2023, 43(1):1-8, 28. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.01.001
摘要:总结了河湖长制出台以来取得的成效,从国家和地方的政策颁布、法规制定、标准实施、专业支持等多方面分析了中国河湖长制取得成功的原因,并以浙江省绍兴市、福建省和江苏省3个典型示范建设地区的标准化管理案例佐证取得的实效,指出了河湖长制标准化管理在政策创新、法规标准执行力、公众参与等方面的不足,并从加强顶层设计、完善考核评价、提升治水能力等3方面提出了可实施的相关建议。
2023, 43(1):9-14. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.01.002
摘要:为提高水流噪声对过水设施运行状态的监测效率,需明确水流噪声形成的机理及其与过水设施运行及结构参数之间的相互关系。分析和总结了河道与水电站常用过水设施水流噪声的形成机理及影响因子,指出常用过水设施水流噪声特征与其运行工况及流道结构特征密切相关,水流流速、流量与形成的水流噪声声级呈正相关关系;流道结构形式越复杂则水流紊动越激烈,水流噪声形成机理也越复杂。过水设施水流噪声声级和频率随流道水动力特性和结构边界特性同步变化,可作为过水设施运行及流道状态的信号源,实时监测过水设施的运行状态和安全,保障过水设施的安全。
2023, 43(1):15-21, 35. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.01.003
摘要:以玛纳斯河肯斯瓦特出山口水文站控制流域为研究区,考虑变异条件下的频率结构特征,基于Copula函数建立洪水峰量联合分布,推求各峰量相互作用下的风险概率,构建了风险评估模型。结果表明:混合分布能较好地反映变异条件下的洪水变量频率分布;基于Gumbel Copula函数建立的峰量联合分布能很好地描述洪水组合特性。在玛纳斯河500年一遇峰量两变量防洪设计标准下,联合风险与同现风险均达到最小值,洪水发生概率较低,因此选择频率较为接近的峰量设计标准,既能保证洪水发生的低风险概率,又符合工程险情的实际需要。
2023, 43(1):22-28. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.01.004
摘要:为研究金沙江下游主要支流入汇后对其下游干流水温的影响,选取金沙江下游16个测站的流量及水温实测资料,统计分析了金沙江下游各支流的流量占比,探讨了岷江、嘉陵江和乌江等较大流量支流入汇后下游干流水温变化规律。结果表明:宜昌站水体组成中岷江来流占18.8%,嘉陵江占14.2%,乌江占10.79%;金沙江下游干流水温变化规律与支流基本一致,且随着距离的增大,滞后效应逐渐明显,其中岷江对干流水温影响最大,其次为嘉陵江和乌江;通过线性函数拟合法得到岷江、嘉陵江和乌江干支流温差与汇口上下游沿程温差的相关系数分别为0.950 2、0.884 5和0.786 3。
2023, 43(1):29-35. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.01.005
摘要:为了解决特高拱坝时空监控模型中因子数目众多、因子之间存在多重共线性以及各测点之间存在空间关联性的问题,基于大坝变形原型监测资料,采用核独立分量分析(KICA)方法提取独立分量,将多个测点信息转化为少数几个综合指标;将提取的独立分量代入利用灰狼优化(GWO)算法优化的支持向量机(SVM)模型,对特高拱坝空间测点进行回归预测,构建了KICA-GWO-SVM特高拱坝时空监控模型。工程实例分析结果表明,KICA-GWO-SVM特高拱坝时空监控模型与多元回归模型、BP模型及SVM模型相比,其非线性表达能力强且性能良好,能够降低多重共线性对大坝变形监测的影响,对特高拱坝变形序列的拟合与预测精度高,可以更加准确全面地表征大坝整体的时空变形性态。
2023, 43(1):36-42. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.01.006
摘要:为分析三维滑坡冲击涌浪的远场传播特征,采用FLOW-3D软件建立三维模型,选取不同的滑坡体厚度、宽度与入水速度,模拟滑坡体入水、水体飞溅以及涌浪产生和传播过程。结果表明:滑坡涌浪在传播7倍水深距离后趋于稳定,其相对波高与周期由滑坡体弗劳德数、相对下滑时间以及滑坡体相对体积决定,滑坡体对远场涌浪能量的传递率在8.0%~19.7%之间。
2023, 43(1):43-49, 80. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.01.007
摘要:通过物理模型试验测量虹吸式出水管在虹吸形成过程中典型断面的压力过程线,采用邻域平均法提取脉动压力数据,采用统计特征和短时傅里叶变换信号处理方法分析时均和脉动压力特征。结果表明:管壁时均压力沿水流方向先减小后增大,驼峰段的上壁面时均压力随着流量增大逐渐大于下壁面;虹吸形成过程中,压力脉动呈正偏态分布,均方差沿水流方向不断降低;压力脉动主要由水泵旋转和水气运动引起,频率在0~30.Hz之间,主频与水泵转频相近;相比虹吸稳定流阶段,水力驱气阶段存在的气囊压缩和释放过程使得压力脉动频率及幅值上升,接近泵站系统自振频率,容易产生结构振动,需要通过设计和运行的优化减少该阶段的持续时间。
2023, 43(1):50-55, 62. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.01.008
摘要:为研究矿物掺合料对蒸养混凝土抗压性能的影响,对不同养护制度和配合比混凝土进行了单轴压缩声发射试验,利用声发射信号参数和高斯混合模型探究混凝土的损伤演化特性。试验结果表明:蒸养混凝土抗压强度普遍低于标养混凝土,矿物掺合料的加入能够补偿蒸汽养护导致的强度损失,且复掺粉煤灰和矿粉的补偿效果更好;受压全程中张拉破坏始终占据主导,而剪切破坏占比随加载时间呈递增趋势;声发射参数中,累计振铃计数、 b 值变化幅度和剪切破坏形式占比均与抗压强度呈负相关关系,可作为评价混凝土抗压性能的重要参数。
2023, 43(1):56-62. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.01.009
摘要:针对空气射流冲沙方法目前相关理论研究还不够深入的现状,利用水下排气冲击细颗粒床沙,对空气射流的动力学特征与冲沙作用进行水槽试验。在空气射流清水试验中,总结归纳了羽流发展的4个阶段,通过正交试验信噪比分析发现气压是羽流下切长度的主要影响因素,局部紊动强度随空气射流压强的增大而增大,且沿横向迅速衰减。在气动冲沙浑水试验中,总结归纳了冲沙坑的3个发展阶段,通过正交试验信噪比分析确定了影响冲沙效果的显著因素,并利用方差分析建立冲沙效果回归方程,预测值与实测值对比结果表明该方程预测效果较好。
2023, 43(1):63-70. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.01.010
摘要:针对南水北调中线工程冬季输水冰情的安全运行问题,以南水北调中线工程河北段为研究对象,以热平衡理论为出发点推导出目标单元渠段的整体总热量变化公式;采用单因素局部分析法选出风险评价指标,基于概率论构建了风险评价指标之间的联合概率密度函数,将气象事件发生概率、热量变化率与冰情风险等级一一对应,从而对渠道冰情进行风险评估。对2021年1月6—8日南水北调中线工程河北段输水渠道冰情风险分析结果表明:在整个热交换过程中,短波辐射、蒸发和对流热交换是影响热量变化的主要因素,且夜间渠道的热量散失明显大于白天,加大了夜间发生冰情的风险;沙河节制闸—渠末段虽然与其他渠段风险等级一样,但其单位面积热量损失明显高于其他渠段,接近于极高风险,应加强对该渠段的实时监测并做好冰情防护。
2023, 43(1):71-80. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.01.011
摘要:以四川省雅砻江流域和大渡河流域两个重要水电开发基地为例,采用水利水电统计数据,在流域分割的基础上,结合上下游空间关系和流域水电开发指标总体水平,利用空间自相关分析方法,构建了水电开发程度综合评估体系;基于流域水电开发规划情况、土壤侵蚀、地质灾害、水质监测和鱼类资源等数据,分析评估了不同水电开发程度对流域生态环境的影响。结果表明:水电开发密度、水电开发强度等指标具有明显的空间异质性和局部聚集性,其中水电开发强度、流域装机容量与流域库区的土地利用类型变化呈现显著的相关性;不同水电开发程度等级的水电开发指标呈现显著的差异性,证明了该水电开发程度综合评估体系的合理性。
2023, 43(1):81-86. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.01.012
摘要:为实现水工混凝土裂缝快速而准确的检测,提出了一种基于改进Deeplab V3+网络的水工混凝土裂缝语义分割方法。该方法采用Mobilenetv2网络替换原主干网络,将空洞卷积金字塔池化模块(ASPP)的空洞卷积替换为空洞深度可分离卷积,以提升运算速度,降低深层特征下采样倍数以减少语义信息丢失。实例验证结果表明:本文方法帧率达到51.11帧/s,较原网络提高了23.33帧/s,推理速度大幅提升;平均交并比和平均像素精度分别达到89.45和95.19,分割精度高;针对典型混凝土裂缝的分割效果也优于比较方法,泛化能力较强。
2023, 43(1):87-92, 98. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.01.013
摘要:为解决传统人工巡检混凝土坝裂缝效率低下的问题,将人工智能和计算机视觉技术相结合,提出了复杂背景下混凝土坝裂缝像素级精细化自动识别分割方法。为克服复杂环境背景因素干扰,基于多种数字图像处理手段对混凝土坝裂缝图像进行预处理,有效去除环境噪声。在Mask R-CNN基础上,对模型主干网络进行改进以提升裂缝特征提取能力。采集500幅包含单裂缝、多裂缝、交叉裂缝、龟裂等多种裂缝形态的混凝土坝裂缝图像用于模型训练与验证,并采用定性分析和定量评估相结合的手段多维度评估模型泛化能力和鲁棒性。结果表明:改进Mask R-CNN对含有多种裂缝特征及噪声背景的裂缝图像识别效果良好,模型在测试集上的目标检测和分割掩码平均精确度分别达76.3和61.9,满足高精度裂缝精细分割要求;与Cascade-Mask R-CNN、Yolact++等基准模型相比,改进Mask R-CNN在目标检测、分割掩码精确度及模型推理速度多方面均有一定的优势。
2023, 43(1):93-98. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.01.014
摘要:针对混凝土破坏状态复杂多变、声发射(AE)信号难以从背景噪声中分离的问题,将自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)方法与支持向量机(SVM)方法耦合,对混凝土破坏状态声发射信号进行识别与预测。利用CEEMDAN方法对采集的声发射信号进行分解,获取一定数量的自适应特征模态(IMF)分量,并计算各分量与原声发射信号之间的相关系数,优选出包含原声发射信号主要频域信息的IMF分量。计算各分量的特征参数能量系数和波形系数,并将其分别输入SVM中对混凝土不同破坏状态进行分类识别,结果表明能量系数作为特征参数的预测率为92.39%,波形系数作为特征参数的预测率为91.30%。
祝珺,李长明,狄龙飞,柴枭雄,贾东洋,陈恒杰,秦宋林,尹冰涛
2023, 43(1):99-103. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.01.015
摘要:通过力学强度测试、矿物成分分析、红外光谱测试(FTIR)和电子扫描电镜(SEM)分析等,研究了改性剂模数、改性剂掺量及养护龄期对黄河流域河库底淤泥固化改性土的力学性能、矿物组成、微观结构和水化产物成分的影响。结果表明:改性剂模数、改性剂掺量和养护龄期对固化淤泥试块的力学性能影响显著,试件抗压强度随改性剂掺量和养护龄期的增加而增长,抗压强度最高达7.13 mPa;改性后淤泥中黏土矿物与改性剂反应生成絮状地聚物凝胶,材料结构更加致密均匀。
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