• 2018年第38卷第2期文章目次
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    • >研究探讨
    • 对流域水文模型的再认识

      2018, 38(2):1-7. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.02.001

      摘要 (2459) HTML (0) PDF 1.33 M (2606) 评论 (0) 收藏

      摘要:讨论了流域水文模型的本质,指出模型只是原型的近似,不可能反映原型的一切特征,尤其像流域降雨径流形成这样复杂的现象。诠释了“分解”与“集成”的科学思维在流域水文模型建模中的作用。认为只有产汇流理论和集成基本水文现象为流域水文模型的方法有所突破,才会有流域水文模型的实质性进步。分析了流域水文模型反问题不适定的原因,提出了直接最优化方法用于解决流域水文模型反问题时应注意的事项,以及用“大数据”方法解决流域水文模型反问题的设想和初步思路。认为随着水文观测手段的进一步精准,“大数据”方法在解决流域水文模型反问题和正问题中均有美好的应用前景。

    • 土石山区山坡降雨入渗产流模型

      2018, 38(2):8-13. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.02.002

      摘要 (1603) HTML (0) PDF 1.55 M (1786) 评论 (0) 收藏

      摘要:在分析土石山区下垫面特性的基础上,引入碎石体积比例系数量化土壤中碎石对入渗的影响,并考虑山坡基岩凹凸面及封闭裂隙储留,构建了一种包括植被截留、洼地储留、土壤入渗、壤中流、基岩凹凸面及封闭裂隙储留等计算模块的土石山区山坡降雨入渗产流模型;采用径流小区天然降雨产汇流试验对模型进行验证,并与现有山坡降雨入渗产流模型的模拟结果进行了对比分析。结果表明:与现有模型相比,构建的入渗产流模型可以较好地模拟地表径流强度和土壤入渗率,实测值与模型模拟值较为吻合;暴雨期土壤入渗率的模拟值远小于实测值,可能原因在于该模型忽略了碎石与土壤的直接接触面间可能形成的水流快速通道,未考虑土石山区山坡土壤层和基岩层中可能存在的优先流,模型尚需进一步完善和改进。

    • 区域农业旱灾脆弱性评价及其影响因素

      2018, 38(2):14-19. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.02.003

      摘要 (1413) HTML (0) PDF 1.34 M (1742) 评论 (0) 收藏

      摘要:为加强区域农业旱灾风险管理,对河南、山东省农业旱灾脆弱性进行评价。结合相关文献与区域实际情况,从敏感性和恢复力2个角度选取12个指标,建立评价指标体系;运用熵值法和综合指数法构建旱灾脆弱性评价模型,计算区域内各城市的农业旱灾脆弱性指数;最后采用因子贡献度模型对关键影响因素进行识别。结果表明:研究区农业旱灾脆弱性级差化特征明显,总体处于中脆弱度状态;农业旱灾脆弱性空间差异显著,河南省脆弱性程度高于山东省;河南省农业旱灾脆弱性的主要影响因素有农业人口比重、复种指数和农村居民人均收入,山东省农业旱灾脆弱性的主要影响因素是有效灌溉面积比重、单位耕地面积农业用水量和人均财政收入。

    • 竖直微润灌土壤水分运动数值模拟与验证

      2018, 38(2):20-25. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.02.004

      摘要 (1417) HTML (0) PDF 2.16 M (1585) 评论 (0) 收藏

      摘要:为进一步认识微润灌土壤水分运动规律,进而指导微润灌工程设计,依据非饱和土壤水分运动理论,建立了竖直微润灌土壤水分运动模型,并用SWMS-2D软件进行求解。通过室内试验,对单位长度微润管入渗量、土壤湿润锋运移值和土壤剖面含水率等指标的模拟值进行分析验证。结果表明,模拟值与实测值一致性较好,所建模型能比较真实地反映竖直微润灌土壤水分运动的状况,利用SWMS-2D软件对竖直微润灌土壤水分运动进行模拟具有可行性。

    • 入湖展宽河道淤积调整沿程变化分析

      2018, 38(2):26-32. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.02.005

      摘要 (1471) HTML (0) PDF 4.18 M (1908) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究入湖展宽河道边界下的泥沙淤积调整规律,进行了抚河改道入青岚湖河工模型试验研究。试验结果表明入湖逐渐展宽河道初期淤积方式和河槽调整存在空间差异:上段出现堤式淤积,形成稳定单一河道;中段出现拦门沙、点坝和顺坝淤积,形成相对稳定的分汊河道;下段出现不同尺度的淤积体及淤积位置的调整,伴随着水流切滩和改道现象。从水沙动力条件角度对其空间差异形成的原因进行分析和探讨,认为造床流量条件下主流流速与泥沙中值粒径起动流速的大小关系是决定河床冲淤调整的重要指标,该指标的沿程变化可能是造成逐渐展宽河道初期淤积方式沿程变化的重要原因。

    • 底流钢膜消力池底板上表面脉动压力试验

      2018, 38(2):33-38. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.02.006

      摘要 (1594) HTML (0) PDF 3.30 M (1520) 评论 (0) 收藏

      摘要:为确保消力池防护结构在水流冲击下的安全,探索一种新的钢膜消力池防护结构,即在消力池传统的不透水混凝土底板上部铺设一层均匀开孔的薄钢板。基于某底流消力池模型试验,研究了铺设均匀开孔钢膜对不透水底板上表面脉动压力分布规律的影响。试验结果表明:铺设均匀开孔的钢膜后,对于消力池前端旋滚区,脉动压力强度系数减小、概率密度函数基本满足正态分布,但幅值范围更加集中;纵向各点的相关性降低、空间积分尺度下降,涡旋保持性降低;脉动压力主频基本不变,但脉动能量集中的频带变窄。与透水底板比较,钢膜消力池防护结构可以有效减小作用在消力池前端底板上表面的脉动荷载,初步表明这种结构具有一定的可行性。

    • 高滩陡坡地形下电力设施海堤的越浪量试验

      2018, 38(2):39-43. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.02.007

      摘要 (1442) HTML (0) PDF 2.98 M (1580) 评论 (0) 收藏

      摘要:以浙江舟山某海岛高滩陡坡地形下的电力设施海堤为例,通过物理模型试验,分别研究了平台宽度、平台超高、防浪墙高度对海堤越浪量的影响,并采用方差分析法进行了敏感性分析。结果表明:平台超高对越浪量的影响最为显著,防浪墙高度次之,平台宽度影响最小;无量纲形式下的越浪量随防浪墙顶超高的增大呈现较明显的指数递减关系。据此提出了电力设施海堤防浪结构的合理设置方式。

    • >工程技术
    • 上游水库水温情势变化对中华鲟产卵江段水温的影响

      2018, 38(2):44-48. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.02.008

      摘要 (1466) HTML (0) PDF 1.84 M (1719) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对三峡水库蓄水运行后中华鲟自然产卵期逐渐推迟的问题,对影响中华鲟繁殖关键要素水温的因素开展研究。基于三峡大坝及葛洲坝上下游典型断面的水温及气温实测资料,分析了三峡水库蓄水后10年(2003—2012年)的水温变化情势和影响葛洲坝下游中华鲟产卵江段特定时段水温的原因。结果表明:三峡水库蓄水后库区在10月水温高于蓄水前,对下游中华鲟产卵江段水温产生直接影响;局地气温变化与水温情势变化密切相关,是引起中华鲟产卵江段水温上升的根本原因,对水温上升的贡献度约为61%。

    • 三峡库区草堂河库湾水动力特征

      2018, 38(2):49-56. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.02.009

      摘要 (1433) HTML (0) PDF 4.97 M (1803) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对三峡库区蓄水后普遍存在的干流水体倒灌支流库湾的现象,为探究干支流水交换过程中的水动力特征,通过逐月(2012年9月至2013年7月)实地观测获取三峡库区中部典型支流草堂河库湾水动力参数及水体温度、浊度等数据,分析了水库运行各期干流与库湾的水交换情况及其对库区水环境的影响。结果表明:由于温度差异、干流惯性作用以及支流特殊地形等因素的影响,草堂河河口存在明显的双向水流结构,水库运行各期干支流交界面进出水体分布差异显著;特殊的河流走向使得全年多数月份草堂河与干流有效交换量高于其他典型支流;干流水体全年均能倒灌至库湾尾部,水库高水位运行期进出水体在河口呈上下分层结构且连续性较好,低水位运行期则以左右环流为主且连续性较差。

    • 黄河源区弯曲河流滨河植被与河湾迁移的关系

      2018, 38(2):57-61. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.02.010

      摘要 (1541) HTML (0) PDF 2.46 M (2007) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解滨河植被对河湾横向迁移的作用,以及河湾迁移对滨河植被群落分布的影响,对黄河源区兰木错曲弯曲河段崩塌块、凹岸植被生物量和凸岸植被多样性进行现场调查统计,给出了河湾迁移速率的估算方法。结果表明:其迁移速率与凹岸植被生物量呈指数关系;河湾凸岸边滩的泥沙沉积在不同重现期洪水作用下,形成不同的植被条带,对应于5种典型的植被群落;河湾的横向迁移对滨河植被生态系统具有调节作用,形成一种牧草先增多后减少再增多的草场更新机制,原生演替不断循环进行,以维持草场的长期可持续放牧功能。

    • 1990—2011年若尔盖高原土地覆盖变化

      2018, 38(2):62-69. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.02.011

      摘要 (1363) HTML (0) PDF 3.89 M (2185) 评论 (0) 收藏

      摘要:以1990—2011年的Landsat TM遥感影像为数据源,利用ENVI的面向对象法和Google Earth提取地物信息及自然水系与人工沟渠的分布格局,结合1967—2012年降水量和气温数据,分析气候变化对土地覆盖的趋势性影响。结果表明:2011年建设用地和荒漠的面积分别是1990年的5.84倍和1.35倍,林地面积主要受人口增长和伐木等人类活动影响以0.66 km2/a的速率不断减少,水面面积受水文周期和降水量影响呈现波动性变化,草地面积增加,植被覆盖度先减后增,泥炭沼泽湿地面积由于气候变暖、人工开渠和自然水系溯源下切的叠加作用影响以78.62 km2/a的速率快速萎缩;若尔盖高原人工沟渠控制的泥炭沼泽有完全由人工沟渠排水和自然水系与人工沟渠共同排水两种输水模式;持续的人工沟渠排水活动显著影响着泥炭沼泽的蓄水量,制约着泥炭沼泽的维持并加速泥炭沼泽脱水萎缩。

    • 考虑渗流体力的某大坝地震响应仿真分析

      2018, 38(2):70-76. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.02.012

      摘要 (1418) HTML (0) PDF 4.19 M (1671) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对某水库大坝混凝土连接坝段、均质壤土挡水坝段静动力计算中须考虑渗透体力的问题,提出了一种在静动力计算中渗流体力的施加方法,采用MSC.Marc有限元软件,通过Fortran语言自编用户子程序,对该坝地震响应过程开展仿真分析。计算结果表明:在50年超越概率为10%的设计地震作用下,坝体的水平绝对加速度反应极值为5.0 m/s2,最大放大系数为7.70;竖向地震永久变形最大值主要集中在最大断面坝顶附近,地震沉陷量约为坝高的0.06%;最大地震动加速度、动位移反应位于坝顶局部位置;坝顶存在明显的鞭鞘效应,需要在坝顶进行适当的抗震加固;各分区的设计与填筑标准、坝体分层填筑方案合理,坝体抗震安全性较好。

    • 城市输水泵站前池流态及整流措施

      2018, 38(2):77-83. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.02.013

      摘要 (1393) HTML (0) PDF 4.86 M (1647) 评论 (0) 收藏

      摘要:鉴于城市输水泵站受用地限制,一般布局较为局促,前池内易产生回流、漩涡等不良流态的现状,为改善前池流态,结合某底部涵管进水形式的城市输水泵站,采用雷诺时均方程结合RNG k-ε 湍流模型,对泵站前池流态进行了数值模拟,研究适用此类城市输水泵站的整流措施。数值模拟计算结果表明,泵站前池两侧存在大尺度回流,进水池进流流量分配不均,水泵进水条件较为恶劣;采用八字形导流墩和底坎的组合式整流措施,能有效地将密集居中的主流分散,消除前池两侧的大尺度脱壁回流,均化进水池进流,使泵进水状况变好,提高泵站运行的可靠性。

    • 水电机组轴系电磁振动特性实测与仿真分析

      2018, 38(2):84-89. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.02.014

      摘要 (1366) HTML (0) PDF 3.65 M (1524) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用水电机组实测振动数据分析与轴系模型仿真验证相结合的方法,研究了某半伞式两导轴承轴流转桨式水电机组轴系在电磁力影响下的电磁振动特性。通过分析水电机组现场变励磁试验过程中的实测振动数据,总结出机组的实测电磁振动特性规律;利用机组轴系的有限元分析模型和不平衡磁拉力简化计算方法,对机组轴系在电磁力作用下的电磁振动响应进行了仿真验证。结果表明:该水电机组加励磁电流后,机组轴线发生显著偏移,同时上导轴承处的摆度明显增大,而水导轴承处的摆度反而有所减小;仿真验证结果与实测分析结果相吻合,较好地揭示了水电机组轴系电磁振动现象产生的原因。

    • 长龄期MgO混凝土自生体积变形与水泥基材料压蒸膨胀变形的关联性

      2018, 38(2):90-94. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.02.015

      摘要 (1275) HTML (0) PDF 2.68 M (1633) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对水利水电工程挡水坝常用的三级配粉煤灰混凝土,采用压蒸试验、自生体积变形观测、压汞分析、电镜扫描、X射线能谱等方法,对水泥砂浆、一级配混凝土的压蒸膨胀变形与龄期长达6 a的三级配外掺MgO混凝土自生体积变形的关联性进行了研究。结果表明:外掺MgO混凝土的自生体积膨胀变形与水泥砂浆、一级配混凝土的压蒸膨胀变形没有关联性。现行以水泥砂浆试件或一级配混凝土试件的压蒸膨胀变形曲线拐点或压蒸膨胀率为0.5%确定的坝体混凝土的MgO极限掺量,虽能够保障混凝土大坝安全运行,但未能反映外掺MgO混凝土膨胀变形的实际情况。

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