2022, 42(1):1-10. DOI: 10.3880/j.issn.10067647.2022.01.001
摘要:综述了土石堤坝渗漏病险探测方法的工作原理、技术装备及其发展历程,对比了各项技术的适用场景、作业要求、各自优势及局限性,指出了汛期渗漏险情的快速巡查和高效处置是目前土石堤坝安全保障的薄弱环节,快速巡查精准定位高效处置成套装备体系的建设是亟待攻关的方向,建立具有时空连续性的堤坝自动化监测系统和预警系统是保障土石堤坝长效安全服役的远期目标。
2022, 42(1):11-20. DOI: 10.3880/j.issn.10067647.2022.01.002
摘要:阐述了碾压混凝土坝的安全状况,围绕碾压混凝土坝层面力学行为和工作性态,综述了碾压混凝土坝层面结合性能、力学特性、变温效应、渗流分析、安全监控和综合评价等方面的已有研究进展,认为今后应加强碾压混凝土材料与结构交互演化机理和碾压混凝土坝服役性能劣化机制、劣化过程辨识与预警及劣化干预等方面的基础理论和方法研究。
2022, 42(1):21-26. DOI: 10.3880/j.issn.10067647.2022.01.003
摘要:为提升混凝土坝变形预测的精度,采用具有出色的非线性数据挖掘能力与时间序列长、短期预测性能的长短期记忆网络(LSTM),提出了基于LSTM 网络的混凝土坝变形预测模型。实例分析表明,相比于常用的逐步回归、多元回归等方法,基于LSTM 网络构建的变形预测模型可有效挖掘大坝变形与影响因子间复杂的非线性关系,模型的建模与预测精度均得以显著提升。
2022, 42(1):27-32. DOI: 10.3880/j.issn.10067647.2022.01.004
摘要:采用浓度为0. 5 mol/ L 的硝酸溶液对含浇筑层面的混凝土试件进行加速溶蚀试验,研究了层面劈裂抗拉强度、溶蚀深度和钙离子累计相对溶蚀量等3 种评价指标的时变规律,以及层间间歇时间和凿毛处理对抗溶蚀性的影响,据此建立了层面劈裂抗拉强度的两种预测模型。结果表明:层面劈裂抗拉强度随溶蚀时间平方根和钙离子累计相对溶蚀量的增大而线性减小,间歇时间和凿毛处理对所拟合曲线的斜率影响较小;层面溶蚀程度随间歇时间的延长而增大,间歇24 h 时层面溶蚀深度增加15%;间歇时间越长,凿毛处理对抗溶蚀性的提升效果越弱,以6 h 之内为最优;间歇时间12 h 以内,层面劈裂抗拉强度下降速度较快,12 h 时降幅为14. 6%,由此将导致浇筑层面的耐溶蚀年限缩减61%。
2022, 42(1):33-39. DOI: 10.3880/j.issn.10067647.2022.01.005
摘要:针对近年来日益严重的城市内涝问题,利用MIKE FLOOD 模型模拟了鹰潭市月湖新区在遭遇1 a、3 a、5a、10a 及20a 重现期降雨时的内涝淹没状态,研究了在不同重现期降雨下城市内涝形成及恢复的完整过程。根据模拟结果统计研究区在各个重现期降雨后的淹没网格数变化,基于系统性能分析研究鹰潭市月湖新区排水内涝弹性,进一步分析研究区对各重现期降雨灾害的防御与恢复能力。结果表明:在不同重现期降雨下,研究区积水面积基本都在65 min 左右达到最大;在遭遇1 ~3 a 低重现期降雨时,研究区排水系统性能变化更为敏感;降雨重现期越低,系统性能恢复越快、越好。
2022, 42(1):40-46. DOI: 10.3880/j.issn.10067647.2022.01.006
摘要:采用区间两阶段随机规划模型对不同来水水平、不同风险偏好的黑龙江省各城市进行水资源优化配置,解决了水资源系统中资源优化分配和不确定性等问题,利用条件风险价值衡量水资源系统中存在的风险,从而在规避风险的同时使得经济收益最大化。结果表明:不考虑风险偏好时,低、中、高来水情景下黑龙江经济总收益分别为5245.35 亿~7933.32 亿元、8 616.64 亿~9 625.80 亿元和1530.50 亿元;风险偏好为0.1 ~0.9 时,各城市三次产业的分配水量随着风险偏好的增加而减少,管理者可根据不同产业厌恶风险的程度来选择适合的配置水量方案。
2022, 42(1):47-52. DOI: 10.3880/j.issn.10067647.2022.01.007
摘要:应用考虑气体可压缩性VOF 模型对3 种不同断面形状的出水流道虹吸形成过程进行了数值模拟,并搭建了试验平台加以验证,从流速分布、水力损失、虹吸形成时间三方面分析了断面形状对虹吸式出水流道水力特性的影响。结果表明:模拟结果与试验结果有很好的一致性;虹吸式出水流道的沿程截面形状对其水力特性影响很大,合理设计的渐变断面能使流道典型断面流速、压力分布均匀,有额外的局部水头损失;方管的排气能力较圆管更佳,圆管具有更小的水力损失。
2022, 42(1):53-60. DOI: 10.3880/j.issn.10067647.2022.01.008
摘要:针对挑流泄洪雾化降雨强度数值模拟中,水滴随机喷溅数学模型的求解需要生成大量水滴,导致计算效率较低的问题,基于分档滴谱、代表性油滴和颗粒微团等粒子运动优化计算方法降低计算量的思想,提出分档水滴的概念,建立了水滴分档随机喷溅数学模型,并采用一个具有解析解的案例对该模型进行了验证计算。结果表明:1 万个水滴的水滴分档随机喷溅数学模型的求解精度,非常接近100 万个水滴的水滴随机喷溅数学模型的求解精度;水滴分档随机喷溅数学模型相比水滴随机喷溅数学模型具有很大的计算优势。
2022, 42(1):61-66. DOI: 10.3880/j.issn.10067647.2022.01.009
摘要:为提高混凝土坝变形监测数据的预测精度,构建了一种基于集成经验模态分解(EEMD)与样本熵重构(SE)的长短期记忆网络(LSTM)预测模型。模型利用EEMD 对原始数据序列进行分解,并计算每个分量序列的样本熵,以原始序列样本熵作为基准进行重构,再对重构后的各序列建立LSTM 模型进行预测,最后把各预测值叠加以得到最终预测结果。以某混凝土拱坝为例,将该模型预测结果与EMD鄄LSTM、LSTM 和SVM 模型的预测结果进行对比,结果表明EEMD鄄SE鄄LSTM 模型具有更高的预测精度,在混凝土坝的变形预测中具备更好的可行性与优越性。
2022, 42(1):67-74. DOI: 10.3880/j.issn.10067647.2022.01.010
摘要:借鉴美国圣母大学全球气候适应指数(ND鄄GAIN)评价模型,采用熵权法确定各因子权重,构建河南省农业抗灾能力指标评价体系和模型,分别从脆弱程度和准备程度两个方面对河南省农业抗灾能力进行了分析,探讨了河南省18 个地市2010—2018 年农业抗灾能力的强弱演化、空间分布特征以及主要影响因素,并利用ArcGIS 软件绘制其抗灾能力空间分布图。结果表明:2010—2018年河南省农业抗灾能力呈上升态势;除郑州、洛阳以及南阳等部分地市外,河南省农业抗灾能力水平整体偏低,且存在显著的地区差异;整体呈现西部高、东南低、南北偏弱的趋势,其中郑州市综合得分最高,鹤壁市综合得分最低;脆弱性指数差异较小,准备程度指数差异较大,准备程度差异是造成农业抗灾能力水平明显差异的主要原因。
2022, 42(1):75-79. DOI: 10.3880/j.issn.10067647.2022.01.011
摘要:采用mike11软件建立了沂河水流数学模型,运用实测资料进行了模型验证,选取沂河、祊河等6 座橡胶坝进行了单坝的泄流过程计算,依据橡胶坝的调度原则,开展了橡胶坝群的联合运用研究。结果表明:在考虑全塌坝时间均为4 h 条件下,橡胶坝群联合运用后下游临沂断面洪峰流量1427 m3 / s 较小埠东单坝塌坝时的洪峰流量1414 m3 / s 增幅小于1%。当临沂断面以上所来洪水的预见期在8.95h 以上时,给出的2012 年洪水条件下橡胶坝的塌坝方案可提前下泄橡胶坝拦蓄的水量而不增大洪峰流量。
2022, 42(1):80-84. DOI: 10.3880/j.issn.10067647.2022.01.012
摘要:鉴于大型隧道穿堤盾构施工引起的堤防变形会导致防渗体破坏,结合南京市纬三路过江通道N 线三汊河段穿江大堤工程汛期出现的散浸渗漏险情,研究应用了隧洞穿越江堤消险防渗加固处理技术。基于现场试验检验,提出了先灌水泥黏土浆固结7 ~15 d,再采取引孔后高压旋喷桩的成墙方案及处理技术,建成了堤防有效新防渗体并成功消险。工程完工后,江堤经受住了2020 年南京长江超历史洪水10. 39 m 的考验,江堤防渗性能满足功能要求。
2022, 42(1):85-90. DOI: 10.3880/j.issn.10067647.2022.01.013
摘要:为探明不同波态时双排钢板桩围堰的不同响应,采用光纤测试技术,通过水槽试验对比研究立波和近破波对双排钢板桩围堰产生的波浪荷载作用机理。结果表明:立波对双排钢板桩围堰的主要不利作用是反射波导致的海侧钢板桩踢脚冲刷;近破波对双排钢板桩围堰的主要不利作用是巨大的破碎能量和快速冲击导致钢板桩变形,可能造成钢板桩接头错位、渗漏、冲刷等事故。
2022, 42(1):91-96. DOI: 10.3880/j.issn.10067647.2022.01.014
摘要:选取南县西水东调工程和君山区华洪运河连通工程作为典型案例,基于连通性指标对洞庭湖区规划水系进行优化分析与评价。结果表明:规划条件下洞庭湖区水系结构连通性有所下降,但存在优化空间;优化条件下南县西水东调工程中藕池河西支、中支的流量分别增加至9. 3 m3 / s 和5.3 m3 / s,水动力条件得到明显改善,优化廊道出口节点的流量分配系数增加,有效增加了钟家嘴灌区的输水量;优化后君山区华洪运河连通工程中南、北湖群增蓄水量的换水周期分别减少至5 d和8 d,换水效率分别提高55. 71%和12. 26%。
2022, 42(1):97-102. DOI: 10.3880/j.issn.10067647.2022.01.015
摘要:以某海岛的水文地质资料为基础, 对研究区水文地质条件进行概化, 并使用VisualMODFLOW 软件构建了该海岛淡水透镜体的二维模型,通过改变不透水面的覆盖范围,模拟透镜体形态及储水量的变化。数值模拟结果表明,初始状态下岛屿淡水透镜体的最大厚度约为15. 6 m;在设置不透水面后,淡水透镜体大约在15a 之后再次达到稳定状态,设置不透水面一侧的淡水透镜体下界面轮廓向内凹陷, 淡水透镜体的最大厚度减小至14.6 m, 岛屿地下淡水储量减少了20.23%。对影响淡水透镜体的4 种影响因素进行灵敏度分析,结果表明给水度对岛屿地下淡水储量影响最大,其后依次为降雨入渗补给系数、渗透系数和不透水面覆盖范围。
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