• 2022年第42卷第5期文章目次
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    • >专题综述
    • 我国沿海生态植被消波研究进展

      2022, 42(5):1-7. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.05.001

      摘要 (311) HTML (0) PDF 8.63 M (1116) 评论 (0) 收藏

      摘要:为对我国沿海生态植被消波研究进行综述,首先以消波植被作为切入点,分析了植被的刚度、分布以及非均匀性对消波效果的影响;进而,以水动力输入条件为切入点,综述了不同波浪情况下生态植被消波研究方法的异同;最后,将传统防波堤与生态植被消波进行对比,探讨二者在海岸条件、消波机制、生态效益、后期维护等方面的差异。认为消波植被刚度、分布、非均匀性等问题可以作为后续研究的方向,同时可尝试将防波堤消波与生态植被消波相结合,兼顾防灾减灾和生态保护的功能。

    • 长江流域上游梯级电站生态调度研究现状

      2022, 42(5):8-14. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.05.002

      摘要 (277) HTML (0) PDF 6.23 M (1248) 评论 (0) 收藏

      摘要:综述了长江流域上游梯级电站生态调度研究现状,认为现有研究在研究广度、生态调度目标确定、生态调度模型研究和生态调度试验研究有效互动、气候变化对生态调度的影响、生态调度管理等方面存在不足,指出今后应在长江流域上游进一步扩大生态调度研究范围,深化水电开发相关生态问题形成机理研究,加强生态调度模型定量化、智能化及仿真技术研究,建立生态调度模型研究生态调度原型试验互馈模式,从相关生态问题形成机理、生态调度模型与工程实际之间的联系以及气候变化对生态调度的影响等方面出发,形成更为具体科学且具有针对性的生态调度方案,更好地推动长江流域上游常规生态调度机制建设及运行。

    • 岩石混凝土界面抗剪强度劣化研究进展

      2022, 42(5):15-21, 70. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.05.003

      摘要 (331) HTML (0) PDF 7.08 M (1375) 评论 (0) 收藏

      摘要:综述了影响岩石混凝土界面抗剪强度劣化主要因素,包括化学侵蚀、温度效应和荷载作用,归纳了现有的岩石混凝土界面抗剪强度宏观和细微观试验方法,并总结了考虑岩石与混凝土力学性能、界面粗糙特征、界面初始黏聚力、外加正应力的界面抗剪强度劣化模型。针对水利工程中的岩石混凝土界面在高水力梯度作用下易发生溶蚀劣化的现象,提出了渗透溶蚀作用下的岩石混凝土界面抗剪强度劣化机理、劣化模型和溶蚀劣化的岩石混凝土界面损伤开裂裂缝扩展等有待进一步研究的问题。

    • >研究探讨
    • 虚拟水影响下区域水资源承载力评价

      2022, 42(5):22-27, 77. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.05.004

      摘要 (189) HTML (0) PDF 6.49 M (1018) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对当前我国水资源短缺问题,结合虚拟水概念及其特性,构建了水资源量、虚拟水、生态环境和社会经济4个维度的区域水资源承载力评价指标体系,利用变权法确定指标权重,建立了评价虚拟水影响下水资源承载力的改进物元可拓模型,并应用于粤港澳大湾区9市水资源承载力评价。评价结果表明,深圳水资源超载,广州、佛山为临界超载,其他地市为弱可承载或可承载,模型评价结果可为区域水资源优化配置提供参考。

    • 基于SPEI的辽宁省气象干旱特征及驱动因素分析

      2022, 42(5):28-36. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.05.005

      摘要 (316) HTML (0) PDF 11.19 M (818) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于1970—2020年辽宁省19个气象站点逐日气象数据,计算月、季、年尺度的标准化降水蒸散指数(SPEI)变化情况,分析了辽宁省1970—2020年气象干旱时空演变特征及其驱动因素。结果表明: 1970—2020年辽宁省SPEI在月、季、年3种尺度上均具有明显的周期性变化规律,干旱事件交替出现,总体向湿润化方向发展,其中1974年、1975年和2010年为突变年;空间上SPEI分布区域性明显,辽西、辽南、辽北干旱发生频率较高,中部地区干旱发生频率最小,辽宁省全年大部分地区有轻旱情况存在,而特旱情况仅发生在清原、彰武地区;年尺度及季尺度与SPEI相关性最强的均为降水量,潜在蒸散量次之,ENSO冷暖事件对辽宁省干旱情况有一定影响且暖事件影响更明显。

    • 强潮作用下钱塘江河口盐水入侵机制

      2022, 42(5):37-44. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.05.006

      摘要 (169) HTML (0) PDF 8.27 M (1145) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于钱塘江河口段上、中、下游3个站点连续5天高频次的流速、潮位、水深、含氯度等实测资料,采用通量机制分解法计算每个潮周期的含氯度输运通量,分析了含氯度输运通量与潮差的相关性、水盐输运分离现象、强潮作用下盐水入侵的动力机制及其对抗咸的启示。结果表明:河口段下游的含氯度输运主要受斯托克斯效应控制,而上游则受平流输运和潮泵输运共同主导,垂直切变作用对含氯度输运的影响非常有限;在河口段的上游存在水体向下游输运,而含氯度向上游输运的现象,该现象会加剧上游河段的盐水上溯;向陆的含氯度输运通量与潮差存在较强的正相关关系,可将潮差作为盐水入侵程度及抗咸调度的重要指标。

    • 软基水闸底板脱空反演中的传感器优化布置方法

      2022, 42(5):45-51. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.05.007

      摘要 (189) HTML (0) PDF 9.16 M (754) 评论 (0) 收藏

      摘要:为更好地使软基水闸底板脱空检测传感器系统达到监测成本和监测性能指标之间的最佳平衡,同时为解决传统的有效独立法和损伤灵敏度法不能兼顾模态线性独立和损伤敏感性的问题,提出了一种结合有效独立法和损伤灵敏度法的多目标传感器优化布置方法。为解决模态数据冗余问题引入节点相似度函数,从动力学上探究水闸底板脱空对模态参数的影响,认为模态柔度为软基水闸底板脱空敏感特征量。以Fisher信息矩阵2-范数最大为目标,采用MAC矩阵非对角元最大值为评价指标,实现测点优化布置,并将测点优化结果应用于水闸底板脱空反演。结果表明:传感器优化布置后的水闸底板脱空参数识别值相对误差的平均值分别从28.3%、15.8%、39.3%降低至1%、1.9%、15.9%,验证了该方法的可靠性。

    • 基于麻雀搜索算法和滞后效应的土石坝渗流监控模型

      2022, 42(5):52-57, 120. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.05.008

      摘要 (307) HTML (0) PDF 7.65 M (706) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对渗流滞后效应对土石坝渗流监控模型精度的影响问题,考虑不同滞后效应下库水位和降水量对土石坝渗流影响的差异性,分别引入正态分布函数和瑞利分布函数定量描述库水位和降水量对土石坝渗流滞后影响,构建了考虑滞后效应的土石坝渗流监控模型,并采用麻雀搜索算法求解模型滞后效应参数和回归系数的最优值。以某心墙土石坝为例,对比分析了考虑不同滞后效应及未考虑滞后效应的渗流监控模型的精度,结果表明,本文构建的渗流监控模型精度较高,更接近实际情况,能定量评价土石坝渗流的滞后效应,可用于土石坝渗流健康监测和安全性态评价。

    • 基于改进赋权的山区堤防安全云模型评价方法

      2022, 42(5):58-63. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.05.009

      摘要 (170) HTML (0) PDF 7.17 M (756) 评论 (0) 收藏

      摘要:在综合分析山区堤防工程自身特性及其运行条件的基础上,结合行业规范及相关专业研究成果,构建了包含降水强度、河道形态、堤身材料、堤身渗透性及历史险情等17个评价指标的山区堤防安全评价指标体系,通过改进层次分析法和基于平均差的CRITIC法对评价指标进行主观和客观赋权,并基于博弈论组合赋权,提出了一种改进组合赋权的山区堤防安全云模型评价方法。对清远市某山区堤防工程安全云模型评价结果表明,该山区堤防工程的安全评分为70.6,安全等级为基本安全,与工程实际情况相符,验证了该评价方法的可靠性和合理性,可用于山区堤防安全评价。

    • 改进DB-IWHR模型及其在尾矿库溃坝影响分析中的应用

      2022, 42(5):64-70. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.05.010

      摘要 (365) HTML (0) PDF 8.57 M (1100) 评论 (0) 收藏

      摘要:为预测尾矿库溃坝对下游的影响,基于修正的Shields曲线,改进了DB-IWHR模型中临界剪应力的计算,并通过唐家山堰塞坝实例验证了改进DB-IWHR模型具有更高的溃坝溃口和下泄流量过程演化精度。采用改进DB-IWHR模型及二维水动力模型建立了某尾矿库溃坝影响数值分析模型,预测了尾矿库漫顶溃坝时下游的淹没范围、淹没深度、淹没出现时间以及溃坝对下游关键敏感点的影响程度,分析了改进模型对溃口初始宽度及冲刷侵蚀参数的敏感性,结果表明:改进DB-IWHR模型结合二维水动力模型能较好地模拟尾矿库溃坝过程和下泄沙流演进过程,结果符合沙流演进的一般规律;该模型对于初始溃口宽度的敏感性不强,但对于冲刷侵蚀参数的敏感性较强。

    • >工程技术
    • 高重力坝挑坎体型及水力特性对比

      2022, 42(5):71-77. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.05.011

      摘要 (162) HTML (0) PDF 9.44 M (1139) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于水工模型试验方法,利用几何比尺为60的黄河古贤水利枢纽水工模型,研究了连续式、窄缝式、差动式、燕尾式、直边窄缝燕尾式及曲面窄缝燕尾式共6种体型挑坎的水舌特性及水垫塘底板的压强特性。结果表明:连续式挑坎水舌呈连续且集中的形态;当挑角为30°时,窄缝式挑坎并未呈现纵向拉伸的水舌形态,内外缘挑距大,入水宽度小,冲击压强与脉动强度较大;差动式挑坎水舌呈现分层分股的形态特征,入水宽度变大,冲击压强与脉动强度减小;燕尾式挑坎水舌纵向呈扫帚状,水舌面积增大,在空中扩散、掺气、摩擦消散充分,入水宽度大大增加,沿程时均压强未出现冲击压强且脉动强度最大值比连续式、窄缝式及差动式挑坎分别降低59.5%、69.8%和39.4%;曲面窄缝燕尾式挑坎横向收缩与纵向拉伸效果比直边窄缝燕尾式挑坎好,且横向收缩有利于近坝区水体紊动及削弱二道坝区水体紊动;燕尾式挑坎有利于水垫塘底板稳定和下游消能防冲,对于类似高重力坝挑坎体型选择具有一定参考价值。

    • 白鹤滩水电站输水发电系统水力干扰稳定性分析

      2022, 42(5):78-84. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.05.012

      摘要 (182) HTML (0) PDF 8.30 M (846) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于白鹤滩水电站单机容量巨大,机组运行水头变幅大,且尾水隧洞流态复杂多样,因而水力干扰过渡过程的分析与控制是保障系统安全稳定运行的重要前提。基于有压输水系统特征线法,引入明渠水流分析的特征隐式格式,推导得到尾水隧洞明满流计算分析模型,同时考虑调速器频率调节模式,构建了输水发电系统稳定性分析和调控模型,对白鹤滩水电站输水发电系统水力干扰稳定性进行了分析。结果表明:考虑尾水系统多流态特性的白鹤滩水电站输水发电系统水力干扰过渡过程是稳定的;随着机组运行水头的增大,尾水系统由全线有压状态过渡到明满流和明流流态,有压段长度缩短,尾水调压室水位和尾水系统动态过程的衰减加速,有利于改善受扰机组的调节品质;两种不同的机组型号均能满足输水发电系统水力干扰稳定性要求,且受扰机组调节品质基本一致。

    • 基于分数阶模式的高拱坝变形安全监控研究构想

      2022, 42(5):85-93, 120. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.05.013

      摘要 (134) HTML (0) PDF 9.91 M (892) 评论 (0) 收藏

      摘要:为科学监控服役过程中高拱坝的变形安全,基于高拱坝结构特性和服役特点,在分析分数阶元件模型、混凝土坝物理力学参数反演、混凝土坝变形安全监控发展动态的基础上,依据分数阶建模理论,提出了一种高拱坝变形安全监控研究思路与构想:围绕高拱坝变形性态分数阶数值模拟以及基于分数阶模式的单测点和测点群变形安全监控这两个互相关联的科学问题,沿着“分数阶元件模型→物理力学参数反演→单测点变形安全监控→测点群变形安全监控”的研究主线,遵循“基础到深入、简单到复杂、现象到本质、理论到应用、局部到整体、一维到多维” 的原则开展研究。为实现研究构想,重点需攻克三维高应力状态下高拱坝加速流变效应分数阶元件模型、分数阶元件模型弹性和黏弹性物理力学参数反演,以及高拱坝时效变形分数阶分析模型这3个关键的科学技术问题。

    • 高地下水位深挖方膨胀土渠坡运行期变形特征及其影响因素

      2022, 42(5):94-101. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.05.014

      摘要 (221) HTML (0) PDF 11.55 M (913) 评论 (0) 收藏

      摘要:以一调水工程南阳盆地一段高地下水位深挖方膨胀土渠坡为例,依据地质勘察、施工期和运行期资料,总结渠坡变形后的外观病害特征,阐述变形体潜在剪切变形带深度和几何形态,从工程与水文地质(土体膨胀性、裂隙结构面和地下水)、降雨等内外因素综合分析剪切变形机制,评判常用的防渗排水和加固支护处理措施的效果。结果表明:变形渠段地下水为上层滞水,埋深较浅,运行期受降雨影响明显,在多年反复湿胀干缩效应作用下,滞水区中短小裂隙逐步贯通,抗剪强度降低,渠坡产生侧向蠕动变形;潜在剪切变形带底面近水平、后缘面陡倾;防渗和排水措施能排出地下水并降低地下水位,抗滑桩和伞形锚等加固支护措施阻滑效果较好。

    • 磷渣粉替代粉煤灰对外掺MgO碾压混凝土性能的影响

      2022, 42(5):102-107. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.05.015

      摘要 (141) HTML (0) PDF 7.58 M (777) 评论 (0) 收藏

      摘要:为寻求碾压混凝土中粉煤灰的替代掺合料,使用贵州磷渣粉部分或全部替代粉煤灰制备外掺MgO碾压混凝土,研究了采用不同掺合料的外掺MgO碾压混凝土的自生体积变形和力学性能,并采用X射线衍射、差热热重分析、背散射电子成像、能谱分析、压汞分析等方法研究碾压混凝土的微观结构。结果表明:与单掺粉煤灰碾压混凝土比较,复掺磷渣粉和粉煤灰碾压混凝土的自生体积变形值变大,且随着磷渣粉掺量的增大而减小,而单掺磷渣粉碾压混凝土的自生体积变形值变小;在相同条件下,磷渣粉比粉煤灰对混凝土中MgO水化膨胀的抑制作用更强;用磷渣粉替代粉煤灰配制的碾压混凝土的孔隙结构得到优化,力学性能更高,且MgO水化产生的膨胀不会对其微观结构造成破坏;磷渣粉适宜替代粉煤灰配制外掺MgO碾压混凝土。

    • 基于BIM技术的地下空间曲线钢管分段排布算法

      2022, 42(5):108-114, 126. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.05.016

      摘要 (204) HTML (0) PDF 8.85 M (774) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对长距离输水工程中钢管分段效率低、精度差及模型数据检查困难等问题,引入可视化程度高、信息集成能力强的建筑信息模型(BIM)技术,以BIM设计平台Autodesk的Revit软件及其二次开发插件Dynamo作为开发平台和可视化编程工具,开发了一套基于Revit软件的钢管自动分段、自动排布模拟、自动集成设计施工信息的分段排布算法,实现了对复杂输水路线的良好拟合。该分段排布算法能快速调整地下复杂空间曲线的钢管分段排布方案,直观地检查钢管分段的合理性和准确性,快速查询钢管编号、里程、偏差以及坡口等参数信息,实现参数微调与图元变化联动以及BIM模型与设计数据的交互,已成功应用于杭州市第二水源工程、嘉兴市域外配水工程等工程。

    • 基于自适应的高海拔地区心墙填筑进度仿真

      2022, 42(5):115-120. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.05.017

      摘要 (139) HTML (0) PDF 6.83 M (723) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现高海拔地区特高心墙堆石坝心墙填筑进度的仿真模拟,综合考虑心墙填筑过程中仓面施工料源供给、高海拔区气象特征和仓面施工参数对施工进度的影响,建立了气象预测和料源供给强度、施工机械配置等仿真参数自适应调整的高海拔地区特高心墙堆石坝心墙填筑进度仿真模型。将该仿真模型应用于某特高心墙堆石坝心墙填筑进度管控,结果表明:仿真结果与实际施工进度偏差为2.17%,比传统仿真方法仿真结果更符合施工实际情况,可用于现场施工进度仿真分析。

    • 基于卡尔曼滤波、分形和LSTM的大坝变形趋势分析方法

      2022, 42(5):121-126. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.05.018

      摘要 (211) HTML (0) PDF 5.85 M (1091) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现对大坝变形趋势的合理分析,提出了一种融合卡尔曼滤波、分形理论和长短时记忆神经网络(LSTM)的大坝变形趋势综合分析方法。该方法利用卡尔曼滤波对原始观测数据进行降噪处理,采用分形理论中的R/S方法对大坝未来变形趋势进行定性判断和解析,通过对滤波后数据建立LSTM定量预测模型,结合定性和定量的分析结果,实现大坝变形趋势的综合评判。实例分析结果表明,该方法能够较好地分析大坝变形趋势,对大坝监测数据的随机性和非平稳性具有较好的适用性,趋势分析和预测符合工程实际情况,为大坝的变形综合分析提供了一种新方法。


年第42卷第5

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