水利水电技术(中英文)

水文水资源

  • 太阳辐射管理地球工程对中国不同强度降雨量的潜在影响

    孔锋;

    在《巴黎协定》制定的1.5℃温控目标面临挑战的背景下,地球工程作为人为快速给地球降温的手段,逐渐成为学界关注的焦点话题之一。采用BNU-ESM模式的2020—2099年地球工程和非地球工程(RCP4.5)情景下的0.5°×0.5°的日值降水数据,基于中国气象局中央气象台划分的24 h降雨强度划分标准,诊断了地球工程实施期间(2020—2069年)和结束后(2070—2099年)的5种强度降雨量的空间格局及差异特征,以此来揭示地球工程实施对中国不同强度降雨量的潜在影响。结果表明:(1)地球工程在实施期间及结束后并未根本性改变中国不同强度降雨量的空间分布格局,两种情景下的中国不同强度降雨量空间高低分异格局具有相似性,但地球工程实施结束后的中国不同强度降雨量的相似性整体低于实施期间。(2)两种情景下的差异表明在地球工程实施期间,地球工程对中国低强度降雨量以促进作用为主,抑制作用为辅;对中高强度降雨量则以抑制作用为主,促进作用为辅。在地球工程实施结束后,地球工程对低强度降雨量起抑制作用的区域增多,对高强度降雨量起促进作用的区域增多。(3)地球工程情景下实施前后表明,相比实施期间,地球工程实施结束后对中国不同强度降雨量的影响主要以促进作用为主,抑制作用为辅。研究对于认识地球工程对中国气候的影响具有前瞻性意义,同时也可为中国在地球工程国际治理和谈判中提供科技支撑。

    2020年09期 v.51;No.563 1-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 2454K]
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  • 基于雷达短时临近降雨预报的王家坝洪水预报研究

    严昌盛;朱德华;马燮铫;徐胜;王凯;

    近年来突发性灾害天气引发的洪水过程频发,研究耦合雷达临近降雨预报的洪水预报对于洪水灾害防治具有重要意义。根据淮河王家坝以上流域的历史降雨流量资料,构建了一个基于土壤湿度指数分布的集总式水文模型PDM。以此为基础选取了2016年流域内两场典型洪水过程,耦合驻马店S波段双偏振多普勒雷达的降雨观测数据,并对雷达测雨数据进行评估;再利用临近降雨预报系统STEPS,分别对两场洪水过程的最大降雨做临近3 h、2 h、1 h和30 min的降雨预报;通过PDM模型模拟洪水过程来对比分析雷达降雨与雨量站实测的模拟精度,研究雷达临近降雨预报在洪水预报中的适用性。结果表明:利用雷达降雨资料对洪峰流量的模拟比直接用雨量站资料更加接近实测值,洪峰误差在±2.7%以内;但雨量站模拟的总体拟合效果要好于雷达,两场洪水过程的纳什效率系数都大于0.8。雷达3 h以内的临近降雨预报精度可用作洪水预报,洪峰流量和洪水过程模拟效果良好,可满足实时作业预报的要求。

    2020年09期 v.51;No.563 13-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1124K]
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  • 基于SWMM和PSO-GA的多目标雨水管网优化模型

    郑恺原;向小华;

    针对城市雨水管网优化问题,为了提升管网改建后的综合效益,考虑将管网建设经济性、排涝有效性和积涝风险性共同作为优化目标,建立基于SWMM和PSO-GA的多目标优化模型;采用极小-极大法构造多目标优化问题的适应度函数,避免了使用罚函数法带来的不便。将改建管道的数量与管径作为优化变量,通过对SWMM模型的修改,输出30 a暴雨重现期下各个排水井的节点水头和各个溢流井的积水历时,并将其综合作为优化函数的输入变量,着重分析管网优化后的城市内涝情况,求解得出10种改建方案,并对部分方案进行对比。结果表明:适应度值最高的两种方案改建费用约50~60万元,总溢流量、总积水历时、最大淹没水深均减少约20%~30%,模型优化结果较为合理,对城市雨水管网建设具有一定的借鉴意义。

    2020年09期 v.51;No.563 24-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1031K]
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  • 1961—2018年中国极端冷暖事件变化及其空间差异特征

    孔锋;

    全球变暖背景下多地极端气候事件频发,已成为区域可持续发展的重要影响因素。为了系统诊断中国区域近58年的极端冷暖气温事件的时空演变特征,本文采用1961—2018年中国545个气象站点的日值气温数据,根据WMO推荐的6项极端温度事件指数,即冷昼、冷夜、暖昼、暖夜日数及冷日持续日数和暖日持续日数,从阈值分布、变化趋势、波动特征和持续性特征角度诊断了中国极端温度指标的时空变化特征。结果表明:(1)1961—2018年中国冷暖昼夜气温阈值均呈南高、北低的空间分异特征,且冷昼和冷夜气温阈值在南北地区具有正负分异特征。(2)1961—2018年中国冷昼和冷夜日数主要呈减少趋势,且冷夜日数减少趋势明显大于冷昼日数;暖昼和暖夜日数主要呈增加趋势,且暖夜日数增加趋势明显大于暖昼日数。(3)1961—2018年中国冷昼和冷夜日数波动特征主要呈现南低、北高的空间分异特征,而暖昼和暖夜则恰好相反,主要呈南高、北低的空间分异特征。(4)中国冷日持续日数在1960—1980年代逐渐由南低、北高的空间分异特征演变为南高、北低的空间分异特征。1990—2010年代则由西高、东低的空间分异特征演变为除青藏高原外的全国性的增多态势。暖日持续日数在1960—1980年代在黄淮以南逐渐减少,并向南方转移。1990—2010年代则呈现为全国性的增多态势。(5)1961—2018年中国冷日持续日数主要呈减少趋势,而暖日持续日数则主要呈增加趋势。在波动特征上,西南和北方地区是冷暖持续日数波动普遍偏大的地区。暖日持续日数波动较大的地区明显多于冷日持续日数。研究结果对于认识增暖背景下中国地区的极端温度事件具有参考意义。

    2020年09期 v.51;No.563 34-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1715K]
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  • 基于EEMD的区域地下水埋深PSO-ELM预测模型

    梁契宗;王立权;刘东;李光轩;

    针对区域地下水埋深时间序列预测问题,本文将集合经验模态分解(EEMD)、粒子群算法(PSO)和极限学习机(ELM)组合,构建了EEMD-PSO-ELM地下水埋深预测模型。选用黑龙江省三江平原友谊农场地下水埋深的时间序列数据,首先利用EEMD将地下水埋深时序数据分解成若干个IMF分量,根据各分量均值将IMF分量分组叠加为高频部分、低频部分和余项;然后针对3个新序列分别构建不同的PSO-ELM模型,进而得到3组预测值,最后将预测值叠加就得到原始地下水埋深序列的最终预测值。通过精度检验发现,该组合预测模型预测效果很好;与径向基网络(radial basis function neural network,RBF)、PSO-ELM模型和ELM模型对比分析,实验结果表明,EEMD和PSO均能有效改善ELM神经网络的预测精度,ELM神经网络在区域地下水埋深预测方面有很大的应用前景。

    2020年09期 v.51;No.563 45-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 598K]
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  • 基于DEM的山丘区小流域河网提取分析研究

    刘宇;吴剑;王喆;李媛媛;刘海星;张庆珮;

    数字高程模型(DEM)是提取流域河网水系的重要基础数据,DEM分辨率直接影响河网水系的空间拓扑关系和数字流域水文特征。选取美国俄亥俄州印第安纳河流域为研究对象,基于不同分辨率的DEM提取河网,引入野外勘测河源信息,建立可靠度、灵敏度评价指标,探讨不同DEM分辨率所提取数字河网的适用性。结果表明:(1)与野外勘测河源相比,基于高分辨率DEM提取的河网与实际河网更为接近,但会生成伪支流;(2)研究流域地形破碎化程度高,局部地形坡度大,河网发育主要受上游集水面积控制;(3)DEM分辨率为5 m时,研究流域河网提取结果的可靠度和灵敏度较为理想,过高或过低的分辨率均不适用于该流域的河网提取。

    2020年09期 v.51;No.563 52-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 548K]
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  • 基于优化模型的城市供水多水源配置研究

    郑志磊;郑航;刘悦忆;LANGFORD John;

    在人口增长、社会发展和气候变化的多重影响下,城市缺水问题日益严重,多水源供水成为解决此问题的主要途径。本文建立了城市多水源供水优化模型,以澳大利亚墨尔本为例,针对不同气候和需水情景研究了海水淡化与外调水在城市供水系统的配置问题。结果显示,两种水源均能够提升需水临界点、提高供水可靠性,实现增强供水系统安全性的目标。正常气候条件下,两种水源对供水系统改善效果近似,考虑供水成本,应优先采用外调水水源;干旱气候条件下,稳定可靠的海水淡化水源优于受气候变化影响的外调水水源,但成本较高。增加供水水源、实施需求管理是保障城市供水系统安全的重要措施,城市供水多水源的配置应综合考虑供水可靠性与供水成本。

    2020年09期 v.51;No.563 58-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 586K]
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水工建筑

  • 考虑材料随机性的胶结砂砾石重力坝结构可靠度分析

    黄筱威;陈新;张倩;

    胶结砂砾石重力坝是一种新材料坝,具有造价低廉、施工快速、安全环保等优势,符合现在坝型选择趋势。总结实际工程情况,目前该坝型存在材料非均匀性突出的问题,对结构安全的影响不明。为此,根据胶结砂砾石材料力学性能参数统计规律,为表现材料非均匀性,将该材料的弹性模量和黏聚力模拟为随机场,结合《胶结颗粒料筑坝技术导则》(SL 678—2014)5.3小节中的应力分布要求,以坝体内部胶结砂砾石材料出现主拉应力的可能性作为结构可靠度的评价指标,用随机有限元法进行结构可靠度计算,并将其结果与材料均质确定性有限元计算结果比较。结果表明:结构可靠度计算结果具有可靠性,材料不均匀对坝体结构安全带来较大负面影响。为提高坝体结构安全,推广该新材料坝,为该坝型的设计、施工提供建议如下:在施工过程中需要对胶结砂砾石材料的弹性模量这一参数进行重点控制;需要在坝踵、坝趾附近适当提高胶结砂砾石材料和混凝土的强度等级,并加强施工质量控制。

    2020年09期 v.51;No.563 65-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 695K]
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工程基础

  • 桂西铝土尾矿泥浆自重排水固结联合生石灰固化处理参数选取分析

    欧孝夺;秦金喜;罗炳雄;陆小金;谭智杰;江杰;

    为加快尾矿泥浆的固结,提出自重排水固结联合生石灰固化处理方法。通过开展模型试验,分析尾矿泥浆体积含水量、土压力、孔隙水压力、含水量等参数的变化,综合评定得出排水管桩水平最佳影响范围,确定生石灰添加时机,并揭示生石灰固化机理。结果显示,直径为400 mm模型中的泥浆在自重排水作用下体积含水量、平均含水量降幅均较大,联合生石灰固化后体积含水量下降显著且十字剪切强度较大。由此推测铝土尾矿自重排水联合生石灰固化试验最佳水平影响范围为8倍排水管管径,在尾矿泥浆含水量为60%~70%时加入生石灰,其固化效果最好,且生石灰消解作用降低泥浆含水量是固化作用的关键。研究结果可为桂西地区工程实际应用自重排水联合生石灰固化技术时对排水管桩布置和添加生石灰时机的选取提供依据。

    2020年09期 v.51;No.563 74-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 995K]
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水力学

  • 高拱坝双层孔泄流不同阶段水流运动特性分析

    张海生;高海静;马细霞;

    通过构造高拱坝双层孔泄流物理模型,以k-ε双方程紊流模型作为物理模型的水流控制方程,确定运算区域,通过分块结构化网格进行区域网格划分,设置边界条件,运用物理模型检测出射水流的空中抛射运动轨迹,基于抛射体理论结合控制方程分析出射水流在双层孔泄流孔阶段、空中抛射阶段和下游水垫阶段入射角及入射流速等特性。将物理模型与理论计算方法相结合,可全面分析水流运动特性,且分析结果同实测值间误差较小,基本控制在3%以下,说明该方法分析高拱坝双层孔泄流下不同阶段水流运动特性是可行的。

    2020年09期 v.51;No.563 84-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 407K]
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  • 大流能比条件下低坝戽流的界限水深计算研究

    王庆;樊忠成;李阳;郭永鑫;郭新蕾;云斌;庞文台;

    消力戽水力计算的主要任务之一是确定临界戽流的界限水深,现有公式主要基于流能比K<0.1的原型和模型试验资料给出。为了验证公式在K>0.1条件下的适用性,基于低坝戽流的物理模型试验,对临界戽流的典型计算公式进行了系统地比较和分析,结果表明:现有戽底收缩水深经验公式由于导出条件的限制,在K>0.1条件下的计算误差较大,进而影响界限水深的计算精度。因此,基于试验资料拟合给出流能比K<0.28条件下戽底水深的经验公式。临界戽流界限水深的理论公式受压力校正参数精度的影响,在流能比K>0.15条件下的误差较大,而经验公式能够适应较大范围的流能比条件,且计算精度较高,使用简单便捷。研究成果可为灌区低坝戽流消能的水力设计提供依据。

    2020年09期 v.51;No.563 90-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 649K]
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  • 基于三维水动力模型与经验公式的桥梁雍水模拟与计算

    蒋卫威;鱼京善;王纤阳;刘源;

    为进一步探究桥梁雍水计算中各经验公式的适用性,以山区河流梅溪的六座桥梁为例,借助FLOW3D三维水动力模型构建了精细化河道与桥梁三维模型,计算了不同重现期下的桥前雍水值。模型经验证后,FLOW3D模拟值的绝对误差小于0.07 m,Nash系数均大于0.8,表明模型模拟效果较好。对比分析了FLOW3D模拟值与四种不同桥梁雍水经验公式的雍水计算值,结果表明:从整体来看,铁科院曹瑞章公式的计算结果都相对较大。对于下游的三座桥梁,铁科院陆浩公式的计算结果偏大,道布松公式与Henderson公式的计算结果偏小,其中Henderson公式最接近于模拟值。此外,相对较上游的两座桥梁,陆浩公式的适用性更好。研究成果可以为桥梁雍水计算与研究区防洪评价提供参考。

    2020年09期 v.51;No.563 97-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 793K]
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  • 北京山区单沟洪水演进水动力模型研究

    李大鸣;王腾飞;孙仲谋;李佩瑶;陈硕;张星瑞;

    为模拟北京山区洪水演进,以二维浅水方程为基本理论,综合考虑地质以及土地利用情况,采用有限体积法进行离散,构建了山区小流域内的单沟水动力学模型。通过引入整体修正通道流量的方法,解决陡坡和薄水层汇流时容易出现的虚假流量问题,提升模型精度,并在此基础上模拟洪水演进。以北京山区典型单沟两场实测降雨数据进行模型验证,对应时间点水位误差小于0.027 m,流速误差小于0.014 m/s,含水率误差小于0.005 m~3,模型可靠度高,且计算效率良好。对研究区域内四种重现期下的山洪进行模拟,结果显示:随降雨强度增大,达摩沟主沟及支沟3为积水最为严重的区域,需重点进行防洪排水建设。该模型可为有关部门提供防洪减灾参考依据,同时研究成果也为小流域的单沟山洪演进提供了新的思路和方法。

    2020年09期 v.51;No.563 105-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 971K]
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  • 三河口水利枢纽调流调压阀仿真计算分析与试验研究

    董旭荣;刘积慧;刘璟;

    三河口水利枢纽供水阀采用DN2000-16活塞式调流调压阀。为保证流量符合设计要求、阀门不发生气蚀振动破坏,确保工程安全,针对水头高、流量变幅大、工作条件复杂的问题,进行了调流调压阀的流场仿真分析计算和试验研究。首先建立三维仿真模型,选择合适的计算软件,根据设计流量率定流阻系数后,选择前半段开小孔、后半段开大孔的活塞开孔型式,进行流态仿真计算,包括流场分析、气蚀和振动分析计算。其次,按线性缩尺1∶5设计1台DN400模型机,分析论证模型机与真机的相似性。最后,按照计算参数设计加工一台DN400的模型机,通过试验验证其关键参数和流量特性与计算值的符合性,测量模型机上下游压力、流量等参数,测算其流阻系数、流量系数和流量-压力-开度曲线。结果显示:压力-开度-流量关系符合设计要求,流量/开度比呈直线分布,压力值相等情况下流量比与模型比呈平方关系;DN400模型机仿真分析计算结果与DN2000调流调压阀计算结果比较,流阻系数、流量系数比误差基本≤5%,基本达到相似性要求;与DN400模型机CFD计算结果对比后误差≤5%,试验和计算结果基本吻合,气蚀判定后没有气蚀发生,噪音小于95分贝。结果表明:流场分析计算所用软件是可靠的,DN2000调流调压阀具有良好的抗气蚀性能。通过试验和研究后,研究制定了"模型试验内容及验收标准"和"DN2000-1.6 MPa调流调压阀验收标准",为我国《调流调压阀设计导则》的制定奠定了坚实基础。

    2020年09期 v.51;No.563 114-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 2880K]
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泥沙研究

  • 强降雨情况下坡面泥沙输移量突增特性研究

    丁祖寒;彭清娥;赵明辉;

    为了研究震后松散泥沙颗粒堆积体在强降雨情况下的坡面泥沙输移特征,找到泥沙输移突增的临界条件,选取宽级配松散土石为样本模拟震后松散泥沙堆积坡面,采用人工降雨的方式,通过不同坡度和雨强的组合实验,对各坡度坡面在强降雨情况下的泥沙输移情况进行了模拟,同时结合数值软件FLOW-3D对试验进行模拟研究。主要成果及结论如下:由松散泥沙颗粒堆积而成的坡面在强降雨作用下存在泥沙输移量突增现象;泥沙输移量突增的临界坡度介于15°与20°之间,临界降雨强度约2.0~2.4 mm/min。泥沙输移突增的临界降雨强度随临界坡度的增大而减小;30°坡面工况(大于临界坡度),试验最小降雨强度1.2 mm/min都可以促使坡面产生泥沙输移量突增的现象。

    2020年09期 v.51;No.563 133-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1281K]
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水环境与水生态

  • 基于组合赋权与GRA-TOPSIS的污水处理PPP项目运作方式选择研究

    赵辉;卜泽慧;马胜彬;

    为了科学地选择出与污水处理PPP项目相匹配的运作方式,在分析探讨污水处理PPP项目运作特征与运作方式分类的基础上,建立了包含项目自身特征、政府能力、项目实施、项目收益、融资风险五个方面的污水处理PPP项目运作方式选择指标体系。运用DEMATEL主观赋权法与信息熵客观赋权法相结合的方式对指标体系进行组合赋权,使用灰色关联理论改进TOPSIS法,优化相对贴近度的计算形式,构建了基于组合赋权与GRA-TOPSIS的污水处理PPP项目运作方式选择模型。而且,运用该模型对青岛市某污水处理PPP项目运作方式选择进行实例验证。通过计算得到六种运作方式的综合排名:DBFO>BOOT>股权转让>DBTO>DBO>BOO,由此确定DBFO是该项目的最佳运作方式,证明了该方法能够对污水处理PPP项目运作方式作出科学、准确的判断,能为污水处理PPP项目的未来发展提供一定的帮助。

    2020年09期 v.51;No.563 143-153页 [查看摘要][在线阅读][下载 445K]
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  • 韩城矿区河流水化学特征及其影响机制

    段磊;孙亚乔;毛明;校康;王晓东;童秀娟;

    为了认识煤矿区地表水的水文地球化学效应及主要影响因素,以韩城煤矿区凿开河为研究对象,运用水化学分析、灌溉用水质量评价和水文地球化学模拟等方法开展研究。结果表明,凿开河中下游的常量元素和微量元素较凿开河上游明显升高;中下游SO_4~(2-)、Cl~-和F~-的含量较高,最高值分别为2 073.30 mg/L、2 982.05 mg/L和3.49 mg/L。地表水化学类型由凿开河上游的Mg·Ca-HCO_3和Mg·Ca-SO_4型转化为下游的Mg·Na-Cl型。凿开河上游水质好,适宜用于灌溉;中下游地表水具有高盐度危害和高钠风险,不宜用于灌溉。矿坑水混合是凿开河中下游Na~+、Ca~(2+)、Cl~-、SO_4~(2-)、TDS和微量元素升高的重要因素,控制河流上游水化学的水文地球化学过程是方解石、白云石和石膏的溶解/沉淀以及离子交换等作用,矿坑水的混入导致控制河流下游水化学的水文地球化学过程以混合稀释作用为主,蒸发作用其次。煤矿区矿坑水的混入是造成韩城矿区地表水水质恶化和水文地球化学效应转变的最主要影响因素。

    2020年09期 v.51;No.563 154-161页 [查看摘要][在线阅读][下载 758K]
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  • 雨水花园对雨水径流热污染控制效果试验研究

    徐玮曈;王建龙;武彦杰;吕蕴洁;李俊奇;

    雨水花园是海绵城市建设中应用较为广泛的技术措施之一。为研究雨水花园对雨水径流热污染的控制效果和影响因素,以典型构造的雨水花园试验装置为研究对象,采用人工模拟雨水径流的方法,系统研究了降雨过程中雨水花园各构造层的温度变化规律,以及雨水径流温度、降雨强度对热污染控制效果的影响。结果表明:雨水花园可以有效控制雨水径流热污染,当重现期从1 a一遇增大到10 a一遇时,雨水径流温度的削减量从17.4℃减小到10.5℃,热量削减率从32.42%减少到14.54%;当雨水径流温度从22℃升高至35℃时,温度的削减量从6.3℃增加到20.5℃,热量削减率从20.67%增大到32.65%。此外,雨水花园出水温度受填料层温度影响较大,靠近出水口附近的填料层温度越低,雨水花园出水温度越低。因此,降雨强度越小、填料层温度越低、雨水径流温度越高时,雨水花园对雨水径流热污染的控制效果越显著。

    2020年09期 v.51;No.563 162-167页 [查看摘要][在线阅读][下载 574K]
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运行管理

  • 考虑群体极化的长距离调水工程突发险情应急决策模型研究

    王雷;王葳;吴斌平;佟大威;蔡志坚;任炳昱;

    当前调水工程应急决策相关研究中,对于专家群体决策的意见集成基本采用加权聚合的方法处理,未能定量控制群体极化效应,容易导致整体结果的极端化偏移,造成决策偏差。本文提出一种考虑群体极化效应的AHP群体共识模型,该模型充分考虑决策者的主动性,给与不和谐决策者修改自我决策结果的机会,使群体共识达成过程更加贴近现实,同时能够定量约束群体意见的极端化程度。研究表明,经过模型的多轮计算和修正,在决策个体意见可以充分表达以及定量控制群体极化效应的情况下,实现群体共识决策。将所提方法运用于某长距离调水工程突发水污染事故的应急决策,对专家组群体决策的共识达成过程进行仿真,提高了决策结果的鲁棒性和可靠性,取得了良好的决策效果。

    2020年09期 v.51;No.563 168-172页 [查看摘要][在线阅读][下载 448K]
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工程地质

  • 土工袋材与沟坡土的界面摩擦特性试验研究

    马利军;王红雨;柴鹏翔;孙晓荣;麦文慧;

    为探究土与土工合成材料筋土界面的摩擦特性,本文以砌护沟坡的土工袋袋材无纺土工布为加筋材料,农田排水沟边坡土为填料,开展了土工布与土界面的室内直剪试验,分析了压实度、含水率及不同法向应力对筋土界面摩擦特性的影响。试验结果表明:土与土工布的界面抗剪强度随着含水率的增加先增大后降低,随着压实度的增大而增大。筋土界面摩擦系数随着含水率的增加先增大后减小,随着压实度的增大而增大。摩擦系数与法向应力具有一定的反比关系,并随着法向应力的增大呈递减趋势。研究结果对于土工袋技术在农田排水沟边坡治理以及类似工程中的应用具有一定的参考价值。

    2020年09期 v.51;No.563 173-180页 [查看摘要][在线阅读][下载 550K]
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  • 考虑含水率变化影响的红黏土边坡双强度折减法研究

    张新启;龚爱民;徐兴倩;王福来;赵熹;

    针对双折减系数法分析红黏土型滑坡过程中的两个关键问题:(1)如何确定黏聚力和内摩擦角两个折减系数的比例关系;(2)如何通过两个不同的折减系数确定边坡的综合安全系数。考虑到含水率变化对红黏土黏聚力与内摩擦角的折减效应,提出一种基于含水率变化影响的双折减系数法。通过拟合含水率控制下红黏土黏聚力与内摩擦角衰弱曲线,设计对应配套折减方案,并以抗剪强度参数衰减的程度作为权重定义综合安全系数,表征边坡整体安全储备。借助FLAC 3D平台自编FISH折减程序,通过均质算例与实际边坡验证了方法的可行性。结果表明,该方法有效地解决了双折减系数法如何确定折减路径与折减比例的问题,计算综合安全系数较同步折减法更为合理,与极限平衡法相比误差更小。同时,为双折减系数法应用于边坡防治工程提供了一种新思路。

    2020年09期 v.51;No.563 181-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 451K]
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  • 基于有限元强度折减法的降雨入渗基岩型边坡可靠度分析

    毕仲辉;翟亚飞;唐彧杰;崔丙会;

    边坡土体在自然状态下呈现出不确定性,内摩擦角和黏聚力表现为一定的变异性。为探究降雨入渗条件下边坡的稳定性和失效概率,结合强度折减法和二次响应面分析方法,建立了考虑内摩擦角和黏聚力变异性的概率分析模型。针对四川省阿坝州松潘县一基岩型层状边坡,探讨了内摩擦角和黏聚力的相关系数、变异系数以及降雨强度对该边坡失效概率的影响。结果表明:该边坡在天然条件下为中等危险状态;边坡失效概率与降雨持时及强度呈现正相关关系;当边坡失效概率小于50%时,变异系数越大,失效概率越大;当边坡失效概率大于50%时,变异系数越小,失效概率越大;黏聚力的变异性对边坡失效概率的影响小于内摩擦角的变异性。

    2020年09期 v.51;No.563 187-192页 [查看摘要][在线阅读][下载 416K]
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  • 巫峡岩溶岸坡结构面相似材料试验研究——以箭穿洞危岩体为例

    郭健;张鹏;黄波林;秦臻;

    我国西南岩溶山区是世界上最大的连片裸露岩溶地区,地质环境脆弱,人类工程活动强烈,群死群伤的灾难性滑坡频发,巫峡地区的岩溶岸坡发育尤为突出。由于三峡库区蓄水及库水位波动,部分岩溶岸坡(如箭穿洞)发生了不同程度的变形与失稳,极大地影响了水库的安全运行。为了确定巫峡岩溶岸坡箭穿洞地质力学模型试验结构面相似材料的最佳配比,以重晶石粉、石英砂、石膏和水为原料配置结构面相似材料,基于正交试验设计方法开展相似材料配比试验研究。以骨胶比(骨料/胶结剂)、水膏比(水/石膏)、重骨比(重晶石/骨料)为三个控制因素,开展三轴压缩试验,获得不同配比相似材料的力学指标。通过采用模糊综合评判法获得最佳相似材料配比并开展岩体结构面黏结材料相似性模拟试验,同时,在不同正交设计水平条件下各控制因素对不同物理力学参数进行敏感性分析。研究结果表明:不同配比相似材料的力学参数分布范围较大,劣化效应明显,能够满足地质力学模型试验结构面相似材料的基本特征要求;相似材料的密度和内摩擦角主要受骨胶比控制,黏聚力主要受水膏比控制。此研究成果可为后续地质力学模型试验的顺利进行提供一定的理论依据和实践经验,为三峡库区防灾减灾与预警评估提供基础理论支撑,从而提升我国岩溶山区地质灾害防灾减灾的能力。

    2020年09期 v.51;No.563 193-199页 [查看摘要][在线阅读][下载 722K]
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  • 基于离散单元法的抗拔桩承载特性研究

    陈亚东;陆凡;孙华圣;龚成中;曹茂柏;蔡江东;

    采用基于离散单元法的颗粒流数值模拟方法,构建竖向抗拔单桩的数值分析模型,利用室内模型试验结果标定细观力学参数,在此基础上研究桩径、土体孔隙率、桩土界面摩擦角以及加载速度对抗拔桩承载力的影响规律。研究结果表明:抗拔桩极限承载力约为相同直径抗压桩极限承载力的一半,其侧阻力发挥机制与抗压桩存在差异,抗拔桩极限承载力随桩径增加而快速增加,桩径的增加有利于激发更大范围土体参与承担上拔荷载;密实状态砂土中抗拔桩极限承载力对于孔隙率变化较之松砂更为敏感;桩土界面摩擦特性与抗拔桩承载力呈近似线性关系,高摩擦角条件下桩基呈现更多的整体剪切破坏特征;随着加载速度增加,抗拔桩承载力先增加后减小,存在最合理加载速度值。研究结果可以为抗拔桩设计理论完善和工程应用提供参考。

    2020年09期 v.51;No.563 200-204页 [查看摘要][在线阅读][下载 498K]
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  • 冻融循环作用下寒旱区盐渍土中水、盐迁移研究综述

    李生伟;

    盐渍土在冻融循环作用下会发生水盐迁移,造成土体结构破坏及强度损伤,给工程建设造成危害。为深入认识和总结盐渍土水盐迁移规律、影响、治理措施等研究成果,分别对盐渍土室内试验、现场试验、土体病害机理及改良措施等的现状、结果、问题进行了简要回顾和总结,讨论了土体含水量、含盐量、盐分种类、荷载、温度、干密度等对水盐迁移的影响及影响程度,重点介绍了基于自然环境下的水盐迁移试验所取得的水盐迁移运动分布特征、土层温度场变化特征方面等研究成果,并指出水、热、盐、力四场耦合因素下的试验研究是未来盐渍土研究的方向。冻融循环作用下的盐渍土的水盐迁移作用会导致土体盐-冻胀现象,进而引起盐渍土物理力学性质变化,而相关研究表明充分运用地基加固、固化剂加固和温度控制等措施隔绝水盐运移通道、减小温度对土体的干扰可以实现对盐渍土的治理和改良。

    2020年09期 v.51;No.563 205-215页 [查看摘要][在线阅读][下载 461K]
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水工材料

  • 脱硝粉煤灰中铵盐对水工混凝土性能的影响

    孔祥芝;陈改新;刘艳霞;张思佳;吴葵;

    利用脱硝粉煤灰拌制混凝土有时会产生刺鼻性气味,其对水工混凝土各项性能的影响尚不清楚。为此,制备了五个铵含量等级的粉煤灰样品,依据现行水工试验方法研究脱硝粉煤灰对混凝土拌和物、力学性能、抗冻性和孔结构的影响,测试了混凝土拌和与成型过程中铵盐的释放量。试验结果表明,粉煤灰铵含量在394 mg/kg以内,对水工混凝土的用水量、减水剂掺量、拌和物的坍落度没有影响,但随着铵含量增大新拌混凝土含气量增大,如果保持含气量不变,引气剂掺量需降低8%~13%。粉煤灰铵含量由6 mg/kg增加至394 mg/kg,混凝土抗压强度约降低5.8%~11.3%,降低混凝土引气剂掺量使拌和物含气量不变,则抗压强度不会降低、抗冻性能不降低。粉煤灰中铵盐引起硬化混凝土的气孔个数增加,气孔孔径减小,气孔平均弦长由0.159 mm降至0.082 mm。采用铵含量大于250 mg/kg的粉煤灰拌制混凝土,实验室内充满了强烈的刺鼻性气味。实测结果表明,混凝土在拌和与成型过程中铵盐的释放率为2.98%~10.91%,铵盐含量越高释放量越大。

    2020年09期 v.51;No.563 216-223页 [查看摘要][在线阅读][下载 830K]
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广告·书评

  • 基于泥石流形成机理的预报减灾与实践——评《泥石流预报的原理与方法》

    耿佳弟;赵艳华;

    <正>泥石流作为我国常见多发地质灾害,对人民的生命财产安全产生了巨大威胁,同时也在一定程度上威胁着交通运输和农业生产等,因此,针对泥石流灾害的预报研究也就显得尤为重要。《泥石流预报原理与方法》(韦方强、高克昌、江玉红、张少杰,科学出版社 2015版)从专业角度分析了应对泥石流灾害的具体方法,全书共分为六个章节,第一章详细介绍了泥石流的危害与我国泥石流灾害的区域分布情况,并指出泥石流减灾具体措施等;第二章则从泥石流及其预报的类别划分进行分析,使

    2020年09期 v.51;No.563 225页 [查看摘要][在线阅读][下载 80K]
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  • 跨文化视角下机电类专业德语教学——评《跨文化视角下的德语教学研究》

    郭正毅;

    <正>随着全球经济一体化的持续深入,世界各国之间经济贸易往来日益频繁,为适应这一变化,高校外语教学已经不再局限于英语这一语言类型,日语、德语、俄语等多语种成为高校传统专业的重要组成部分,其中就包括机电专业德语教学。《跨文化视角下的德语教学研究》(马珊珊,中国水利水电出版社 2019版)以新时期德语教学内容与模式创新为主要研究内容,站在跨文化的视角下,对德语教学进行系统的分析,全书共分为十章。首先,从语言与文化人手,对跨文化交际与德语教学的理论

    2020年09期 v.51;No.563 226页 [查看摘要][在线阅读][下载 67K]
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  • 基于嵌入式微处理器的水轮发电机组单元监控系统——评《中国水利水电工程》

    胡应坤;

    <正>随着电子信息技术的发展,水利水电设备与系统的自动化、信息化水平不断提高,作为水利水电工程的核心设备,水轮发电机组单元在水利水电工程中起到能量转换的重要作用。为此,研究人员通过监控系统实时掌握水轮发电机组单元的工作状态,如基于嵌入式微处理器的水轮发电机组单元监控系统。《中国水利水电工程》(陆家远,四川大学出版社 2012版)是以中国水利水电工程发展为脉络,帮助水利水电工程专业学生详细了解水利水电工程,全书共分为26章。第一章对古代著名水利

    2020年09期 v.51;No.563 227页 [查看摘要][在线阅读][下载 78K]
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  • 生态思想在高校思想政治教育工作中的渗透——评《生态文明建设的理论构建与实践探索》

    王峥;杨明勳;

    <正>党的十九大报告指出在本世纪中叶将我国建成富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国,标志着生态文明建设在新时代中国特色社会主义建设中具有重要地位。高校思想政治教育工作承载着人才培育、科学研究、社会服务和文明传承的重大使命,在高校思想政治教育工作中融入生态思想中注重系统性、协调性与互补性的特点,是推动其转型升级,促进其深化改革与发展的着力点和突破点,适应新时代对高校思想政治教育工作的新期待和新要求。《生态文明建设的理论构建与实践探索》(潘家

    2020年09期 v.51;No.563 228页 [查看摘要][在线阅读][下载 60K]
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  • 高校电力专业大学生创新创业教育实践与创新——评《电力行业大学生创新创业教育》

    黄俊仕;

    <正>高等教育招生规模的持续扩大,在提升全民文化素质水平的同时,也带来了大学生就业难、就业率低等一系列问题,为此,高等院校在传统教学课程体系的基础上,将创新创业教育作为高校教学实践内容之一,以解决高校大学生就业压力,其中就包括电力专业学生创新创业实践与创新。《电力行业大学生创新创业教育》(何小荣、朱一闻、李建兴,中国电力出版社 2019版)以大学生创新创业意识和思维培养为主要内容,对现阶段高校创新创业教育实践工作进行讨论,提出具有可操作性的意

    2020年09期 v.51;No.563 229页 [查看摘要][在线阅读][下载 58K]
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  • 网络思想政治教育生态系统的前景与未来——评《网络思想政治教育生态系统研究》

    邱强;

    <正>基于生态学的现代教学理论是转变传统教学思想,对传统教学中存在的问题进行分析,从宏观、微观的视角讨论教育生态体系建设的重要意义与实践方法,以解决现阶段教学生态失衡现象,促进教育的协调、可持续性发展。《网络思想政治教育生态系统研究》(吴满意、宁文英、王欣玥,人民出版社 2019版)以互联网下的思想政治教育生态系统建设为研究内容,对高校网络思想政治教育生态系统存在的问题进行讨论,指出网络思想政治教育生态系统的发展方向,全书共分为八个部分,第一

    2020年09期 v.51;No.563 230页 [查看摘要][在线阅读][下载 49K]
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  • 全民健身理念下的体育旅游产业现状及开发——评《滑雪旅游区规划方法与实务》

    李长喜;

    <正>自1995年国务院颁布《全民建设纲要》以来,全国人民健身热情不断提高,全民健身理念在社会范围内得到广泛认同,在此情况下,我国体育旅游产业也实现了较快发展,并已经成为旅游产业经济的重要组成部分。《滑雪旅游区规划方法与实务》(秦芳、贾培义、李路平,中国建筑工业出版社 2018版)以滑雪旅游产业发展为研究内容,全书共分为三个部分,第一部分对国内、外滑雪旅游区的发展历程、分布特征及成因进行分析,同时论述了我国滑雪市场的具体特征;第二部分着重介绍

    2020年09期 v.51;No.563 231-232页 [查看摘要][在线阅读][下载 61K]
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  • 英美经典文学中生态情怀的体现——评《文学里的生态——英美生态文学赏读》

    王孝会;

    <正>文学作品中的生态情怀是人与自然和谐共存的具体表现,在现代英美文学作品中,文学生态情怀已然成风,并成为主流文学作品的重要形式之一。《文学里的生态-英美生态文学赏读》(南宫梅芳、魏文,北京大学出版社 2015版)以古代西方对于自然的认识为开篇,继而突出展现英美经典文学中的自然书写和生态情怀,最后以探讨当代英美生态文学中人与自然的关系结束,表现出人类对于自然认知的不断提升,以及试图与之和谐相处的探索和追求。全书共分为四个部分,选文28篇。每部

    2020年09期 v.51;No.563 233-234页 [查看摘要][在线阅读][下载 89K]
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  • “工匠精神”下高职建筑工程专业人才的培养——评《建筑工程技术专业人才培养方案与课程标准》

    姜雄;

    <正>近年来,房地产行业发展迅速,对建筑工程专业人才的需求数量明显增加,其中,高职院校承担着培养应用型建筑工程专业人才的重要任务,在强化建筑工程专业人才基础理论知识体系的同时,基于"工匠精神"的高职院校建筑工程专业人才职业道德素养形成对其职业发展起到了极其关键的影响。《建筑工程技术专业人才培养方案与课程标准》(张凯,西南交通大学出版社 2016版)以新时期建筑行业发展为目标,对建筑工程技术专业人才培养方案和课程执行标准、教学模式和实践教学要求

    2020年09期 v.51;No.563 235-236页 [查看摘要][在线阅读][下载 69K]
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