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2023年第01期目次

2023, 54(1):  0-0. 

摘要 ( 118 )   PDF (6110KB) ( 251 )  

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丹江口水库总磷时空分布特征及其影响因素

尹炜;王超;王立;辛小康;柳根;

2023, 54(1):  1-7.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.001

摘要 ( 268 )   PDF (7257KB) ( 558 )  

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磷作为湖库富营养化的主要限制因子，一直是流域水环境研究关注的重点。基于长序列监测数据，系统分析了丹江口水库总磷的时空分布特征，并通过污染物通量核算深入分析了水库总磷演化的影响因素。结果表明：近10 a丹江口水库库区内总磷浓度基本稳定在Ⅰ～Ⅱ类，个别年份偶有升高，入库河流总磷浓度稳中有降。2021年水库总磷明显升高，升高时段集中在秋季，升高区域集中在汉库，水库总磷升高主要受入库河流输入的影响。罕见的2021年汉江秋汛是丹江口水库总磷升高的根本原因，持续的强降雨致使面源污染负荷大幅增加，全年总磷入库通量达到2018～2020年的3.2～7.6倍。研究结果可为丹江口水库总磷污染防控提供参考。

长江流域三水协同调控关键技术应用展望

张万顺;王浩;周奉;

2023, 54(1):  8-13.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.002

摘要 ( 167 )   PDF (1805KB) ( 345 )  

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长江流域三水统筹协同共治是支撑长江经济带高质量发展的关键抓手。当前长江流域干流水生态环境质量全面转好，但是仍存在支流和局部区域水资源调控复杂、水环境污染频发、水生态风险突出等多重问题。在长江生态文明建设背景下，亟需从水资源、水环境、水生态统筹视角出发，破解三水融合协同共治与精准调控难题。深入分析了长江流域三水存在的问题及协同调控面临的挑战，提出了三水协同调控作用机制剖析、调控手段策略以及智慧化建设等三水协同调控关键技术体系的创新和应用。以期支撑流域三水量、质、效同步提升，推动实现长江流域“高颜值”生态环境和“高质量”经济协同发展的新格局。

生态文明建设以来长江中下游湖泊水生态环境变化

张运林;张毅博;周永强;徐轩;施坤;

2023, 54(1):  14-23.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.003

摘要 ( 248 )   PDF (3252KB) ( 346 )  

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党的十八大以来，生态文明建设持续推进，生态环境保护和美丽中国建设取得显著成效，长江中下游湖泊治理成效和水生态环境改善情况也受到全社会的广泛关注。利用卫星遥感反演和长期定位观测等方法，选取生态文明建设实施前后2010～2021年的数据进行分析，重点剖析长江中下游湖泊面积、透明度、氮磷营养盐、藻类水华和水生植被等指标的动态变化过程及趋势。结果表明：(1)过去10 a湖泊年最大和最小水面面积均有所增加，表明湖泊被侵占和萎缩情况得到遏制，水环境容量有所增加，湖泊透明度没有明显变化，透明度多年平均维持在0.75 m左右。(2)生化需氧量、总氮和氨氮含量显著下降，溶解氧含量有所提升，高锰酸盐指数和总磷动态波动但没有明显下降，其中2020年总磷年均值为0.061 mg/L,仍超过湖库Ⅲ类水质标准，整体上反映出水污染治理已取得显著成效。(3)受气象水文条件的影响，太湖和巢湖蓝藻水华面积年间变化较大，但在气候变暖背景下蓝藻水华面积没有增加，表明藻类水华防控已取得积极成效；湖泊水生植被呈整体下降趋势，草型生态系统退化趋势还没有得到明显遏制。建议继续加大湖泊流域污染物控源减排、湖泊水生态系统保护和修复以及气候变化对湖泊生态系统的影响与应对研究，提升湖泊保护治理水平与成效，有效保障长江经济带绿色高质量发展。

水生态评价方法探索——以汉江中下游为例

娄保锋;

2023, 54(1):  24-36.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.004

摘要 ( 130 )   PDF (5464KB) ( 368 )  

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水生态评价是水生态保护与管理的基础和抓手，但中国在水生态评价方法方面基本处于起步阶段，亟需研究和完善，尤其是水生态评价和以物理化学指标为主的常规水质评价之间关系的处理更是处于空白状态。在充分研究和汲取美国、欧盟等发达国家或组织在水生态评价方面的先进理念基础上，以汉江中下游为例开展了水生态评价方法探索，将以物理化学指标为主的常规水质评价和水生生物指标评价相融合，提出了适于我国的水生态评价方法的基本思路及框架。研究成果包括：(1)提出了将常规水质评价基本单位——监测断面改为水体单元(或称评价单元),为常规的水质指标及拟增的水生生物指标等提供了共同载体；(2)提出了水生生物指标筛选的3条原则“生态代表性、压力敏感性、监测便捷性”;(3)提出了以水体功能是否满足为首要原则，以物理化学指标、水生生物指标为核心，以水文、栖息地等指标作为原因解析指标的水生态评价方法。应用所提出的方法对汉江中下游水生态状况进行了评价，评价结果表明：汉江中下游兴隆水库至汉口江段水生态环境已严重受损，其最突出的水生态问题为枯水期硅藻水华频发及底栖动物群落完整性显著下降，原因在于总磷、总氮、高锰酸盐指数的升高和大坝修建等因素引起的纵向连通性下降、流速减缓、泥沙减少；河流总磷Ⅲ类标准限值0.20 mg/L已不适用于汉江中下游水生态保护的需要，建议执行更严格的总磷控制标准，并适当从严控制总氮浓度和耗氧有机污染。

长江上游大型水库颗粒物沉降及对甲烷产汇的影响

李哲;张媛媛;

2023, 54(1):  37-45.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.005

摘要 ( 92 )   PDF (5423KB) ( 401 )  

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水库修建及运行改变了沿纵向水动力梯度的沉积模式，导致颗粒有机碳(POC)的来源比例变化、不平衡的化学计量沉降，进而改变了甲烷(CH4)的产汇变化，影响全球内陆水体碳循环。然而，受筑坝蓄水与水库调度运行影响，变化水文环境中有机碳(OC)来源与迁移转化过程如何影响水库CH4的产汇仍存在较大的不确定性。采用总结与统计分析方法，梳理了近年来长江上游颗粒化学计量、颗粒有机质来源和CH4浓度研究结果，进一步探讨了长江上游大型水库POC的影响因素及对CH4的影响机制。研究发现：陆源POC是长江上游大型水库POC的主要来源，大量的沉积物沉积在三峡水库中部，并在水动力梯度下构成了不平衡的化学计量沉积模式；陆源POC、细颗粒P引起的不平衡化学计量比以及微生物CH4氧化共同驱动并调节了低水平CH4的长期累积。研究成果可为长江上游大型水库CH4的长期趋势预测提供基础。

鄱阳湖水位对沉积物磷释放的影响及总磷考核建议

张洪;薛雪;郁达伟;魏源送;桂双林;魏志华;

2023, 54(1):  46-52.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.006

摘要 ( 116 )   PDF (3984KB) ( 396 )  

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为探讨干湿交替对湖泊沉积物内源磷释放的影响，结合基础资料和模拟试验，研究了鄱阳湖水位波动及其驱动下沉积物中磷的释放过程，并对湖区总磷(TP)考核提出建议。结果表明：2020～2022年鄱阳湖星子站水位高幅波动，最高水位差分别为15.01,11.42 m和12.69 m,导致水面面积也呈现高度动态性，最低水位时的裸露面积分别达到3 433.92,3 442.40 km2和3 618.36 km2,大面积沉积物会经历干湿交替过程；沉积物磷释放模拟试验结果显示，南矶山和青岚湖断面沉积物经历裸露-暴晒-淹水后，淹水初期沉积物TP的平均释放通量分别高达16.67 mg/(m2·d)和13.23 mg/(m2·d);综合考虑鄱阳湖水体中TP组成特征和水位波动的影响，建议湖区国控断面以活性磷酸盐(SRP)或者溶解性总磷(TDP)替代TP作为磷考核指标，并动态调整磷考核标准的阈值，当星子站水位低于11.00 m时以河流标准考核。

湿地生态系统脱氮过程的植物调控机制

刘文治;张才芳;蔡苗苗;丁帮璟;

2023, 54(1):  53-61.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.007

摘要 ( 99 )   PDF (2307KB) ( 309 )  

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氮是引起水体富营养化的关键生源要素之一。近年来，全球水体富营养化问题依然突出，开展水体氮削减过程及机理研究具有重要意义。被称为“地球之肾”的湿地生态系统具有氮吸收、转化和截留等功能，作为主要初级生产者的湿地植物在其中发挥着重要作用。在分析湿地生态系统脱氮过程的基础上，重点从植物种类及多样性、根系分泌物、植物凋落物等方面阐述了植物调控湿地生态系统脱氮过程的机制，并对未来需要重点关注的问题进行了展望。建议从植物氮偏好性、植物多维多样性、植物-微生物群落相互作用、根系分泌物不同组分、脱氮过程产物组成等方向进一步深入深究脱氮过程的植物调控机制，为湿地生态系统削减氮污染提供理论依据和技术指导。

流速和营养状态对藻类种间竞争的影响研究

尹心安;李浩;

2023, 54(1):  62-68.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.008

摘要 ( 73 )   PDF (3258KB) ( 402 )  

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藻类种间竞争是影响藻类群落结构的重要过程。以往研究主要关注单种环境因子对藻类种间竞争的影响，较少考虑两种环境因子对种间竞争的耦合影响，并且未揭示生长周期各阶段(适应期、对数期、稳定期、衰亡期)的区别。基于室内实验，分析了不同流速和营养状态组合对铜绿微囊藻和斜生栅藻种间竞争的影响。结果发现：低流速和正常营养状态的组合时，铜绿微囊藻的竞争地位强于斜生栅藻。然而，较高流速和富营养状态的组合时，铜绿微囊藻的竞争地位弱于斜生栅藻。此外，正常营养状态时，两种藻的竞争优势在生长周期各阶段都容易受到相对高流速的影响，然而富营养状态时，在适应期和对数期不易受水流速度的影响。这表明本次研究的两个环境因素不仅可以改变种间竞争中的优势物种，还可以影响生长周期各阶段的种间竞争优势。

南方红壤区水土流失与社会经济的耦合关系

史志华;于书霞;王玲;

2023, 54(1):  69-74.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.009

摘要 ( 72 )   PDF (5722KB) ( 374 )  

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水土流失与社会经济系统的相互作用关系复杂且具有明显的时空变异性。以南方红壤区为核心，从区域尺度阐述了经济发展、人口规模、农业投入及农业产出等社会经济因素与水土流失及其治理的相互作用。在此基础上，从微观尺度剖析了水土流失治理工程驱动下农户生计方式的改变，以及农户社会网络对水土流失治理工程实施的影响。最后提出今后研究的重点：明确宏观发展规划及区域产业结构调整等对水土流失的影响机制，优化资源配置以提高水土流失治理成效；解析城镇化、农业集约化等新发展模式下农户生产方式、社会网络与水土流失治理工程的相互影响，推动水土流失治理工程的可持续运维。

长江流域水工程联合调度实践与思考

胡向阳;

2023, 54(1):  75-79.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.010

摘要 ( 104 )   PDF (1631KB) ( 251 )  

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遵循流域综合规划，长江流域已基本建成比较完整的水利工程体系，在防洪减灾、水资源利用、水生态保护与修复等方面发挥了巨大作用，有力支撑和保障了经济社会可持续发展。随着流域水工程体系逐步完善，特别是在“共抓大保护，不搞大开发”的背景下，流域治理正从以工程建设为主的阶段向工程建设和工程管理并重阶段转变。在系统介绍长江流域水工程联合调度的实践历程及其取得的巨大成效的基础上，结合新发展阶段对水工程联合调度提出的新要求，系统分析了联合调度面临的新挑战，并针对性提出了水工程联合调度下一步的工作思路。建议不断完善水工程联合调度体制机制，不断强化“四预”措施、稳步扩大水工程联合调度范围、大力提升水工程联合调度智能化水平，切实保障流域防洪安全、供水安全、生态安全。

山东省干旱灾害风险评估与区划研究

李臻;季民;李云岭;王映然;

2023, 54(1):  80-87.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.011

摘要 ( 67 )   PDF (8361KB) ( 178 )  

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为了提高山东省干旱灾害的风险评估和应急管理能力，减少旱灾损失，根据自然灾害风险理论，考虑干旱灾害的影响因素，从危险性、敏感性、易损性、防灾减灾能力4个方面选取评价指标，采用AHP-熵权法确定指标权重，构建干旱灾害风险指数模型，并绘制出山东省干旱灾害风险区划图。风险区划结果表明：致灾因子的高危险区位于鲁西北地区，孕灾环境敏感性高值区主要位于中部及东部地区，承灾体易损性从阳信县、汶上县、陵城区、曹县、嘉祥县、宁阳县依次递减，防灾减灾能力从高到低依次为福山区、龙口市、荣成市、黄岛区、垦利区；从干旱风险区划图中可以看出，干旱综合风险大体呈现出由东向西逐渐递增的现象。

推进新时代长江水文高质量发展体系建设构想

程海云;

2023, 54(1):  88-97.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.012

摘要 ( 111 )   PDF (2072KB) ( 187 )  

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水文是贯穿流域规划、治理和保护全过程的基础专业，长江水文立足于站网体系建设和观测资料收集分析，广泛服务于流域防洪减灾，葛洲坝、三峡、南水北调等一系列重大工程的设计、施工，以及流域规划、城市建设和环境保护等，取得了巨大的社会经济效益。为适应新时代习近平总书记提出的治水新思路，全面服务于治江事业，支撑长江流域的高质量发展，基于新阶段水文工作的新需求和新目标，结合全国水文“十四五”总体工作目标，通过梳理长江水文站网布设、监测能力、专业支撑、信息共享以及管理体制等方面的发展历程，提出了构建新时代长江水文综合站网、立体监测、专业支撑、信息服务和管理保障等五大体系的建设构想，阐述了体系的基本内涵和要义。长江水文“五大体系”将通过人工智能、大数据、物联网等高新技术对传统水文、水质、水生态、河道监测手段和方式进行改造与更新，扩展水文服务领域，完善水文测报信息网络和专业支撑体系，以期更好地为社会各方提供优质的服务。

基于供水和生态目标的水资源优化配置研究——以山西省长治供水区为例

朱琳;杨侃;曾凤连;华俊洪;

2023, 54(1):  98-105.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.013

摘要 ( 85 )   PDF (2327KB) ( 152 )  

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为促进山西省长治区域水资源协调发展，提出了基于供水和生态目标的水库群多目标调度模型，根据是否考虑引调水设置不同方案，应用一种改进的多目标萤火虫算法(IMOFA)求解2035年不同来水情况的配置方案，并建立科学合理的水资源协调度评价指标体系对配置方案进行评价。在IMOFA算法中，利用逻辑自映射函数、随机扰动策略和三点最短路径策略改进算法，之后采用测试函数验证其综合性能。结果表明：(1) IMOFA算法获得的测试函数Pareto前沿的世代距离和空间分布度相比于MOFA都有所减少，其中世代距离的均值至少可以提高2个数量级；(2)经过对供水区经济-社会-生态系统指标情况的计算求解，应用协调度模型评价水资源配置方案情况，发现引黄河水0.3亿m3对区域协调度的改善有较大帮助。研究成果可为该地区水资源合理的规划调度和协调发展提供参考。

基于多演化阶段插值方法的滑坡预测研究

段功豪;马迅;付杰;

2023, 54(1):  106-110.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.014

摘要 ( 75 )   PDF (5205KB) ( 126 )  

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使用位移-时间曲线分析及预测滑坡形变趋势时，监测误差和数据录入会影响精度，而恰当的插值方法能提高滑坡位移预测值的准确性。从传统全局分段插值法和滑坡预测经典模型的研究背景出发，充分考虑典型滑坡不同演化阶段对插值效果的影响，将实际位移曲线按实际演化阶段划分为插值算法参数各异的敏感区间，利用多级别阶数的拉格朗日插值法完善滑坡多演化阶段的位移数值填充过程，然后对白家包滑坡的累积位移-时间曲线进行基于实际运动学变化情况的插值，最后通过指数平滑短期预测方法对比验证了该算法对于阶跃型滑坡的预测精度。结果表明，分段插值的方法误差更低，形成的位移预测值更精确，相较于传统方法更具有优势。

基于多源遥感技术的红层滑坡识别与监测研究

王庆芳;郑志军;董继红;余天彬;刘文;黄细超;

2023, 54(1):  111-118.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.015

摘要 ( 97 )   PDF (30557KB) ( 153 )  

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红层滑坡具有分布广泛、隐蔽性强、突发性高、识别难度大等特点，采用多源时序InSAR技术和光学遥感技术对四川省成都市龙泉山地区开展滑坡隐患识别，并以郑家房子滑坡为典型点开展时序监测分析，以揭示其变形规律。结果表明：基于时序InSAR技术共识别出9处滑坡地质灾害隐患点，ALOS-2数据的识别效果优于Sentinel-1数据；InSAR监测显示郑家房子滑坡变形具有周期性，变形区间与汛期重合，最大形变速率为-40 mm/a,最大变形量为134 mm。结合现场调查分析，该滑坡在强降雨等诱发因素下可能发生大规模失稳，直接威胁坡体居民区和村道，建议在雨季加强持续性监测。

金沙江白格滑坡失稳机理及影响因素分析

杨连伟;

2023, 54(1):  119-125.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.016

摘要 ( 101 )   PDF (24008KB) ( 163 )  

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峡谷区高位滑坡发生后堵塞河道，往往造成巨大的损失。2018年10月11日及11月3日，金沙江白格滑坡两次堵塞金沙江，形成的堰塞湖淹没了上游村镇，堰塞坝溃决后洪水冲击下游造成了巨大损失。为研究白格滑坡首次失稳破坏的机理及其关键影响因素，依据现场调查建立了失稳前边坡的二维模型，并结合地质过程进行了数值模拟计算。结果表明：白格滑坡是深切河谷斜坡岩体在长期卸荷和表生时效作用下产生的岩质滑坡；斜坡破坏时主应力在软硬岩接触面附近发生应力集中，致使下部硬岩剪出口位移超过4 m最终失稳破坏；对滑坡区工程地质条件、岩体卸荷及表生改造作用等因素的分析认为，“10·11”白格滑坡是随时间推移、多种因素叠加，量变转化为质变形成的。

穿越管道滑坡地表位移预警阈值及预警模型研究

葛华;方迎潮;朱建平;李虎;王庆;时建辰;

2023, 54(1):  126-132.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.017

摘要 ( 85 )   PDF (7365KB) ( 144 )  

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为了解决管道穿越滑坡区地表位移预警阈值难以确定的问题，运用弹性地基梁模型和滑坡位移控制方法推导了滑坡区管道位移和应力力学模型，获取了管道能承受的最大位移；通过管道最大位移和地表位移的耦合关系，定量化确定了滑坡地表位移预警阈值计算方法；结合地下水预警阈值与管道应力阈值，构建了管道滑坡多因素耦合预警模型；并将其运用到贵州K0937+050管道滑坡灾害。结果表明：K0937+050滑坡灾害地表位移蓝、黄、红色预警阈值分别为15.00,232.74,508.32 mm,地下水各级阈值为0.63,1.73,2.28 m。现场监测数据显示，地表位移达到29.978 mm,触发蓝色预警，地下水位高度为1.80～2.10 m,达到黄色预警，综合预警级别达到关注级。根据地表位移动态预警、地下水预警与管道应力预警构建的管道滑坡灾害动态耦合预警模型，能在一定程度上为管道滑坡灾害提供合理的预警，保障管道安全运行，提高预警成功率。

基于AHP-CRITIC的公路土质路堑边坡风险评估模型

芦磊;张斌;郑达;

2023, 54(1):  133-139.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.018

摘要 ( 68 )   PDF (3903KB) ( 151 )  

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公路沿线边坡具有数量多、灾害频、危害大等特点，如何快速分析评估公路土质路堑边坡安全风险性等问题尤为紧迫。通过总结公路土质路堑边坡的破坏模式与稳定性影响因素，归纳出该类边坡风险评估的关键因子与评估指标，引入层次分析法并基于指标的数据波动性与相关关系，构建出公路土质路堑边坡风险评估模型，通过CRITIC法，利用数据的差异性与冲突性对评估模型各指标权重进行优化。结合指标权重法提出的防护工程评价模型，完善公路土质路堑边坡评估体系，最终通过深圳市S359省道11个公路土质路堑边坡进行评估验证。评估结果显示：评价结果与专家判断结果的相似度达到90.90%,说明公路土质路堑边坡风险评估模型较为可靠。该风险评估体系弥补了边坡风险评估中将自然条件、危害程度与防护工程综合评估的空白，可为实际工程评估提供方法理论支撑。

基于人工神经网络的隧道断层带突涌水风险评估

袁青;于锦;熊齐欢;张子平;陈世豪;

2023, 54(1):  140-144.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.019

摘要 ( 80 )   PDF (1874KB) ( 150 )  

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为准确评估山岭隧道施工穿越岩溶断层带时突涌水风险，以人工神经网络为预测工具，开展了隧道断层带不良地质体的突涌水风险评估研究。在广泛参阅各类规范及文献的基础上，考虑影响岩断层带涌水灾害发生的13个主要风险因子构建了风险评估指标体系。应用工程实例数据训练、测试神经网络，采用反向传播算法计算并传递误差，在数次训练中优化网络参数，实现了隧道断层带涌水风险等级评估。泛化测试结果表明：建立的人工神经网络模型能够快速、精准地预测断层带涌水风险等级。提出的隧道断层带涌水风险评估方法克服了传统风险评估方法主观性和不确定性强、计算冗繁等问题，可为隧道施工突涌水风险评估提供参考。

基于组合赋权和云模型的危岩体危险性评价

胡贝;李希建;代芳瑞;汪圣伟;

2023, 54(1):  145-150.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.020

摘要 ( 68 )   PDF (1758KB) ( 117 )  

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为更加合理地判别危岩体的危险性，以具有丹霞地貌特征的危岩体为研究对象，从危岩体不稳定性、危破坏性和量观文化价值3个方面着手，选取9个评价指标构建危岩体危险性评价指标体系；结合层次分析法(AHP)、基于指标相关性的指标权重确定方法(CRITIC)和云模型(CM),构建组合赋权-云模型危岩体危险评价模型，并选取15组测点进行模型可靠性验证。结果表明：(1)各评价指标权重排序为主控结构面特征>危岩规模>边坡坡度>科学文化价值>景观价值>失稳后致灾可能性>坡形>水文条件；(2)基于组合赋权-云模型得到的各组危岩体危险性判别结果与实际测量结果基本吻合，评价结果准确性高，模型具有可靠性。

分级加载浸水泥质粉砂岩声发射分形特征试验研究

宋浩然;许家臣;张庆文;郭永发;许国权;李涛;

2023, 54(1):  151-157.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.021

摘要 ( 71 )   PDF (8397KB) ( 133 )  

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为探究不同浸水时间对泥质粉砂岩加载破坏过程的影响，以天然状态、浸水1,3,7 d状态下滇中引水工程大理Ⅱ标段板凳山隧洞的泥质粉砂岩为样品，进行单轴分级加载试验，监测岩样从加载至破坏的全过程声发射(AE)活动。试验表明：(1)随着浸泡天数的增加，AE累计振铃计数逐渐衰减，在分级加载时，天然岩样的累计振铃计数曲线有明显上升台阶，浸水岩样的累计振铃计数曲线的跃升主要集中在破坏阶段。(2)天然岩样较浸水岩样的脆性更强，破坏时AE活动频度较高，表现为AE定位点在主破裂面附近泵集，破坏面附近定位点的能级较浸水岩样高1～2个能级。(3)随着加载应力增加，浸水岩样的含水率越高，岩样的破裂损伤阶段较天然岩样有所提前，AE定位点主要集中在破坏阶段，定位点数量的激增更加明显，这与振铃计数的变化规律相吻合。(4)不同含水率岩样在相对破坏应力80%之前，关联维数均呈现上升的趋势，在相对应力的80%附近关联维数上升至最大值，应力继续增大，岩样破坏，关联维数跌落至最小值，不同含水率岩样的关联维数最小值均介于0.020～0.035之间。以上岩样的破坏特点可为隧洞涌水情况下岩体稳定性监测提供参考依据。

考虑建筑物荷载的砂性土天然地基附加应力分析

杨楠;赵文;柏谦;路博;

2023, 54(1):  158-169.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.022

摘要 ( 59 )   PDF (3831KB) ( 132 )  

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基坑开挖会打破周边土体原有的应力状态，产生应力重分布并出现土体附加应力，进而影响周边地层的稳定性。以Mindlin解为基础，将基坑开挖卸荷和建筑物附加荷载分别引起的邻近建筑物砂性土天然地基附加应力进行叠加，得出了基坑开挖引起的邻近建筑物砂性地基的附加应力分布公式。基于提出的公式，并利用Matlab编程计算分析了不同建筑物附加荷载和不同基坑开挖距离组合条件下，基坑开挖引起的天然地基附加应力变化规律。研究结果表明：地基附加应力的增长比例与附加荷载的增量呈线性关系，附加荷载每增加100 kPa,地基附加应力增加36%;同一深度处天然地基的三向附加应力最大值基本处在同一范围内，最大值位置均在建筑物左侧壁附近。

膨胀土浸水前后单桩p-y曲线研究

杨迪;江杰;侯凯文;

2023, 54(1):  170-176.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.023

摘要 ( 57 )   PDF (3891KB) ( 129 )  

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为研究膨胀土地基中水平受荷桩浸水前后的承载性能，分别进行了浸水前后的水平受荷桩室内模型试验，探究了桩周土抗力(p)、桩的水平位移(y)和桩身弯矩的变化规律；分别建立了浸水前后水平受荷桩的p-y曲线计算公式，并通过模型试验验证了所提公式的正确性。研究表明：浸水前后的土抗力随着水平位移的增加而逐渐增大，最终趋于稳定；浸水前后桩身弯矩均是先增大后减小，最大值位置分别为埋深0.10 m(4D)和0.12 m(4.8D)附近，当水平荷载相同时，浸水后的桩身弯矩较浸水前的有所增大。

主应力轴往返循环幅值对重塑黄土变形特性的影响

刘红;冯永珍;张吾渝;王鹏;杜风宇;

2023, 54(1):  177-182.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.024

摘要 ( 54 )   PDF (7708KB) ( 115 )  

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为了研究主应力轴往返循环旋转对青海省重塑黄土变形特性的影响，对重塑黄土进行了一系列有限主应力方向角往返循环旋转的应力路径试验，重点分析了重塑黄土在主应力轴往返循环旋转路径下的基本变形规律。试验结果表明：主应力轴往返循环的幅值对重塑黄土基本变形有着显著的影响；试样主应力轴循环幅值不超过45°时轴向应变一直向正向增长，然而主应力轴循环幅值超过45°时轴向应变先向负向增加，循环完成后试样最终产生正的轴向应变，且试样累积的塑性变形随循环次数的增加而增加；不同循环角度下试样径向应变均向负方向累积发展，主应力轴循环幅值为90°时径向变形最大；试样切向应变相对于其他应变累积较少；试样八面体剪应变的变化区间随着循环角度幅值增加而不断增大。

珠江三角洲软土触变性试验研究

阎晓玲;余颂;赵永峰;黄珏皓;田宁;

2023, 54(1):  183-188.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.025

摘要 ( 83 )   PDF (3096KB) ( 154 )  

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为研究珠江三角洲软土触变特性，采用无侧限压缩试验和十字板剪切试验对珠江入海口软土开展了长达115 d的试验研究，重点分析了不同含水率和静置时间条件下，软土强度恢复演化规律。试验结果表明：珠江入海口软土具有显著的触变特性，无论是无侧限压缩试验还是十字板剪切试验，软土扰动后强度均随静置时间的增长逐渐恢复；相同静置时间条件下，软土试样强度均随含水率的增大而减小。然而，通过两种试验方法得到的软土触变强度恢复曲线不一，总体上来看，通过十字板剪切试验得到的软土触变强度高于无侧限压缩试验结果。在此基础上，结合十字板剪切试验结果，建立了可反映随含水率和静置时间影响的珠江入海口软土强度触变模型；通过实测值和计算值的对比，表明该模型可以较好地预测软土触变强度。

不均匀胶层对CFRP-混凝土弧形界面应力状态影响

秦敢;陈锐;金典琦;

2023, 54(1):  189-193.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.026

摘要 ( 67 )   PDF (5856KB) ( 133 )  

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受输水隧洞洞内水流冲刷的影响，衬砌混凝土表面的凹凸不平会导致胶层局部厚度发生改变。采用有限元方法研究了胶层厚度的不均匀对CFRP-衬砌混凝土界面应力状态的影响。基于“实体-弹簧-实体”三维有限元模型，在胶层单元以及衬砌混凝土单元内设置缺口以模拟凸台、凹槽以及气泡的存在；通过改变缺口的位置、深度和长度，分析了不同缺口条件下加固界面应力状态的变化规律。研究结果表明：相对于凸台和凹槽两种界面缺陷而言，气泡的存在对CFRP-衬砌混凝土界面应力状态的影响最为不利；随着气泡深度和长度的增加，界面径向应力的集中程度明显提高。故在CFRP粘贴完成后，对于CFRP的粘贴质量应进行详细检查，对于存在气泡的部位，建议采用针管注胶等方式进行处理。

基于二元维纳过程的水工闸门剩余寿命预测

杨涛;张钰奇;李凯旋;韩明海;赵华东;

2023, 54(1):  194-199.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.027

摘要 ( 69 )   PDF (5004KB) ( 131 )  

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针对水工闸门运行过程中因性能退化而引起的剩余寿命预测问题，提出了一种基于二元维纳过程的水工闸门剩余寿命预测方法。利用二元维纳过程建立闸门因腐蚀而引起的变形、应力退化过程模型，并基于AIC准则选择出合适的Copula函数分析其相关特性；通过分步极大似然估计法估计出模型中的参数，得到闸门剩余寿命概率密度函数，同时基于剩余寿命预测结果确定闸门的维修时间。最后，以河南省陆浑水库的弧形钢闸门为例进行数值仿真，验证了结果的合理性。结果表明：采用多指标方法更能全面、准确地反映出闸门的健康状态，基于二元维纳过程预测的闸门剩余寿命其RMSE为3.46,小于一元维纳过程的4.72,具有较高的预测精度。研究成果可为合理评估闸门的寿命状态，确定合适的维修时间以延长闸门寿命提供依据。

溪洛渡水电站坝下游河道非恒定流特性研究

杜泽东;董先勇;秦蕾蕾;杨天冉;

2023, 54(1):  200-205.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.028

摘要 ( 41 )   PDF (3638KB) ( 174 )  

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溪洛渡水电站运行时坝下游河道形成的强烈非恒定流将对下游航运产生影响。为保障航运安全，掌握电站运行时下游河道非恒定流特性，以原型观测数据率定物理模型参数，设置不同初始流量、流量变幅、流量变化率，采用物理模型试验深入研究了溪洛渡水电站坝下游15 km长河道的非恒定流特性。结果表明：溪洛渡水电站坝下游河道在非汛期均位于向家坝水电站回水影响范围内，汛期桧溪水位站以上河道水面存在明显比降；溪洛渡水电站坝下游河道水位变化率与下泄流量变化率呈正相关，最大垂线平均流速均与水电站下泄流量呈正相关；水位变化率和最大垂线平均流速变幅对流量变化率的响应更为敏感，受初始恒定流量的影响不大；向家坝水电站运行水位越高，溪洛渡水电站下游河道水位变幅和断面垂线平均流速越小。

水-草-土耦合边坡流场特性研究

陈彬;姚锡伟;毛朝勋;

2023, 54(1):  206-211.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.029

摘要 ( 58 )   PDF (2211KB) ( 141 )  

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植被的存在会改变天然边坡的流场特性，其对水流产生的阻力较为复杂。将含植被边坡划分为水层、草层和土层，用Navier-Stokes方程描述水层的流体运动，用Biot空隙理论描述草层和土层中的流体运动，在切向和法向的速度和应力保持连续性的条件下，推导出含植被边坡立面二维情形下沿坡度方向的流速沿水深分布的解析解。研究表明：当草层孔隙度较大时，地面下水流流动不可忽略；随着草径的增大，流速逐渐变小，最大剪应力由地面过渡到草顶面。研究成果可为土壤侵蚀研究和水土流失防治提供参考。

漫坝水流条件下宽级配土石料冲刷特性试验研究

赵天龙;付长静;马廷森;张川;

2023, 54(1):  212-219.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.030

摘要 ( 75 )   PDF (12530KB) ( 121 )  

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堰塞坝漫顶溃坝过程本质上是漫坝水流与坝体溃口处土体颗粒之间的相互作用过程，针对该作用机制开展专门研究，对于清楚揭示堰塞坝宏观溃决机理具有指导意义。针对堰塞坝漫顶溃坝过程中水流的强非恒定特征及坝料的宽级配特性，开展了不同水流条件下的宽级配土石料冲刷特性试验研究。研究结果表明：窄级配或均匀土石料的冲刷过程宏观上表现为沙波的形成、移动，也是推移质运动的主要形式，而宽级配土石料冲刷过程以冲刷坑的形成、扩展、移动为主。宽级配土石料在弱非恒定流条件下，粗颗粒对细颗粒的包围、遮蔽效应明显，抗冲蚀性能较强，而在强非恒定流条件下，粗颗粒背水面容易发生临空并起动，抗冲蚀性能相对较弱。宽级配土石料冲刷初期以坡角垮塌破坏为主，后期则主要体现为溯源冲刷。因此冲刷初期下游冲刷强度较高，上游冲刷强度较弱，床面容易形成倾向于下游的坡面且坡角逐渐增大；后期床沙在溯源冲刷作用下，上游部分粗颗粒间歇性起动并停止于下游，在其遮蔽作用下冲刷段下游容易形成细颗粒堆积区，使坡面倾角逐渐减小。因此，堰塞坝溃坝过程计算时应当充分考虑溃口底坡的倾角变化过程。非恒定流条件下的冲刷强度要大于恒定流条件下，基于恒定水流条件下所建立的输沙公式并不能用于精确的溃坝过程计算。

堰塞湖柔性防护措施控溃削峰技术研究

周招;蔡耀军;李建清;彭文祥;

2023, 54(1):  220-226.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.031

摘要 ( 62 )   PDF (13060KB) ( 116 )  

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针对堰塞湖溃决洪峰过大、堰塞体坍塌过程难以控制等工程难题，通过物理模型试验分别对比研究了常规无防护措施引流槽、石笼串及柔性网链等柔性防护措施引流槽溃决洪水特点，揭示了柔性防护措施与溃决水流协同作用机理。试验表明：堰塞湖溃决洪水过程可划分为溃决初始阶段、溯源冲刷阶段、快速发展阶段以及恢复稳定阶段；柔性防护措施并不改变堰塞湖溃决洪水特性，但普遍能调整堰塞湖局部溃决阶段时长，影响堰塞湖溃决发展过程；布置的石笼串能克服沿程摩阻下滑至引流槽底坡，能有效束缚溃决水流横向展宽掏蚀引流槽边坡，延缓溃决水流横向展宽过程发展；柔性网链能有效延缓溃决水流下切掏蚀堰塞体，延缓溃决水流水头快速上涨。二者联合作用能明显延缓溃决水流横向展宽及纵向下切掏蚀引流槽，减缓堰塞体坍塌，延长堰塞体溃决发展过程，削减堰塞湖溃决洪峰。

基于有效孔隙分布特征的黏土渗透系数公式推导

房营光;徐亚飞;谷任国;吴永康;

2023, 54(1):  227-232.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.032

摘要 ( 66 )   PDF (1641KB) ( 137 )  

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常用的渗透系数经验公式未能较好地考虑黏土的孔隙结构及矿物成分对土的渗透性影响，造成黏土渗透系数计算值与实测值具有较大的偏差，有必要对常用的渗透系数经验公式进行修正。首先考虑土的孤立孔隙、表面孔隙，并结合水层对黏土渗透性能的影响，定义对黏土渗流贡献最大的连通孔隙为有效孔隙，并给出针对黏土渗流的有效孔隙率计算方法，然后结合孔隙分布特征推导出渗透系数公式。选取广州市南沙区原状土及重塑土进行渗透试验对比，发现修正的渗透系数公式计算结果与实测值偏差较小，远优于传统斯托克斯孔隙流渗透系数公式计算结果。

粗糙裂隙各向异性对非达西渗流特性的影响

马亚楠;杨志兵;熊小锋;陈益峰;

2023, 54(1):  233-239.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.033

摘要 ( 53 )   PDF (4919KB) ( 131 )  

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为研究各向异性粗糙裂隙中的非线性流动规律，生成了符合岩石裂隙表面几何特征和开度分布的各向异性程度粗糙裂隙，用数值方法求解Navier-Stokes方程来模拟粗糙裂隙渗流。采用Forchheimer公式拟合数值模拟得到的压力梯度与流量关系，分析粗糙度、开度和各向异性程度对裂隙非达西渗流参数的影响规律。研究发现表观导水度各向异性随相对粗糙度和开度场各向异性的增大而增大。最后提出了基于一阶均方根粗糙度和等效水力开度的非达西系数表征模型，进一步推导了相应的临界雷诺数公式。所提出的裂隙非达西系数表征模型可以很好地描述各向异性粗糙裂隙非线性渗流特征，并与室内试验结果拟合良好。

水库农村移民集中居民点用地指标体系构建

朱滢;谭畅;

2023, 54(1):  240-244.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.034

摘要 ( 60 )   PDF (1027KB) ( 143 )  

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水利水电工程建设征地农村移民居民点的规划主要以GB 50188-2007《镇规划标准》为依据，规划过程中往往会出现镇规划技术指标与集中居民点特征不匹配的矛盾。从用地性质和分类不适用、用地比例不符、基础设施和公共服务设施配置标准与发展需求不符等方面论述了镇规划标准的不适用性。通过对新中国成立以来的移民安置目标进行梳理，明确了新时代乡村振兴要求下的移民安置目标，将“增加移民收入，使移民生活水平不断提高，逐步达到当地农村平均水平”的安置目标分解为用地控制指标，参考镇规划标准九大类用地指标体系、村庄三大类用地指标分类，结合农村移民集中居民点与村庄在形成基础和属性、形态特点、建设主体和规划设计依据等方面的异同，在“五级三类四体系”的国土空间规划体系的大框架下，提出了适应于农村移民集中居民点规划设计的用地分类，并构建了移民安置用地指标体系。

水库移民家庭生计策略研究

王飞龙;姚凯文;刘炳文;

2023, 54(1):  245-250.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.01.035

摘要 ( 71 )   PDF (1025KB) ( 150 )  

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随着城镇化进程的不断推进，水库移民的生计策略逐步从传统农业生产向非农生产转变，研究这种变化对于引导移民选择合适的生计策略具有重要的意义。以广东省2020年度大中型水库移民后期扶持政策实施情况监测评估调查数据为基础，测度不同生计策略下移民家庭的生计资本量，并利用收入多样性和收入风险度对其生计系统稳定性进行分析。实例分析表明：纯农就业不利于移民生计快速重构，农兼就业有较好的生计稳定性，而非农就业能快速提高生计资本量；移民收入非农化过程中会带来诸多挑战，应采取适当措施保障水库移民群体的可持续发展。