南水北调与水利科技

2015年第13卷第3期文章目次

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  • 1  混凝土成层结构的流激振动特性
    牛 超 杨 敏 李炳阳
    2015, 13(3):268-273.
    [摘要](1232) [HTML](0) [PDF 1.27 M](1732)
    摘要:
    泄流激励引起水工建筑物振动的现象时有发生且形式多样, 严重的还可能引起结构的破坏。对于混凝土成层 结构而言, 由振动引起破坏的案例不多, 对其振动响应机制的研究也不够深入。以混凝土拱坝为例, 通过数值计算 及模型试验对比分析了整体与成层两种不同结构在相同泄流荷载作用下结构的振动响应, 探讨了响应与结构自身 的关系, 并结合/ 拍0的概念, 对混凝土成层结构振动响应特性与泄流荷载之间的关系进行了研究。结果表明, 成层 结构频率相近的前两阶振动是拍振形成的主要原因。此外, 即使不满足拍振形成的条件, 振动曲线同样可以表现为 / 拍0的形式, 且振动量较受迫振动大幅增加, 实质为/ 水力共振0现象。
    2  湘江流域 TRMM 降水数据精度检验
    黄 萍 路京选 李德龙 宋文龙
    2015, 13(3):401-405.
    [摘要](1284) [HTML](0) [PDF 819.17 K](1723)
    摘要:
    数据精度检验是卫星遥感降水数据应用中的关键问题之一。目前对 T RMM 数据精度检验多以偏差和相关 性分析等方法为主, 对不同雨量等级的估计检验比较缺乏。针对湘江流域, 引入模糊综合评分方法以解决不同雨量 等级降水估计的检验, 同时利用泰森多边形法、 模糊综合评分方法、 相关系数法和散点斜率法, 以研究区内 14 个气 象站点实测降水数据为/ 真值0, 对 TRMM 3B42 降水数据在日、 月尺度分别进行了定性和定量精度检验。结果表 明: 研究区 TRMM 3B42降水数据在月、 日尺度上相关系数分别达到了 0. 93、 0. 48, 前者偏差值 Bias 比后者低 84%, 精度更优; 在不同降水量级的预测中, 精度由好到差依次为小雨、 暴雨、 大雨、 中雨, 其中小雨预报精度最好, 达到良 好水平, 其他雨量级预报精度为中等水平。
    3  基于 BP 神经网络的场次洪水河道沙量预报
    何 斌 张澎辉 梁国华
    2015, 13(3):406-416.
    [摘要](1478) [HTML](0) [PDF 800.65 K](1619)
    摘要:
    针对日益严重的河流泥沙问题, 掌握河流泥沙的影响因素和泥沙的变化过程是泥沙治理的关键。以神经网络 模型为基础, 建立场次洪水沙量预报模型, 对多沙河流的洪水挟沙量进行预报, 并取得较好的预报效果。选择辽西 北多沙河流大凌河作为研究实例, 首先将 1984年- 1998年间的 29 场历史实测洪水资料进行分析, 得到影响下游沙量 的主要因素; 然后, 通过神经网络模型建立上游影响因素与下游沙量之间的关系; 最后, 选取其中 6 场洪水资料进行验 证。模型计算结果表明, 计算结果与实测结果误差在合理范围之内, 精度符合要求, 可以用于下游沙量的预报。
    4  基于叠加马尔科夫链的矿井涌水量预测
    李建林 昝明军 郑继东 李志强
    2015, 13(3):409-412.
    [摘要](1099) [HTML](0) [PDF 709.67 K](1546)
    摘要:
    针对马尔科夫链预测的局限性, 提出了能够进行清晰定量计算的叠加矿井涌水量的马尔科夫链预测方法。基 于 2008 年 1月- 2013 年 12 月成庄煤矿 72个月的涌水量资料, 进行涌水量状态分级, 计算状态转移矩阵, 将不同步 长转移矩阵求得的预测值进行叠加平均, 进而建立了叠加马尔科夫链预测模型, 分析拟合效果, 预测了 2014 年 1 月- 4 月的涌水量, 并与实测值进行了对比。结果表明, 该模型的预测精度达到了 94184%, 预测效果较好, 从而为矿井 涌水量的预测提供了一种新方法。
    5  东辽河南崴子灌区渠首闸门流量系数的率定
    高玉军 门宝辉
    2015, 13(3):413-416.
    [摘要](985) [HTML](0) [PDF 810.24 K](1487)
    摘要:
    闸门流量系数的准确率定是灌区引水流量计算及水资源配置的重要依据。通过对吉林省公主岭市南崴子灌 区渠首段进行水文测验, 获得水位、 流量等数据; 再通过统计计算, 分析了流量系数与闸门上下游水位差、 流量系数 与闸门相对开度以及流量系数与下游流量之间的关系。结果表明, 流量系数与闸门上下游水位差呈负相关关系, 而 流量系数与闸门相对开度、 流量系数与下游流量呈正相关关系, 而且相关系数均在 0. 8 以上。
    6  江苏省南水北调受水区水资源配置
    宋丹丹 杨树滩 常本春 曾春芬 马劲松 王腊春
    2015, 13(3):417-421.
    [摘要](1086) [HTML](0) [PDF 796.16 K](1789)
    摘要:
    在对水资源系统进行模拟分析的基础上, 结合江苏省南水北调受水区水文水资源、 水利工程等特点, 构建流域 降雨径流模型、 水动力学模型、 水量调配模型以及水工程调度模型等子模型, 对受水区水资源量、 供需水量等进行研 究。基于所建模型提出水利工程调度方案, 对研究区水资源进行合理配置。分别模拟计算分析研究区内农业、 工 业、 生活、 生态和船闸用水户在现状与规划工情下不同水平年的供水、 需水、 缺水情况, 制定水资源配置方案。通过 现状与规划方案对比可知, 南水北调一期工程建成后供水能力提高, 缺水量显著降低。95%、 75%和 50%保证率 下, 缺水率分别降低 10. 3%、 8. 0%和 5. 2%。研究成果为南水北调东线水利工程调度提供科学依据, 对跨流域调水 工程的水资源配置与调度具有一定参考意义。
    7  南水北调东线工程江苏段水量优化调度研究
    王文杰 吴学文 方国华
    2015, 13(3):422-426.
    [摘要](1221) [HTML](0) [PDF 778.51 K](1421)
    摘要:
    在对南水北调东线工程沿线水资源系统进行分析和概化的基础上, 建立了江苏段水量优化调度数学模型, 提 出了一种基于改进遗传算法的模型求解方法, 并针对三种不同保证率工况进行了模拟计算。结果表明, 对比常规调 度, 该方法能有效降低系统总缺水量及工作能耗, 使系统水资源得到更为科学合理的配置, 具有很好的应用价值, 为 南水北调东线工程的运行管理及未来实时优化调度提供了新的思路。
    8  库区面源氮、 磷污染对于桥水库水质的影响
    葛 宁 冯 平 孙冬梅 张 彬 李发文
    2015, 13(3):427-433.
    [摘要](968) [HTML](0) [PDF 1.22 M](1449)
    摘要:
    于桥水库作为天津市唯一的饮用水供水水源地, 研究于桥水库周边面源污染对其水质的影响, 有助于改善水 库水环境, 保障供水质量。在分析水库周边面源污染负荷的基础上, 运用基于二维浅水方程和对流扩散方程组构建 的于桥水库二维水动力和水质耦合模拟模型对 2008 年雨季( 6月- 9 月) 水库 T N、 TP 浓度的空间分布及随时间变 化特征进行了模拟分析。结果表明, 受果河入库流量和汛期主导风的影响, 总体上 TN、 T P 随水流主要沿水库南岸 和西北岸向坝前方向扩散, 并在库区东形成顺时针大环流和在库区西形成逆时针环流。受环流影响, 库心水质受污 染影响较小。T P 在空间上呈现出东高西低的趋势, T P 平均浓度最高值出现在 8月份为 1. 56 mg/ L; 刘相营及五百 户镇是 TN 的主要入库口, TN 平均浓度最高值出现在 9 月份为 3. 74 mg/L。
    9  南昌市水环境安全评价
    傅 春 占少贵 章无恨
    2015, 13(3):434-438.
    [摘要](1203) [HTML](0) [PDF 702.64 K](1516)
    摘要:
    水环境安全不仅是生态环境问题, 也是社会、 经济和政治问题, 直接关系到国家安全和社会稳定。基于/ 驱动 力- 压力- 状态- 响应0( DPSR) 模型, 建立南昌市水环境安全评价指标体系, 并利用层次分析法、 熵值法计算各指 标的权重, 利用模糊综合评价法等对南昌市水环境安全进行综合评价。结果表明, 2012 年南昌市水环境状况处于 不安全状态。针对评价过程反映的问题, 为了提高水环境安全状态, 南昌市需要在环保投入、 污染排放控制、 新水源 开发, 以及推进节水措施、 健全水环境管理制度等方面持续努力。
    10  PTA 化工厂污水对地下水污染的风险评价及对策
    杨春晓 刘长礼 王翠玲
    2015, 13(3):439-443.
    [摘要](1134) [HTML](0) [PDF 832.32 K](1675)
    摘要:
    通过对洛阳市某 PTA 化工厂进行工程勘察和吸附实验、 生物降解实验、 土柱淋滤实验求取了包气带物质运移 的相关参数, 利用 Hydrus21D 软件对 COD Cr 在蓄水池下包气带中的迁移进行了模拟预测。结果显示, 不采取防渗 措施时, 正常工况、 非正常工况、 一般事故和风险事故 4 种工况下, COD Cr 从蓄水池底部超标迁移至潜水所需要的时 间分别为 514 a、 5 a、 419 a、 3 1 8 a, 该污水蓄水池污染当地地下水风险很高; 若在蓄水池下铺设 215 m 厚的黏性土垫 层, 则四种工况下 COD Cr 从蓄水池底部超标迁移至潜水所需要的时间分别为 12 1 2 a、 1015 a、 9 1 1 a、 6 1 8 a。
    11  南水北调中线地区土地利用变化 及生态环境效应
    郭恒亮 韦原原 赫晓慧 罗清元
    2015, 13(3):444-447.
    [摘要](1085) [HTML](0) [PDF 814.45 K](1635)
    摘要:
    根据河南境内南水北调中线沿线地区的土地利用数据, 分析了土地利用变化的空间特征, 并在县域尺度上分 析了不同时期土地利用的生态环境效应。结果表明, 近年来该区域耕地向建设用地的转移面积较多, 但土地利用的 整体格局并未发生显著变化, 而整个区域内土地利用变化强度的空间分布极不均匀。中线工程施工以来, 沿线地区 生态环境状况总体上有所改善。
    12  滦河干流浮游植物多样性及污染状况
    周绪申 齐向华 吴 筱 孙 峰 孙凯艳 王乙震 张 俊
    2015, 13(3):448-452.
    [摘要](1000) [HTML](0) [PDF 807.67 K](1600)
    摘要:
    2011 年 8 月和 10月分别对滦河水体浮游植物进行了采样和分析。结果表明滦河浮游植物共发现浮游植物 8 门 99 种, 物种多样性较高。浮游植物群落组成以蓝藻门为主, 滦河水体蓝藻门细胞密度较大, 所占比例最高, 其次 为绿藻门和硅藻门。浮游植物细胞密度和生物量均空间分布不均, 其数值沿程变化趋势较一致, 上游较中下游低, 显示上游水体富营养化水平较低, 而中下游富营养化水平较高。从细胞密度和生物量评价, 上游富营养化水平较 低, 而中下游富营养化水平较高。结合 Pielou 指数和 Simpsen指数评价滦河水体污染状况, 表明上游大部分样点为 寡污型水体, 下游大部分样点为中污型水体。浮游植物指示污染类型分析表明, 污染指示种类污染 10 月较 8 月多。 本研究对滦河水体污染状况及水生态修复具有重要的参考价值。
    13  基于 ANP2FCE 模型的水电工程环境影响评价
    张 青 路金喜 刘智奇
    2015, 13(3):453-456.
    [摘要](1140) [HTML](0) [PDF 844.47 K](1608)
    摘要:
    针对水电工程环境影响评价体系中各指标间相互影响的特点, 将网络层次分析法( ANP) 和模糊综合评价法 ( FCE)相结合, 对水电工程环境影响进行综合评价。首先根据网络层次分析法( ANP) 构建水电工程环境影响评价 的网络结构模型, 确定所有评价指标的权重, 该方法克服了以往运用层次分析法( AHP)确定指标权重不能反映指 标之间相互影响关系的弊端; 然后引入模糊综合评价( FCE)的思想和方法对水电工程环境影响进行评价, 提出水电 工程环境影响评价的 ANP2FCE 模型。对我国北方某水电工程进行实例分析的结果显示, 该评价模型合理、 有效。
    14  白洋淀水环境质量评价
    杨丽伟 陈诗越
    2015, 13(3):457-462.
    [摘要](1191) [HTML](0) [PDF 722.25 K](1858)
    摘要:
    由于流域人类活动和气候干旱化的影响, 白洋淀水体污染与富营养化日趋严重。通过对白洋淀湖水化学成分 的分析, 并运用与湖泊富营养化关系最为密切的 Chla、 TN、 TP、 COD Mn 和 SD 作为评价参数, 采用综合营养指数法确 定湖水营养类型。湖水水质监测数据分析表明, 白洋淀为重碳酸类钠组ò 型水的偏碱性湖泊, 综合营养指数法确定 湖水为中2富营养级湖泊水体。主成分分析法结果显示, 湖泊污染的主要因子是 T P。借助硅藻及其组合分析了湖 泊富营养化状况, 发现白洋淀硅藻属种以耐营养种梅尼小环藻 Cyclotella meneghiniana( 20. 43%) 和 Cyclostepha2 nos tholif ormis(25. 40%)为组合特征, 表明湖泊水体已处于富营养化状态, 水环境状况堪忧。
    15  供水水库多目标生态调度研究
    金 鑫 郝彩莲 王 刚 王凌河
    2015, 13(3):463-467.
    [摘要](1217) [HTML](0) [PDF 781.69 K](1614)
    摘要:
    根据我国北方地区径流特征及供水水库调度的实际需求, 构建了供水水库多目标生态调度模型。模型将下游 生态需水过程分为最小生态需水及适宜生态需水两个等级, 要求枯水期水库放水过程能够满足河流最小生态需水 要求, 确保下游生态不退化; 丰水期放水过程贴近适宜生态需水过程, 为下游提供良好生境。基于该模型, 采用自适 应遗传算法, 对承德双峰寺水库生态调度问题进行了优化求解, 结果表明该模型能够对北方供水水库生态调度决策 提供支持。
    16  松花江休养生息前后酚类污染物浓度变化对比
    李 健 李永亮 李桂莲 贾立明
    2015, 13(3):468-470.
    [摘要](1226) [HTML](0) [PDF 734.19 K](1457)
    摘要:
    酚类化合物具有一定的毒性, 自然环境中不易分解, 是重要的环境污染物。松花江在休养生息前水体中酚类 化合物污染严重, 且呈现出多元酚的污染态势。通过对连续三年全江 7个重点断面酚类化合物浓度进行对比分析, 发现休养生息措施已经使得松花江下游江段水体中的多元酚类含量大幅度下降。
    17  利用 PIV 技术对淹没射流瞬时流场特性的研究
    刘 超 a b 李龙国 a b 李乃稳 a b
    2015, 13(3):471-475.
    [摘要](1344) [HTML](0) [PDF 1.38 M](1799)
    摘要:
    对水垫塘内淹没射流流场特性的研究, 过去多采用介入流场中的单点测量技术或涡黏性各向同性假设的紊流 数值模拟的方法, 无法获得其全域瞬时精细流场。利用非介入的粒子成像测速技术( PIV) 对水垫塘内斜向淹没射 流的紊流流场特性进行了研究。试验结果显示, 利用 PIV 技术可获得含有大量瞬时性随机涡的精细流场结构, 射 流与水体间的剪切和混掺使流速减小、 紊动能产生和水体涡旋运动, 是能量传递和耗散的主要机制; 射流流量沿程 增加, 流速沿程减小, 涡量值减小; 在淹没射流区, 流速、 紊动能和涡量值沿射流轴线近似对称分布, 但射流下游侧的 流速、 紊动能和涡量均稍比上游侧稍高, 下游水体紊动相对剧烈, 而上游水体则相对平稳; 在附壁射流区, 射流与上 层水体剪切、 混掺剧烈, 形成近似淹没水跃的流态, 射流流量沿流向继续增加, 流速、 紊动能及涡量值均沿水垫塘竖 向和水平方向减小。
    18  滤纸法测定非饱和膨胀土土水特征曲线试验
    黄志全 岳康兴 李 幻
    2015, 13(3):482-486.
    [摘要](1004) [HTML](0) [PDF 855.92 K](1743)
    摘要:
    针对现实中土体含水量任意变化的情况, 采用滤纸法测定非饱和膨胀土任意循环路径下对应的总吸力和基质 吸力, 得到了任意含水率变化下的总吸力曲线和土水特征曲线。将曲线进行拟合, 利用毛细滞回内变量模型进行计 算, 通过与试验结果对比, 验证了该模型对于膨胀土的适用性。结果表明: 滤纸法测得的土水特征曲线与传统方法 测得的曲线大致相同。含水量任意变化下的曲线不与完整脱、 吸湿曲线重合, 相同含水率下, 脱、 吸湿开始点之间含 水率差值越小, 脱湿后吸湿的曲线, 基质吸力越高; 吸湿后脱湿的曲线, 基质吸力越低。毛细滞回内变量模型适用于 非饱和膨胀土, 计算结果与实际值能较好吻合。
    19  青天河浆砌石重力坝溢流坝段抗震安全评价
    焦延涛 a b 沈振中 a b 周国栋 c
    2015, 13(3):487-492.
    [摘要](881) [HTML](0) [PDF 1.12 M](1768)
    摘要:
    根据青天河浆砌石重力坝的工程地质条件, 选择溢流坝段建立了坝体和坝基的三维有限元模型, 采用三维有 限元法和振型分解反应谱法对坝体进行了地震响应分析和安全评价。考虑水工结构物受地震荷载作用的荷载组 合, 按受拉最不利组合原则组合静态响应和动态响应, 从而得到综合的静动力响应, 并在此基础上对大坝进行强度 和抗滑稳定性分析和评价。结果表明: 在地震基本烈度为×度时, 在静动荷载共同作用下, 坝体强度满足规范要求; 坝基面抗滑稳定安全系数 3 1 47, 大于规范允许最小安全系数, 抗滑稳定性满足规范要求, 但是坝基承载能力不足, 需进行相应的加固处理。
    20  疏浚底泥微波干燥特性及能耗分析
    韩久春 方申柱 王文江 吕小凤
    2015, 13(3):493-496.
    [摘要](1525) [HTML](0) [PDF 898.79 K](1569)
    摘要:
    分别在 462 W、 595 W、 700 W 微波功率下, 对不同含水率的疏浚底泥进行微波干燥试验, 微波干燥过程经历了 加速干燥、 恒速干燥和降速干燥阶段, 试验结果表明底泥的干燥速率、 含水率及温度变化符合典型干燥特征曲线。 通过分析不同因素对疏浚底泥微波干燥特性的影响, 发现含水率下降曲线受底泥初始含水率的影响不大, 低功率 ( 462 W) 下含水率下降趋于平缓, 高功率(595 W、 700 W) 下含水率急剧下降; 含水率和微波功率对底泥温度的影响 主要体现在恒温和继续升温阶段, 对预热升温阶段影响较小; 相同干燥条件下, 底泥温度的最大值与功率大小成正 比, 与含水率成反比例关系; 与红外干燥相比, 微波干燥大幅度地减少了干燥时间。单位能耗分析表明, 合适的微波 功率可减少能耗约 9%~ 26%。
    21  基于叶素理论及 CFD 的中扬程风力提水机的 低实度高效风轮设计
    高翀恒 a 郑 源 b 程 相 a 李中杰 a
    2015, 13(3):497-501.
    [摘要](947) [HTML](0) [PDF 1015.93 K](1588)
    摘要:
    为了降低风力提水机的起动风速, 解决传统风力提水机多叶片大实度、 风能利用系数低的缺点, 采用叶素理论 对风力提水机叶片的气动外形进行设计, 引入了修正因子, 并根据工程实际优化了叶片的弦长以及安装角; 采用 CFD 方法对风轮进行数值模拟, 通过分析证明所设计的风力提水机能在 2 15 m/ s 的微风下起动, 在额定工况下风 能利用系数高达 0 146, 叶片具有很好的三维流动特性, 气流流动稳定无脱流, 具有中扬程、 低实度、 低风速起动进行 提水作业的优点, 扩大了风能的利用范围。
    22  改良 Fenton 体系对疏浚底泥脱水性能的影响
    田 宇 周 兰
    2015, 13(3):502-505.
    [摘要](845) [HTML](0) [PDF 955.70 K](1607)
    摘要:
    Fenton 体系可有效降解污泥中的胞外聚合物( EPS) , 改良污泥脱水性能。针对高有机质含量、 高黏粒含量的 超保水性污染底泥, 传统的絮凝脱水已不能满足需求, 系统研究了改良 Fenton 体系对疏浚底泥脱水性能的影响。 结果表明, Fenton 体系与无机改良剂联用时, 生石灰效果最佳, 优于石膏和粉煤灰; 当生石灰加入量为 1 %时, 底泥 比阻最小, 为 6. 19@ 10 12 m/kg, 比阻减小率为 55. 70 %。将 Fenton 体系与 CPAM 联用, 底泥脱水性明显最优; 当浓 度为 0. 1%的 CPAM 投入量为 50 mg/ L 时, 比阻为 0. 83@ 10 11 m/ kg, 比阻减小率可达 99. 37 %, 比仅使用 Fenton 处理的效果提高了 91. 54%。
    23  离心泵内部两相流模拟及其叶轮的流固耦合分析
    章 城 徐圣永 吕兆聪 周迪锋 贺思琪
    2015, 13(3):506-509.
    [摘要](1045) [HTML](0) [PDF 910.33 K](1818)
    摘要:
    应用 N2S 方法和标准 k2E湍流模型, 采用 SIMPLE 法, 对离心泵内部三维固液两相流进行了模拟计算。得到 不同固相( 颗粒)浓度下的离心泵内部压力分布和内部颗粒浓度分布情况, 并且基于流固耦合原理对离心泵叶轮进 行结构分析, 采用多物理场协同仿真平台 ANASYS Workbench, 通过单向流固耦合技术实现离心泵叶轮结构的仿 真计算, 获得了离心泵叶轮在同一工况、 不同固相浓度下的等效应力及变形情况。计算结果表明, 蜗壳中压力和固 相体积浓度分布规律都是从进口处随蜗壳半径增大而增大, 并且在隔舌处出现浓度分布不均匀的现象。各种计算 条件下, 叶轮的等效应力和总变形情况变化趋势基本上相同, 叶轮的应力分布都不均并且存在局部应力集中, 固相 体积浓度越大离心泵叶片的变形也越严重。
    24  跌坎型底流消能工的跌坎最小深度研究
    崔 召 a 张建蓉 b 张 强
    2015, 13(3):510-513.
    [摘要](1123) [HTML](0) [PDF 784.25 K](1472)
    摘要:
    跌坎型底流消能工消力池内的水力特性受到跌坎深度的影响。应用平面紊动射流理论, 以消力池内允许的最 大时均动水压强为控制目标, 对于跌坎最小深度的确定方法进行了初步分析, 建立了计算跌坎最小深度值的理论公 式。通过水力学试验方法, 得到消力池底板时均动水压强与跌坎最小深度之间的关系, 同时与跌坎最小深度试验值 进行了比对, 对本文建立的理论公式进行了验证。
    25  明满流耦合水动力模型在南水北调工程中的应用
    王衍超 金 生 李 娜
    2015, 13(3):514-517.
    [摘要](938) [HTML](0) [PDF 764.41 K](1587)
    摘要:
    建立了适用于具有复杂内边界的、长距离调水明满流交替的一维非恒定流水力学系统, 并基于明渠和管道连 接的长距离输水工程, 设计了既有明渠流又有压力流的耦合流动模型。为了精确模拟流动的水力特性, 分析明满交 替流对工程运行的安全性和稳定性带来复杂的影响, 采用圣维南方程组和Pr eissmann 窄缝法计算了有压管流和自 由表面流以及这两种状态的过渡流等问题, 并加入水库、泵站、分水口、暗涵及闸堰等水工建筑物。利用该模型较好 地解决了南水北调中线工程北京段遇到明满流耦合计算的问题。
    26  基于CFD 的潮流能水轮机数值模拟研究
    张 强 郑 源 陈会向
    2015, 13(3):518-521.
    [摘要](973) [HTML](0) [PDF 827.70 K](1872)
    摘要:
    为了开发一种水力性能良好的水平轴潮流能水轮机, 以Fluent 软件为平台, 利用CFD 技术, 对潮流能水轮机 进行三维湍流数值模拟: 利用三种具有不同特征翼型形成两种类型共8 种不同叶片, 对这8 种叶片形成的水轮机流 场进行三维数值模拟计算。模拟结果发现, 水轮机叶片叶尖采用对称翼型及叶根采用弯度较大翼型能够获得较好 的水力性能。最优方案水轮机内部流场流态良好, 符合设计要求。
    27  混凝土缺陷修补黏结部位抗渗性能的试验研究
    张小娜 温中华
    2015, 13(3):522-524.
    [摘要](1006) [HTML](0) [PDF 720.74 K](1744)
    摘要:
    为防止缺陷修补工程中因抗渗性不足影响混凝土结构耐久性, 采用五种不同界面剂进行新混凝土与碳化老混 凝土的黏结抗渗性能试验研究。通过对比新老本体混凝土试件与新老混凝土黏结试件间的渗水高度, 分析其抗渗 性能, 以及界面剂和碳化对新老黏结混凝土抗渗性能的影响规律, 确定最佳界面剂类型及分析其作用机理。结果表 明: 新老碳化与新老未碳化混凝土的黏结抗渗性能弱于新老本体混凝土; 在使用硅灰界面剂与减水界面剂时, 新老 碳化混凝土黏结抗渗性强于新老未碳化混凝土的抗渗性, 且使用硅灰界面剂时抗渗性能最优。
    28  基于组件模型的地表水资源配置系统设计
    徐 斌a 何发智a 刘 攀b 李立平b 肖 义
    2015, 13(3):525-529.
    [摘要](920) [HTML](0) [PDF 944.45 K](1599)
    摘要:
    传统地表水资源配置系统往往针对特定的流域, 缺乏扩展性和灵活性。将流域、水库、需水点、输水连接等水 利要素分别抽象为组件, 对河流采用H o rton 编码分级, 使用拓扑排序和河流同步的方式解决水系网络的水力联系, 以组件连接模式灵活地进行地表水资源模拟和优化配置, 通用性高, 扩展性强。新开发的系统可为水资源管理部门 对生活用水、工业生产、农业灌溉、生态建设等规划、设计以及管理提供技术支撑。
    29  椭圆指数函数降水空间插值模型
    张升堂 张 楷
    2015, 13(3):530-533.
    [摘要](1136) [HTML](0) [PDF 776.60 K](1546)
    摘要:
    如何将基于站点观测的降水数据转化为分布式水文模型所需的空间分布降水数据, 是分布式水文模型模拟流 域水文过程的前提。椭圆指数函数模型具有能够指明降水中心位置及中心降水量的优点, 但与其他空间插值模型 比较, 椭圆指数函数模型的插值结果如何尚需进行比较研究。将椭圆指数函数模型与距离倒数权重模型、空间线性 插值模型、修正距离倒数模型等降水空间插值模型分别应用于Santa Cata lina 岛3 场次降水分布。插值结果表明, 椭圆指数函数模型和修正距离倒数模型由于考虑了更多影响因子和降水分布特性, 能较准确反映降水分布。空间 线性插值模型由于插值时只考虑相邻三个测点而忽略其他测点对插值结果的影响作用, 因而相比其他三种模型有 较大插值误差。修正距离倒数模型考虑了地形高程起伏影响因素, 其模拟精度优于距离倒数平方法。椭圆指数函 数模型由于具有连续分布函数特性, 能够模拟降水空间连续分布趋势, 因此与其他模型比较也有较高精度。
    30  智能水网工程概念辨析及建设思路
    尚毅梓 王建华 陈康宁 刘 淼 赵 勇
    2015, 13(3):534-537.
    [摘要](931) [HTML](0) [PDF 879.21 K](1809)
    摘要:
    智能水网工程包括由各类水流调控基础设施组成的水物理网建设, 符合智能化技术特征趋势的水信息网建设 以及以体制机制建设和调控决策形成实现体系为主要内容的水管理网建设, 是治水实践工作的集成性平台和综合 载体。目前智能水网在工程建设思路方面仍存在争议, 但智能水网代表着水务管理的未来发展趋势, 正逐步受到重 视。本文在水网和水网工程概念辨析的基础上, 阐释了水网智能化的概念, 积极探索了我国智能水网工程的建设思 路, 提出了建设智能水网拟解决的科学问题和亟需掌握的核心技术。
    31  基于COP 方法的肥城盆地岩溶水脆弱性评价
    刘海娇 范明元 张保祥 仕玉治 杨小凤 张吉圣 刘冬梅
    2015, 13(3):538-542.
    [摘要](1058) [HTML](0) [PDF 1.16 M](1473)
    摘要:
    作为肥城盆地内最主要的供水水源和唯一的饮用水水源, 岩溶水有力地支撑了区内经济社会的快速发展。在 对研究区地形地貌、水文地质情况等深入分析的基础上, 采用COP 方法建立了岩溶水脆弱性评价模型。评价结果 表明, 奥陶系、寒武系石灰岩出露地区以及康王河上游、潮泉河水库上游段区域, 岩溶水的脆弱性等级较高, 其他地 区较低。评价结果可为研究区岩溶水保护和土地利用规划提供参考。
    32  木里县水洛乡东拉滑坡安全监测及变形破坏分析
    董建辉 魏良帅 唐 然 李大鑫 邓 韧
    2015, 13(3):543-547.
    [摘要](983) [HTML](0) [PDF 1.19 M](1411)
    摘要:
    木里县水洛乡东拉滑坡为一老滑坡复活体, 剧烈变形约始于2011 年, 坡体拉裂缝遍布, 变形累加遂产生大规 模的滑动破坏。通过该滑坡现场变形特征调查, 布设了地表位移观测墩、测斜孔、渗压计对滑坡体的变形和水位进 行监测。通过对变形和水位监测成果进行了深入分析, 根据累积位移- 孔深曲线图、滑带位错- 时间曲线、孔口累 积位移与转动方位角- 时间曲线图、地表位移与转动方位角- 时间曲线图的对应关系, 查明了滑动带的位置及厚 度, 确定了新滑面位于18. 5~ 19. 5 m 处的土体中, 为阐明滑坡蠕滑变形破坏提供了可靠依据, 该滑坡处于等速蠕滑 变形阶段, 随着时间发展, 该滑坡将会处于加速变形阶段。研究工作系统总结了该滑坡的监测成果, 对今后类似滑 坡的勘查设计、监测和资料分析具有参考意义。
    33  海南省平原区浅层地下水脆弱性评价
    王秀杰 封桂敏 王丽娜
    2015, 13(3):548-552.
    [摘要](869) [HTML](0) [PDF 1.15 M](1821)
    摘要:
    海南省平原区浅层地下水脆弱性评价
    34  松嫩平原地下水中氟、砷含量及其水化学影响因素
    朱 巍 苏小四 唐 雯 蔡 贺
    2015, 13(3):553-556.
    [摘要](919) [HTML](0) [PDF 778.90 K](1728)
    摘要:
    以研究区高氟、高砷地下水化学指标统计数据为基础, 选取25 组数据, 分析了氟、砷浓度的水化学影响因素, 结果表明: H CO3 - 浓度高的碱性环境中氟、砷浓度较高; 随着Na/ ( Cl+ SO4 ) 比值的增加, 氟离子浓度也呈增加趋 势; 地下水中氟、砷浓度高的区域TDS 含量也较高, 反映出地质环境背景为苏打化地区。对比As3+ 与As5+ 的含量 分布, 分析As3+ 与E As 散点图, 得到含水层中As3+ 与As5+ 的分布规律, 即高砷水集中在承压含水层, 含水层中超 标砷离子主要为As5+ 。
    35  陕南秦巴山区地质灾害与影响因素的相关性分析
    强 菲 赵法锁 党亚倩
    2015, 13(3):557-562.
    [摘要](963) [HTML](0) [PDF 738.02 K](1527)
    摘要:
    陕南秦巴山区受气象水文、地形地貌、地质构造、地层岩性及人类工程活动等因素的影响, 地质灾害频繁发生。 对陕南28 个县( 区) 的县域地质灾害区划资料进行统计分析, 深入探讨陕南秦巴山区地质灾害分布规律及其与各因 素的相关性, 得出结论: 地质灾害沿主要河流、断裂、交通干道两侧一定范围内呈/ 带状0分布; 地质灾害集中发育于 年平均降雨量小于1 000 mm 的区域, 灾害点密度随年平均降雨量的增大而减小, 年平均降雨量小于800 mm 的区 域灾害点密度最大; 多数滑坡主要发生倾角范围在为20b~ 40b范围内; 崩塌主要发生在多数崩塌倾角范围为40b ~ 60b范围内; 地质灾害集中发育于中低山区; 地质灾害集中分布在泥盆系和元古宇地层岩性区; 断裂的规模越大, 对 其两侧地质灾害发育的影响也越大, 深大断裂凤镇2山阳断裂带灾害点密度最大; 宝成铁路两侧1 km 范围内灾害点 密度最大。分析结论为陕南移民搬迁提供可靠的地质灾害防治依据。
    36  混凝土损伤塑性模型在软基上船闸设计中的应用
    苏 超 刘崇巍 邓西标 李劲松
    2015, 13(3):563-567.
    [摘要](925) [HTML](0) [PDF 947.50 K](1613)
    摘要:
    利用有限元计算软件ABAQUS, 以某软基上的船闸闸首为基本计算结构, 建立了闸首- 地基三维有限元模 型, 分析了在同一工况下弹性模型和弹塑性模型的应力分布规律, 求出了配筋模型中钢筋的拉应力, 并根据计算结 果及相关公式对配筋效果进行了检验。检验结果显示, 配筋设计符合安全要求。
    37  集中截流式排水道路路表工后沉降差控制指标
    闫 强 刘保健 孙建勋
    2015, 13(3):568-570.
    [摘要](1026) [HTML](0) [PDF 695.45 K](1627)
    摘要:
    为了合理确定集中截流式排水道路路表工后沉降差控制标准, 应用水力水文学等知识和方法, 构建了路表集 中截流式排水模型, 定性分析了路表横向和纵向沉降差对该排水模型宣泄能力的影响, 建立了路表横向和纵向容许 变坡率计算公式, 并以变坡率作为集中截流式排水道路路表沉降差控制指标。最后以某高等级道路为依托进行了 计算示例, 示例计算结果表明, 在该道路条件下基于排水要求的路表工后沉降差控制标准: 横向和纵向容许变坡率 分别为0. 76%和0. 22%; 而对不同区域及不同等级的道路, 应根据道路结构参数及所处地域气象特征计算确定, 这 样更加客观和准确。
    38  格形地连墙的三维有限元分析
    时爱祥 邓祥吉 仇建春 梁嘉琛 戴 波
    2015, 13(3):571-574.
    [摘要](842) [HTML](0) [PDF 1.03 M](1534)
    摘要:
    应用ABAQUS 有限元软件, 采用三维有限单元法模拟某基坑开挖过程, 重点分析了格形地下连续墙的水平 位移与应力分布。研究发现, 格形地连墙与一般地连墙的位移分布特征不同, 墙顶位移较小, 墙底位移最大; 内外纵 墙通过隔墙相连增强了整体的稳定性, 隔墙因此处于受拉状态。研究结果可为工程方案设、基坑工程的安全与稳定 性的论证提供依据
    39  水泥改性土填筑施工现场试验及其工程应用
    宋玉才 焦家训 张玉莉 赵二平
    2015, 13(3):575-579.
    [摘要](927) [HTML](0) [PDF 734.44 K](1628)
    摘要:
    水泥改性土填筑施工质量是影响膨胀岩( 土) 地区渠道边坡稳定性的重要因素。针对南水北调工程水泥改性 土换填的实际情况, 通过对传统路拌法、拌合站厂拌法施工工艺现场碾压试验结果的分析研究, 提出了一种新的水 泥改性土换填施工方法) ) ) 集中场拌法。该方法克服了路拌法和拌合站厂拌法的缺点, 已成功运用于南水北调中 线工程水泥改性土换填施工中, 为类似工程的施工提供了参考。
    40  锦屏一级特高拱坝混凝土 4. 5 m 仓层厚度施工关键技术
    王继敏 段绍辉 郑 江 宁金华 胡书红
    2015, 13(3):580-584.
    [摘要](855) [HTML](0) [PDF 990.88 K](1593)
    摘要:
    拱坝混凝土浇筑仓层厚度是影响拱坝混凝土施工质量和进度的关键因素之一, 混凝土浇筑仓层厚度高度的突 破面临温控防裂、三大高差控制和体型控制等一系列挑战, 但同时也可以为工程建设带来巨大的进度和经济效益。 针对锦屏一级特高拱坝混凝土施工采用41 5 m 仓层厚度时的关键技术问题开展研究, 研究成果工程应用效果显著, 可为其它高拱坝筑坝时面临的类似问题提供技术借鉴。
    41  上埋式柔性过水涵管的施工可行性
    郑 娟 刘保健 刘春锋 马伟思
    2015, 13(3):585-588.
    [摘要](902) [HTML](0) [PDF 781.84 K](1477)
    摘要:
    柔性管应用到上埋式过水涵管会遇到很多问题, 对症下药才能使其应用成为可能。从柔性管工作机理入手, 提出了/ 开槽法0的施工措施。首先对施工措施的理论根据进行解读, 然后通过对HDPE 缠绕增强管按此工艺进行 现场试验来检验该措施的可行性。从滑线电阻位移传感器测得的变形值及光纤光栅测得的应变数据表明, 采用/ 开 槽法0 施工后, 管变形及应变量均极小, 无弹性失稳现象, 从而证明采用/ 开槽法0 进行施工充分发挥了周围土体的作 用, 可将柔性管成功地用于上埋式过水涵洞。
    42  基于ANSYS 的乌东德水电站衬砌钢衬设计及改进
    廖湘辉 赵 楚 丁 明
    2015, 13(3):589-592.
    [摘要](941) [HTML](0) [PDF 837.82 K](1633)
    摘要:
    根据乌东德水电站左岸导流隧洞进水口渐变段的结构形式, 设计了一种大型双曲面衬砌钢衬。利用有限元软 件ANSYS 对设计方案进行了静力学分析, 结果表明初始方案的结构应力偏大, 且重量过大, 有必要对方案进行改 进。基于WORKBENCH 的拓扑优化结果, 提出了一种改进方案, 并对改进方案进行了验证。改进方案与初设设计 方案相比减轻了471 0%的重量, 节约了成本, 且刚度和强度均满足施工要求。可为类似工程提供有效借鉴。
    43  福建省用水结构与产业结构相关性的区域变化
    钟科元 陈 莹 陈兴伟 李孝成
    2015, 13(3):593-596.
    [摘要](944) [HTML](0) [PDF 871.66 K](1428)
    摘要:
    基于福建省1998 年- 2010 年用水结构和产业结构数据, 采用对称Lo gr atio 变换与偏最小二乘回归方法, 分 别建立了福建省沿海、山区以及九个设区市用水结构与产业结构成分数据线性回归模型, 分析结果表明, 福建省地 区间用水结构与产业结构的相关性存在显著差异, 其中沿海地区工业用水与第二产业相关性最强, 而山区灌溉用水 与第一产业相关性最强。各设区市中, 厦门市三大用水与三大产业均成高度相关, 南平市、龙岩市和宁德市仅灌溉 用水与第一产业成较强相关性, 三明市和漳州市用水结构与产业结构相互关系均不显著。
    44  非饱和土抗剪强度几个问题探讨
    姚振兴 魏 松 肖淑霞 刘建国
    2015, 13(3):597-600.
    [摘要](974) [HTML](0) [PDF 733.09 K](1876)
    摘要:
    鉴于非饱和土抗剪强度研究中一些值得注意的问题, 回顾了非饱和土基质吸力与抗剪强度关系的部分研究成 果; 结合非饱和土应力理论的基本假定, 阐述了研究体积含水率与土体抗剪强度关系的一个新观点; 探讨了应力历 史( 包括吸力历史) 对非饱和土强度的影响, 并从该方面分析了目前等吸力试验方法的不足之处, 认为改善吸力测试 技术和提高吸力测试精度应是非饱和土强度特性研究的重要方向之一。以上观点和探讨将有利于所提问题的研究。
    45  冬季停运期倒虹吸横向温度应力简化计算
    柏文文 季日臣 徐志强
    2015, 13(3):601-605.
    [摘要](912) [HTML](0) [PDF 777.19 K](1689)
    摘要:
    南水北调中线工程的大型倒虹吸一般采用深埋式, 在冬季停运期, 倒虹吸内表面边界条件属于第三类边界条 件, 通过引入虚边界, 对第三类边界条件做了近似处理, 并简化温度场, 由应力自平衡和力法分别推导出了横向非线 性温度自约束应力和框架约束应力, 整合这两部分温度应力, 得到倒虹吸横向温度应力简化计算公式。对勒马河倒 虹吸的计算结果显示, 在冬季停运期, 其内表面会产生2 M Pa 的拉应力, 而且板厚越大, 内表面的拉应力越大, 对温 度应力控制不利。
    46  T BM 开挖隧洞管片衬砌结构 三维有限元分析及配筋计算
    王小军
    2015, 13(3):606-608.
    [摘要](1104) [HTML](0) [PDF 940.60 K](1675)
    摘要:
    研究在高内水压力下, T BM 开挖隧洞中管片衬砌能否承担内水压力作用且结构强度满足设计要求的问题, 主 要针对管片衬砌结构接缝对衬砌整体应力的影响。以某水电站长距离引水隧洞为例, 采用有限元法建立三维模型, 计算发现在内水压力作用下, 管片分块衬砌受力规律不同于常规现浇混凝土衬砌, 管片之间螺栓连接受力集中, 接 缝处产生了应力释放, 使得管片其他部位应力降低, 而且配筋量较同水头下整体现浇混凝土配筋量大大减少。

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