• 2023年第43卷第4期文章目次
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    • >研究探讨
    • 中国与“一带一路”沿线国家农产品贸易的水资源压力效应

      2023, 43(4):1-8, 24. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.04.001

      摘要 (190) HTML (0) PDF 8.35 M (1103) 评论 (0) 收藏

      摘要:在统计2001—2020年中国与“一带一路”沿线国家农产品贸易量的基础上,结合已有研究成果中的产品水足迹测算其虚拟水量,通过构建水资源压力指数公式来量化“一带一路”沿线各国的水资源、农业用水压力,分析了虚拟水贸易时空演化特征及其机理,并对贸易中产生的农业水资源短缺压力进行了探讨。结果表明:中国进出口虚拟水量的变化与中国国情及国际事件有关,进口虚拟水量呈增大趋势,90%以上来自于东南亚、南亚、中东欧,以及蒙古和俄罗斯,绿水占比80%左右;出口虚拟水量呈稳定态势,80%以上出口至东南亚、西亚和中东,以及蒙古和俄罗斯,绿水占比70%左右;1/3以上的“一带一路”沿线国家面临高度、重度水资源压力,1/2以上的国家面临高度农业用水压力,近2/3的国家因从中国进口虚拟水资源减轻了农业水资源短缺压力,近1/3的国家因向中国出口虚拟水资源而增大了农业水资源短缺压力。

    • 基于组合赋权模糊物元可拓模型的渭河流域甘肃段河流健康评价

      2023, 43(4):9-14, 30. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.04.002

      摘要 (181) HTML (0) PDF 6.57 M (903) 评论 (0) 收藏

      摘要:从水文完整性、化学完整性、形态结构完整性、生物完整性及社会服务功能5个准则层出发,构建了渭河流域甘肃段河流健康评价指标体系;采用基于改进层次分析法和Critic法的组合赋权法和模糊物元可拓模型计算河流健康状况评价等级,对渭河流域甘肃段河流健康状况进行了评价,并结合障碍诊断模型,分析了该研究区域河流健康突出问题。结果表明:2017—2019年渭河流域甘肃段干流河流健康等级均为亚健康状态,且呈现小幅好转趋势;5个准则层中化学完整性表现最差,流域治理应重点关注河流水质治理;评价河段的敏感度指标与水文、化学、生物完整性相关,是提高河流健康水平最有效的敏感因子。

    • 黔中水利枢纽工程区“三生”空间用地生态环境效应

      2023, 43(4):15-24. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.04.003

      摘要 (122) HTML (0) PDF 11.82 M (693) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于TM/Landsat8 OLI影像数据和土地利用变化数据,采用生态环境质量指数和分布指数,分析了贵州省黔中水利枢纽工程区2000—2020年的 “三生”空间用地变化和生态环境效应,以及“三生”空间用地变化和生态环境效应对地形地貌的响应特征。结果表明: 2000—2020年黔中水利枢纽工程区的“三生”空间用地总体特征为生态用地最多,生产用地次之,生活用地最少,其中生态用地面积先减少后增加,生产用地面积先减少后增加再减少,生活用地面积则呈持续增加趋势;草地生态用地、林地生态用地和农业生产用地三者之间的相互转换高于其他用地类型之间的相互转换,草地生态用地面积转移最大;工程区生态环境质量整体呈波动变化,东部和西部的生态环境质量总体优于中部地区,其中海拔大于1 700 m、坡度大于15°的区域及东坡和南坡生态环境质量较好,而低海拔区生态环境质量呈逐渐变好趋势,非喀斯特区和纯喀斯特区生态环境质量好于亚喀斯特区,但非喀斯特区和纯喀斯特区生态环境质量呈下降趋势。

    • 杭州湾天文潮长周期变化对涌潮的影响

      2023, 43(4):25-30. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.04.004

      摘要 (143) HTML (0) PDF 5.49 M (1504) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于长系列实测潮汐资料和调和分析方法,分析了涌潮起潮点下游杭州湾实测潮汐和天文潮长周期变化,进而分析了天文潮变化对钱塘江涌潮的影响。结果表明:乍浦站实测潮汐每年八月初三和八月十八同日同潮实测潮差、潮到时间和涨潮历时变化幅度很大,最大变幅分别为1.95 m、102 min和122 min;乍浦站天文潮每年八月初三和八月十八同日同潮潮差、潮到时间和涨潮历时最大变幅分别为1.52 m、93 min和46 min。天文潮变化对涌潮影响很大,盐官站同日同潮涌潮高度最大相差1.12 m,涌潮到达时间最大相差93 min,涌潮流速最大相差2.05 m/s,涌潮陡度最大相差18.1%。

    • 黄河什四份子弯道冰下环流特性研究

      2023, 43(4):31-36, 51. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.04.005

      摘要 (128) HTML (0) PDF 10.00 M (3300) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析弯道冰下水流结构与环流分布特征,利用声学多普勒流速剖面仪(ADCP)对什四份子弯道的冰下流场进行了测量,通过测量弯道的冰厚、水深、流速,分析了弯道断面冰情与冰下环流分布情况。结果表明:弯道冰下水流并不完全呈现双螺旋结构,冰封期环流集中在弯顶凹岸侧和弯顶后凸岸侧,易产生在相邻冰塞之间或是冰塞与河岸之间;环流区域环流旋度沿水深线性增大,非环流区域环流旋度则线性减小,同一位置的不同流层环流旋度大小分布基本一致,弯道后半段大于前半段,弯顶前凹岸侧大于凸岸侧,最大环流旋度位于弯顶凹岸侧,约为0.91。

    • 基于贝叶斯网络的堰塞坝稳定性快速评价模型

      2023, 43(4):37-45. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.04.006

      摘要 (172) HTML (0) PDF 9.90 M (1421) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了科学、合理地评价堰塞坝稳定性,收集了国内外313个已溃和未溃堰塞坝的基础信息,建立了案例数据库;考虑堰塞坝形态特征、物质组成以及堰塞湖水动力条件包含的8个影响参数,基于贝叶斯网络提出了两种新的堰塞坝稳定性快速评价模型,分别为节点缺失条件下的简化模型和节点完整条件下的精细化模型。这两种新模型与国内外典型的堰塞坝稳定性快速评价模型的对比结果表明:基于贝叶斯网络的简化模型的绝对准确率和保守准确率分别为83.33%和94.44%,精细化模型的绝对准确率和保守准确率分别为80.77%和96.15%,验证了贝叶斯网络模型的可靠性和科学性,且贝叶斯网络模型可以实时输入和更新样本集,从而不断提高模型预测精度。

    • 基于APSO和TWSVM的特高拱坝变形预测模型

      2023, 43(4):46-51. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.04.007

      摘要 (125) HTML (0) PDF 5.92 M (1338) 评论 (0) 收藏

      摘要:为挖掘混凝土大坝变形监测数据与各影响因素之间复杂的非线性关系,提高特高拱坝变形预测精度,在孪生支持向量机(TWSVM)模型基础上,引入位置因子与速度因子,运用自适应粒子群优化(APSO)算法进行参数优化,构建了特高拱坝变形的APSO-TWSVM预测模型。实例验证结果表明,该模型可有效挖掘拱坝变形与影响因子间复杂的非线性关系,模型运算速度和精度均比传统SVM模型有明显提升。

    • 生态型稳定剂协同植物根系固土特性及机理研究

      2023, 43(4):52-58. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.04.008

      摘要 (123) HTML (0) PDF 7.74 M (1915) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析生态型稳定剂对植物根系固土特性的影响,对根系-生态型稳定剂-黏性土复合体进行直接剪切试验,研究了不同根系数量和不同生态型稳定剂含量条件下复合体的抗剪强度参数、剪切模量和总变形能量,结合试样产生的剪切位移,探究了边坡植被固土剪切特性及其加固机理。结果表明:植物根系的掺入增强了土体的抗剪强度;当生态型稳定剂质量分数大于1%时,其对复合体抵抗变形的影响较为明显;生态型稳定剂在土体中形成网状结构,促进土体内黏性土团聚体形成,增强了土体的黏聚力,与植物根系相互作用提高了土体抗剪强度特性。

    • 含砂量对黄原胶复合黏性土抗裂和抗冲刷性能的影响

      2023, 43(4):59-66, 78. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.04.009

      摘要 (104) HTML (0) PDF 10.22 M (2394) 评论 (0) 收藏

      摘要:为增强黏性土的抗裂和抗冲刷性能,对掺加不同含量砂土的黄原胶复合黏性土开展了一系列室内蒸发、干缩开裂和抗冲刷试验,通过测算试样含水率和土体抗冲刷系数,结合图形分析软件定量分析了土体表层裂隙的发育情况,以研究复合黏性土体内部水分变化规律及其抗裂和抗冲刷性能。结果表明:随着黏性土中砂土颗粒的掺入,试样的裂隙率、裂隙宽度和受冲刷破坏程度呈现先增大后减小的趋势;当含砂量为30%时,素土及黄原胶复合试样的裂隙率、裂隙宽度和受冲刷破坏程度均为各含砂量下的最大值;当含砂量为50%左右时,对于黄原胶复合黏性土,黄原胶胶体与砂土颗粒形成具有一定强度的稳定结构,其抗冲刷性能得到显著提高。

    • >工程技术
    • 非牛顿流体滩涂钢板桩围堰泄漏量分析

      2023, 43(4):67-72, 110. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.04.010

      摘要 (128) HTML (0) PDF 6.58 M (1268) 评论 (0) 收藏

      摘要:以非牛顿流体淤泥为介质,采用ANSYS Fluent软件,对滩涂埋地管道抢修围堰不同位置的泄漏量进行研究,得到稠度系数、幂律指数、缝隙尺寸对围堰泄漏量的影响规律,并对围堰内部淤泥每小时上升高度进行了计算。结果表明:幂律指数小于1时,发生剪切稀化,淤泥表观黏度随剪切应变率的增加而降低;随着幂律指数的增大,泄漏量逐渐增加,淤泥表观黏度随幂律指数的增大而降低,尤其是幂律指数大于1时,泄漏量进一步增加,说明流体流动过程中剪切应变率小于1。稠度系数增大时,围堰的泄漏量逐渐降低;缝隙尺寸增加时,围堰的泄漏量显著增大。当幂律指数为0.3~0.5、稠度系数为3~9.kPa·s、缝隙尺寸为5~10 mm时,围堰内部淤泥上升的总高度对围堰内部施工影响很小。

    • 新水沙环境下青草沙水库外侧滩地形态调整特征及保护措施

      2023, 43(4):73-78. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.04.011

      摘要 (111) HTML (0) PDF 7.43 M (1381) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用青草沙水库周边2014—2019年实测水下地形数据,定量分析了各堤段滩地形态调整特征,基于MIKE21数值模型对护滩措施的效果进行了模拟。结果表明:2014年后青草沙水库外侧滩地基本未出现明显的淤积外延发展,且局部沙体逐渐萎缩,其中北堤中段外侧滩地头部大幅度冲退,最大距离近900 m(-5 m及-10 m等深线),沙体形态呈扁平化调整,须适时进行保护;新桥通道进、出口落潮主流略有偏转,向水库大堤侧靠近,影响滩地的冲淤过程;在青草沙外侧滩地头部沙体实施潜堤护滩措施后,北堤中段外沙体滩面流速整体明显减小,且对周边区域的水动力过程影响较小。

    • 扩散段长度对侧式进/出水口水力特性的影响

      2023, 43(4):79-85. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.04.012

      摘要 (138) HTML (0) PDF 8.24 M (1196) 评论 (0) 收藏

      摘要:以某上水库无调整段侧式进/出水口为研究对象,采用雷诺应力湍流模型探究了扩散段长度对进/出水口水力特性的影响规律,并从水力学的角度给出了扩散段长度建议值。结果表明:扩散段长度对侧式进/出水口水流运动存在显著影响,扩散段不宜过长或过短;对于进/出水口沿程流速分布,只有在抽水工况下扩散段长度才会对其产生影响,发电工况下基本不存在影响;对于水头损失、各孔口流量配比等其他水力指标,扩散段长度在双向过流时均会对其产生较大影响,随着扩散段长度的增加,各水力指标均先变好再变差;对于无调整段侧式进/出水口体型,当扩散段长度为隧洞直径的5.7~6.0倍时,各水力指标满足规范要求;当扩散段长度为隧洞直径的5.8倍时,进/出水口水力特性得到较大改善,且具有较好的水流流态。

    • 基于波速修正的堆石坝面板损伤声发射源组合定位方法

      2023, 43(4):86-91, 104. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.04.013

      摘要 (124) HTML (0) PDF 6.93 M (1082) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高堆石坝混凝土面板损伤声发射源定位精度,提出了一种基于波速修正的堆石坝面板损伤声发射源组合定位方法——BSO-IGeiger法。该方法利用波速修正对已知恒定波速时差法(Geiger法)进行改进并建立定位目标函数,通过基于学习淘汰机制的天牛群搜索算法(BSO)求解定位目标函数,同时给出了一种传感器阵列健康监测网络布设方式进行区域定位和传感器存活检测,以保障堆石坝面板声源定位的可靠性。试验验证结果表明,BSO-IGeiger法定位效果明显优于Geiger法和未知恒定波速时差法。

    • 基于KPCA-ICFSFDP-MOGP的拱坝多测点变形数据预处理及预测方法

      2023, 43(4):92-97. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.04.014

      摘要 (129) HTML (0) PDF 6.56 M (1055) 评论 (0) 收藏

      摘要:为更高效地对高拱坝的多测点变形数据进行分析,引入了核主成分分析(KPCA)算法重构误差以识别多测点序列中的异常值;为解决用于测点聚类的密度峰值聚类(CFSFDP)算法高维表现较差的问题,利用KPCA算法对其进行降维操作,并提出了自动选取聚类中心与截断距离的改进CFSFDP(ICFSFDP)算法;基于KPCA-ICFSFDP和多输出高斯过程(MOGP)算法,按分区建立了多测点变形MOGP回归模型。实例验证结果表明,对于簇内点数量较少的类,相较于不分区的MOGP模型,预测效果得到了一定的提升,同时在整体MOGP模型表现良好的测点,分区后仍然保持较高的预测精度,且与单输出高斯过程模型对比均有所提升。

    • 滑坡体预应力锚索抗滑桩参数优化设计研究

      2023, 43(4):98-104. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.04.015

      摘要 (117) HTML (0) PDF 9.03 M (1524) 评论 (0) 收藏

      摘要:依托青峪口水库上游草池滑坡体,采用有限差分法分析不同状态下的滑坡体变形和受力分布,进行预应力锚索抗滑桩参数优化设计。结果表明:桩位对滑坡体稳定性的影响较大,随着桩位与坡脚距离的增大,滑坡体安全系数先增大后减小;同一桩位下,抗滑桩锚固段存在临界长度,为30 m;抗滑桩桩距对滑坡体稳定性的影响比桩截面尺寸的影响大;在26°~35°范围内的锚索角度对滑坡体稳定性的影响较小。建议抗滑桩截面尺寸、桩距、锚索角度分别取2.5 m×3.5 m、7 m和27°。

    • 矩形渡槽槽身结构时变可靠度分析

      2023, 43(4):105-110. DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2023.04.016

      摘要 (141) HTML (0) PDF 5.38 M (1634) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析服役期内渡槽安全度变化,将时间离散法引入渡槽结构时变可靠度计算中。基于工程实例,建立矩形渡槽槽身纵向和横向两个方向3个部位的承载力和抗裂极限状态方程以计算时变可靠度,用蒙特卡罗法的计算结果验证其精度,并与动态可靠度法计算结果进行比较。结果表明:渡槽结构纵向承载力可靠度随服役年限下降,尤其在服役后期降幅远大于横向承载力,纵向承载力极限状态为渡槽寿命的控制状态;纵向和横向抗裂可靠度较承载力可靠度下降均较慢;由于初始值不高,底板抗裂可靠度在服役后期略低于目标值;时间离散法计算结果整体误差相对较小,尤其对服役后期的结构安全性评价更精确,其计算精度比动态可靠度法更高,因此,应用时间离散法进行渡槽可靠度计算和安全性评价更为合理。


年第43卷第4

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