2023年, 第40卷, 第3期　
刊出日期：2023-03-01

  

• 全选
  |

封面与目次
• Select
  封面与目次

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 0-0.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
专家特约稿
• Select
  严重干旱情景下长江水资源调控与管理

  陈进

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 1-5. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20221592

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  2022年长江发生夏秋连旱,特别是鄱阳湖等中下游地区,出现重旱及罕见水文干旱现象,对农业生产和生态环境产生影响,引起社会广泛关注。分别从长江流域及鄱阳湖流域1998—2021年连续24 a数据分析水资源总量变化情况,并从近10 a来长江及鄱阳湖用水情况分析近年来用水变化。然后,根据水利工程建设情况,分析了长江及鄱阳湖抗旱能力变化及存在的问题。最后,提出应对长江严重干旱综合对策。研究表明:长江流域水资源总量年际虽然有一定变幅,但总量基本保持稳定,鄱阳湖流域水资源量年际变幅更大,但没有出现趋势的变化。无论是长江,还是鄱阳湖,近年来河道外用水基本稳定,生态环境等河道内用水需求增加。应对严重干旱最佳措施是在不断完善水利工程及水网建设基础上,重点要放在严格的水资源管理和水利工程群优化调度和制度完善等非工程措施上。
流域综合管理
• Select
  河湖长制下跨省河湖联防联控问题及完善建议

  唐见, 罗平安, 李晓萌, 罗慧萍, 曹慧群

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 6-10. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20211203

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  跨省河湖联防联控是河湖管理中的重点和难点问题,结合河湖长制,加强流域统筹、开展跨省河湖联防联控是河湖治理体系和治理能力现代化的发展方向。系统梳理跨省河湖联防联控工作在制度体系、履职能力、流域规划、统一监测、联合执法以及监督考核等方面存在的不足之处,剖析其原因,借鉴国内外流域管理先进经验,以河湖长制为抓手,提出跨省河湖联防联控完善建议,以期为流域治理管理及水利高质量发展等相关政策制定提供决策依据和借鉴。
河湖保护与治理
• Select
  侵蚀基准面下降对弯道河床演变的影响

  潘云文, 刘欣, 杨克君

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 11-17. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20211133

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  概化设计了一在出口处布设有高度可变的拦沙坎的弯曲河道模型,利用声学多普勒流速仪和数字波高仪测得13个特征断面的瞬时流速与瞬时水位数据,依托激光扫描技术获得试验床面的精确数字高程,以此来探讨侵蚀基准面下降对弯道河床演变的影响。结果发现:粗化层对河床有一定的保护作用,当侵蚀基准面小幅下降而导致流速小幅增大时,粗化层的保护作用可一定程度地抵减流速的增量,减弱甚至避免水流对河床的冲蚀;当侵蚀基准面下降幅度较大时,河床会被全局冲蚀,但各局部的被冲蚀程度并不相同,其中过渡段主流带的被冲蚀程度较小,弯段凹侧主流顶冲区的被冲蚀程度较大;越靠近侵蚀基准面的区域,侵蚀基准面的下降越易增强该区域的水流强度,越易使该区域的河床被冲蚀;在侵蚀基准面下降幅度较小且槽底未见裸露的情况下,连续弯道完整周期的床面高程频率分布总体上接近于正态分布,但若从细节上看其分布具有双峰特征;双峰特征为半周期床面高程频率分布所特有,完整周期床面高程频率分布的双峰特征只是半周期床面高程频率分布双峰特征叠加的结果;当侵蚀基准面下降至槽底时,主流顶冲区的槽底会严重裸露,连续弯道完整周期的床面高程频率分布仍具有双峰特征,但其总体形态已明显偏离正态分布。
• Select
  流量调节对长江口潮流不对称的影响

  王安琪, 张蔚, 诸裕良, 陈婷, 季小梅

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 18-24. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20211296

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  长江上游人类工程的建设使得长江口来水来沙条件发生变化,改变了河口地区洪枯季径流量,并进一步影响潮流不对称特性。而潮流不对称对河口近岸的泥沙输运及地貌演变有着重要的影响。利用二维水动力数学模型对长江口感潮河段进行水动力模拟,研究洪枯季流量调节对潮流不对称的影响。采用非稳态调和方法(NS_TIDE)并结合偏度指标分析长江口涨落潮流速不对称和涨落憩历时不对称的变化趋势。研究结果表明:潮波在河口的上溯过程中,潮流不对称呈现先增大后减小的趋势。河口枯季径流的提高在加强中下游区域落潮流占优的趋势同时也延长河口大部分区域落憩的历时。主汛期洪峰的削弱加快了中上游区域的落潮流速,缩短了上游区域落憩历时,而潮流流速和涨落憩历时不对称在下游区域则表现出相反的趋势。
水资源
• Select
  基于示踪试验的湘桂边界连通关系定量技术

  袁静, 张德兵

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 25-29. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20211178

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  系统分析了示踪剂类型、示踪剂投放量、示踪剂监测和流量监测等因素对饮用水源水系连通试验的影响,引入电导率作为优化采样和测流频次的指标,硝酸钾作为回收率计算的示踪剂指标,结合流量测验数据,构建了一种地下水复杂分支分级回收分析的定量水系连通方法。应用该方法开展湖南省和广西壮族自治区野牛岩省界的生活、生产用水矛盾调查。结果显示:①野牛岩来水全部流入落水氹,之后分为东西两支水流。②东支水流经幸福坝、幸福电站流入地下暗河,最后汇入江源;西支水流经五星隧洞、五星电站、幸福电站流入地下暗河,最后汇入江源,流程达30余km。在试验时段水文气象条件下,东支(幸福坝)分流水量约占野牛岩汇入落水氹水量的34.9%,西支(五星隧洞)分流水量约占野牛岩汇入落水氹水量的65.1%。③白泉、大水步、清塘、兆江洞1和兆江洞2与野牛岩之间无水流连通关系。该研究成果理清了该区域地下水走向及汇(分)流比例,掌握河道各处的水量沿程变化特征,为妥善解决该类型的用水矛盾纠纷提供技术支撑,可为复杂连通的水量分析工作提供参考。
• Select
  SWAT模型参数修正及应用——以德泽水库径流区为例

  辛京达, 李亚强, 陈成, 杨栋淏, 余倩, 王建雄

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 30-36. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20211115

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  受人类活动和重大水利项目的影响,SWAT模型在对河道参数和平均坡长的计算中存在一些缺陷。通过遥感技术和经验公式对不合理的参数进行了修正。在对参数进行修正后,选取对水文、水质过程较为敏感的参数运用SWAT-CUP软件对模型进行优化,其率定和验证精度均达到了较为满意的效果(径流量R²在0.764 3~0.967 4之间、NS在0.754 8~0.899 8之间,总氮负荷R²在0.546 2~0.659 9之间、NS在0.526 8~0.638 8之间),结果表明在其他参数不变的情况下,这种修正方式不仅可以更好反应流域内真实的地形地貌及河道信息,同时可提高模型月尺度径流的模拟精度(R²从0.834 9提升到0.871 9,NS从0.698 7提升到0.771 8)。可实际应用于德泽水库径流区。
• Select
  青海湖沙柳河流域水汽再循环研究

  王志刚, 曹生奎, 曹广超, 侯瑶芳

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 37-45. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20211141

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  陆地蒸发水汽是水循环过程的关键环节,深刻影响内陆河流域的水资源和生态环境,研究水汽再循环比例对区域水资源调配和管理具有重要意义。选取2019年5—9月份青海湖沙柳河流域13个采样点的月降水同位素数据,利用基于稳定同位素的水汽再循环模型,分析了再循环水汽对流域降水的贡献比例,以期为该流域水循环研究提供基础数据和理论参考。分析结果表明:①2019年5—9月份青海湖沙柳河流域逐月平均水汽再循环比例分别为11.01%、12.64%、8.13%、9.48%和14.97%,平均为11.25%;其季节变化特征明显,5月份流域水汽再循环比例开始增加然后降低,到9月份达到最大值,呈先增加后降低再增加特征。②各月水汽再循环比例空间分布状况存在差异性。③6—8月份流域河源地区水汽再循环比例均大于河口地区,从河口地区到河源地区呈现明显的增加趋势,水汽再循环比例最高值均位于流域的西北部山区。④5—9月份水汽再循环比例主要受500 m高度东向水汽来源和海拔影响。沙柳河流域水汽再循环是该流域重要的降水来源之一,关注流域水汽再循环有利于流域的水资源管理和有效利用。
水环境与水生态
• Select
  低碱性环保固化剂调理淤泥的板框压滤脱水试验研究

  李世汩, 陈文峰, 夏新星, 张航, 黄小龙, 徐杨帆, 胡南

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 46-51. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20211150

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  常规药剂用于疏浚淤泥调理效果较好,但存在板框压滤脱水尾水、泥饼的高碱性问题。在室内淤泥调理试验的基础上,研究了低碱性环保固化剂与聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)组合调理淤泥的板框压滤脱水过程,对尾水、泥饼的特性进行了分析。结果表明:低碱固化剂与PAC、阴离子聚丙烯酰胺(APAM)联用,在达到同等调理效果的同时,可降低PAC、APAM加药量;在2.5%的低碱固化剂和2.5%、0.12%的PAC、APAM的组合调理下,脱水尾水和泥饼的pH值分别为7.4、7.6,脱水效率比不加药剂时的脱水效率提升42.2%。粒径分析表明:低碱固化剂的加入,提高了泥饼内大颗粒比例,改善了脱水性能。对泥饼的X射线能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)分析发现:低碱固化剂与淤泥中的黏土矿物反应,生成硅酸盐矿物骨架,有利于降低淤泥的比阻,改善板框压滤脱水性能;低碱固化剂脱水泥饼pH值随时间会缓慢下降,直至稳定,加药量越大,泥饼pH值下降幅度也越大。研究成果为探究新型药剂对淤泥的调理性能及在板框压滤设备上的工艺特性提供了科学依据。
• Select
  升钟湖冬季氮和磷内源静态释放风险初探

  宋琳, 冯晓玉, 万佳璐, 陈超, 徐飞, 张拓, 张富斌

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 52-59. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20211269

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为探究升钟湖冬季氮和磷的内源静态释放风险及释放规律,于2018年冬季在升钟湖湖区设置了15个采样点,采集了各样点的水样和沉积物样品,测定了水体常规理化指标及沉积物间隙水氮、磷含量,并进行了沉积物氮、磷室内模拟静态释放试验。结果表明:①升钟湖沉积物间隙水总氮(TN)含量在1.846～5.293 mg/L之间,氨氮(NH⁺₄-N)是主要形态,含量在0.437～3.603 mg/L之间,硝态氮(NO^-₃-N)次之,含量在0.545～1.452 mg/L之间,各形态氮、磷具有较为明显的空间分布差异。②升钟湖沉积物间隙水总磷(TP)含量在0.194～0.561 mg/L之间,其中溶解性正磷酸盐(PO^3-₄-P)含量在0.029～0.417 mg/L之间。③升钟湖在冬季存在氮和磷的内源静态释放,相对而言,磷的释放风险更大,释放规律更加明显,而氮的释放主要是通过硝态氮(NO^-₃-N)的形式进行,基本不进行氨氮(NH⁺₄-N)的释放,湖泊中心区域氮、磷的内源释放风险低于其他区域。研究成果可为升钟湖的管理政策实施及其水资源的可持续利用提供科学依据。
水灾害
• Select
  石狩川流域雨洪涝灾害应对经验对中国海绵城市发展的启示

  陈飞勇, 李锦煜, 王晋, 刘建, 吴凌壹, 许思思, 沈雪, 宋扬

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 60-67. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20211014

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  海绵城市中年径流总量控制率这一指标对小雨或者中雨资源的控制是显而有效的, 但如果遇到暴雨或极端降雨事件, 城市依然存在较高的雨洪涝灾害风险。 首先用一个超过百年系列的降雨与受灾统计数据, 说明仅仅依靠低影响开发措施无法控制城市雨洪涝灾害; 然后整理了石狩川流域在城市雨洪涝应对措施方面先后采取实施的雨水贮留渗透计划与流域综合治水对策; 最后, 通过借鉴石狩川流域采取的措施, 结合我国海绵城市成功经验,提出通过多途径协同控制洪涝径流的海绵城市建设方法, 以提升中国特色海绵城市在雨洪涝防灾减灾中潜力。
• Select
  内涝积水对城市交通路网邻域拓扑势的影响

  晋良海, 彭爽, 杨应柳, 陈述, 邵波, 陈云

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 68-73. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20211086

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为定量分析内涝积水对城市路网交通运行的影响,开展内涝积水下城市交通路网邻域拓扑势研究。首先,利用对偶拓扑方法将路段映射为点、交叉路口映射为边,构建城市路网的对偶拓扑图;其次,根据势函数原理,厘定节点间最短拓扑距离、地势高差传递权值、路网对偶节点吞吐量、势场影响因子等参数,构建内涝积水对城市交通影响的路网邻域拓扑势模型,并采用黄金分割优化算法对模型进行求解;最后,以宜昌市西陵区易涝地段为例,分析不同积水深度下城市路网拓扑势的演化趋势。结果表明:积水深度达到15 cm以上时,各路段拓扑势下降大于20%;随着高峰和平峰时积水深度的增大,节点拓扑势从平缓波动到急剧下降;从节点间的拓扑势值排序可以看出,积水路段西陵一路与一级领域的路段之间的拓扑势最大,而和其他路段之间的拓扑势随着距离的增加而减小。研究揭示了内涝积水对城市交通路网邻域拓扑势的影响规律,可为城市内涝治理及交通管制提供理论依据。
• Select
  不同二变量重现期在水利工程防洪设计中的应用对比——以桂平航运枢纽为例

  甘富万, 刘旻, 张华国

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 74-79. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20211078

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对多变量洪水共同作用下的水利工程,已有的多变量重现期计算所得的防洪参数仍存在防洪能力不一致导致的风险,多变量重现期的定义与计算也成为洪水频率分析中的重难点。介绍了一种新的多变量重现期定义——防洪重现期,并与传统二变量重现期在定义及危险域划分方面进行对比,再以桂平航运枢纽为例,利用Copula函数构造干支流洪水的联合分布,计算分析防洪重现期与传统二变量重现期在防洪设计中的差异,验证防洪重现期在洪水风险分析中的合理性与可靠性。研究表明,防洪重现期考虑了洪水组合与调洪耦合的关系,利用防洪重现期计算得到的防洪设计参数,防洪能力与防洪标准一致,能避免高估洪水风险,增加工程费用或低估洪水风险,增加工程防洪破坏风险的问题。
岩土工程
• Select
  氯化钙溶液对红黏土渗透系数变化的影响

  肖桂元, 张达锦, 雷云, 朱杰茹

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 80-84. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20211130

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为探究CaCl₂溶液对红黏土渗透系数的影响,通过X射线衍射(XRD)试验、渗透试验、热分析试验和扫描电镜(SEM),对红黏土试样受不同浓度(0.0、0.1、0.3、0.5、1.0 mol/L)的CaCl₂溶液饱和后的渗透性进行了试验分析。结果表明:当孔隙溶液浓度从0.0 mol/L增加到0.5 mol/L时,红黏土的渗透系数先降低后升高;此后随着孔隙溶液浓度的增加,渗透系数呈下降趋势;利用热分析试验,得到红黏土在加入不同浓度CaCl₂溶液后强结合水的含量,其强结合水含量的变化与红黏土渗透系数的变化有着紧密的联系;利用扫描电镜(SEM)观测了不同浓度CaCl₂溶液下土样的微观结构,Ca²⁺增大了红黏土矿物结合水膜厚度,导致土的有效孔隙减少,从而降低了土体的渗透性。该研究成果可为红黏土作为隔离墙隔离污染物提供数据参考。
• Select
  不同埋深下盾构隧道施工引起的地层变形试验

  方焘, 梁连, 颜建伟

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 85-92. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20211190

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  隧道施工诱发的地层沉降会影响地上建筑设施的安全,为了研究不同埋深隧道盾构施工影响下砂土地层的变形规律,设计了由模型架和非接触监测系统组成的模型试验系统。利用该系统,以干砂为填料,通过使隧道产生沉降来模拟施工影响下的地层损失,进而得出不同埋深情况下地层的变形规律。试验结果表明:①随着隧道埋深的增大,地层内部产生“土拱效应”,地表最大沉降值逐渐减小,地表沉降模式由“窄而深”演化为 “宽而浅”,但地层受扰动范围自隧道中轴线向两侧逐渐扩大;②不同埋深情况下,地表和地层内部的沉降曲线均符合高斯分布函数。地表沉降槽宽度系数随隧道埋深的增大而增大,深层土体沉降槽宽度系数随地层深度增加而减小;③不仅对于黏土,在砂土中深层土体沉降槽宽度系数i_z与地表沉降槽宽度系数i_s之比i_z/i_s同该土层深度h_z与隧道埋深h的关系(1－h_z/h)之间同样呈线性关系。因此,在浅埋的砂性及黏土地层中根据地表沉降规律即可得出地层内部沉降规律,从而为隧道的施工和支护结构的设计提供参考和指导。
• Select
  安哥拉红砂湿陷性影响因素试验研究

  乔建伟, 夏玉云, 刘争宏, 王冉, 唐立军

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 93-97. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20211184

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  湿陷性是安哥拉红砂的典型工程特性,研究其影响因素对红砂地区岩土工程勘察评价具有重要意义。基于安哥拉红砂原状土与重塑土的室内压缩试验,探讨了压力、含水率、结构性、干密度和细粒土含量对红砂湿陷性的影响规律。试验结果表明:试验压力>100 kPa时,红砂重塑样湿陷系数约是原状土的2.0倍;红砂湿陷系数与试验压力和细粒土含量呈正相关关系,随压力和细粒土含量增加而增加但存在峰值压力和峰值细粒土含量,峰值压力为300 kPa,峰值细粒土含量为60%～80%;红砂湿陷系数与干密度和含水率整体上呈反比关系,原状红砂湿陷性消除和完全丧失的界限含水率分别为9%和13%;重塑土湿陷性消除和完全丧失的界限含水率分别为11%和13%,界限干密度分别为1.80 g/cm³和1.90 g/cm³,对应的压实系数分别为0.92和0.97。湿陷性红砂地区工程建设可通过提高干密度消除其湿陷性。
• Select
  堤防渗漏通道弱磁探测技术及其磁场分布特征

  周华敏, 邬爱清, 肖国强, 宋俊磊, 周黎明, 唐鑫达, 张敏

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 98-104. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20211177

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  渗流管涌是堤防最常见的破坏形式之一,高水位期准确探明渗漏通道分布对堤防除险加固意义重大。利用渗漏水良导电性,提出通过向漏水口供人工电流,观测渗漏通道导电回路产生的一次感应微弱磁场能量查找渗漏通道的方法,称为渗漏通道弱磁探测法。基于室内物性参数试验和正演计算,分析堤防土体导电性随含水率的变化趋势,揭示不同形态渗漏通道的弱磁场空间分布特征;系统总结弱磁场强度、电流密度随渗漏通道埋深、电导率的变化规律。物理模型试验结果表明弱磁探测法能有效查明渗漏通道的空间分布形态,具有效率高、无接地电极、抗干扰性强等优势。该技术将对促进堤防渗漏隐患探测技术的发展具有重要科学意义和实用价值。
• Select
  单剪与常规三轴条件下土石混合体强度特性差异

  李浩民, 饶锡保, 江洎洧, 徐晗, 卢一为, 刘蔚

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 105-111. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20211199

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  开展土石混合体的大型叠环式单剪试验与大型三轴试验,根据颗粒材料及砂土的单剪试验规律分析单剪试样应力状态,探讨两种试验条件下土石混合体的强度特性差异。结果表明:①对应相同小主应力,试样在单剪过程中的大主应力率水平更低、变化范围更小,主应力比峰值更低,对应极限应力摩尔圆更小;②单剪条件下的割线剪切模量各向异性,其中水平向割线剪切模量在剪切过程中恒低于三轴条件下的割线剪切模量,但差值随主应力轴与主应变轴间的非共轴度减小而减小;③对于采用试料,单剪条件下的摩尔-库仑抗剪强度指标值显著低于三轴条件下的值,其中内摩擦角低约9.5%。初步研究认为,单剪过程中的主应力轴旋转以及非共轴性是造成土石混合体2种试验强度特性差异的重要原因。
• Select
  抽排水时间对静钻根植排水桩承载特性的影响

  陈紫强, 邓岳保, 孙嘉烽, 邵飞瑜, 张日红

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 112-116. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20211135

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了研究真空负压抽排水时间对静钻根植排水桩承载特性的影响,开展了多组不同抽排水时间情况下静钻根植排水桩和静钻根植桩模型试验,对比测试了孔压发展变化和不同阶段的桩基承载力。结果表明:抽真空过程中,排水桩桩周孔压在前8 h内消散速率较快,随后逐渐变缓;相较于静钻根植桩,真空负压抽排水3、8、72 h后28 d,静钻根植排水桩桩基的极限承载力分别提高了56%、61%、74%,抗变形能力分别提高了10.2%、89.8%、124.5%。抽排水能够显著加快水泥土固化时间,提高桩周土体强度特性,进而提高静钻根植排水桩的承载力和抗变形能力,因此具有较好的推广价值。
• Select
  循环荷载下海砂复合固化淤泥动弹性模量与阻尼比研究

  吴恺, 柴芮祥, 王继成

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 117-123. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210996

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了探究不同海砂掺量和振动频率对海砂复合固化淤泥动应力-动应变(σ_d-ε_d)关系、动弹性模量及阻尼比的影响,以海砂复合固化淤泥为研究对象,利用GDS动三轴仪在不同频率下进行分级加卸载试验。试验结果表明:动应力较小时,σ_d-ε_d曲线呈线性关系,逐级增大动应力,动应变增长迅速直至破坏;同一频率下,应力-应变曲线随海砂掺量的增加先上升后下移,掺量为15%的固化淤泥曲线位于最上方;同一海砂掺量,高频下的动变形小于低频、动强度高于低频;不同海砂掺量、不同频率下固化淤泥动弹性模量E_d均随动应力σ_d的增大而先增大后减小,阻尼比λ随动应力σ_d的增大先略有减小后逐渐增大;滞回耗能ΔW随动应力σ_d的增加呈现出非线性增大的趋势,相同动应力下对应的滞回耗能ΔW随频率的增加而减小;增大频率和掺入适量海砂可以提高固化淤泥的动弹性模量,有效降低固化淤泥的阻尼比。研究成果可供探讨海砂复合固化淤泥的动力特性和设计提供试验和理论参考。
• Select
  单向冻结条件下硫酸钠盐渍土的冻结温度试验研究

  任亚军, 张卫兵

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 124-130. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20211060

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  硫酸钠盐渍土具有明显的随季节温度变化而发生土体结构改变的特性,给工程造成较大危害。为了研究单向冻结条件下硫酸钠盐渍土的冻结温度特性,在室内配制初始含水率分别为15%、17%、19%、21%,含盐量分别为0%、1%、2%、3%、5%的硫酸盐渍土试样,采用可控温冰柜进行单向冻结试验。结果表明:①同一土体,不同位置处冻结温度相同,但达到冻结温度所需时间存在略微差异。②初始含水率和含盐量对硫酸钠盐渍土冻结温度有很大的影响,当硫酸钠含盐量为1%和2%时,冻结温度随初始含水率的增加呈“先陡后缓”型变化趋势,并在最优初始含水率时达到最大值,之后冻结温度随初始含水率变化曲线趋于平缓;当含盐量较高(5%)时,冻结温度随初始含水率增加近似呈线性增加趋势。③硫酸钠盐渍土冻结温度随含盐量的增加而降低,且盐量为1%~2%时,不同初始含水率土体冻结温度及达到冻结温度所需时间随含盐量均呈“归一性”变化趋势。在计算硫酸钠盐渍土冻结温度时,应将硫酸钠溶液视为非理想稀溶液。在同一初始含水率条件下,对硫酸钠含盐量与冻结温度按三次多项式进行拟合吻合度较高。该研究成果可为硫酸盐渍土地区工程建设提供参考。
工程安全与灾害防治
• Select
  土坝渗漏非接触式红外热像探测方法试验研究

  马佳佳, 周仁练, 杨孟, 苏怀智

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 131-137. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20211145

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  渗漏是土坝工程最为常见且危害性极大的典型病害。快速探测与定位渗漏隐患,对保障工程安全具有极为重要的意义。充分考虑土坝渗漏与温度的关联特性,开展了基于红外热像的土坝渗漏非接触式探测方法及其试验研究,在对其基本原理与影响因素予以剖析的基础上,通过设计和搭建试验平台,开展了多种工况下的土坝渗漏红外热像探测试验,充分验证该探测方法可行的同时,明晰了土坝渗漏出口的温度发展规律及红外图像特征,可为土坝渗漏的快速探测和识别提供一定的经验参考。
• Select
  基于大坝脆弱度与溃坝后果系数的群坝风险排序方法再研究

  张士辰, 彭雪辉, 侯文昂

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 138-142. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20211117

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  我国水库数量世界第一,大坝安全涉及公共安全,安全管理成本巨大,如何在大坝安全管理中体现差别化,被各级政府所重视,随着党和国家对水库安全要求越来越高,现有大坝安全管理方式已经逐渐无法满足各级政府对水库大坝安全实施差别化管理的需求,研究提出体现大坝差别化管理的方法十分必要。在大坝脆弱度和溃坝后果系数概念基础上,对大坝风险指数计算方法进行再研究,对大坝风险指数法的内涵作了深入分析,对溃坝后果系数作了改进,重新将该方法用于20座震损水库上,获得大坝风险指数排序的有益认知。结果表明,脆弱度并非大坝风险指数的唯一因变量,需将脆弱度和溃坝后果结合起来考虑才能确定大坝风险指数的高低,风险指数大的水库大坝应优先安排加固。
• Select
  三峡库区白杨湾含多级软弱滑带滑坡变形特征与成因机制分析

  袁旭凯, 罗丹, 许万忠, 杨长明, 蒋朝兴

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 143-150. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20211077

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  三峡库区白杨湾滑坡是典型的含多级软弱滑带的滑坡,通过航拍和现场勘查,采用钻探、物探、位移监测、数值模拟相结合的手段,查明了滑坡变形特征和多级滑带的位置, 滑坡的形成和发展受外部诱发因素与内部地质条件共同控制。钻探和物探解译揭示该滑坡为包含软弱夹层和多级滑带的深层岩土混合滑坡,分为2个滑动带。地表变形特征及位移监测表明滑坡中前部变形量相对较大,日变形量1.3~4.0 mm,处于均速变形状态,深部位移曲线显示有两处凸起位移突变点,主、次滑面特征明显,与钻孔勘探结果相互印证。数值模拟结果反映出,该滑坡在现状工况下处于欠稳定状态,在暴雨工况下滑坡安全系数显著降低,处于不稳定状态。滑坡区的地形地貌、地质构造、地层岩性为滑坡的形成提供了物源和场地条件,人类工程活动和降雨加剧了滑坡的变形。
水工结构与材料
• Select
  CFRP补强水工压力隧洞内压分载比例参数敏感性分析

  秦敢, 陈锐, 金典琦, 曹生荣, 杨帆

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 151-157. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20210975

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用CFRP加固水工压力隧洞时,CFRP除了要承担变化的外部水土荷载,还要承担部分内水压力。为了明确“CFRP-胶层-衬砌混凝土”复合结构的内压分载规律,建立了“实体-弹簧-实体”三维有限元模型,并结合模型试验的实测结果验证了有限元模型的有效性。基于该模型,分析了胶层的弹性模量(E_a)、胶层的厚度(t_a)、CFRP的弹性模量(E_c)和CFRP的厚度(t_c)等参数变化时,衬砌混凝土和CFRP之间承担内水压力比例的变化规律。计算分析结果表明:t_c和E_c是影响衬砌混凝土承担内水压力比例的主要因素。对于粘贴1~3层的计算工况,当t_c由0.1 mm逐渐增加到2 mm的过程中,衬砌混凝土承担内水压力的比例分别减小了34.25%、47.776%、53.931%;当E_c由100 GPa增加到600 GPa的过程中,衬砌混凝土的承载比例分别减小了6.482%、11.945%、16.509%。极差分析结果也表明,衬砌混凝土承担内水压力的比例对上述4个参数的敏感性由高到低依次为t_c＞E_c＞E_a＞t_a。因此,若要降低衬砌混凝土承担内水压力的比例并提高CFRP材料的利用率,提高所选用的CFRP的厚度与弹性模量是关键。
• Select
  水工混凝土冰冻害机理及抗冻性能研究进展

  刘骏霓, 路建国, 高佳佳, 晏忠瑞, 万旭升, 张嘉成

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 158-165. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20211069

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  冻融环境作用下水工混凝土会发生冰冻害破坏,出现表皮脱落、开裂和松动等现象,显著影响寒区水工混凝土的耐久性。外加材料可增强内部孔隙结构,从而提高水工混凝土的抗冻性。综述了混凝土自身结构、施工条件和外部环境等因素对寒区水工混凝土的冰冻害影响;总结纤维混凝土、纳米混凝土以及引气混凝土在冻融后的强度、质量以及弹性模量变化;进而阐述外加材料对水工混凝土抗冻性的影响机理。最后,提出寒区水工混凝土性能增强技术的研究构想:开展超低温-大温差以及多次冻融循环条件下水工混凝土破坏特性及增强技术研究;加强冻融、盐侵蚀及荷载耦合作用对水工混凝土抗冻性能的影响研究;提出一套完整的评价体系以客观地反映外加材料对混凝土的增强作用;综合考虑水工混凝土增强技术性能优势、经济环保、耐久性等客观因素,加强寒区水工混凝土增强技术示范工程验证与优化,扩大其实际工程应用。研究成果可为我国寒区水利工程中混凝土构筑物的建设及运营维护等提供重要技术支撑。
• Select
  不同石粉参数对混凝土力学性能的影响

  张岩, 刘嘉昊, 吕园, 李志豪, 张燕楠, 李昇, 陈撰文

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 166-173. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20220648

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为研究不同石粉参数对混凝土力学性能的影响,应用正交试验法开展了石粉混凝土抗压强度和抗折强度试验,并通过SEM和MIP试验对石粉影响下混凝土的微观结构进行测试分析,最后基于BP神经网络对混凝土28 d抗压强度进行预测分析和变参数扩展分析。结果表明:石粉掺量对混凝土抗压强度和抗折强度影响最大,其次是石粉岩性,石粉细度影响最小。混凝土强度随石粉掺量的增加先增大后减小,掺量为10%时混凝土抗压强度较基准组提高了18.21%,抗折强度提高了17.91%;3种石粉混凝土强度的大小依次为凝灰岩粉>石灰石粉>红砂岩粉;随着石粉细度的增加强度逐渐增大。基于BP神经网络建立的石粉混凝土强度预测模型平均相对误差为2.33%,通过对试验结果的变参数扩展分析,得到预测值与试验结果的变化规律一致。
数字孪生水利工程关键技术专栏
• Select
  数字孪生驱动的南水北调中线水源工程水质平台设计与开发

  李喆, 叶松, 杨星玥, 姚正利

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 174-180. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20221660

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  南水北调中线水源地面临着水质监测数据自动化程度不高、污染物扩散模拟效率较低、突发性水污染应急能力不足等困难,迫切需要开展数字化转型。基于数字孪生建设的总体要求,综合运用GIS、UE4、WebGL等新一代信息技术,建立了数字孪生水质平台,研发了水质浓度场静态可视化、污染物迁移扩散动态可视化和水质三维分层可视化模型等关键技术,初步实现了水质“四预”功能,切实提升了南水北调中线水源区水环境智能化、精细化管理水平,为推进饮用水水源地水质现代化提档升级提供了技术示范。
• Select
  数字孪生水利工程安全智能分析预警技术研究及应用

  牛广利, 李天旸, 杨恒玲, 胡蕾, 周华艳, 方豪文

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 181-185. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20220901

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  数字孪生水利工程是智慧水利建设的核心与关键。聚焦水利工程安全运行需求,有必要结合数字孪生建设,开展工程安全智能分析预警技术研究和系统开发工作,从而有效提升工程运行安全保障水平与突发事件应急处置能力。介绍了基于数字孪生平台的工程安全智能分析预警技术的总体框架,针对工程安全监测感知体系和工程安全模型库进行了详细论述,并构建了具有“四预”功能的工程安全智能业务应用。目前,研究成果已在数字孪生江垭皂市工程中获得初步应用,可为同类数字孪生工程建设提供借鉴与参考。
• Select
  人工智能视频识别在水利数字孪生中的典型应用

  赵科锋, 曹慧群, 林莉, 靖争, 罗平安

  raybet体育在线 院报. 2023, 40(3): 186-190. https://doi.org/10.11988/ckyyb.20220825

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  视频监控与人工智能技术越来越广泛应用在水利智慧化建设方面,数字孪生建设是构建智慧水利的关键和核心。针对水利数字孪生建设实际需求,利用视频监控、图像处理、人工智能等技术手段,研发视频智能识别模型系统,通过智能模拟,实现与物理要素仿真运行、虚实交互。主要针对视频智能识别在水利数字孪生中主要应用场景进行系统化设计,实现如水尺识别、漂浮物识别、地表水体检测等应用。从实际运行情况来看,视频智能识别系统能够实现对物理对象进行不间断监控、分析、识别及预测预警,在水利智慧化建设方面具有较大的应用价值。