- 宋孙娟;毛豪林;韩宇平;窦明;张华侨;
随着经济社会快速发展,许多城市水资源供需矛盾日益尖锐,并引发严峻的水安全问题。以郑州市为研究对象,开展郑州市水安全量化研究。首先,在对城市水安全影响因素分析的基础上,通过供-用-耗-排水等人事活动将社会、经济、生态环境等子系统有机联系起来描绘水安全系统,进而构建了城市水安全系统框架体系;其次,将系统动力学方法(System Dynamic,SD)与反馈机制(Backcasting,BC)相结合,建立了耦合水资源系统、社会经济系统和生态环境系统的水安全系统的SD-BC仿真模型;最后,根据郑州市水资源条件与城市社会经济发展的情况,以2014年为基准年对2015—2025年的水安全系统状况进行模拟预测,并评价郑州市水安全度大小,提出水安全保障措施建议,为优化配置水资源、保障城市水安全提供理论依据。
2020年06期 v.41;No.266 13-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 2420K] - 周才金;沈健;熊慧;杜兴强;
长江中游荆江河段通过三口洪道与中国第二大淡水湖泊洞庭湖相连,形成了复杂的江湖关系,同时,三峡工程的运用,改变了荆江河段的水沙过程。对三口口门上、下游河段而言,沿程的水沙条件并不一致,导致河床演变特性存在一定差异。为此,以三口口门为界,将荆江划分为4个河段,分别统计2002—2017年各河段水沙特征,计算各河段冲淤量及年均冲刷强度,采用基于河段尺度的平滩河槽形态计算方法,得到各河段平滩水深、河宽及面积。分析结果表明:研究时段内四河段的平滩河宽总体变化很小;除枝城—松滋口河段外,平滩水深持续增加,河床有继续深化的趋势。
2020年06期 v.41;No.266 22-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 1640K]
- 何书涛;邓辉;伍小军;肖宇月;苏航;
为研究班达水电站下坝址卸荷带特征,首先介绍了卸荷的机理及卸荷带划分的研究背景,然后依据坝区工程概括及斜坡卸荷现象,分别采用裂隙张开度、波速比以及平硐地震波速指标来定量划分卸荷带,最后得到综合划分结果和卸荷带特征。结果表明:卸荷带的发育深度与高程正相关,韧性剪切带会使卸荷深度变大,左岸的卸荷程度总体上要大于右岸,山脊卸荷程度要大于山体冲沟处。
2020年06期 v.41;No.266 44-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 3125K] - 刘依松;任旭华;张继勋;
拱结构在外荷载作用下产生的内力几乎全部为均匀轴向压力,根据这一拱结构特点,将箱梁式结构等传统翼墙的前后两侧受力面板改进为双向连拱。通过拱的作用将前面迎水面和背面挡土面所承受的水平水压力、水平土压力等作用所产生的弯矩、剪力几乎全部转化为拱结构轴力,充分利用拱结构混凝土抗压强度,可不配受力钢筋或少配构造钢筋,减薄拱板厚度,以节省混凝土材料及投资。同时,拱形面板结构可在工厂预制成瓦片,运至施工现场拼装成整体,既可简化施工工艺,方便施工,提高施工质量,也可缩短施工工期,节省工程总投资。基于规范设计,结合某水闸翼墙结构等方面的研究成果,为后续进一步研究打下基础,提供相应的参考标准。
2020年06期 v.41;No.266 53-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 972K] - 管志保;李国祥;
采用非稳定温度应力场法,对夹岩水利枢纽及黔西北供水工程堆石坝面板混凝土进行了三维有限元施工仿真分析。分析内容主要包括面板施工期非稳定温度及应力分布变化规律,面板底部垫层弹性模量、面板混凝土浇筑温度对温度应力敏感性。研究成果表明:垫层弹模越大,面板混凝土温度应力也越大;浇筑温度越低,混凝土温度应力越小;从控制面板开裂考虑,面板浇筑温度控制在平均气温较为经济合理。研究成果可供其他类似工程参考与借鉴。
2020年06期 v.41;No.266 62-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1229K] - 黄文洪;张健;李龙龙;潘兵;褚卫江;
岩质边坡破坏模式及稳定特征主要由边坡发育的控制性软弱结构面决定,以福建某抽水蓄能电站右岸含陡倾软弱破碎带边坡为研究对象,在地质分析基础上,综合运用离散单元强度折减法,对边坡破坏模式及稳定性进行分析。研究结果表明:边坡主要表现为陡倾软弱破碎带和顺层缓倾优势结构面共同控制的滑移变形破坏模式,自然边坡整体稳定性较好,工程开挖会导致边坡稳定性降低,岩体朝向河谷方向的变形量值较大,安全系数不满足规范要求;对边坡采取以预应力锚索加固为主的治理措施后,边坡变形得到了有效控制,稳定性满足要求。
2020年06期 v.41;No.266 68-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 2580K] - 林智艳;
大坝变形是同一时刻内外多种荷载综合作用的结果,挖掘位移监测数据潜在规律和发展趋势是大坝变形预测诊断的关键技术,但常规GNSS+棱镜、自动化监测系统等进行观测存在较大非线性误差。为实现非线性、非平稳序列大坝变形数据的平稳化拟合处理,基于大坝变形位移关联性函数,构建了大坝变形预测BP神经网络模型。BP预测模型主要根据水压、温度和时效因子的特点,经实测数据的自适应学习训练获得能真实反映坝体变形规律及趋势的竖向位移预测数据,可为大坝变形安全预测与分析提供详实准确的数据支撑和技术保障。
2020年06期 v.41;No.266 74-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 395K] - 封志虎;梁羽凯;黄沛腾;庄杰;贾焱翔;
为研究库水位变动和持续性降雨共同作用对中小型土石坝坝身渗透和稳定的影响,根据非饱和渗流原理对土石坝在渗流应力耦合状态下遭遇库水位变动和不同强度持续性降雨时的渗流和坝坡稳定性情况进行有限元模拟,结果表明:库水位变动速率相同而降雨强度不同时上下游坝坡的安全系数变化差异较小,上下游坝坡的安全系数对水位变动更加敏感,且上游坝坡安全系数对水位变动的敏感性高于下游坝坡;上游坝坡的最危险工况为库水位骤降2 m/d联合15 mm/d持续性降雨共同作用;下游坝坡的最危险工况为库水位骤升2 m/d联合15 mm/d持续性降雨共同作用。该研究成果为正确认识库水位变动联合持续性降雨条件下的土石坝坝坡渗透稳定规律提供参考,并为中小型土石坝遭遇极端工况条件时进行风险分析和应急管理提供参考依据。
2020年06期 v.41;No.266 79-84+98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1981K] - 王孝哲;刘林林;
使用有限差分软件FLAC3D,应用强度折减法,分析倾斜微型桩群加固堆积层边坡,桩倾角与支护效果间规律。桩倾角为微型桩群与铅垂面夹角,向坡顶倾斜为负,反之为正;倾角30°边坡模拟表明:桩倾角由-30～0°变化,支护效果先增大后减小,-20°为其中的最优方案;桩倾角在10～30°之间,支护效果相比铅垂微型桩无明显优势;桩倾角由40～60°变化,支护效果不断增大,相较铅垂微型桩群支护效果均有明显提高;60°为全部方案中最优;微型桩群与不连续面夹角为φ,φ>90°支护方案相比铅垂微型桩群支护效果提高明显;倾斜微型桩群不改变堆积层边坡潜在滑动面深度,仅影响其沿滑带的分布;坡顶施加均布荷载,各排桩弯矩峰值与剪力峰值出现在不连续面处,关系基本满足:后排桩>中排桩>前排桩;最优支护方案倾斜微型桩群与桩前土体协同变形,形成"组合地基"共同承受桩后土体及滑坡推力,较之铅垂微型桩群支护效果显著提高,桩身受力明显减小。
2020年06期 v.41;No.266 85-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 2595K] - 司家济;
基于ArcGIS空间分析技术和USLE模型对颍河流域土壤侵蚀进行定量研究,探究不同土壤类型和土地利用方式下土壤侵蚀的发生情况。结果表明,颍河流域2017年平均土壤侵蚀模数为403.3 t/(km~2·a~(-1)),土壤侵蚀总量为388 781 t/a。受侵蚀土地利用方式主要以农田为主,总侵蚀面积达86.52%,其次是居民用地。4种土壤类型均存在不同程度的土壤侵蚀,其中,砂姜黑土总侵蚀面积最广,其次是潮土。侵蚀强度主要以微度和轻度侵蚀为主,分别占总侵蚀面积的59%和33%。
2020年06期 v.41;No.266 93-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1534K]
- 吴滨;刘卫林;万一帆;刘丽娜;朱圣男;黄一鹏;
为研究全球变暖背景下南昌市的降水变化特征,利用南昌站1960—2018年的降水数据,采用Mann-Kendall检验法和小波分析等方法,分析了降水的变化趋势、周期特性、突变性,并探讨了年降水量与部分全球气候指数的相关性。结果表明:年降水量和汛期降水量呈波动上升趋势;年降水量及汛期降水量仍不能确定是否存在突变现象;年降水量及汛期降水量存在28 a的振荡周期;年降水量与南极涛动指数存在显著的线性关系。
2020年06期 v.41;No.266 99-104+116页 [查看摘要][在线阅读][下载 1228K] - 李嘉第;
在缺少物理转换参数的情况下,采用回归分析的方法建立土壤相对湿度与土壤体积含水量的转换模型,并将中国区域土壤相对湿度观测资料转换成土壤体积含水量。结果表明:35个重合站点中33个站点同一时间的土壤体积含水量和土壤相对湿度观测值呈显著线性相关关系,整体平均相关系数为0.819 1。转换值与观测值的误差很小,绝大部分站点及土壤层间的平均相对误差(MRE)均在±5%以内,均方根误差(RMSE)均小于5.0。将1991—2013年中国区域土壤相对湿度观测资料转换为土壤体积含水量,使中国区域土壤体积含水量观测资料的时间范围由1981—1999年扩展为1981—2013年。
2020年06期 v.41;No.266 105-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1477K] - 冯仕远;李庆国;郭阳;郑帅;
为揭示酒泉肃州地区年气温、降雨变化趋势及规律,采用趋势分析、突变检验、R/S分析以及小波分析方法,对研究区1951—2018年气温、降雨数据进行分析计算,结果表明:研究区年平均气温上升趋势明显,气温上升倾向率约为0.229℃/(10a),年平均气温突变点位于1997年左右,1999年后增温趋势更为显著,结合R/S分析,Hurst指数为0.958,预测肃州地区未来气温仍将处于上升状态,且持续性较强;研究区年降雨量2000年前波动剧烈,2000年后波动上升,降雨上升倾向率为2.96 mm/(10a),年降雨量突变发生在2005年后,突变区间年降雨量振荡变化较为明显,R/S分析Hurst指数为0.557 8,未来年降雨量仍将处于上升状态;连续小波表示年降雨气温均有时段周期性,交叉小波与小波相干谱表明年气温、降雨变化具有一定相关性且存在一定时段的共振周期。
2020年06期 v.41;No.266 111-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 1825K] - 周有荣;李娜;周发辉;
为提高水文地质参数求解精度,利用黄金正弦算法(Gold-SA)优化求解泰斯(Theis)公式导水系数和储水系数2个关键参数。选取6个标准测试函数对Gold-SA算法进行仿真验证,并与粒子群优化(PSO)算法的仿真结果进行比较。以2个抽水试验资料为例,利用Gold-SA优化求解Theis公式导水系数和储水系数,求解结果与PSO算法、配线法和文献方法作对比。结果表明,Gold-SA算法对所选6个标准测试函数的寻优精度高于PSO算法,具有较好的寻优精度和全局搜索能力;对2个实例导水系数和储水系数参数的求解精度优于PSO算法、配线法和文献方法。将Gold-SA算法用于水文地质参数优化求解是可行和有效的。
2020年06期 v.41;No.266 117-120+128页 [查看摘要][在线阅读][下载 150K]