2018, 38(6):1-7. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.06.001
摘要:讨论了水文实验客观上的局限性及进一步发展的困难,论述了提升水文观测技术和方法的重要性及重点发展的若干方面。在分析科学研究数据密集范式产生背景及其强大生命力的基础上,指出水文学研究适合应用数据密集范式的理由,并提出了初步设想。呼吁水文学家应抓住机遇,在大力、深入发展水文遥感的同时,将发展数据水文学提上议事日程,摆到重要位置。展望未来,水文学将是在数据密集范式驱动下,物理水文学、随机水文学、仿真水文学和数据水文学相互补充、融合发展的水文学。
2018, 38(6):8-12. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.06.002
摘要:基于三峡水库实测水文、地形资料,采用一维水流数学模型对三峡水库干流动库容进行了计算,在综合分析的基础上对水库各特征段动库容进行了拟合。结果表明,三峡水库干流动库容可通过其与各代表水文站水位的关系来近似简单表达,且具有良好精度;在坝前水位一定的情况下,三峡水库干流的动防洪库容随流量的增大而减小,动、静防洪库容差随着流量的增大而增大。
2018, 38(6):13-18. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.06.003
摘要:采用资料分析以及数模验证的方法,从赣江南昌河段水位降低与上游来水来沙、下游鄱阳湖水位降低以及南昌河段河床下切三个方面,对赣江南昌河段水位下降的影响因素进行了分析。结果表明:河床下切是赣江南昌河段水位降低的一个主要影响因素,大规模人为采砂是南昌河段河床下切的主因;下游鄱阳湖水位的降落亦会导致赣江南昌河段的水位下降,降幅随鄱阳湖水位降低的幅度、距鄱阳湖的距离以及流量的不同而不同,并且在枯水时受局部高滩河床的影响尤其明显;水流自然冲刷对河床下切造成的影响仅占1.0%~3.5%,对赣江南昌河段水位下降的影响有限。
刘虎英 , 蒋昌波 , 杨树清 , 刘易庄 , 陈杰 , 隆院男 , 邓斌
2018, 38(6):19-25. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.06.004
摘要:基于“湖心水库”的基本思想,提出 “变湖为库、清污分流、蓄洪排污、流水不腐”的洞庭湖全新治湖理念。利用二维水动力模型,分析了西洞庭湖湖心水库建设对行洪、补水、水环境的影响,探讨其运用的可行性。结果表明:湖心水库的分洪蓄水能有效降低西洞庭湖内洪峰水位,缓解湖区的防洪压力;湖心水库的补水在枯水期能有效抬升开湖航道水位,改善通航条件;同时湖心水库的补水增大了开湖航道及湘江尾闾航道内水流流速,加速了水体交换,对洞庭湖水环境有利。
2018, 38(6):26-31. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.06.005
摘要:分别采用一维方形丁坝、二维梯形丁坝和三维堆积体概化模型,在同一水流条件下进行水槽试验,研究不同维度绕流结构体对河道水面线和三维时均流速的影响。试验结果表明:(1)在进占宽度比完全相同的情况下,梯形丁坝由于存在第一回流区,导致实际阻流面积最大,对上游阻流最强烈,方形丁坝次之,堆积体最小;(2)当阻流面积比(阻流流量比)相同时,方形丁坝在断面束窄河段的纵向流速加速能力比梯形丁坝强,水流横向偏转的幅度也更大,但梯形丁坝垂向流速比方形丁坝更大一些;(3)当沿水流方向长度相同时,堆积体由于最大截面面积较小,纵向、横向和垂向流速均小于丁坝。由此可见,常用于区分绕流结构体阻流特性的指标,如进占宽度比、阻流面积比和阻流流量比等,并不能全面表达结构体对流场的影响。
2018, 38(6):37-42. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.06.006
摘要:为了研究植物的消浪能力及对水流紊流特性的影响,开展室内水槽试验,用木棒模拟刚性植物,分析了5组植物区布置方案和4组波要素条件下的波高衰减和水流结构。结果表明:植物密度对波高衰减具有显著影响;波浪通过植物区时波高衰减的速率逐渐减小;在同等植物特征条件下,短波比长波衰减幅度更大;植物区内的拖曳力系数CD与低科勒冈-卡朋特(Keulegan-Carpenter)数KC之间存在二次函数关系,CD随着KC的增大而减小,且变化速率呈变缓的趋势;波高和植物密度的增大会引起植物区内部紊动能量ETK的增大;完全淹没植物条件下的ETK大于不完全淹没条件下的ETK;在完全淹没植物的影响下,从底面至水面ETK呈先增大后减小的规律,并在植物冠层处达到最大值。
2018, 38(6):38-43. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.06.007
摘要:针对目前灾情评估指标不够全面系统,未综合反映社会、经济、环境等各方面影响,且评价方法中权重和等级评估标准的确定主观性强的问题,从灾情属性、社会影响、经济影响和自然环境影响4方面归纳整理出一套较为全面的灾害灾情评估指标体系,提出基于云模型的权重确定方法和基于云模型的灾害灾情等级评估模型,并将其应用于6次典型暴雨洪涝灾害灾情评估。结果表明:基于云模型的权重确定方法能客观地综合所有专家的评价信息,基于云模型的灾害灾情等级评估模型能有依据地得出灾情等级评估标准并客观合理地确定等级。
盛金昌 , 王珂 , 袁小龙 , 刘艺召 , 罗玉龙 , 詹美礼
2018, 38(6):44-48. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.06.008
摘要:为分析老挝东泰钾盐矿区开发过程中遇到的地下水渗漏问题,采用岩土渗流-侵蚀-应力耦合试验装置,对采自矿区的岩盐原样进行压力-溶解耦合作用下的渗透特性演变规律试验。试验结果表明:岩盐试样的平均渗流速度随着水力梯度的增大先减小后增大;岩盐试样的渗透系数随着水力梯度的增大先快速减小,然后缓慢增大,最后逐渐趋于稳定的趋势;岩盐渗透特性的演化规律受到溶解作用和围压作用的共同影响,溶解作用促进渗流通道的形成,增强岩盐试样的渗透性,而围压作用则使渗流通道趋于闭合,降低岩盐试样的渗透性,这是一个相互促进、相互抑制的过程;溶解作用会促使岩盐试样内部进一步向不均匀的集中渗流通道发展,深刻影响岩盐的渗透特性的演变规律。
2018, 38(6):49-55. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.06.009
摘要:为分析岩溶区双孔圆形土洞的地基稳定性,利用柯西积分法求出存在单一土洞时的复应力函数,基于Schwarz交替法进行二次迭代导出双极坐标系下土层中任意一点的应力大小;通过应力坐标转换求得土体的最大、最小应力,利用Mohr-Coulomb强度准则判定土洞洞边最危险点的稳定状态;将本文方法计算结果与精确解析解以及ABAQUS数值模拟结果进行对比,并结合工程算例验证了Schwarz交替法具有较高的精度;引入稳定系数,从土体的侧压力系数、土洞半径比以及土洞相对位置3个方面对双孔土洞的稳定性进行参数分析,结果表明:土洞稳定系数与土体侧压力系数呈线性正相关,随土洞半径比的增大而非线性减小,随土洞相对位置的增大先保持不变而后线性增大。
2018, 38(6):56-60. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.06.010
摘要:目前研究大型地下洞室群稳定问题所采用的计算模型为仅包含主厂房、主变室、母线洞及部分引水洞和尾水洞的三维简化模型,没有考虑其他洞室开挖对主厂房的影响,与实际工程不完全相符。为此,结合蟠龙水电站地下洞室群工程建立包含所有洞室的三维有限元模型及仅包含部分洞室的三维简化模型,采用三维非线性有限单元法研究洞室群在开挖过程中的变形规律和应力状态。结果表明:两种模型的应力、位移、塑性区的分布规律基本相似,包含所有洞室的三维有限元模型的计算结果普遍大于简化模型的计算结果,其中主厂房上游墙的水平位移差达19.5%。从工程安全角度考虑,建议地下洞室群施工仿真分析选择包含所有洞室的三维有限元模型。
2018, 38(6):66-69. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.06.012
摘要:为准确预测高坝泄洪消能诱发的大范围场地振动,通过原型观测和水工模型试验有机结合的方法,分别获取“响应”和“激励”,避开准确模拟传播过程的难题,利用“激励-响应”间相关关系进行场地振动的预测。结果表明:泄洪消能诱发的场地振动为低频连续型平稳随机振动,主频在1.5~3.5 Hz,与地质条件、泄洪流量、运行方式密切相关;模型试验点脉动压力主频频段滤波、合成后的面脉动压力与场地振动响应呈良好的正相关关系,在各级泄洪流量、不同运行方式下,振动响应预测值与现场振动响应实测值误差均在10%以内,预测精度较高。
2018, 38(6):70-76. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.06.013
摘要:为研究垫层颗粒的形状、粒径级配及孔隙率与土石坝坝面防渗土工膜在颗粒垫层上的顶破胀破之间的关系,常采用真实颗粒材料进行试验,但受试样随机性和试验条件不可控的限制,往往难以得到具有统计意义的规律。针对这一问题,基于Voronoi图建立颗粒垫层的随机重构模型,通过调整模型中随机过程的参数实现对模型粒径级配和孔隙率的控制,同时对随机重构模型中颗粒的形状参数进行统计分析,并与真实颗粒的形状参数进行显著性检验。结果表明,随机重构模型的颗粒形状与真实垫层颗粒的形状较为接近;所建立的模型可用于进一步研究土工膜在颗粒垫层上顶破胀破的概率与垫层颗粒形状、粒径级配和孔隙率之间的关系。
2018, 38(6):77-85. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.06.014
摘要:除险加固效果评价是目前国内病险水利工程除险加固项目后评价中急需解决的关键问题。针对综合评价所需的指标体系和方法体系,从宏观定性评价、单一效能量化评价、综合评价指标体系、指标权重、评价等级划分及确定等方面,综述了病险水利工程除险加固效果评价的研究进展。认为今后应构建能兼顾病险水利工程除险加固治理效果通用性和特殊性的综合评价指标体系,建立除险加固效果评语集、评价指标权重和等级隶属度三方面的云模型,并强化除险加固效果评价中的可持续发展效应。
2018, 38(6):86-94. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2018.06.015
摘要:简要综述混凝土溶蚀机理试验研究、溶蚀过程主要影响因素以及溶蚀机理。宏观溶蚀试验主要有接触溶蚀和渗透溶蚀两种方法;采用电化学或化学试剂法加速溶蚀能有效缩短试验周期;细微观试验方法如计算机断层成像技术、电镜扫描技术、X射线衍射技术的联合使用是研究水泥基材料溶蚀机理的有效手段;水灰比和水质是影响溶蚀进程的最主要因素;水泥基材料的接触溶蚀是其内部氢氧化钙和水化硅酸钙等成分依次溶解并在浓度梯度作用下的扩散过程。针对水工混凝土常在较高水力梯度下工作的特点,认为复杂因素作用下水工混凝土渗透溶蚀机理、渗透溶蚀劣化模型以及裂缝条件下的溶蚀劣化混凝土面板损伤开裂-裂缝扩展等问题有待进一步研究。
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