• 2022年第50卷第3期文章目次
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    • 基于GIS的大连市暴雨洪涝灾害综合风险评估

      2022, 50(3):1-8. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.03.001

      摘要 (979) HTML (0) PDF 2.72 M (2207) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用大连市日降水数据和社会经济数据,采用层次分析法(AHP)和熵权法,结合GIS技术,从暴雨洪涝灾害的危险性、暴露性、脆弱性和防灾减灾能力4个因子入手,选取18个暴雨洪涝灾害综合风险评价指标建立大连市暴雨洪涝灾害综合风险评估模型,对大连市暴雨洪涝灾害的综合风险进行评估。结果表明:从暴雨洪涝灾害危险性空间分布来看,大连市具有东北部、西南部地区较高,中部地区较低的特点;北部地区暴雨洪涝灾害暴露性和防灾减灾能力均较低,而南部区域较高;西南部、中部地区暴雨洪涝灾害脆弱性较高,东北部、南部地区脆弱性较低。大连市暴雨洪涝灾害综合风险等级以中风险为主,占全市总面积的41.3%,从大连市的东北到西南方向呈片状分布;其次是低风险区,占全市总面积的20.93%,主要分布在庄河市的西北部和瓦房店市;高风险区域面积小,仅占全市总面积的0.72%,集中分布在沙河口区和长海县。沙河口区和长海县作为大连市暴雨洪涝灾害的高风险区,在极端暴雨条件下极有可能发生洪涝灾害,已成为防洪工作的重点关注地区。

    • 郑州市极端暴雨灾后交通工程隐患应急检测分析

      2022, 50(3):9-16. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.03.002

      摘要 (434) HTML (0) PDF 5.29 M (2121) 评论 (0) 收藏

      摘要:极端暴雨灾后,郑州市区道路、地铁隧道等交通工程易产生道路基底脱空、隧道变形渗水等病害。为了查明这些隐患,根据暴雨灾后隐患类别及各类检测方法的特点,通过组合车载三维探地雷达、拖曳式瞬变电磁、移动三维激光扫描等多种检测方法,对道路空洞、隧道病害进行了应急检测。结果表明:采用车载三维探地雷达与拖曳式瞬变电磁相结合,可有效避免单一方法的局限性,快速查明道路工程的脱空、渗漏等病害;采用移动三维激光扫描普查隧道结构信息,再利用探地雷达对重点病害进行详查,可快速查明隧道工程安全状况。

    • 郑州“7·20”特大暴雨降水特征及其内涝影响

      2022, 50(3):17-22. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.03.003

      摘要 (1065) HTML (0) PDF 2.36 M (2566) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于郑州市自动气象观测站资料,对河南郑州2021年“7·20”特大暴雨的降水极端性、降水时段、小时降水变化等特征及其内涝影响进行分析,提出超标准降水条件下内涝防治的建议。分析表明:河南郑州“7·20”特大暴雨是一次极端强降水天气过程,可以分为5个明显的降水阶段,第三阶段和第四阶段呈现短时强降水频发、重发特征,特别是20日12—18时郑州市主城区连续出现80mm以上的小时降水,是造成郑州市主城区严重城市内涝的主要原因。按照现有的内涝防治设计标准,郑州市主城区仍不足以防范此种强度的降水,但仍可以通过完善城市内涝防治的超标应急系统、提高城市易涝点内涝防治标准等措施减轻内涝灾害。

    • 台风“美莎克”致洪暴雨精细化特征及成因分析

      2022, 50(3):23-30. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.03.004

      摘要 (448) HTML (0) PDF 9.09 M (1575) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析2020年台风“美莎克”致洪暴雨成因,利用自动气象站观测、风廓线雷达、NCEP再分析等资料,对暴雨的精细化特征进行诊断分析,并与2012年台风“布拉万”进行简要对比。结果表明:台风“美莎克”带来的降水具有风雨影响范围大、降水持续时间长、降水呈非对称性等特点; “美莎克”在东北地区造成的强降水与它和西风带系统结合关系密切,北上台风进入我国东北地区后呈非对称性结构发展,台风西侧干冷空气的卷入和锋生区导致了其降水的持续和非对称性分布; “布拉万”与“美莎克”的大尺度环流均表现为“西低东高”的形势,但是“美莎克”环流的异常程度、系统随高度向西倾斜的程度及锋区强度均强于“布拉万”,因此降水也表现为持续时间更长、范围更大的特征。

    • 城市重污染河流沉积物营养盐和重金属分布及潜在生态风险

      2022, 50(3):31-38. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.03.005

      摘要 (452) HTML (0) PDF 2.20 M (2381) 评论 (0) 收藏

      摘要:以南京市南河为研究对象,采集4个断面的沉积物柱状样(0~120 cm)分析其总氮(TN)、总磷(TP)、有机质(OM)及重金属(Cr、Ni、Cu、As、Cd、Hg、Pb和Zn)的含量,并采用潜在生态风险评价及相关性分析等方法,揭示黑臭河道底泥中营养元素和重金属的垂向分布特征及潜在生态风险。结果表明:南河沉积物中营养元素和重金属含量呈明显的空间差异特征,其中北部河段TN、TP和OM的含量明显高于南部;深度方向上,TN和TP均随深度先增加后减少,且在40~80 cm深度处含量最高。南河的南部和北部沉积物中重金属含量均较高,其中南部的Ni、Cd和Pb及北部的Cu、Hg和Zn的含量均为中部的2倍以上;深度方向上,除Hg和Zn外,各重金属含量在60 cm以内呈现随深度逐渐增加的趋势。潜在生态风险评价显示,各断面Hg和Cd均达到极强生态危害,其次是Ni和Zn,而As的危害程度相对较小。相关性分析显示,沉积物中Cu与TP、TN和OM呈极显著相关,Ni和Cr呈极显著正相关且都与Zn呈显著正相关,Cd、Pb、As和Zn之间两两呈显著正相关。总体上,南河底泥重金属及营养元素污染较严重,且存在复合污染的趋势。

    • 寒区非饱和土体混合态水分迁移研究进展

      2022, 50(3):39-46. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.03.006

      摘要 (488) HTML (0) PDF 1.00 M (2099) 评论 (0) 收藏

      摘要:综合分析了冻土液态水和气态水迁移机制以及水热耦合数值模型,归纳了土水势理论和水汽迁移成冰理论的研究进展,综述了冻土传统水分迁移驱动力理论和水汽迁移驱动力理论,分析了工程地基土体增水机理,对水热力和水热汽耦合作用理论进行了总结分析,并对比了不同数值模型的特点。因冻土冰水相压力的不明确,Clapeyron方程在冻土中的适用性还需进一步探究;水汽遇冷冷凝作用和水汽蒸发凝结作用很好地解释了非饱和土体的增水机理;传统水分迁移理论多是基于液态水展开研究,忽略了水汽运移的影响,水汽迁移成冰理论很好地解释了水汽运移引起的工程冻害;水热力耦合迁移理论没有充分表征应力场的作用,不能完全揭示土体冻胀的形成和发展过程。

    • 分布式格林-安普特降雨径流模型研究

      2022, 50(3):47-54. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.03.007

      摘要 (423) HTML (0) PDF 2.34 M (2081) 评论 (0) 收藏

      摘要:构建了一种基于网格计算流域蒸散发及产汇流的分布式格林-安普特降雨径流模型,并选择陕北黄土高原地区两个半干旱流域为研究区域,研究该模型在半干旱地区的应用效果。结果表明:在两个半干旱流域,分布式格林-安普特降雨径流模型的应用效果好于GA-PIC模型和格林-安普特模型,尤其对于洪峰的模拟精度更高;分布式格林-安普特降雨径流模型中基于网格的坡面汇流与河道汇流模块能够更准确地计算出径流汇集到流域出口断面的时间;分布式格林-安普特降雨径流模型能更精确地计算出流域不同位置的产流过程,并准确地模拟流域产流面积分布情况;半干旱地区降雨时空分布不均,超渗产流主要受降雨强度的影响,降雨观测精度对径流预报精度影响较大。

    • 基于多源降水融合驱动的WRF-Hydro模型在中小河流洪水预报中的适用性

      2022, 50(3):55-64. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.03.008

      摘要 (758) HTML (0) PDF 7.01 M (2428) 评论 (0) 收藏

      摘要:从提高驱动数据(降水)的质量和时空分辨率出发,评估了基于混合地理加权回归截尾函数(MGWR-BI)多源降水融合算法的有效性,以及融合降水对WRF-Hydro模型计算结果的影响。将融合降水数据用于WRF-Hydro模型中进行子午河流域的洪水预报,并与站点实测降水数据进行比较,结果表明,融合降水的精度高于原始CMORPH卫星降尺度降水,融合降水数据驱动WRF-Hydro模型比CMORPH卫星降尺度降水数据能更好地预报与模拟洪水事件,WRF-Hydro模型具有中小河流洪水预报的潜在优势。

    • MICP加固对海上风机单桩基础静力特性的影响

      2022, 50(3):65-73. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.03.009

      摘要 (386) HTML (0) PDF 6.65 M (1918) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究微生物诱发方解石沉淀(MICP)加固技术对大直径单桩静力特性的影响,采用数值模拟方法分析MICP加固浅层土体后单桩基础的承载力、变形模式、内力分布等静力特性,并对不同加固范围、加固形状、加固强度进行敏感性分析。结果表明:使用MICP加固土体可以有效提升单桩承载力(最高达70%);加固不改变单桩变形模式,但桩周土体变形区域范围有所变化;加固可改善单桩内力分布;对于不同加固范围,加固深度超过1倍桩直径后对于提升承载力影响很小;加固半径超过3倍桩直径后对于提高单桩承载力作用较小;对于不同加固形状,承载力由大到小依次是圆柱状、倒锥状、正锥状。加固土体强度增加时,单桩承载力亦随之增加。

    • 内河航道网络优化研究

      2022, 50(3):74-80. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.03.010

      摘要 (259) HTML (0) PDF 1.09 M (1621) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对内河水运发展结构不合理的问题,考虑货主和航运企业与航道网络规划者之间的博弈关系,构建了一个航道网络优化的双层规划模型,上层模型以航道网络优化方案的建设成本和运行成本之和最小为目标函数,下层模型采用用户均衡的航道网络配流模型,并运用遗传算法对模型求解。以山东省为例进行实证分析,选择3个评价指标对优化方案结果与原规划结果进行对比评价,结果表明,该航道网络优化的双层规划模型所得山东省航道网络优化方案比原方案更优越,提升了区域航道网络的运行效率,验证了模型的有效性。

    • 考虑水沙和风沙过程的海滩-沙丘系统耦合演变数学模型研究综述

      2022, 50(3):81-90. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.03.011

      摘要 (393) HTML (0) PDF 1.82 M (2007) 评论 (0) 收藏

      摘要:海滩-沙丘系统耦合演变数学模型同时考虑近岸水沙和风沙过程,可以更好地预测砂质海岸在更大空间尺度上的地貌形态演变,为海岸带保护修复和综合管理提供依据。从概念模型、基于水沙过程的海岸地貌演变模型、海岸风沙输移模型、水沙-风沙耦合模型4个方面概述了海滩-沙丘系统耦合演变数学模型的研究进展。现有海滩-沙丘系统耦合演变数学模型可以模拟风暴作用下的海滩-沙丘侵蚀和泥沙交换、供应限制条件下的风沙输移和沙丘发育等物理过程,并初步具备多年时间尺度上的模拟能力,但在适用性、准确性和计算效率等方面仍存在不足,提出该类模型关键物理/生物过程的考虑、计算效率的提高、空间维度的拓展和实际应用的检验等今后的发展方向。

    • 白龙浮标数据全球通信系统共享的解决方案

      2022, 50(3):91-95. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.03.012

      摘要 (389) HTML (0) PDF 2.22 M (1510) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现白龙浮标数据按照标准格式全要素参与国际交换,设计了从浮标数据测量、卫星传输、岸站接收、实时数据质量控制、云服务器存储到FTP数据上传中国气象局的数据传输链路;采用WMO推荐的标准BUFR格式对原始数据进行格式转换和重新编报,并按照全球通信系统(GTS)的规则进行封装和编发,实现了白龙浮标气象和海洋观测数据实时向GTS的分发共享,全球用户可以通过GTS收集数据并进行分拣后,按照报头识别并解码得到白龙浮标实时数据。白龙浮标成为我国第一个实时数据共享到GTS的锚系浮标,表明我国锚系浮标数据提供能力达到世界先进水平。

    • 中国东部大陆架海域波能流特性研究

      2022, 50(3):96-103. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.03.013

      摘要 (216) HTML (0) PDF 5.31 M (1312) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于欧洲中期天气预报中心提供的第五代再分析数据集中较高分辨率的波浪数据,计算分析了2017年中国东部大陆架海域涌浪和混合浪波能流的时空分布特征,研究了该海域波能流的传递特性。结果表明:研究海域的混合浪、涌浪波能流都以流向外海为主,波能流传递方向基本一致,在数值上涌浪波能流明显小于混合浪波能流,中国东部大陆架海域产生的较大波能流由各个海峡流向外海;研究海域混合浪波能流分布具有明显的季节性,秋冬季节较大,春夏季节较小,大值区主要集中在吐噶喇海峡、奄美海峡、宫古海峡和台湾海峡附近;涌浪波能流空间分布的季节差异相对较小,大值位于奄美海峡、宫古海峡和与那国海峡附近。

    • 海砂氯离子溶出机制和模型研究

      2022, 50(3):104-109. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.03.014

      摘要 (298) HTML (0) PDF 1.82 M (1581) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究海砂淡化过程中氯离子的溶出机制,采用海砂淡化试验分析不同淡化方法下溶出氯离子量与淡化时间、水砂质量比的关系;在此基础上,考虑海砂氯离子分布及溶出特征,以Fick定律推导的溶解扩散理论为基础,建立同时考虑海砂表面氯离子溶解和内部氯离子释放的溶出模型,并对模型进行了验证。结果表明:海砂氯离子溶出模型可以较好地描述海砂氯离子的溶出过程,能够反映淡化时间和水砂质量比对海砂淡化效果的影响。

    • 不排气条件下低渗透岩石力学特性试验

      2022, 50(3):110-117. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.03.015

      摘要 (276) HTML (0) PDF 2.87 M (1117) 评论 (0) 收藏

      摘要:以低渗透致密红砂岩为研究对象,开展了不同围压和孔隙气压下的常规三轴不排气试验,分析了不同应力路径下,围压与孔隙气压对岩石力学特性的影响。试验结果表明:围压对砂岩具有强化作用;随着围压增大,抗压强度与延性明显增大,多呈现剪切破坏形式;孔隙气压使砂岩的抗压强度降低,脆性提高,砂岩内部张力增大,对砂岩内部连续结构产生破坏,易产生劈裂破坏面。

    • 沥青路面水膜效应及临界滑水速度研究综述

      2022, 50(3):118-124. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2022.03.016

      摘要 (357) HTML (0) PDF 1.75 M (2416) 评论 (0) 收藏

      摘要:回顾了沥青路面水膜研究的历程,分析了国内外水膜厚度计算成果,对滑水类型和判定标准进行了总结,并基于试验、力学模型建立的方程以及数值模拟和仿真等方面的相关成果对临界滑水速度进行归纳总结并对比分析。


年第50卷第3

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