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2022年第6期目次

2022, 53(6):  0-0. 

摘要 ( 129 )   PDF (768KB) ( 191 )  

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湄公河-洞里萨湖河湖关系与水文情势驱动响应研究——关键科学问题与技术实现路径

李昌文;黄艳

2022, 53(6):  1-13.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.001

摘要 ( 164 )   PDF (10774KB) ( 314 )  

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湄公河与洞里萨湖河湖关系是世界上著名江湖关系的典型代表，同时受上游来流、下游潮汐、区域风浪、洪泛区调蓄等影响，水情叠加互馈效应(遭遇、倒灌、补水、漫滩、顶托、调蓄)巨大，水文过程集成度高。从河湖水文情势变化规律、河湖耦合水文水动力学模型、河湖水量交换关系及水情驱动机制3个方面阐述了湄公河-洞里萨湖河湖关系与水文情势驱动响应机理研究进展，并研究了其关键科学问题与技术实现路径。结果表明：(1)湄公河与洞里萨湖水文-水动力作用机理复杂且尚不明晰，成为制约湄公河和洞里萨湖综合治理的瓶颈问题；(2)未来亟需加强研究的重点方向主要包括构建湄公河与洞里萨湖大型连通水网水文-水动力耦合模型，精细模拟河湖水情组合叠加效应的时空量演变特征，定量揭示洞里萨湖河湖互相转换特性，理清河湖交互规律的宏微观格局，定量评估径流、潮汐、风浪遭遇组合对河湖水量交换的影响量，阐明河湖水情-水动力条件-水通量交互-湖区水文节律的驱动机制和耦合协变响应规律，以及创建河湖水量交换关系内涵变化量与洞里萨湖全区域全过程水文情势变化量的定量关系知识图谱。研究成果对丰富江湖关系内涵、指导柬埔寨洪旱灾害应对、提高水文预报精度、确保河湖健康具有极其重要的科学理论意义和实践应用价值。

澜湄水资源合作路径研究

李浩;赵登忠

2022, 53(6):  14-19.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.002

摘要 ( 132 )   PDF (1228KB) ( 195 )  

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水资源合作是澜湄合作机制的旗舰领域。澜湄水资源合作需要明确不同阶段和不同条件下的合作边界和行动方案。以澜湄水资源合作中的节点性历史事件为研究对象，在构建跨境水合作“动因-阶段”分析框架的基础上，结合澜湄流域国家水资源合作的需求，对现有合作阶段进行了定位，并提出了未来合作的主要内容和实现路径。结果表明：(1)当前澜湄水资源合作仍处于协调合作的初级阶段。在该阶段，未来澜湄流域6国需要进一步在分享管理技术、共享流域信息、深化产能合作、协调利益冲突等领域拓展合作。(2)在协同合作阶段，澜湄流域6国可开展共同监测、联合评估、流域规划制定、水库联合调度等方面的合作。(3)在联合行动阶段，澜湄流域6国可通过共同实施流域控制性水利工程，全面提升全流域粮食、能源、环境、经济和政治安全水平。

湄公河流域缺资料地区水资源量评估方法探讨——以老挝南乌河和柬埔寨洞里萨湖为例

陈玺;李妍清;徐长江;金君良;赵树辰

2022, 53(6):  20-26.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.003

摘要 ( 99 )   PDF (10544KB) ( 170 )  

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在部分地区，实测水文资料匮乏制约了流域水资源量的评估，流域由于“汛期成湖、枯期成河”的典型特征更是增加了对缺资料地区进行水资源量评估的困难。选择老挝南乌河(河流流域)和柬埔寨洞里萨湖(湖泊流域)2个典型流域，采用遥感数据以及再分析气象产品驱动分布式水文模型探讨了实测水文资料条件不足时的河流和湖泊流域水资源量的评估方法。研究结果表明：流域分布式水文模型在河流流域进行水资源量评估的适用性较好，在湖泊流域进行水文模拟时，需要考虑利用湖区水位面积曲线计算湖泊动态水面面积。研究成果可为缺少实测水文资料地区的水资源配置研究提供科学的水文基础支撑。

湄公河下游生态水文情势变化研究

葛金金;张汶海;渠晓东;赵树辰

2022, 53(6):  27-32.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.004

摘要 ( 124 )   PDF (2065KB) ( 155 )  

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由于人类活动加剧，湄公河下游河段生态水文情势发生改变。为定量评价湄公河下游生态水文情势的变化程度，基于湄公河下游桔井水文站(1961～2020年)逐日水文数据，采用Mann-Kendall突变检验和滑动t检验法进行年均流量趋势特征分析，并应用RVA法综合评价了湄公河下游生态水文情势变化及其生态影响。结果表明：(1)桔井站年均流量总体呈现先下降后上升趋势，突变年份出现在1996年，表明1996年以来人类活动对湄公河下游水文影响加剧；(2)湄公河下游桔井站的整体水文改变度为57.99%,属于中度改变，其中旱季水文指标受影响最高；(3)人类活动的干预增加了湄公河下游的旱季流量，对丰水期流量影响较小，需要增加对水生态的监测，防止水文情势变化对生态产生不利影响。研究成果可为探究湄公河下游水文情势变化提供理论支撑。

老挝南乌河流域山洪灾害防御模式研究

张志华;崔豪;许文盛;黄金权;杜俊

2022, 53(6):  33-38.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.005

摘要 ( 119 )   PDF (5648KB) ( 162 )  

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老挝南乌河流域近80%的面积为高原高山地区，年降雨量丰富，流域内山洪灾害频发，由于当地山洪灾害防御体系不健全，山洪灾害常造成重大人员伤亡和财产损失，因此构建老挝南乌河流域山洪灾害防御模式十分必要。对老挝南乌河流域山洪灾害易发程度进行了分区并分析了其成因，采用FFPI、CN等图层算法计算得到南乌河流域山洪灾害危险度分布情况，基于水雨情监测设备、山洪灾害预警系统等非工程措施，提出了老挝南乌河流域山洪灾害防御模式。结果表明：南乌河流域山洪灾害中高易发区面积占流域总面积的54.3%,且流域北部的丰沙里省山洪易发情况最为严峻；山洪灾害危险度分布由西北向东南方向逐渐降低。研究成果可为老挝山洪灾害监测预警技术及防治体系构建提供科技支撑。

遥感技术在老挝南里河小流域综合治理中的应用

向大享;姜莹;程学军;赵静;吴仪邦;肖潇

2022, 53(6):  39-44.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.006

摘要 ( 114 )   PDF (16823KB) ( 135 )  

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遥感技术具有监测范围大、获取信息快，受环境条件限制少等优势，已成为小流域综合治理中的一种重要手段。从小流域划分、土地利用现状、水土流失现状、小流域综合治理规划设计、小流域综合治理效果评估等方面介绍了遥感技术在老挝南里河小流域综合治理中的应用。研究结果显示，多源时序遥感数据在工程规划设计、工程实施综合效益评估等工作中具有明显优势，较大程度提高了工作效率及成果质量。

国际河流信息共享方法研究——以澜沧江-湄公河为例

李岸昀;刘莉芳;韦人玮

2022, 53(6):  45-53.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.007

摘要 ( 118 )   PDF (5126KB) ( 162 )  

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信息共享是国际河流途经各国开展合作的重要基础。在梳理流域管理信息共享一般方法的基础上，通过分析莱茵河、多瑙河等国际河流案例，探讨国际河流信息共享的特性和问题；以澜沧江-湄公河为例，分析澜湄各国需求，为建立水资源合作信息共享平台、打破国际河流合作的囚徒困境，提出非对称水信息共享机制，设计了集门户网站、数据汇集与交换、交流与共享于一体的共享系统。研究表明：在国际河流信息共享工作中，协调机构和信息共享机制是工作开展的基础，非对称水信息共享权是信息流动的驱动力，水信息内在联系和各国需求差异是影响共享效果的关键因素；设计的澜湄水资源合作信息共享平台功能丰富，可提供优质的水信息服务。研究成果对澜湄水资源合作具有促进作用，可为其他国际河流开展信息共享提供参考。

基于PCA-MIC-LSTM的碟形湖溶解氧含量预测模型研究

迟殿委;黄琪;刘丽贞;方朝阳

2022, 53(6):  54-60.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.008

摘要 ( 81 )   PDF (1756KB) ( 165 )  

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溶解氧浓度是湖泊生态健康评价中的关键指标，因浅水碟形湖的水文独特性，使得溶解氧(DO)愈加具有不稳定性和非线性特征。为准确预测碟形湖中的DO浓度，基于鄱阳湖典型碟形湖监测数据集，结合主成分分析法(PCA)、最大信息系数(MIC)和长短时记忆神经网络(LSTM)预测碟形湖DO含量的模型。结果表明：与支持向量回归(SVR)、LSTM模型相比，基于PCA-MIC-LSTM的模型预测精度显著提高，其确定系数高达0.99以上，均方根误差为0.039 mg/L,平均绝对百分误差为0.301%;其中，PCA降噪处理比MIC特征提取更能影响LSTM模型预测的效果，可以显著降低误差率。研究的PCA-MIC-LSTM模型可为同类型湖泊水体保护工作的开展提供参考。

滇池水质及营养状态时空变化特征

黄杰;王英才;邓晓庆;施择;杨春艳

2022, 53(6):  61-67.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.009

摘要 ( 176 )   PDF (1871KB) ( 174 )  

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滇池富营养化严重，蓝藻水华时有发生。滇池的污染治理受到各级政府的高度重视，尤其是近10 a治理工作取得明显成效。利用滇池近10 a （2011～2020年）国控水质监测断面的月度水质数据，研究了滇池水质的时空变化特征。结果表明：滇池草海水域，叶绿素a（Chl-a）、总磷（TP）、总氮（TN）的浓度范围分别为0.002～1.012,0.030～0.718,0.20～9.97 mg/L;外海水域，Chl-a、TP、TN的浓度范围分别为0.003～0.589,0.015～0.491,0.35～9.70 mg/L。滇池Chl-a浓度与五日生化需氧量（BOD5）及TP等指标显著相关。基于水质特征的聚类分析表明，滇池10个监测点位分为草海、外海2个类群，草海水质状况显著劣于外海。草海水域TP呈现持续下降趋势，TN在2011～2017年之间呈现波动下降趋势，而2018～2020年之间TN浓度波动上升，综合营养状态指数（trophic level index, TLI）在2016～2020年较2011～2015年显著下降。外海水域TP呈现持续下降趋势，TN总体波动下降；TLI在2011～2016年之间呈现逐年下降趋势，2017～2020年之间呈现先下降后上升的趋势。总体上，近10 a滇池水质逐步改善，综合营养状态总体下降，但近年TN有上升趋势，Chl-a浓度仍较高，建议采取措施在TP控制的基础上协同控氮，并推进滇池水生生态系统结构与功能恢复。

洱海大气氮磷湿沉降特征及入湖负荷估算

黄明雨;吕兴菊;董琼蕃;李航;高登成

2022, 53(6):  68-73.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.010

摘要 ( 52 )   PDF (1893KB) ( 143 )  

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为了揭示洱海湖区大气氮磷湿沉降特征，于2019年6月至2020年5月期间，以总氮(TN)、总磷(TP)为主要水化学指标，对湖区布设的4个站点进行雨水监测；结合同期降水数据和湖区水质监测资料分析，阐释了洱海湿沉降污染物浓度和沉降通量的时空分布特征，估算了湿沉降直接入湖污染负荷量，并评估了其入湖负荷对湖区水环境的潜在影响。研究结果表明：(1)洱海流域年降水量由南向北、自西向东递减，降水主要集中在6～10月份，约占年降水量的79%～96%;(2)降水中总氮浓度均值为(1.180±0.682) mg/L,总磷浓度均值为(0.072±0.021) mg/L,降水总氮、总磷浓度呈现明显的季节性差异，浓度与降水量呈显著负相关；(3)总氮、总磷湿沉降通量7月份最大、5月份最小，沉降通量与降水量呈极显著正相关；(4)洱海湖面湿沉降总氮输入量约为183.32 t,总磷约为11.19 t,湖面湿沉降总氮直接入湖负荷占入湖河道年输入的20.01%,总磷占15.22%。

60年来洱海水生植被演替及其驱动力分析

马巍;王云飞;奚满松;孙磊

2022, 53(6):  74-82.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.011

摘要 ( 41 )   PDF (6075KB) ( 164 )  

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洱海是大理白族人民的母亲湖和集中饮用水源地，受自然条件和人类活动双重驱动影响，近60 a来，洱海水生植被演替过程明显，植被资源呈现出显著的衰退特征。基于洱海历年水位、水质、水生植被种类与面积以及浮游植物数量等相关数据，系统地研究了洱海水位、水质变化过程及其与水生植被演替过程的关联性，探讨了洱海水生植被演替的驱动力因素。研究结果表明：(1)近60 a来洱海水生植被群落演替经历了扩张、鼎盛、衰退和稳定等过程，水生植被种群结构单一化、水深分布范围和面积大幅度萎缩，优势种群逐步由清水型转变为耐污型的苦草、金鱼藻和微齿眼子菜；(2)洱海水生植被演替受洱海水位变化驱动影响显著，年内5～8月份维持低水位及年内水位的大变幅波动，是驱动并维持洱海水生植被良好生长和最大面积分布的关键；(3)洱海的水质污染引起湖泊由草型转向藻型并导致水体透明度急剧下降，是1990年代至2003年期间洱海水生植被快速退化的关键环境驱动因子。基于研究结果，提出以下建议：应有效控制并逐步减少流域入湖水体的氮磷等营养盐含量，科学制定并实施每年度5～8月份低水位运行、年内较大水位变幅的生态水位调度方案，以此来有效促进洱海水生植被的自然修复和湖泊水环境质量的可持续改善。

长江经济带生态系统格局演变及其驱动力分析

孙静静;王卿;王敏;谭娟;黄沈发

2022, 53(6):  83-89.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.012

摘要 ( 39 )   PDF (4731KB) ( 179 )  

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为了揭示长江经济带生态系统格局和演变特征，并分析其驱动力，对长江经济带1990～2020年生态系统空间分布其及变化进行了分析。结果表明：近30 a来，长江经济带农田生态系统面积减少最多，减少了3.47万km2,城镇生态系统面积增加最多，增加了4.06万km2。中游省份和下游省市的生态系统变化最为剧烈。长江经济带景观破碎度增加，景观多样性提高。城镇化是长江经济带生态系统格局变化的首要驱动力。为保护长江经济带生态系统可持续发展，需提升其生态系统服务功能，保障流域生态安全；积极开展耕地保护，保障国家粮食安全；优化生态系统空间格局，保障城镇人居生态安全。

基于土地利用变化的永定河流域生境质量评估

刘晔;薛万来

2022, 53(6):  90-98.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.013

摘要 ( 40 )   PDF (5783KB) ( 148 )  

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为揭示永定河流域生境质量演变规律，以永定河(官厅至屈家店河段)流域为研究区，运用InVEST模型，探讨区域内1985～2015年土地利用及生境质量时空演变及其影响因素，并分析其景观格局特征。结果表明：研究区内主要土地利用类型为耕地和林地，土地利用类型变化主要表现为城镇用地和农村居民点面积的增加。研究区总体景观趋于破碎化，其中旱地为研究区域的优势景观。研究区总体生境质量指数呈下降趋势，下降率达6.7%,主要原因为城镇用地的扩张，但河流岸线范围内指数呈上升趋势，表明北京市对永定河的治理成效显著。生境质量指数与人口和GDP呈负相关，表明人口和GDP的增加会降低生境质量指数。今后应加强研究区内草地和林地的保护力度，控制城镇用地面积，提高研究区域生态系统服务功能稳定性。

猫跳河流域底栖动物群落结构与水质生物评价

马卓荦;凌耀忠;黄文达

2022, 53(6):  99-104.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.014

摘要 ( 28 )   PDF (2954KB) ( 151 )  

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调查河流底栖动物群落结构并进行水质生物评价，对制定流域环境管理策略有重要意义。为摸清长江二级支流猫跳河流域水生态环境状况，用底栖动物作为指示物种，对猫跳河水污染状况进行评价。调查发现：猫跳河有底栖动物82种，隶属于4门7纲51科，其中水生昆虫的种数占据明显优势。底栖动物总平均个体密度为84 ind./m2,总平均生物量密度为11.01 g/m2;Shannon-Wiener多样性指数平均值为1.57,Pielou均匀度指数平均值为0.66。水质生物评价结果表明，猫跳河流域大多处于污染状态，其中支流受污染的状况比干流更严重。Shannon-Wiener多样性指数和BMWP记分系统2种评价方法的结果存在一定差异，采用BMWP记分评价得到的结果普遍劣于Shannon-Wiener多样性指数评价的结果。

基于下游生境水温需求的水库分层取水调度研究

叶舟;龚梦园

2022, 53(6):  105-110.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.015

摘要 ( 40 )   PDF (1634KB) ( 155 )  

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水库蓄水后，其下泄水温与天然水温存在明显的差异，会对下游河道水生生物特别是鱼类的生存繁殖产生直接影响，降低物种多样性，因此需要采取措施提高下泄水温。以浙江省滩坑水库为研究对象，建立了坝前三维水温模型，并利用实测垂向水温数据进行率定验证；然后，基于下游水生生物水温需求，探讨水库分层取水调度方案以改善河道水温。结果表明：水库各月份下泄水温与天然水温的温差在-8.3～0.2℃之间；通过一维水温模型对坝下游河段进行水温模拟，发现近坝段水温均不能满足土著鱼类特别是国家一级保护动物鼋产卵期水温需求；采用叠梁门分层取水措施，可使得鼋自然保护区处夏季各月下泄水温保持在18℃以上，可使国家一级保护动物鼋产卵期恢复到6～8月份。研究成果对水库生态调度具有参考价值。

基于深度学习的旱灾风险评估方法

冯岭;宋文辉;陈继坤

2022, 53(6):  111-118.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.016

摘要 ( 59 )   PDF (4076KB) ( 195 )  

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针对当前旱灾风险评估中将影响干旱的因素与历史旱灾记录直接进行关联研究的成果相对较少的问题，从历史旱情文本数据和气象数据出发，提出了一种新的基于深度学习的旱灾风险等级评估方法。利用长短期记忆神经网络与支持向量机构建了旱灾风险等级评估模型，将其用于对未来可能发生的旱灾风险等级进行评估。在此基础上，以郑州市为研究实例，并用1951～2020年的气象数据以及灾情文本描述记录对所构建的模型进行有效性检验。结果表明：研究区2019年和2020年春季干旱状况比较严重，与实际情况相比，预测准确率为75%。这也验证了所提出的融合多源数据旱灾风险评估方法在风险等级预测方面具有一定的有效性。

基于FPA-ELM模型的中长期径流预测——以雅砻江流域为例

洪敏;艾萍;岳兆新

2022, 53(6):  119-125.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.017

摘要 ( 38 )   PDF (3955KB) ( 145 )  

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为提高中长期径流预测效果，提出一种花授粉算法（FPA）优化极限学习机模型（ELM）的中长期径流预测方法。首先，构造反映流域水情丰枯变化的流域径流整体趋势变化因子（COM）,并采用偏互信息法获得影响中长期径流过程变化的关键因子集；然后，结合K折交叉验证与花授粉算法优化ELM参数，构建FPA-ELM模型，完成中长期径流预测。最后，以雅砻江流域为研究区域，将构建的FPA-ELM模型与BP神经网络（BPNN）、支持向量机（SVM）、ELM和GA-ELM等模型进行对比分析。结果表明：FPA-ELM模型的平均绝对百分比误差(Emape)为20.15%,均方根误差(Ermse)为268.77 m3/s,确定性系数(Edc)为0.916 9,合格率(Eqr)为60.0%,运算时间为19.32 s,均优于上述4种数据驱动模型。研究成果可为基于智能算法的中长期径流预测提供借鉴。

地层倾角及脆韧性结构差异对滑坡变形演化的控制——来自物理模拟结果的启示

何文刚;李华章;李生红

2022, 53(6):  126-133.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.018

摘要 ( 30 )   PDF (36816KB) ( 126 )  

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贵州省境内滑坡地质灾害分布范围广、频率高，已引起人们的极大关注。根据贵州省境内典型的滑坡灾害变形特征，研究其滑动机制对理解滑坡的形成和预警滑坡灾害发生具有十分重要的意义。为此，根据对黔西、黔北野外滑坡地质特征的观察和分析总结，设计了6组不同的地层倾角和脆-韧性层厚度组合差异的沙箱模型对滑坡的演化机制进行模拟试验，并与实际滑坡变形特征进行了对比。研究结果表明：地层的倾角和脆-韧性层厚度对滑坡的演化具有明显的控制作用；在较小地层倾角条件下主要是形成蠕滑，而且形成的断裂特征具有较大的差异；滑坡演化的扩展时序为前缘拉张-后缘拉张-中部剪断-前缘挤压-坡体缓慢蠕滑-坡体停止滑动；研究结果与晴隆县滑坡变形特征具有较好的相似性。

宁国抽水蓄能电站凝灰岩倒转破碎成因机制研究

胡富杭;李任杰;石豫川;赖亚光;闫天

2022, 53(6):  134-140.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.019

摘要 ( 42 )   PDF (23804KB) ( 118 )  

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岩体倒转及破碎为一种重要的变形破坏机制，对其成因机制进行研究具有重要意义。以安徽省宁国抽水蓄能电站上库岸边坡为研究对象，对倒转及破碎的空间分布特征进行分析，结合构造应力，确定凝灰岩似层面倒转及岩体破碎成因机制。调查表明：似层面倒转分布于F2和f5断层之间，结合板梁弯曲理论和底摩擦模拟试验，倒转主要由断层的牵引构造形成。F2断层呈“右旋”运动，导致F2断层NW盘岩体呈张拉应力状态，造成岩体破碎。似层面倒转过程以及后期的重力作用均对岩体破碎有一定的贡献作用。研究对揭示同类型边坡的工程地质特性具有重要的借鉴意义。

滑坡体渗透性原位试验与反演研究

郑洁;王晋荣;王菁莪

2022, 53(6):  141-145.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.020

摘要 ( 41 )   PDF (9031KB) ( 149 )  

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为测试三峡库区黄土坡滑坡临江1号滑坡体的水力传导函数，提出了一种基于钻孔原位渗流试验与数值反演相结合的测试及计算方法。该方法通过流量阀控制钻孔底部排水速度，同时获取排水流速与孔内水位随时间变化的数据，并以此数据作为边界条件和目标函数，采用有限元方法，基于Van Genuchten-Mualem模型对原位试验过程进行数值反演，最终获得滑体物质水力传导函数的模型参数。测试与反演结果表明：该滑坡体内稳定地下水位在孔底以上4.75 m处，钻孔周围地下水的补给速度为0.24 m3/h。反演所得模型参数反映滑体物质较破碎，颗粒级配不均匀，整体饱和渗透系数为7.54×10-4 cm/s,与钻孔注水试验测试结果接近。非饱和状态的渗透系数受含水率影响显著，当饱和度降低至50%时，渗透系数即降低一个数量级。

基于功效系数法的地表变形破坏预警研究

胡倡瑞;王平;郑先伟;胡彦;张威威;程爱平

2022, 53(6):  146-152.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.021

摘要 ( 34 )   PDF (21113KB) ( 146 )  

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近年来，程潮铁矿开采活动已造成大面积地表变形破坏，为保障矿区人员生命及财产安全，需对地表变形破坏及时进行预警。为此，选取原岩应力、有效矿体厚度、覆盖层特性、采场顶板稳固性、地下水软化性、主要影响范围角和区域断层不稳定性等7个影响因子作为评价指标，采用改进熵权法计算各评价指标权重系数，并结合功效系数法建立深部开采地表变形破坏预警分析模型。以程潮铁矿发生的4次典型地表变形破坏灾害为例，对预警模型进行验证，预警结果与实际情况相符。结果表明：基于功效系数法的地表变形破坏预警模型具有较高的可行性与科学性，可为矿区地表变形破坏预警工作提供一定的指导。

高烈度地区高架渡槽自复位减隔震支座设计

徐瑞祥;朱璨;尤岭;李世平

2022, 53(6):  153-158.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.022

摘要 ( 36 )   PDF (4241KB) ( 126 )  

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随着近几十年桥梁支座减隔震技术在很多国家和地区的广泛应用，减隔震支座已经成为增强强震区桥梁抗震能力的重要手段。为了使处于地震高烈度地区的高架渡槽具有良好的减隔震性能以及震后自复位性能，达到有效控制地震损伤并保证震后结构性能的目的，以普通球型钢支座为基础，研发了一种新型斜面导向自复位减隔震支座。结合新型减隔震支座的构造特点及工作原理，对该支座进行了水平恢复力试验和单槽振动台振动模型试验。试验结果表明：新型减隔震支座具有良好且稳定的减隔震性能和自复位性能，可显著降低墩顶水平力，进而减小墩底弯矩，减震效果明显，且具有较小的残余位移。

金沙水电站导流明渠截流施工技术研究

陈仁峰

2022, 53(6):  159-162.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.023

摘要 ( 39 )   PDF (1986KB) ( 158 )  

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金沙水电站导流明渠截流面临着流量大、龙口流速快、落差大，明渠岸坡陡峭、渠底平整光滑以致抛投料难以稳定堆积以及截流施工难度大、施工效率低等问题。通过开展截流物理模型试验，合理确定了水力学参数，并优化了截流物料和戗堤布置，以降低导流明渠截流流速。根据现场情况和模型试验结果，提出在明渠底板预埋工字钢、明渠侧墙预埋锚钩，并且在靠近纵向围堰混凝土光滑面一侧先行施工墩头戗堤等技术措施，以增加导流明渠过流断面摩擦阻力，提高抛投料堆积的稳定性。同时，在靠近纵向围堰处设一拦沙坎缺口以改善分流条件，并且控制下泄流量、采取防止堤头塌滑等技术措施，降低截流施工难度，提高截流施工效率。上述措施在工程实施中得到了成功应用，确保了导流明渠截流的实施。研究成果可为同类工程提供一定参考。

需求风险共担下PPP项目资本补偿决策研究

蒋贾霜;吕俊娜

2022, 53(6):  163-167.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.024

摘要 ( 31 )   PDF (1620KB) ( 116 )  

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在轨道交通PPP项目中，政府通常采用资本补偿和需求保证/限制来吸引社会资本参与。资本补偿是轨道交通PPP项目特许协议的关键参数之一，有必要结合需求保证/限制的复合期权价值对资本补偿决策进行深入研究。采用二叉树模型与蒙特卡洛模拟相结合的方法来描述未来需求的不确定性，然后基于实物期权理论，将需求保证/限制看成一系列欧式看涨和看跌期权组合成的复合期权，并将其价值模型引入到资本补偿决策模型中，最后通过算例分析得到了需求保证/限制价值及出现次数的概率分布，考虑该价值下的最小资本补偿比例的风险分布。结果表明：需求保证/限制在极大概率上会对资本补偿决策产生影响，提供需求保证/限制能有效降低资本补偿的不稳定性，更有利于政府进行资本补偿决策。

甬江潮汐不对称性数值模拟研究

程文龙;胡成飞;樊立东;赵坤;史英标

2022, 53(6):  168-173.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.025

摘要 ( 44 )   PDF (3757KB) ( 155 )  

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潮汐的不对称性是影响潮汐河口泥沙等物质净输移及河床演变的重要因素。以宁波市甬江河道为例，建立了以奉化江、姚江及甬江和口门外海区为整体的二维潮波数学模型，对甬江河道的潮汐进行了数值模拟。采用9个站点的月实测潮位数据对模型进行了验证，结果表明该模型能较准确地复演三江河道的潮汐过程及不对称性强度分布。通过潮位模拟结果的偏度计算及分析发现：甬江河道潮汐不对称性特征以涨潮占优为主；强度以姚江闸下及奉化江相对较大，甬江最小；甬江口门存在约4～6 km落潮占优区；月内大潮期不对称性明显，全河段均为涨潮占优；小潮期不对称性强度明显小于大潮，且甬江口门以上10 km左右存在一个明显的落潮占优区段。

饱和钙质砂孔压发展特性试验研究

杨斌;林军

2022, 53(6):  174-179.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.026

摘要 ( 30 )   PDF (2527KB) ( 133 )  

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在岛礁建设中，钙质砂场地会受海浪等周期性荷载影响，因此有必要开展循环荷载下钙质砂的动力响应研究。采用动三轴试验探究了循环荷载作用下，在不同的固结围压、相对密实度和循环应力比条件下饱和钙质砂的孔隙水压力发展规律；将张建民孔压模型用于各工况归一化孔压发展模式的分析，并给出各条件下的推荐孔压模型。研究结果表明：张建民模型C型适用于描述循环应力水平较大时的孔压发展模式，而固结围压、相对密实度较高且处于中等应力水平时可采用修正的张建民模型A型，其余情况均可用B型拟合。此外，各模型的拟合参数与相对密实度和固结围压均有较好的相关性。

循环加卸载下高脆性黑砂岩强度及损伤试验研究

陈珺;陈念辉;侯靖

2022, 53(6):  180-185.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.027

摘要 ( 40 )   PDF (3486KB) ( 117 )  

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为研究高应力循环加卸载条件下脆性硬岩强度特性和参数演化规律，开展了不同围压水平下的黑砂岩循环加卸载试验，获得了高脆性硬岩全过程应力应变曲线和破裂特征，并借助塑性内变量来表征岩石损伤程度，研究了变形与强度参数随损伤的演化规律。研究结果表明：(1)循环加卸载试验中黑砂岩应力应变曲线存在屈服平台，峰后应力快速跌落，试样以剪切破坏为主；(2)从初始屈服到残余变形过程中，黑砂岩弹性模量呈先减小后增大的变化特征，在塑性内变量为0.80～0.85左右达到最小值，泊松比则呈先增大后减小的趋势；(3)黏聚力先随塑性内变量不断减小，在接近残余强度时保持稳定，而内摩擦角则呈先增大后减小的特征，强度参数与塑性内变量之间的关系可采用线性分段函数表示。

基于支持向量机和贝叶斯方法的岩体参数反分析

张雅贤;侯中杰

2022, 53(6):  186-192.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.028

摘要 ( 28 )   PDF (2960KB) ( 127 )  

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为实现岩土体参数随施工过程的动态不确定性反分析，将多输出支持向量机方法和贝叶斯理论引入岩体参数不确定性动态反分析中。以白鹤滩水电站左岸边坡为例，建立了基于位移与松驰深度的岩体参数概率反分析方法。研究结果表明：概率反分析方法提供了更多的关于岩土力学参数的信息，能更进一步地匹配地质工程的复杂性和不确定性特征，可以实现参数及其不确定性特征随施工过程的动态更新。所提出的方法具有可行性，可以推广应用到类似工程中。

竹筋格栅套筒加筋碎石桩承载力分析

黄河;罗正东;李检保;罗彪

2022, 53(6):  193-197.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.029

摘要 ( 44 )   PDF (2773KB) ( 135 )  

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为因地制宜、就地取材地利用天然加筋材料，对竹筋格栅套筒在加筋碎石桩中的应用展开了研究。首先，通过室内试验测试了竹筋的抗拉强度，并就竹筋的拉伸力与传统加筋材料的拉伸力进行比对；对竹筋格栅套筒加筋碎石桩承载机理进行了分析，并结合室内试验对破坏模式进行了辨识；探讨了竹筋格栅拉伸力、碎石桩桩径及碎石桩填料的内摩擦角等因素对竹材加筋碎石桩极限承载力的影响规律及变化趋势；从耐久性和经济性方面分析了竹筋应用于岩土工程领域的可行性。结果表明：当竹筋格栅网格尺寸为10 cm×10 cm,伸长率为2%时，其拉伸力为100.52 kN/m,力学性能满足规范对加筋材料的要求值；竹筋格栅套筒适用于碎石桩的加筋，且可显著提升碎石桩的承载力。研究成果可为竹筋格栅套筒加筋碎石桩的推广应用提供参考。

软土基坑开挖对临近既有隧道变形影响研究

韦宗科;陈健;陈斌;黄珏皓

2022, 53(6):  198-206.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.030

摘要 ( 50 )   PDF (7309KB) ( 139 )  

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基坑开挖后，地基由于应力卸载而回弹，导致临近基坑的隧道发生变形，其变形大小不仅受基坑开挖卸载程度的影响，还与隧道所处的位置有关。依托宁波市地铁1号线盾构隧道工程，基于土体小应变硬化模型和二维有限元数值方法，开展软土基坑开挖对临近既有盾构隧道管片变形影响的数值模拟，分别采用单因素分析法和多因素分析法，针对不同基坑宽度、基坑开挖深度、隧道拱顶埋深以及隧道与基坑距离等影响因素，分析了隧道管片竖向和水平位移随不同影响因素的变化规律。结果表明：(1)基坑开挖影响下，既有隧道管片竖向位移和水平位移均随基坑开挖深度的增大而逐渐增大，隧道管片竖向位移方向表现为沉降，水平位移方向表现为向基坑方向产生位移，管片呈“横鸭蛋”状变形。(2)单因素和多因素分析方法结果表明，基坑开挖深度、隧道与基坑距离、基坑宽度均为影响隧道沉降和水平位移的重要因素，而隧道拱顶埋深产生的影响相对较小。

碱活性石英砂岩粉对砂浆体积变化影响试验研究

王瑞一嘉;李家正;李明霞;李鹏翔

2022, 53(6):  207-211.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.031

摘要 ( 33 )   PDF (2988KB) ( 115 )  

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混凝土中的碱与混凝土骨料中所含的无定形SiO2发生化学反应，会在骨料表面生成碱-硅酸反应（ASR）凝胶，凝胶吸水久会导致混凝土胀裂。为了解各种因素对ASR膨胀量的影响，控制岩粉掺量、温度、湿度、碱度及岩粉粒径等开展了一系列试验。结果表明：温度、湿度、碱度越高，ASR膨胀反应越剧烈，膨胀趋势随龄期增长出现不同程度的扩大，但岩粉并未表现出理论上的碱活性膨胀反应；粒径为0.08～0.16 mm的石英砂岩粉其掺量的提高可有效抑制砂浆后期的膨胀；而粒径小于0.08 mm的石英砂岩粉对于ASR膨胀量影响不显著，可在一定程度上有效改善试件后期体积稳定性。

偏高岭土对水泥土动力学性能与微观特征的影响

夏玉杰;贺玮

2022, 53(6):  212-216.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.032

摘要 ( 38 )   PDF (4043KB) ( 117 )  

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为了改善普通水泥固化土的动力学特性与微观结构，在碱激发反应作用下制备了4种不同掺量偏高岭土改性的水泥土样品，并对养护过程中的试样分别开展分离式霍普金森压杆（SHPB）单轴压缩试验、核磁共振（NMR）扫描与电子显微镜（SEM）扫描。结果表明：偏高岭土改性水泥土的动抗压强度随着偏高岭土掺量增加呈现出先增后减的非线性变化趋势，偏高岭土掺量为4%时水泥土的动抗压强度达到极值；复合水泥土的T2曲线为双峰分布，且主峰占较大比例；代表小孔隙的P1峰所占比例超过80%,代表大孔隙的P2峰所占比例随养护时间增加逐渐降低；偏高岭土的改性作用能够促进水化反应的发生，水化硅酸钙和钙矾石填充效应使得材料密实度显著上升，动力学性能提高。研究成果可为偏高岭土的进一步资源化利用提供参考。

ITZ强度对混凝土裂隙扩展影响的DEM模拟研究

雷建俊;魏良针;林天干;夏念兴;刘秀娟;吴则祥

2022, 53(6):  217-221.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.033

摘要 ( 27 )   PDF (9765KB) ( 114 )  

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混凝土的粗骨料与砂浆之间存在界面过渡区(ITZ),过渡区的力学性质受骨料的形状、大小、含量、空间分布及初始裂隙等条件影响。为研究过渡区强度对混凝土材料性能的影响，采用离散元软件PFC2D建立了随机骨料分布的混凝土模型，并对其进行了单轴压缩试验。试验发现：当过渡区强度增大时，混凝土的峰值应力和初始裂隙产生时的应变逐渐增大，总裂隙数减少，破坏类型由受剪破坏转变为受拉破坏，并且过渡区强度增强会使混凝土的起裂区域由过渡区转移至砂浆聚集区。模拟结果可为混凝土界面过渡区的理论研究提供一定参考。

水库移民短途乡城流动驱动因素分析

王飞龙;姚凯文;刘炳文

2022, 53(6):  222-227.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.034

摘要 ( 42 )   PDF (1581KB) ( 153 )  

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为探究影响水库移民从跨市流动转向短途乡城流动的驱动因素，基于新迁移经济学，以广东省清远市清新区水库移民作为研究对象，采用偏最小二乘Logistics回归法构建了短途乡城流动指标体系。通过对其深入分析发现：家庭因素对于移民选择短途乡城流动有显著的影响，收入不再是移民流动空间抉择的首要考虑因素；水库移民人口流动代际差异显著。在此基础上提出了几点建议：促进城市公共服务均等化，加强城镇基础设施建设和公共服务保障；城镇应发挥自身优势，坚持创新驱动，发展特色产业；继续加强移民教育投入，提升其文化水平和就业竞争力。

基于轻量级WebGIS的流域仿真平台设计与实现

纪传波;周建中;冯快乐;张余龙

2022, 53(6):  228-234.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.035

摘要 ( 34 )   PDF (5383KB) ( 164 )  

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近年来，随着水利信息化进程的快速推进，“数字流域”理论越来越受到重视，流域仿真平台的设计与实现逐渐成为其重要组成部分。传统C/S架构下的GIS应用难以满足当前水利信息化跨平台、轻量级、可扩展和远程应用的需求，而WebGIS技术可以有效应对上述问题，但海量空间数据和有限带宽，使其工程应用受到限制。结合水资源管理中水库、河道等流域重点元素的模拟模式，搭建了客户端轻量级WebGIS平台。研究了流域仿真信息化系统的开发流程，详细分析并阐述了B/S架构体系下WebGIS在流域全场景模拟仿真中的业务应用，为水资源管理的多工况实景模拟提供了解决方案。平台的设计体系在长江三峡梯调中心金沙江下游-三峡梯级电站水资源管理决策支持系统中得到了应用，并取得了较好的仿真集成效果。

无人机自动巡检智慧监控系统研究与应用

赵薛强;凌峻

2022, 53(6):  235-241.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.06.036

摘要 ( 69 )   PDF (3192KB) ( 208 )  

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为加强水利工程建设期及运营期的监控，实时掌握工程建设进度，实现水利工程的常态化、自动化和智能化巡检、巡查，基于无人机、物联网、4G/5G、GIS、深度学习和目标检测算法等先进技术和方法，开展了无人机自动巡检系统集成技术、多路远程视频回传技术、图像异常特征物识别技术和正射影像分类识别技术研究，构建了无人机自动巡检技术体系，研发了无人机自动巡检智慧监控系统，并将其应用于大藤峡水利枢纽工程智慧巡检中。实际应用效果表明：该系统实现了90%以上的违规敏感点识别和海量巡检大数据批量化入库的存储管理，将巡检效率提升了3倍以上，图像识别成功率由59.83%提高到90.17%,正射影像的建筑物识别效率和成功率也大幅提升。该技术可为水利工程建设期内动态性监管提供实时可视化巡检数据，也可为防汛应急抢险、河道岸线违法等水利行业监管监察提供强有力的技术支撑。