2013, 33(5):1-5. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2013.05.001
摘要:论述城市雨洪的形成、洪涝的基本类型以及城市排水系统的水文学和水力学基础。总结了中国城市排水存在的主要问题:城市发展快速、粗放;城市建设重地表轻地下;排水系统设计标准偏低且升级困难;城市建设防汛意识淡薄,灾害预警能力不达标等。提出了若干解决中国城市排水问题的措施:从整体上规划布局地下排水管网建设;修订暴雨强度公式,提高排水设计标准;实施雨污分流,整治城市河道;改造不透水下垫面,增加渗透铺装、绿地和湿地面积;建立长效管理体制,加强灾害预警等。
2013, 33(5):6-10. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2013.05.002
摘要:加高堤防是洪水防御的主要方式,也是洪水管理的主要措施,但是其在提高防洪安全、减小洪灾概率的同时,洪灾的潜在损失却越来越大,洪水风险越来越高。面临洪水威胁的荷兰,随着防洪标准的不断提高,持续的加高堤防遇到越来越多的争议和挑战,防洪观念和洪水管理策略需寻求改变。洪水风险管理的弹性策略是以现有堤防为基础,通过调整土地利用方式、分区滞洪及设置绿色河流等措施,达到提高河流泄洪流量、降低洪峰水位、减小洪灾损失和降低洪水风险的目标。弹性策略与加高堤防相比在提高防洪安全、减小灾害损失以及改善生态和可持续发展方面具有明显优势,对我国大河的洪水风险管理提供了有益的借鉴和启发。
2013, 33(5):11-14. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2013.05.003
摘要:以数字高程模型为基础,采用栅格型新安江模型进行不同分辨率情况下的洪水模拟,分析了分辨率对分布式水文模拟的影响。研究结果表明:数字高程模型分辨率越高,流域数字化的精度相对越高,但模型的模拟结果并不一定越好;针对不同分辨率的数字高程模型,在重新率定汇流参数的情况下,栅格型新安江模型的模拟精度相当,均能取得较好的应用效果;对于中尺度流域而言,采用30″分辨率的数字高程模型不仅能够提高模型的运行时效,也能取得较高的模拟精度。
2013, 33(5):15-20. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2013.05.004
摘要:基于海河流域农业的现状与发展,分析了海河流域农田水循环的驱动机制,提出了海河流域农田综合二元水循环模式,揭示了农田水循环的机制,并根据农田水循环的结构与模式分析了海河流域农田水循环的各项输入输出等水平衡要素。对海河流域农田水循环模式和通量的分析结果表明,海河流域种植结构和耕作方式的改变使有效降水利用量增加,蒸散发的输出量整体增加,农业系统退水量减少。根据海河流域农田水循环模式和通量的分析结果,提出了海河流域农田水循环的调控措施,包括节水灌溉、发展旱地农业等。
2013, 33(5):21-25. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2013.05.005
摘要:为探讨岸滩挫落崩塌发生的机理和分析模式,通过分析河流岸滩土壤特性和地质结构,结合岸滩土体应力分布与变化特点,深入分析了岸滩挫落崩塌的力学机制和崩塌过程,指出在河床冲刷下切过程中,黏性岸滩顶部出现的纵向裂隙会促使岸滩挫落崩塌的发生,发生过程相对简单和短暂,破坏面为平面;根据岸滩崩塌体力学平衡分析,探讨了岸滩挫落崩塌的分析模式,导出了挫落崩塌的稳定分析方程,该方程反映了河岸土壤特性、岸坡形态、河床冲刷、岸滩渗流等因素的共同作用关系,将其应用于岸滩临界崩塌高度公式的推导,并利用实测资料对挫落崩塌分析模式的合理性进行了检验,结果表明该分析模式是合理的,可以在实践中应用。
孔维耀 , 王子健 , 王玉洁 , 朱锦杰 , 王柳江 , 刘斯宏 , 张学峰
2013, 33(5):26-30. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2013.05.006
摘要:为了分析堆石流变特性及其对公伯峡混凝土面板应力变形的影响,利用原位观测资料对公伯峡面板堆石坝的变形性态进行分析,采用Merchant黏弹性流变模型,反演计算得到相应的流变参数,并用反演得到的流变参数对大坝受力变形进行计算分析。结果表明:堆石的流变作用较明显,流变期间沉降计算值与实测值的变化规律较吻合,堆石流变对面板应力变形、垂直缝和周边缝变形有较大影响;所采用的流变模型和反演得到的流变参数较合理,能够预测面板坝轴向应力和裂缝的发展趋势。
2013, 33(5):31-34. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2013.05.007
摘要:为了揭示不同进口流速情况下90°方形弯管内部流动特征,在构建90°方形弯管专用PIV试验台的基础之上,对弯管内不同断面以及不同半径上的流速分布情况进行了PIV测试试验。试验结果表明:采用PIV技术能较好地获得弯管内部流动情况;流体未进入弯曲段时,各断面流速分布变化不大;而进入弯曲段后,由于受到弯管壁的约束形成旋转流动,弯管内侧流速增大,外侧流速降低;当转过60°位置后,弯管内侧流速降低,外侧流速增加;到达90°位置后,各断面的流速基本趋于一致。不同半径处的流速分布不相同,弯管内侧流速较大,外侧较小,在50°、60°处流速达到最大值;弯管不同的进口流速对于速度峰值的位置有一定的影响,而对于弯管内其他的流动情况影响较小。
2013, 33(5):35-37. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2013.05.008
摘要:针对明渠垂线流速分布测量样本容量对对数公式拟合的影响问题,通过水槽试验,应用激光多普勒测速仪,在0.2倍水深内布设110个点进行垂线流速测量;按相对等距原则,从110个测量数据中共生成11组不同样本容量的流速系列进行统计分析。结果表明:试验测得的垂线流速分布符合对数公式;对数公式拟合所得的摩阻流速、积分常数及其统计变量相关系数和变差系数随样本容量大小的变化而变化,当样本容量逐渐变大时,渐渐趋于稳定,符合统计理论的大数定律;合理反映垂线流速分布变化的试验,其测点需要一定的样本容量;试验得到的垂线流速在间距分布比较均匀的条件下,0.2倍水深内所需样本容量为50左右。
2013, 33(5):38-41. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2013.05.009
摘要:针对灰色GM(1,1)模型拟合误差较大和LM-BP神经网络泛化能力不强的问题,提出了灰色GA-LM-BP模型,该模型采用灰色GM(1,1)模型预测数据并得到其残差,利用LM-BP神经网络对残差进行拟合、测试、预测后,对灰色GM(1,1)模型的数据预测值进行修正从而得到较合理的预测值,并运用遗传算法对LM-BP神经网络的初始权值和阈值进行优化。运用该模型对伦河孝感段的CODMn进行了预测,预测误差不超过2.33%,表明模型的预测数据是合理的,可用于CODMn的预测和水质预警预报。
2013, 33(5):42-46. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2013.05.010
摘要:为了研究淮河干流正阳关至吴家渡段河道泄流能力、河道整治工程方案及洪水调度方式等,针对河段的特点,建立了该段河道水动力数学模型,模拟了2005年和2007年洪水过程。验证计算结果表明,模型计算精度较高,可为正阳关至吴家渡段河道综合治理和行洪区优化调度等研究提供计算平台。利用该模型分析了荆山湖行洪区在2007年洪水过程中的运用效果,计算结果表明,荆山湖行洪区运用可以降低田家庵站的水位,加快了所在河段洪水汇流速度。
2013, 33(5):52-56. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2013.05.012
摘要:采用渠化设计的方法对垂向异重流式混合流体分离鳃进行结构优化,在不同流量、不同含沙量、不同斜板间距组合条件下,对该优化的多级斜板式水沙分离装置进行了动水循环试验。试验结果表明:渠化设计后,清水流与沉降泥沙各行其道,大幅度减小了相互间的扰动;溢流泥沙中值粒径随进流流量的增大不断增大,随进流含沙量的增大逐渐减小;出流含沙量随斜板间距减小而降低;在流量为0.9m3/h时该装置水沙分离效果最好,泥沙分离率在80%以上,最高可达到93%。
赵江涛 , 侍克斌 , 李玉建 , 马亮 , 刘宝星 , 魏玉强
2013, 33(5):57-60. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2013.05.013
摘要:为分析新疆呼图壁县工业园区供水工程首部圆中环沉沙排沙过滤池滤水槽的过滤性能,采用滤水槽物理模型,试验研究了断级配砂(砾)分层过滤技术在泥沙处理问题中的可行性。试验结果表明:在设计流量下,通过运用断级配砂(砾)分层滤水的方式能够更大范围地处理推移质、悬移质泥沙和少量悬浮物,过滤浑浊水获得清水并能排除泥沙;断级配砂(砾)分层过滤技术在泥沙处理过程中能够降低水体浑浊度,改善水质,基本能够满足一般工业用水和生活用水粗滤要求。
2013, 33(5):61-64. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2013.05.014
摘要:针对传统测量吸力试验方法存在的缺陷,采用滤纸法进行了裂隙膨胀土的吸力测定试验,得到了裂隙膨胀土的土水特征曲线,该曲线形态与无裂隙膨胀土的基本相同,均可分为3个阶段,为倒“S”形。相同含水率条件下,脱湿路径下制备的试样基质吸力比吸湿路径下的大,存在明显的滞回现象,可用已有的土水特征曲线计算模型进行拟合分析。试验结果表明,滤纸法可获得任意状态下土体的吸力,不干扰土体的初始状态,可作为测量裂隙膨胀土等特殊性土吸力的一种有效方法。
2013, 33(5):65-68. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2013.05.015
摘要:为确定云罗高速公路沿线的高液限土改良方案,通过不同掺砂比例的颗粒分析试验、相对密度试验、液塑限试验、击实试验和室内加州承载比(CBR)试验,对掺砂前后高液限土的颗粒级配分布,掺砂高液限粉土和高液限黏土的承载比影响因素,如掺砂量、浸水时间对CBR值的影响规律等进行了试验研究。结果表明:粗颗粒质量分数越高,摩擦力越大,黏聚力越小,水敏感性越差;影响土体CBR值的主要因素是粗颗粒质量分数,其次为浸水时间。
陈宏 , , 刘胜宇 , 陈绍文 , 黄良材 , 余关龙 , , 陈晨 ,
2013, 33(5):69-72. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2013.05.016
摘要:为解决水力吹填泥浆自由沉降所需时间较长,退水排放会带走大量淤泥,以及吹填土地基自然固结时间长等问题,向泥水混合液分别投加聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM),搅拌静置沉淀后测定混合液剩余浊度、剩余固体悬浮物质量浓度(SS)及泥水界面高度,考察其混凝沉降性能。试验结果表明,投加混凝剂能在一定程度上加速吹填泥浆的沉降分离,提高出水水质。随着PAC和PAM投加量的增加,混合液剩余浊度和剩余SS值均呈现先降低后升高的趋势,而泥水界面高度基本保持不变。当PAC投加量为360mg/L时,混合液剩余浊度和剩余SS达到最小值,分别为287.4和1.45g/L;当PAM投加量为2.8mg/L时,混合液剩余浊度和剩余SS最小,分别为752.7和2.83g/L。
2013, 33(5):73-76. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2013.05.017
摘要:为了研究顺层边坡在降雨条件下的稳定性,以某铁路路堑顺层边坡为研究对象,采用饱和-非饱和理论建立了降雨入渗条件下的流-固耦合模型,得到了顺层边坡在不同降雨历时条件下暂态饱和区与应力场的分布情况,并分析了顺层边坡在持续降雨条件下的破坏机制,得到了边坡对应的安全系数。研究结果表明:持续降雨条件下,降雨主要沿软弱夹层下渗,并在坡顶局部形成暂态饱和区,导致坡顶岩土体容重增大,软弱夹层力学性质降低;边坡浅表小主应力逐渐减小,并在深部沿软弱层面形成小主应力较小的条带,最终导致边坡稳定系数降低,造成边坡沿深层软弱层面整体下滑。
2013, 33(5):77-81. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2013.05.018
摘要:针对泵站工程风险分析的需要,采用层次分析法(AHP)和事故树分析法(FTA),以Visual Basic程序设计语言开发了泵站工程风险评估辅助系统。系统由泵站运行风险事故树分析模型、底事件风险度计算、泵站各组成部分的权重计算以及计算结果输出4个模块组成,可直观、方便、快捷地计算泵站运行风险概率及判定风险等级。将系统应用于大套第一抽水站的风险评估,得出大套第一抽水站运行风险概率为74.921%,风险等级为Ⅰ级,与实际计算结果一致,表明该系统具有可应用性。
2013, 33(5):82-88. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2013.05.019
摘要:全面总结了外掺氧化镁(MgO)混凝土快速筑坝技术的研究成果和工程经验,从基本理论、补偿原理、实现方法和施工技术等方面系统论述了外掺MgO混凝土快速筑坝技术的特点以及与传统柱状浇筑法的主要差异;阐明了MgO膨胀剂的特性及膨胀机理;介绍了外掺MgO混凝土的基本物理力学与变形性能,自生体积变形的特点和规律以及对仿真计算的影响,工程应用情况、应用条件与经济效益等,指出了设计、施工、试验和均匀性快速检测等工作中应当重视的问题。
2013, 33(5):89-94. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2013.05.020
摘要:河流生态修复活动正在世界范围内广泛开展,受生态系统内部结构的复杂性、非线性等因素制约,生态修复工程实施后的效果仍有待进一步确定。通过分析国内外河流生态修复后评估研究进展情况,总结了河流生态修复成功与否的判别标准及国内外开展的相关实践活动,指出国外的河流生态修复后评估工作主要集中在欧美国家,内容相对较详细;我国的河流生态修复后评估工作受河流生态修复研究和实践水平所限,仍处于初级阶段,应积极借鉴国外后评估工作的经验,推进我国河流生态修复工作的进一步深入。
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