- 陈祖煜;孙平;张幸幸;
在饱和的软土地基上修筑堤坝,由于孔隙水压力不易准确测定,需采用"φ=0"的总应力法进行稳定分析。这一做法在国外已明确纳入设计规范,在国内工程界较少受到重视,导致过高地估计了安全系数。本文首先系统地回顾了临界状态土力学中的伏斯列夫强度理论,在理论上阐述了饱和软土地基快速填筑时采用总应力法的原因,同时引用了Bishop和Bjerrum、美国联邦公路局、美国陆军工程师团与我国水电水利工程边坡设计规范的相关条文,确认在饱和软土地基采用总应力法进行稳定分析的合理性。以花敖泡土石坝和拉哇水电站围堰为工程实例,分别采用对土的固结不排水剪的两种做法开展稳定性分析,结果表明,直接将土的固结不排水剪强度指标c_(cu)与φ_(cu)作为填筑后的强度参数,将严重高估其安全系数。因此建议正在修订的碾压式土石坝与边坡设计规范增加相应条文,并期望引起工程界对这一问题的重视。
2020年12期 v.51;No.566 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 445K] [引用频次：13 ] |[下载次数：470 ] |[网刊下载次数：11 ] |[阅读次数：9 ] - 杨何;汤明高;许强;
三峡水库库区涉水滑坡较多,滑坡渗流特征及滞后性对水库滑坡稳定性分析评价具有非常重要的意义。为此,采用数值模拟方法对三峡库区涉水滑坡体在库水位升降作用下的渗流滞后性特征进行了研究,提出将滑体饱和渗透系数与库水位升降速率的比值定义为滞后系数作为评价滞后性的重要指标,从而得出滞后系数与水位变动带坡度为影响滑坡渗流滞后性的主要因素,并给出了计算其渗流滞后时间的简便方法。研究结果表明:饱和-非饱和界面的基质吸力是渗流滞后性产生的主要原因,可将滞后系数35近似作为渗流滞后型与同步型的界限值,滞后系数1.67与2.5作为区分滑坡滞后性强、中、弱等级的划分值;当库水位下降速率保持0.6 m/d时,库区45.7%的滑坡渗流为强滞后型,当增大库水位下降速率为1.2 m/d时,强滞后型滑坡数量达到64.4%。
2020年12期 v.51;No.566 9-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 742K] [引用频次：19 ] |[下载次数：636 ] |[网刊下载次数：8 ] |[阅读次数：8 ]
- 左其亭;张志卓;姜龙;吴青松;
提升水资源利用效率,减轻水资源短缺对经济社会发展产生的约束,是实现水资源与经济社会和谐发展的有力支撑。尝试将DEA视窗分析方法应用于水资源利用效率研究,结合超效率DEA模型,探究黄河流域九省区在全面小康社会建设进程中水资源利用效率时空演变特征,在此基础上,通过Malmquist指数分解效率变动的内在原因,并引用空间匹配度计算方法,研究水资源利用效率与全面小康相对水平匹配程度。研究发现:九省区2012—2018年水资源利用效率总体呈增加趋势,水资源利用水平具有显著空间差异性;九省区水资源利用效率的提升主要得益于技术进步TC,制约水资源利用效率提升的主要因素是综合技术效率EC;水资源利用效率与全面小康相对水平的匹配程度呈现出较强的地区差异,部分省区两者动态协同性较差,其中,宁夏需要同时提升水资源利用水平和经济社会发展水平,陕西需要提升水资源利用水平,内蒙古需要提升经济社会发展水平。
2020年12期 v.51;No.566 16-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 971K] [引用频次：21 ] |[下载次数：859 ] |[网刊下载次数：18 ] |[阅读次数：14 ] - 杜丽娟;陈根发;柳长顺;王雪妮;刘金林;汪海伦;
针对淠史杭灌区"蓄、引、提、调"相结合的"长藤结瓜"式灌溉系统,为实现灌区间、上下游的优化联合配置,采用GWAS模型,通过划分水资源配置子单元和设置调蓄节点,采用公平性最优和供水缺水率最小作为目标函数,总量控制、供水能力、分质供水等作为约束条件,将水资源优化配置问题模拟为生物进化问题,采用基于精英策略的非支配遗传改进算法求解,建立了适用于淠史杭灌区的水资源优化配置模型。配置结果表明:灌区引水量最大,其次为当地地表水和边界提水站提水,中水和浅层地下水作为补充。通过序列年水资源配置,发现相同频率年在处于不同丰枯年份时,可供水量存在明显差异,因此在进行区域水资源配置时,仅分析50%、80%或90%几个频率年往往不能真实反映可供水情况,需进行长序列调配分析。基准年、2025年和2035年在50%和80%保证率下基本不缺水,灌区水资源可实现基本供需平衡。如遇连续干旱年,90%保证率下缺水较严重,可通过合理开发当地水、新增外调水来降低缺水程度。
2020年12期 v.51;No.566 26-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1551K] [引用频次：35 ] |[下载次数：1120 ] |[网刊下载次数：8 ] |[阅读次数：7 ] - 陈颖杰;金保明;金君良;王国庆;徐华;
为分析和探究黄河流域用水结构的变化特征,科学支撑流域水资源合理配置与调度,保障流域可持续发展,以黄河流域为研究对象,基于生态位理论构建了用水结构生态位及其熵值模型,分析了流域及流域内主要省区用水结构演变趋势和特征,并与发达国家用水特征作比较。在此基础上提出了相关建议。结果表明:黄河流域的农业用水生态位(0.7～0.78)最大但呈现波动减少趋势,工业用水生态位(0.12～0.15)次之且变化趋势为波动且有所下降,生活用水生态位(0.06～0.08)与城镇公共及生态用水生态位(0.03～0.09)相对较少但皆有不同程度的增长趋势。各省区的生态位熵值差异较大,表明流域及各省区间用水结构差异较大。统计年间宁夏、内蒙古及山东的农业用水占有率高于全流域,陕西、山西、河南及甘肃的工业用水占有率高于全流域,各省区城镇公共及生态用水的占有率变化剧烈,陕西、山西及河南的生活用水占有率高于全流域。相较于黄河流域,美国的工业用水(0.42～0.52)在用水结构中的优势更加突出,农业用水(0.31～0.44)相对处于劣势地位;两个区域生活用水在用水结构中的地位相对其他的用水类型更为接近。
2020年12期 v.51;No.566 36-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1044K] [引用频次：20 ] |[下载次数：710 ] |[网刊下载次数：12 ] |[阅读次数：8 ]
- 陈根发;倪红珍;
实施最严格水资源管理制度以来,水资源管理面临业务需求不断增长,信息数据不断扩张的挑战,对此,区块链技术在水资源管理领域具有宽广的应用前景。在回顾区块链技术的概念、技术特点和发展历程的基础上,分析我国供水系统管理、用水过程管理、水权交易及政务服务实践过程中存在的问题。根据区块链技术去中心化、智能合约、公开透明、不可篡改的特点,提出了区块链技术在解决上述问题中信任机制、管理精度、管理效率、信息交互等难点的技术思路与结构框架。就未来需要开展的研究方向提出了完善顶层设计以构建标准平台、加强区块链技术攻坚以提升区块链性能、完善管理技术基础等建议。未来区块链技术将深度融入水资源管理过程中,使政府水资源治理体系和治理能力现代化迈上新的台阶。
2020年12期 v.51;No.566 47-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 505K] [引用频次：13 ] |[下载次数：654 ] |[网刊下载次数：10 ] |[阅读次数：53 ] - 王庆利;林鹏飞;贾玲;游进军;
面对岳城水库供水结构发生的较大改变及漳河上游水资源情势的变化,本文将遗传算法与调度图相结合,以长系列等流量月调节计算为基础,提出了岳城水库多目标供水能力计算方法。按照供水目标优先级逐时段调节计算,通过分析多目标竞争关系,得到了符合相应目标保证率要求下的最大城镇可供水量,为水库多目标供水调度提供参考。结果表明,引入生态供水目标且优先保障,生态用水与城镇用水产生强竞争关系。优先考虑生态供水目标情景下水库城镇供水能力比不考虑生态目标情景下减少了1 486万m~3。农业灌溉供水保证率低于生态和城镇供水保证率,其竞争关系弱于前者,可通过优化灌溉供水调度线使水库综合供水能力达到最优。当农业灌溉保证率为55%时,岳城水库的综合供水能力达到最优,总供水量13 381万m~3,其中生态供水1 516万m~3、城镇供水5 802万m~3、农业灌溉供水6 062万m~3。研究成果为水库多目标供水设计提供参考方案。
2020年12期 v.51;No.566 55-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 510K] [引用频次：23 ] |[下载次数：471 ] |[网刊下载次数：11 ] |[阅读次数：9 ] - 林永生;杜毓超;朱丹尼;邹胜章;
针对我国西南岩溶地区隧道工程施工遭遇地下涌水灾害,严重影响施工进度、威胁施工安全等问题,开展隧道涌水预测。以贵州德江隧道为研究对象,在岩溶水文地质调查的基础上,结合岩溶地貌类型、岩溶及岩溶水的发育特征,分析了隧道区内池坝地下河系统、闹水岩地下河系统与隧道的水力关系。同时,对德江隧道分区段进行了水文地质评价。分别采用大气降水入渗系数法和地下水疏干法,对隧道ZK7+200—ZK8+150段、ZK8+550—ZK9+100段、ZK9+650—ZK10+500段等岩溶涌水可能性极大段进行涌水量预测。结果显示,ZK7+200—ZK8+150段涌水量达3.79×10~4 m~3/d,ZK8+550—ZK9+100段涌水量为0.43×10~4 m~3/d,而ZK9+650—ZK10+500段涌水量高达18.25×10~4 m~3/d。结果表明,ZK9+650～ZK10+500为涌水高风险地段,需给予重视。本研究可为施工设计与水害防治提供科学依据。
2020年12期 v.51;No.566 63-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1780K] [引用频次：9 ] |[下载次数：342 ] |[网刊下载次数：11 ] |[阅读次数：13 ]
- 罗广衡;潘坚文;王进廷;
坝面保温层是保障高寒区混凝土坝长期安全运行的重要工程措施。紫外线照射会使保温层老化,削弱保温能力,引起坝体混凝土开裂,需要及时检测老化的保温层并进行修复。为此,基于红外热成像及图像处理技术,提出了一种非接触式的保温层缺陷快速检测方法。采用红外热像仪采集保温层表面热像图时间序列,对热像图序列进行二维傅里叶变换得到振幅图和相位图。根据像素点的所占比例和分布规律,采用K-means聚类方法对所得到的的振幅图和相位图进行聚类处理,以图像的方差筛选最优的振幅图和相位图,以此识别保温层缺陷。有限元模拟和两类保温层热成像试验的结果表明,这种非接触式的保温层缺陷快速检测方法能够准确地检测保温层中缺陷的大小和位置,可发展为一种适用于实际的混凝土坝保温层缺陷检测技术。
2020年12期 v.51;No.566 71-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 880K] [引用频次：18 ] |[下载次数：450 ] |[网刊下载次数：16 ] |[阅读次数：10 ] - 李江;柳莹;马军;吴涛;
新疆已建、在建山区小型水库149座,其中拦河坝为土石坝的小型水库120余座。近年来,气候变化条件下洪水风险呈更加严峻之势,小型水库采用土石坝坝型的运行与溃坝风险较大。针对泥沙淤积使防洪库容减少、表孔宣泄遭遇枯木树枝堵塞、水库遭遇超标准洪水、坝体年久失修或结构失稳等小型水库土石坝的洪水风险问题,需增加土石坝工程的超泄能力,避免造成溃坝等洪水风险,以增加工程的安全性。以某山区小型水库为例,通过加宽溢洪道、增加底孔泄流、坝体部分溢流、坝体全断面溢流等方案分析,研究了不同组合泄洪形式的可能性,提出了基于"漫而不溃"的土石坝加固理念与措施,以应对气候变化条件下超标准洪水的宣泄,可供类似工程设计参考。
2020年12期 v.51;No.566 78-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 524K] [引用频次：17 ] |[下载次数：267 ] |[网刊下载次数：9 ] |[阅读次数：16 ] - 冷伟;郑鼎聪;周建方;
为合理计算水工钢闸门主梁模糊失效概率,分别将主梁相对变形当作一个随机变量及三个变量的组合,采用积分法、当量随机化方法及蒙特卡罗法进行了计算。当相对变形为一个随机量时,采用积分法及当量随机化方法计算,两者的差别在于积分法用隶属函数描述模糊限值,当量随机化方法是将模糊限值当量作为一个随机量。当相对变形看作三个变量的组合时采用蒙特卡罗法进行计算,该方法考虑了三个变量的分布特性,更符合实际情况,模糊限值也用随机量表示。计算表明,积分法与当量随机化方法结果相近,验证了当量随机化方法的精度;蒙特卡罗法结果与相对变形服从正态分布时、用当量随机化方法计算的结果接近,故主梁相对变形服从正态分布更为合理。三种计算方法中,当量随机化方法计算失效概率相较于其它方法有计算过程简便,效率高的优点。
2020年12期 v.51;No.566 86-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 281K] [引用频次：3 ] |[下载次数：159 ] |[网刊下载次数：6 ] |[阅读次数：9 ]
- 潘利;徐文;王育江;薛峰;
水电工程中混凝土裂缝控制是影响工程质量的关键技术,导流洞二次衬砌作为易开裂部位之一,亟需开展混凝土抗裂性提升技术研究。以西南某水电站工程为例,对其导流洞边墙二次衬砌混凝土进行实体结构监测,研究其温度/变形变化规律。使用高效抗裂剂提升二次衬砌混凝土抗裂性能,抗压强度、自生体积变形、模拟实际工况温度变形等试验结果表明,高效抗裂剂能够满足混凝土强度要求同时提升其体积稳定性,有利于混凝土抗裂性能提升。采用数值模拟的方法对二次衬砌混凝土进行开裂风险评估,结果表明高效抗裂剂能有效降低混凝土开裂风险,研究成果也为相关工程提供了良好的借鉴意义。
2020年12期 v.51;No.566 92-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 619K] [引用频次：5 ] |[下载次数：140 ] |[网刊下载次数：9 ] |[阅读次数：11 ] - 储亚东;李成刚;陈飞翔;王剑;岳云双;
为了应对新时期特高拱坝智能化建设所带来的机遇和挑战,提高大型水工建筑混凝土浇筑工序的自动化、智能化、精细化及柔顺化水平,助力于构建面向未来的智能振捣及施工质量智能管控体系,综述了混凝土平仓振捣机的国内外研究背景和技术现状,对现有振捣设备及工艺在大坝浇筑施工中面临的困境进行了深入分析。结果表明:尽管混凝土平仓振捣机在水电建设行业的应用已相当成熟,但国内外对于其新技术和新工艺的研究却进展缓慢,现有平仓振捣机在功能和性能上已经难以满足大型水工建筑的施工需求,因此研究大规模混凝土的先进振捣技术和施工工艺具有重要的现实意义。混凝土平仓振捣机的智能化发展趋势,符合未来水利水电行业的总体发展要求,有利于建造出真正安全且造福国计民生的"无缝大坝",也为其他工程设备及液压机器人的智能化发展提供了重要借鉴。
2020年12期 v.51;No.566 99-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 971K] [引用频次：8 ] |[下载次数：413 ] |[网刊下载次数：20 ] |[阅读次数：15 ]
- 王广聚;
结合台山核电厂输水系统工程,通过物理模型试验研究了引水隧洞不同粗糙度对进、出口段局部水头损失的影响规律。模型采用重力相似设计,比尺1∶18.9。在试验过程中,通过不断加大流量来改变模型水流雷诺数,依次得到不同糙率下的局部阻力系数随雷诺数变化曲线。局部阻力系数随雷诺数的增加而减小,其减小率随雷诺数的增加而下降,当雷诺数大于某临界值时,局部阻力系数逐渐趋于常数,说明水流进入阻力平方区,由此得到稳定后的局部阻力系数值。结果表明:不同粗糙度情况下,隧洞进、出口的局部阻力系数值变化明显,边壁粗糙度较大时,水流边界层受边壁绝对粗糙度影响,水流脉动跳跃离开边壁形成较大的涡流运动,水流能量耗散加强,对水流的阻力随之增大;局部阻力系数不仅与形状有关,还与隧洞的粗糙度有关,粗糙度越大,局部阻力系数越大,对于该项目,粗糙管比光滑管进口段局部阻力系数加大约45%,出口段局部阻力系数加大约56%。研究成果为实际工程输水系统设计提供了依据。
2020年12期 v.51;No.566 111-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 606K] [引用频次：4 ] |[下载次数：118 ] |[网刊下载次数：8 ] |[阅读次数：6 ] - 郑温刚;王媛;张云云;任立群;顾声龙;
为了研究阶梯式溢洪道的消能特性,本文通过二维建模的方式,利用光滑质点水动力学方法(SPH)对31阶阶梯式溢洪道的水流进行数值模拟,将模拟值与试验值进行了对比,并针对2种台阶数目和4种单宽流量共计8种工况,对不同工况的阶梯式溢洪道沿程水深、水流流速以及消能率进行了分析。结果表明,31阶阶梯式溢洪道水流的水面深度、流速和压强模拟值与试验值吻合较好;36阶和60阶阶梯式溢洪道沿程水深和水流流速与单宽流量呈正相关趋势,随着单宽流量的增加而增大,且在水流稳定之后,水面深度和流速都会维持在某一个值附近;而阶梯式溢洪道消能率沿程逐渐增大并在最后一级台阶处达到最大值。同时,当溢洪道体型一定,消能率随着单宽流量的减小呈上升趋势,当单宽流量减小至0.128 3 m~2/s,36阶和60阶阶梯式溢洪道的消能率分别达到了83.67%和82.86%。
2020年12期 v.51;No.566 117-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 897K] [引用频次：12 ] |[下载次数：309 ] |[网刊下载次数：15 ] |[阅读次数：15 ] - 王蛟;胡亚安;严秀俊;吴波;张绪进;
为满足水力式升船机向巨型化发展的需求,进一步开展其控制阀门的选型研究十分必要。本文针对较为适应水力式升船机运行特性的两类工业阀门——活塞式调流阀与固定式锥形阀,研制了一种工业阀门水力特性试验装置,进行了系统全面的水力特性对比试验研究。研究成果表明,锥形阀的泄流能力明显优于活塞阀,流量系数随开度变化的线性度更高。两类阀门均以雾状空化为主,活塞阀对冲出流容易形成漩涡空化,对管壁的空蚀作用更强;锥形阀出流较均匀,流场结构更简单稳定。等流量系数下,两类阀门的抗空化性能差异不大,说明锥形阀近似于通过降低抗空化性能换取了更高的泄流能力。相同试验条件下,锥形阀阀后管壁沿程时均压力更高,压力脉动更弱。可见,锥形阀的综合水力特性优于活塞阀,更为适应未来水力式升船机的发展需求。
2020年12期 v.51;No.566 125-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 1250K] [引用频次：3 ] |[下载次数：137 ] |[网刊下载次数：11 ] |[阅读次数：6 ] - 贺新娟;李润伟;孙万光;李广一;
为减缓大坝阻隔对鱼类洄游的不利影响,水电工程需要建设有效的过鱼设施疏通其洄游通道。高寒区高坝大库工程过鱼设施建设是一个极其复杂的技术问题,目前国内类似工程尚无成功运用经验。实际过鱼设施内流场条件十分复杂,会产生不利于鱼类上溯的水流形态。基于此原因,对某水电站工程坝下尾水流场进行了数值模拟。研究表明,在机组运行时,电站尾水渠左右两侧发电尾水主流的边缘是明显具有流速梯度分布的区域,符合鱼类聚集的水流特征,具备布置鱼道进口条件。这样可根据尾水位的变化开启两侧不同进口诱鱼,且在机组停运时,可开启左侧进口诱鱼。
2020年12期 v.51;No.566 133-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 1708K] [引用频次：10 ] |[下载次数：300 ] |[网刊下载次数：6 ] |[阅读次数：8 ]
- 黄鑫;王婕;邢侃;
为提升新能源电网环境下水力发电机组的整体运行平稳性,提出基于滑模控制的新能源电网环境下水力发电机组控制方法。构建新能源电网环境下水力发电机组数学模型,通过定义滑模动态并设计滑模控制器,实现了对所构建发电机组数学模型的滑模变结构控制。为提升控制的稳定性,将模糊控制引入到滑模变结构控制中,设计模糊滑模控制器,通过运用模糊控制规则有效削弱滑模变结构控制过程中产生的抖振问题,降低抖振对新能源电网环境下水力发电机组造成的危害。结果表明:该方法实施控制时,试验发电机组仅在启动之后的0.3 s左右,其转速便可到达给定的稳定转速;并经过0.25 s左右的时间便能够令试验发电机组恢复到给定转速;当第0.9 s施加扰动信号时,在该方法控制下试验发电机组的转矩波动不明显,且能够快速恢复平稳。该方法能够实现对新能源电网环境下水力发电机组启动与负载扰动下的转速平稳控制,具有较好的启动性能与鲁棒性,可有效控制存在扰动信号下发电机组的电流与转矩,且控制响应速度高,能够有效削弱抖振幅度,整体控制效果理想,控制中未出现超调现象,能够实现对负载扰动的优越控制,控制性能稳定。
2020年12期 v.51;No.566 141-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 555K] [引用频次：7 ] |[下载次数：234 ] |[网刊下载次数：5 ] |[阅读次数：10 ] - 毛兴;王路军;唐志宇;
由于水电站变压器内部绝缘子缺陷情况复杂,现有检测方法评价指标较为单一,无法准确检测变压器内部绝缘子缺陷情况。为解决该问题,提出新的基于带电测试技术的变压器内部绝缘子缺陷检测方法。获取变压器内部绝缘子缺陷的发热与温升关系,利用环境温度与运行负载参量的顶层油温对电力变压器绕组热点温度进行计算,设计绝缘子缺陷检测试验,测试变压器内部绝缘子在测量距离不同时的电场强度,分析变压器内部绝缘子导通性缺陷的影响。结果表明:测量距离20 cm时得到的分布曲线接近U型分布,并且较为光滑;在裂缝距离接近于0时,电场强度出现最大峰值;理论结果与实际结果拟合度在90%～100%之间。绝缘子的测量距离不同电场强度也不同,且绝缘子伞裙芯棒片数越多,电场强度越弱。实际结果对比拟合度较高,说明基于带电测试技术的水电站变压器内部绝缘子缺陷检测结果可靠性强。该方法能准确检测出绝缘子缺陷,且操作简单,具有良好的应用前景。
2020年12期 v.51;No.566 150-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 1767K] [引用频次：12 ] |[下载次数：166 ] |[网刊下载次数：15 ] |[阅读次数：12 ]
- 林楚翘;易雨君;李春晖;唐彩红;宋劼;
为探究白洋淀浮游生物群落结构动态特征及其关键影响因子,基于2017年秋,2018年春、夏3个季节的水环境因子与浮游生物野外采样调查结果,采用冗余分析(RDA)、广义可加模型(GAMs)等方法探究了白洋淀不同季节的浮游生物群落动态变化,建立了浮游植物生物量与环境因子的非线性关系并进行了率定验证。结果表明:与1992年白洋淀干淀后重新蓄水时相比,浮游植物与浮游动物物种数分别下降了59%与37%,优势群落从绿藻门转化为蓝藻门。根据RDA排序结果可知,温度、透明度是影响浮游生物丰度的关键环境因子。运用GAMs构建了环境因子与浮游植物生物量的定量模型,最优模型结构为Biomass-phy～s(T)+s(TN)+s(Cond)+s(Biomass-zoo)+s(Biomass-pro)+te(Biomass-pro_TN)+te(Biomass-pro_Cond)+te(Biomass-pro_Biomass-zoo)。将2019年6月采样数据进行模型验证,计算模拟效果良好,实现了对浮游植物生物量的定量模拟,能够为白洋淀生态恢复与保护提供决策支持。
2020年12期 v.51;No.566 169-179页 [查看摘要][在线阅读][下载 958K] [引用频次：14 ] |[下载次数：669 ] |[网刊下载次数：7 ] |[阅读次数：5 ] - 张浩男;李广宁;韩延成;孙双科;柳海涛;郑铁刚;赵洪丽;
为了解齐口裂腹鱼在鱼道中的上溯情况,在大比尺竖缝式鱼道物理模型中开展了以齐口裂腹鱼幼鱼为过鱼对象的过鱼试验研究。试验中对通过时间、通过率和上溯轨迹进行了记录,并运用Spearman秩相关分析对齐口裂腹鱼的上溯轨迹和池室结构的水力因子(流速、紊动能、总水力应变)进行了分析。研究发现,试验用鱼通过时间平均值为132.7 s,多数鱼倾向于快速通过鱼道完成上溯。试验鱼道通过率为71.9%,过鱼效果良好。多数齐口裂腹鱼上溯过程中会避开高流速区、高紊动能区和高水力应变区,在池室内齐口裂腹鱼上溯轨迹主要分布于上述参数较低的右侧回流区和隔板背水面,竖缝断面处多数齐口裂腹鱼选择上述参数相对较低的隔板侧区域通过。研究结果可为相关竖缝式鱼道设计和实践提供参考。
2020年12期 v.51;No.566 180-187页 [查看摘要][在线阅读][下载 1334K] [引用频次：11 ] |[下载次数：454 ] |[网刊下载次数：6 ] |[阅读次数：8 ] - 高月香;杜聪;张毅敏;孔明;杨飞;岳冬梅;赵东华;
为解决黑臭水体治理投加菌剂易随水流飘散的问题,本文利用碳素纤维生态草对微生物菌剂固定挂膜,并通过原位围隔试验,探究微生物菌剂联合碳素纤维生态草处理黑臭水体的效果。试验结果表明:协同处理组的COD、浊度、TN、NH~+_4-N、TP的削减率分别为85.8%、75.2%、86.3%、90.8%、53%,DO从0.15 mg/L恢复至5.8 mg/L,水质状况显著改善。与单挂生态草试验组相比,协同处理组的成膜时间缩短3～5 d,膜增重显著,生物膜形态较好;协同处理组水体环境微生物多样性增加,乳酸杆菌(Lactobacillus)、丝状菌(Filamentous bacteria)等益生菌在水体中出现,霍乱弧菌(Vibrio cholerae)、幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)等致病菌大量减少。试验证明,生态草协同微生物菌剂可加速黑臭水体净化,促进水生态稳定。
2020年12期 v.51;No.566 188-194页 [查看摘要][在线阅读][下载 648K] [引用频次：16 ] |[下载次数：386 ] |[网刊下载次数：14 ] |[阅读次数：8 ]
- 杨帅;陈文龙;王葳;王佳俊;任炳昱;吴斌平;
针对当前长距离调水工程突发险情等级判定多采用实数形式的完备判断矩阵进行决策,无法解决决策信息异质和决策信息不完备问题的不足,提出了基于连续区间有序加权几何(continuous ordered weighted geometric,C-OWG)算子和鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm, WOA)处理异质不完备信息的应急响应级别判定方法。首先,构建基于C-OWG算子的异质残缺判断矩阵处理模型,弥补现有方法难以处理应急决策过程中同时存在的精确数、区间数和模糊数等异质偏好信息的不足。然后,耦合鲸鱼优化算法进行残缺判断矩阵填充,建立耦合C-OWG算子和WOA优化方法的应急响应级别判定模型,提高经典决策方法对不完备信息的处理能力,并避免信息填充过程中易陷入局部最优的缺陷。最后,采用层次聚类方法对群体专家意见进行集成,实现异质和不完备信息下长距离调水工程突发险情等级的高效判定。通过将所提方法应用于某调水工程渠道破坏的应急响应级别判定,验证了其合理性和可行性。
2020年12期 v.51;No.566 195-203页 [查看摘要][在线阅读][下载 527K] [引用频次：2 ] |[下载次数：122 ] |[网刊下载次数：14 ] |[阅读次数：10 ] - 刘成堃;马瑞;张力;邱鑫;
洪水过程模拟和淹没损失计算是防洪会商中的重要环节,快速呈现洪水风险并估算淹没损失是保障决策会商时效性的基础。针对现阶段研究中洪水模拟效果单一且淹没计算耗时较长的问题,基于OpenSceneGraph图形框架搭建3DGIS环境,实现了三维环境下水体的四类淹没表达,提出了三维地形瓦片支持下的3D射线淹没损失计算方法,并以三峡库区洪水为例开展淹没模拟和损失评估。结果表明:在3DGIS环境下利用四类水体表达方法可从多角度反映洪水淹没风险,并可基于三维场景利用GPU性能加速淹没损失计算,在可接受的精度偏差范围内将计算耗时控制在1.5 s左右,较传统方法大幅减少了计算耗时。该研究可提高防洪会商中风险识别与损失计算的效率,为防洪风险评估和应急转移提供支撑。
2020年12期 v.51;No.566 204-209页 [查看摘要][在线阅读][下载 1515K] [引用频次：10 ] |[下载次数：440 ] |[网刊下载次数：5 ] |[阅读次数：8 ]
- 付树林;梁丽萍;刘延国;李景吉;
地质灾害是建设用地选址时考虑的关键因素之一,也是危险性区划的主要参考要素,其直接或间接危害到人类安全并给社会和经济建设造成重大损失。为了降低建设用地规划中地质灾害的影响,应将地质灾害危险性分区考虑到建设用地适宜性评价当中。以干旱河谷山区丹巴县为研究区,运用确定系数和逻辑回归相结合的方法,构建地质灾害危险性评价体系对该区进行地质灾害危险性分区。选择安全因子、自然因子、社会因子和生态因子共同构成建设用地适宜性评价指标体系,利用层次分析法对研究区进行建设用地适宜性评价。结果表明:(1)对丹巴县进行危险性分区,极高危险区217.20 km~2,高危险区744.95 km~2,中度危险区1 352.44 km~2,低度危险区1 295.08 km~2以及极低危险区875.32 km~2。(2)丹巴县建设用地最适宜区面积为115.72 km~2,占县域总面积的2.57%,适宜建设的土地少且多集中在小金川、革什扎河、东谷河和大渡河沿岸河谷地区。较适宜区、基本适宜区、较不适宜区和禁止建设区面积分别为683.47 km~2、623.21 km~2、590.66 km~2、2 494.21 km~2。(3)已建成的城镇空间中38.50%和37.62%分布在最适宜区和较适宜区,整体分布状况良好。有5.85%的城镇空间建设在较不适宜区,2.67%在禁止建设区,存在生态安全风险,该区域应加强灾害预警与防灾减灾工作,有条件地适度搬迁。
2020年12期 v.51;No.566 210-218页 [查看摘要][在线阅读][下载 1320K] [引用频次：13 ] |[下载次数：500 ] |[网刊下载次数：12 ] |[阅读次数：7 ] - 张政伟;雷啸;弓健;梁斌;
针对大跨度高速铁路拱桥建设对深基坑开挖施工的安全性要求,为了研究钢板桩围堰支护在大跨度高速铁路拱桥深基坑施工中的可行性,以新建徐盐高铁徐洪河特大桥工程项目为依托,通过数值模拟及现场试验监测,对深基坑钢板桩围堰支护在施工过程中的形变及受力情况进行分析。结果表明:通过有限元模拟分析,钢板桩围堰最危险受力点处于钢板桩中部、中上部及四角连接处,围堰第4道内支撑内力较其他3道内支撑大。整个施工过程中工况5为施工最不利工况。由监测结果可知,在施工过程中钢板桩单日最大位移值为2.8 mm,最大累计位移值为24.0 mm,均未达到预警值,施工过程中钢板桩形变稳定。钢支撑轴力受基坑周边荷载的影响明显,围堰钢支撑最大压力值为147.31 kN,最大拉力值为24.95 kN,未达到预警值,结构安全。研究结果可供同类型工程施工参考。
2020年12期 v.51;No.566 219-227页 [查看摘要][在线阅读][下载 1808K] [引用频次：16 ] |[下载次数：236 ] |[网刊下载次数：26 ] |[阅读次数：7 ] - 王海军;张九丹;任然;汤雷;
由于目前针对含三维内裂纹的岩石破坏红外热像特征的研究较少,本文基于预埋浇注法制作含内裂纹类岩石试件,开展了单轴压缩块体试验和巴西圆盘劈拉试验,得到含内裂纹的岩石破坏过程,监测内裂纹扩展及试件破坏过程中的红外热像特征,得到以下结论:(1)含三维内裂纹的块体试件在单轴压缩下,在预制内裂纹面上发生剪切破坏;(2)块体试件在单轴压缩作用下红外热像特征明显,在破坏时,在预制内裂纹面处急剧升温;(3)含三维内裂纹巴西圆盘试件在预制内裂纹尖端发生翼型裂纹扩展,边缘带有针刺状Ⅲ型裂纹参与特征,最终翼型裂纹与上下表面贯穿;(4)巴西圆盘试验的红外热像特征与块体单轴压缩不同,在断裂面处未发生明显变化。研究结果为研究三维内裂纹的扩展规律及内裂纹扩展破裂的红外热像规律可提供一定的试验参考。
2020年12期 v.51;No.566 228-234页 [查看摘要][在线阅读][下载 1582K] [引用频次：7 ] |[下载次数：405 ] |[网刊下载次数：8 ] |[阅读次数：7 ] - 徐小东;孙屹;孙来;王栋良;罗书靖;
介绍了一种可以考虑剪胀效应、中主应力影响以及强度非线性的粗粒料非线性模型(hhu-KG模型)。在次弹性理论的基础上将其扩展为一般应力空间中的应力应变关系,并基于土石坝静动力流固耦合可视化分析软件平台开发了该模型的有限元计算程序。采用该模型和邓肯E-B模型对某面板堆石坝进行了三维有限元数值模拟,并对两种模型的模拟结果进行了对比分析。结果显示,相较于邓肯E-B模型,hhu-KG模型计算所得到的最大沉降值与最大面板挠度值略小,而最大顺河向位移值略大,但是两种模型计算所得的坝体与面板变形分布规律大致相同,且符合工程的一般规律,验证了基于次弹性理论推导的刚度系数矩阵的合理性,同时也说明了hhu-KG模型在土石坝静力有限元分析中的适用性。研究成果为粗颗粒土在土石坝的应用提供参考。
2020年12期 v.51;No.566 235-241页 [查看摘要][在线阅读][下载 733K] [引用频次：2 ] |[下载次数：140 ] |[网刊下载次数：10 ] |[阅读次数：8 ]