特性,提出了3种工况下的正常水深与流量关系、弗劳德数,以及2种工况下收缩断面水深的迭代计算公式,并通过算例给出了解题过程。研究成果计算简单、精度高,可以应用于实际工程。
2013 Vol. 30 (5): 55-59 [摘要] ( 255 ) [HTML 1KB] [ PDF 969KB] ( 2704 )
60 滕凯,张丽伟
弧底梯形明渠临界水深的简化计算法
弧底梯形断面明渠临界水深计算需完成高次方程求解,无法直接获得。针对目前传统算法及近似算法存在的计算繁琐、成果精度不高,利用微机编程获解又不便于基层工程技术人员应用等问题,通过对弧底梯形断面明渠临界水深计算公式的数学变换,采用优化拟合的方法,以标准剩余差最小为目标函数,在工程实用范围内,经逐次逼近拟合获得了计算简捷、成果精度满足工程设计要求的简化计算公式,具有一定的实际推广意义。
2013 Vol. 30 (5): 60-63 [摘要] ( 406 ) [HTML 1KB] [ PDF 909KB] ( 2092 )
岩土工程
64 李聪,姜清辉,朱杰兵,曾平
基于条分法的边坡演化动力学预测模型
在传统条分法的基础上,考虑降雨引起地下水位变化,采用太沙基一维固结理论描述超孔隙水压力消散,基于条块连续变形假定,提出了一种新的边坡演化动力学预测模型。该模型认为滑体内部的速度和变形具有不均匀性,条块变形引起条间力变化,结合牛顿运动定律进行滑坡动力学分析,可以模拟滑坡运动的全过程,并预测滑坡的最大滑速和滑程。采用该模型模拟了千将坪滑坡启动以后的运动过程,结果与实际基本相符。表明该模型具有较大的工程应用价值。
2013 Vol. 30 (5): 64-69 [摘要] ( 317 ) [HTML 1KB] [ PDF 1641KB] ( 2067 )
70 柴海峰,申月芳,郭磊,王国旭,金鋆,滑帅
临界状态下滑坡稳定性分析方法研究

在条分法和极限平衡原理的基础上,将土体的抗剪强度与临界滑动面的倾角联系起来,建立临界公式。利用这一公式分析任意一点临界滑面的倾角随上覆压力变化的规律,验证了当斜坡体厚度小于一极限值时,坡面倾角在0~90°范围内斜坡都不会剪切破坏。另外,在此公式的基础上,建立2个思路,分别对2个滑坡案例的失稳原因进行分析,结果显示与监测资料一致,由此得出了2种方法下剩余下滑力的计算方法。在第2个案例中,分析了推力对斜坡临界状态的影响,并给出了计算公式。这种方法的优点在于对滑动面上的逐点进行了分析,能给出逐点的稳定状态,但是在计算上仍需改进和探讨。该种将岩土体的抗剪强度与临界滑动面倾角即将力学性质与几何形态联系起来进行的分析方法,可为评价坡体稳定性提供理论参考。

2013 Vol. 30 (5): 70-75 [摘要] ( 281 ) [HTML 1KB] [ PDF 1361KB] ( 2128 )
76 勾丽杰,刘家顺
RBF神经网络模型在砂土液化判别中的应用研究
以时松孝次收集的砂土液化数据为研究对象,选取黏粒含量ρc、相对密实度Dr、临界深度ds、竖向有效应力σ′、地下水位dw、地震震级M、最大地面水平加速度αmax和标准贯入次数SPT-N等8个砂土液化的主要影响因素作为RBF神经网络的输入参数,利用MATLAB7.0中的神经网络工具箱,对部分样本数据进行训练和测试。并利用建立的RBF神经网络模型分析了各因素对砂土液化的影响规律。结果表明:砂土液化判别指标随αmax的增加而增大,随SPT-Ndw的增加而减小。研究成果表明,建立的RBF网络模型完全满足砂土液化判别的精度要求,能够精确模拟输入和输出之间复杂的非线性映射关系,具有较高的预测精度,具有重要的工程应用价值。
2013 Vol. 30 (5): 76-81 [摘要] ( 323 ) [HTML 1KB] [ PDF 1001KB] ( 2191 )
水工结构与材料
82 林绍忠,许合伟
多色SSOR-PCG的MPI编程实现
对称逐步超松驰预处理共轭梯度法(SSOR-PCG)是一种求解大型稀疏对称正定线性方程组的非常有效的迭代法。SSOR-PCG并行化的难点在于每步迭代都要求解2个三角方程组。采用一种改进的SSOR-PCG并行求解有限元方程组,并采用多色排序技术提高并行度。基于MPI模型开发了并行程序,通过测试,选择了有效的MPI通信函数。
2013 Vol. 30 (5): 82-85 [摘要] ( 596 ) [HTML 1KB] [ PDF 946KB] ( 3473 )
86 郑重阳,彭辉,任德记
南水北调中线工程?河渡槽三维有限元分析
南水北调大型渡槽流量大、跨度大等特点,对渡槽的设计提出了更高的要求。结合南水北调?河渡槽的工程实例,运用三维有限单元法对该渡槽的受力性能进行模拟,同时重点考虑预应力和温度荷载的影响,研究了渡槽槽身各部位控制断面的应力、变形分布规律。计算结果表明:槽身截面设计和预应力筋布置方案合理,应力和位移均在允许范围内,满足抗裂和挠度要求。
2013 Vol. 30 (5): 86-91 [摘要] ( 339 ) [HTML 1KB] [ PDF 1765KB] ( 1982 )
仪器设备与测试技术
92 王丽娟,潘熙和,张应文,朱建勇,黄业华
水电站冲击式水轮机调速器技术发展历程及研究
随着高水头水电站的大力开发和应用,冲击式水轮机不断向着大容量多喷嘴方向发展,适应冲击式水轮机组控制特性的专用调速器应运而生,且技术发展迅速。通过我国第1座高水头电站——云南以礼河水电厂在不同时期具有代表性的冲击式水轮机调速器的运行实践,回顾和总结近半个世纪以来冲击式水轮机调速器技术的发展历程,汇报作者多年来对冲击式水轮机调速器研究的体会和认识,希望对冲击式水轮机调速器的规范、选型和应用有所帮助。
2013 Vol. 30 (5): 92-96 [摘要] ( 349 ) [HTML 1KB] [ PDF 1637KB] ( 2536 )
科技简报
97 杨飞,杨文俊,杨森
ELCIRC源程序代码分析
开放源程序代码ELCIRC是采用基于水平向无结构网格、垂向z坐标体系和半隐格式的欧拉-拉格朗日有限体积/有限差分方法来解浅水方程。研究了ELCIRC中除控制方程组求解以外的部分,分析了源程序在插值计算、拓扑结构、定解条件、分层信息和干湿法等技术上的具体操作,尤其是对欧拉拉格朗日模型特有的逆向追踪算法做了详细阐述。同时讨论了一些细节问题,在不恰当的地方给出一些参考和建议,避免小数做分母、相近数相减引起的较大误差。然而,这些经过实际应用的算法原理,可以为我们开发水动力学模型提供有价值的参考。
2013 Vol. 30 (5): 97-102 [摘要] ( 573 ) [HTML 1KB] [ PDF 1375KB] ( 3784 )