• 2020年第48卷第4期文章目次
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    • >水文水资源与环境
    • 淮河干流典型污染物时空分布特性分析

      2020, 48(4):291-299. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2020.04.001

      摘要 (1657) HTML (0) PDF 2.38 M (2798) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前淮河水环境现状及问题,2014—2017年先后7次采集淮河干流(正阳关—老子山)19个断面的上覆水样和沉积物泥样,对上覆水和沉积物中关键污染物指标总磷(TP)及主要重金属(As、Cu、Pb、Zn)含量进行分析,探究淮河干流TP和重金属时空分布特征与主要影响因素,并对各污染物的环境影响效应作出评价。结果表明:11月各污染物含量明显低于6月,水动力过程影响比较大;各污染物质量浓度整体呈现下降趋势,TP和As下降最明显;污染物来源分析显示,沉积物中TP主要受到面源污染影响,重金属污染物主要受点源污染影响;监测区间内淮河沉积物TP和4种重金属含量不具有生态风险。

    • 黄土高原祖厉河流域咸水淡化与高效利用

      2020, 48(4):300-306. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2020.04.002

      摘要 (1475) HTML (0) PDF 2.18 M (3199) 评论 (0) 收藏

      摘要:为缓解我国北方苦咸水分布地区淡水资源紧缺的状况,开展咸水多级冰冻淡化试验,揭示咸水结冰过程水质变化机理。试验结果表明:冷冻结冰法能有效淡化咸水,Ⅰ级冰融水的脱盐率可达60%以上;咸水多级冷冻结冰过程,不同离子结冰迁移速率不同,致各级冰融水离子组成发生变化。多级冰冻淡化方法可以在祖厉河流域推广和应用,其充分利用自然能源,具有经济环保,简单易行,既可小规模分户实施也可大规模处理等优势,是解决当地春旱期生活用水及农业用水困难的有效途径之一。

    • 基于柯西分布的水文序列异常值检测方法

      2020, 48(4):307-313. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2020.04.003

      摘要 (1739) HTML (0) PDF 1.79 M (3537) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对基于正态分布的检测算法在窗口中出现偏差较大的极端异常值时,检测模型出现不稳定的现象,提出一种基于柯西分布的异常检测算法。通过试验发现,用滑动窗口内的中位数以及中位数绝对偏差来代替均值以及标准差,可以较好地消除滑动窗口内极端异常值对检测算法的影响。探讨了算法中滑动窗口以及置信度的设置,并通过实例对算法进行验证。结果表明,所提算法的检出率在窗口以及置信度设置恰当的情况下保持较高水平。与其他算法对比表明,所提算法对于处理局部波动剧烈的流量时间序列展现出较好的适用性以及鲁棒性。

    • 基于环境基尼系数的苏南运河排水权分配

      2020, 48(4):314-319. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2020.04.004

      摘要 (1341) HTML (0) PDF 1.15 M (2407) 评论 (0) 收藏

      摘要:借鉴环境基尼系数,对苏南运河区域排水权配置进行研究。选择运河沿线防洪包围区域人口、GDP和土地面积为控制指标,通过绘制洛伦茨曲线计算相应的环境基尼系数。在排水权总量一定的情况下,以控制指标的环境基尼系数之和最小为目标函数,设定合理的约束条件,计算得到各区域排水权的优化分配方案。结果表明:在优化配置后,基于人口、GDP和土地面积3项指标的环境基尼系数分别为0.000 2、0.144 1和0.079 6,均优于现状,环境基尼系数的平均变化幅度为0.026 3;基于环境基尼系数的分配方式能够兼顾各地区的实际情况,有利于统筹城市防洪与区域防洪之间的关系,在确保城市防洪安全的前提下减轻苏南运河防洪压力。

    • 江苏省农产品水足迹与虚拟水流动及其环境影响

      2020, 48(4):320-326. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2020.04.005

      摘要 (1390) HTML (0) PDF 3.20 M (2391) 评论 (0) 收藏

      摘要:在量化江苏省农业生产水足迹、消费水足迹及虚拟水流动基础上,分析与水资源消耗相关的环境影响,以及对人类健康、生态质量及资源的影响。江苏省农业生产水足迹、消费水足迹、虚拟水流出及流入分别为110.97亿m3、37.98亿m3、74.99亿m3和2.00亿m3,前三者主要受水稻和小麦的影响,后者主要受奶类、油料和牛肉的影响;其相关的人类健康影响分别为26.02万DALY、9.30万DALY、17.58万DALY和0.87万DALY,生态质量影响分别为19.02亿m2·a、6.69亿m2·a、12.85亿m2·a和0.53亿m2·a,资源影响分别为0、1.47亿MJ、0和1.47亿MJ。分析结果表明:节水技术应用及节水品种培育有助于减小生产水足迹,消费模式转变有助于降低消费水足迹,贸易结构调整及贸易地区选择有利于改变现有虚拟水流动模式;水足迹及虚拟水流动量值是影响江苏省水资源消费相关环境影响的重要因素,减少水资源消耗,降低农业用水比重,改变产品调入区域等均有助于减小环境影响。

    • >土木工程
    • 含软弱夹层的层状岩体流变力学特性试验

      2020, 48(4):327-333. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2020.04.006

      摘要 (1416) HTML (0) PDF 1.91 M (2761) 评论 (0) 收藏

      摘要:依据工程地质结构制作含软弱夹层的层状岩体试样,采用全自动三轴流变伺服系统进行三轴流变力学试验,研究含软弱夹层的层状岩体的流变变形规律及加速流变特性,依据岩体各级应力水平下的稳态流变速率确定岩体的长期强度,为工程岩体流变数值试验参数辨识提供参考。根据流变试验结果,提出反映不同岩层流变力学性质的层状岩体流变模型,在模型中引入损伤变量,使流变模型可以准确反映多层状岩体在不同应力水平下的损伤流变特性。对提出的非线性损伤流变模型进行参数辨识,拟合曲线与流变试验结果较吻合,验证了非线性损伤流变模型对层状岩体的适用性。

    • 机械磨细对新疆和田地区火山岩粉活性影响试验

      2020, 48(4):334-339. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2020.04.007

      摘要 (1286) HTML (0) PDF 2.46 M (2418) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高新疆和田地区火山岩粉的活性,拓宽其在混凝土工程中的应用,借鉴目前常用的机械磨细的球磨方法,使粉体材料更加细化,并改善其颗粒分布。对4种细度的火山岩粉,采用勃氏法测试其比表面积,激光粒度法分析其颗粒级配及分布,多龄期胶砂强度指数法去验证掺加该火山岩粉后的胶凝体系宏观力学性能变化,最后用SEM及EDS观察分析微观形貌及产物,揭示微观变化与宏观强度,即火山灰活性提升的关系。试验结果表明:机械磨细的方法可以有效地改善火山岩粉的颗粒分布,比表面积每增加80 m2/kg左右则小于50%通过率颗粒粒径减小0.6~0.8 μm;掺火山岩粉胶凝体系随龄期的延长,宏观上其抗折强度和抗压强度均有持续的提高,而且抗折强度增加速率更快,但强度增加随火山岩粉变细而增长的幅度放缓。根据宏观力学性能的变化及SEM及EDS的微观观察分析,得出结论:机械磨细可提高火山岩粉活性的主要原因为颗粒变细的“微集料”填充作用,以及其参与水泥基体系水化反应能力的提升。

    • >水利水电工程
    • 高土石坝Hardfill新型抗震加固措施

      2020, 48(4):340-346. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2020.04.008

      摘要 (1289) HTML (0) PDF 2.94 M (2338) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有土石坝坝顶抗震加固措施存在的一些问题,提出一种利用Hardfill材料对高土石坝进行抗震加固的新措施,并采用极限平衡法和动力有限元时程法,对这种抗震加固措施在高土石坝抗震工程中应用的效果与可行性进行研究。分析该措施对坝体抗滑稳定性、永久变形与材料动强度安全性的改善效果;通过分析大坝的加速度、应力和变形状况,研究Hardfill加固措施是否对大坝存在不利影响。结果表明:Hardfill抗震加固措施对增强坝体的整体稳定性、抑制坝体永久变形有较明显的效果,提高了反滤料和心墙料的动强度安全系数,不会对大坝的运行带来不利影响。

    • 等宽明渠交汇口壅水特性数值模拟

      2020, 48(4):347-353. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2020.04.009

      摘要 (1303) HTML (0) PDF 2.98 M (2451) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同交汇角度θ和流量比q对明渠交汇口壅水特性的影响规律,利用体积函数法(VOF)追踪自由表面,采用雷诺应力模型(RSM)封闭控制方程,建立明渠交汇水流三维数值仿真模型,对3种流量比和7种交汇角的21种组合工况进行模拟研究,对交汇口附近的三维壅水形态进行分析。结果表明:由于支流汇入的顶托作用,上游区域内水位壅高,交汇区域内出现水面跌落现象;同一流量比工况下,随着交汇角的增大,上游水位逐渐增大,下游水面跌落现象越来越剧烈;对所有工况的上下游最小水深比h*d和最大水深比h*m进行计算,发现在本文研究的流量比及交汇角变化范围内,上下游最小和最大水深比均随着交汇角的增大而增大,随着流量比的增加而减小。最后,对上下游水深比的变化范围进行分析,得出结论:同一流量比工况下,交汇角增大,交汇口附近水面变幅增大;同一交汇角度工况下,流量比增大,交汇口附近水面变幅减小。

    • >港口航道与海洋工程
    • 基于Stacking集成机器学习的波浪预报

      2020, 48(4):354-358. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2020.04.010

      摘要 (1721) HTML (0) PDF 2.56 M (2424) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用多层感知器模型、随机森林模型为第一层子模型,极端树模型为第二层元模型,建立基于Stacking集成机器学习的波浪预报算法,并引入邻域平均法抑制在拐点处产生的数值震荡。以长江口外海2016年1—9月的风速和中国近海波高数据为数据源,利用机器学习风速与有效波高之间的关系,将2016年10—11月的风速、波高数据用于预报结果的对比分析,预报前45 d R2拟合优度达到0.97以上,平均误差最大值为0.08 m,平均相对误差最大值为0.05,预报结果与波浪谱模型结果趋势一致,准确度较高;预报结果后15 d误差增长较快,这与训练集数据中寒潮浪占比较少有关。

    • 朱家尖南沙海滩剖面变化特征与泥沙输运

      2020, 48(4):359-366. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2020.04.011

      摘要 (1445) HTML (0) PDF 2.53 M (3001) 评论 (0) 收藏

      摘要:在对朱家尖岛南沙海滩的沉积环境、动力条件、地形地貌进行调查与监测的基础上,利用不同的波能流公式对海岸的沿岸泥沙运动进行计算与分析。结果表明:该海滩沉积物以沙为主,物质来源主要是邻近的海岸基岩风化侵蚀产物;受海岸波浪、潮汐、潮流等动力条件和沉积环境综合作用的影响,海滩剖面地形的季节性变化明显:夏季侵蚀、冬季淤积;海滩东侧侵蚀、西部淤积的年际变化特点与沿岸输沙密切相关;沿岸输沙计算结果显示各岸段沿岸净输沙量平均值介于43.85×103~172.77×103 m3/a;自东向西的沿岸输沙主要由ESE、SE向的入射波所致,自南向北的沿岸输沙由S向入射波所致,在不考虑人类活动对海滩影响的情况下,沿岸输沙在海滩长期的演化过程中起到了关键作用。

    • >机电与信息工程
    • 含主动负荷的综合电力负荷建模研究综述与展望

      2020, 48(4):367-376. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2020.04.012

      摘要 (1595) HTML (0) PDF 3.36 M (3599) 评论 (0) 收藏

      摘要:总结当前电力负荷建模的研究进展,根据负荷建模所面临的新形势,提出含主动负荷的广义综合电力负荷建模问题的研究框架,并详细论述研究方案,重点解决主动负荷模型结构的准确性与简洁性相协调、主动负荷模型参数的时变性与鲁棒性相协调这2个关键难题,为建立准确描述主动负荷电气特性的广义综合电力负荷模型指明一条可行的技术路线。

    • 电力系统的电力电子化趋势分析与探讨

      2020, 48(4):377-384. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2020.04.013

      摘要 (2243) HTML (0) PDF 1020.29 K (6996) 评论 (0) 收藏

      摘要:首先,从电力电子的发展历程,以及当前电力系统电源、电力传输、用电等方面发展面临的问题,说明电力系统电力电子化的必要性;其次,从能源安全与政治建设、资源和环境效益、发输配用电变革3个方向,阐述电力电子化的政治、经济、技术等驱动因素;最后,对电力系统电力电子化的发展趋势和主要制约因素进行分析,并对有关的研究方向进行梳理,以期对后续研究提供参考与借鉴。

July 25,2020
年第48卷第4

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