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2023年第03期目次

2023, 54(3):  0-0. 

摘要 ( 210 )   PDF (4835KB) ( 320 )  

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长江经济带环境规制对水资源利用效率的影响——基于技术创新中介效应的视角

孙伟, 韩凝玉,

2023, 54(3):  1-8.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.001

摘要 ( 200 )   PDF (1277KB) ( 308 )  

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高效利用水资源是当前水资源可持续利用的关键，环境规制是影响水资源利用效率的重要因素。为分析环境规制对水资源利用效率的影响，特别是探讨存在技术创新时两者之间的作用关系，选取2004～2019年间长江经济带108个地级市的面板数据作为研究样本展开分析。利用Super-SBM模型测算长江经济带各城市的水资源利用效率，分析技术创新视角下环境规制对水资源利用效率的影响机制，实证检验环境规制对水资源利用效率的影响程度。结果表明：长江经济带水资源利用效率偏低；环境规制对长江经济带水资源利用效率具有显著的提升作用，其中，对长江经济带下游的作用力度最高，中游次之，上游最低；技术创新作为中介变量，在环境规制与水资源利用效率之间起到部分中介效应，环境规制可以通过技术创新间接影响水资源利用效率。研究成果可为促进长江经济带水资源保护及区域高质量发展提供参考。

长江中游荆江河段典型断面崩岸预警方法及应用

李诺;夏军强;邓珊珊;周悦瑶;齐家露;

2023, 54(3):  9-15.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.002

摘要 ( 199 )   PDF (2554KB) ( 336 )  

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受三峡水库蓄水拦沙的影响，进入长江中游荆江河段的泥沙量剧减，河床持续冲刷下切，崩岸现象频发，不仅影响河势稳定，而且还增大了防洪压力。首先从水沙条件和河床边界条件方面选取10个崩岸影响因子，对其量化处理；其次基于实测数据，采用随机森林模型计算崩岸发生的可能性，并对模型进行率定和验证；最后基于DS证据理论融合崩岸可能性、临江居民区面积和堤外滩体宽度3个预警指标，划分典型断面的崩岸预警等级。研究结果表明：随机森林模型可较好地对崩岸现象进行预测，模型测试集准确率为75%;划分的预警等级与长江水利委员会水文局发布的预警信息总体相符，其中青安二圣洲荆60L断面和北门口荆98R断面预警等级较高，在2018～2020年均为Ⅰ级或Ⅱ级预警。此外还分析了各崩岸影响因子的重要性，其中护岸工程对崩岸的影响最大(重要度为16.6%),河岸坡度对崩岸的影响次之(14.4%),流量的重要度为10.2%。

采砂对淮河蚌埠段河势稳定与防洪安全影响分析

贲鹏;陆美凝;陆海田;彭亮;

2023, 54(3):  16-20.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.003

摘要 ( 139 )   PDF (4768KB) ( 326 )  

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河道无序采砂导致淮河蚌埠段河床发生剧烈变化，为了分析采砂对该段河势稳定和河道防洪安全的影响，开展了蚌埠段河道采砂影响研究。基于河道水沙特性、河床演变规律，通过现场观测、理论分析和数值计算等方法，从堤防滩地、水文测站、水利工程、桥梁管线等方面对河道采砂影响进行了评估，并提出了淮河蚌埠段河道安全保护范围。结果表明：(1)淮河干流蚌埠闸至沫河口段2008年以前自然演变缓慢，河床较为稳定，而2008年以后无序采砂造成了河床剧烈变化，且长时间内难以自然修复；(2)采砂坑具有数量多、深度大、边坡陡且极不稳定等特性，易导致断面滑动、河道不平整影响水文测验，危害防洪安全以及其他涉河设施安全和管理；(3)根据河道管理要求，淮河干流蚌埠闸至沫河口段河道两堤范围内，需要进行保护的区域面积占总面积的95%以上，即淮河蚌埠段河道已无可采砂区域，需将其划定为禁止采砂区。研究成果可为淮河采砂规划、河道保护管理和工程治理提供参考。

太湖流域上游宜兴市洪涝安全保障方案研究

吴小靖;吴心艺;

2023, 54(3):  21-27.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.004

摘要 ( 112 )   PDF (6696KB) ( 236 )  

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宜兴市地处太湖流域湖西地区入太湖骨干行洪通道上，汛期防洪压力较大。为解决该城区洪涝隐患，以不影响区域行洪为前提，利用流域一维河网模型模拟妥善处理上游洪水、本地涝水和南部山洪的“控泄结合”最优方案；通过外洪、山洪、本地涝水造峰时段和遭遇机遇分析，对来水条件复杂区域的抽排规模进行调洪演算。研究结果表明：(1)宜兴城区规划格局形成后，遇50 a一遇设计暴雨时，上游下泄洪量56%外撇出城，44%入城抽排，城区河道经新增350 m3/s泵站抽排，最高洪水位下降88 cm,区域泄洪和城区防洪排涝安全得到保障；(2)不同范围的洪涝水峰值控制时段不同，一般区域洪水7～15 d、本地涝水24 d、山洪6 h,外排泵站规模应充分考虑三者峰值的合理组合，避免工程建设浪费。研究成果可为同类洪涝条件地区防洪方案制定提供参考。

湖北省排污权有偿使用和交易政策实施情况与对策

杨霞;郭睿;张萌;王玥;张强;

2023, 54(3):  28-34.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.005

摘要 ( 107 )   PDF (1114KB) ( 315 )  

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排污权有偿使用和交易是统一大市场建设的重要手段，也是推动建立健全生态产品价值实现机制、深化生态保护补偿制度改革、深化要素市场化配置综合改革的关键路径。通过对标国家试点工作目标和任务要求，阐述了湖北省排污权有偿使用和交易的政策发展历程以及试点工作情况，剖析了湖北省在试点实践中出现的制度体系不健全、定价机制不完善、市场动力不足、能力建设不到位、与排污许可衔接不深入等问题。从制度构建、体制机制、能力建设、绿色金融、制度衔接等方面提出了相应的对策建议。

水行政执法与刑事司法衔接机制优化研究

顾向一;高媛;

2023, 54(3):  35-42.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.006

摘要 ( 160 )   PDF (1132KB) ( 238 )  

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构筑涉水违法行为法律责任体系是防范水事风险、确保长江流域水事安定的重要保障。水行政执法与刑事司法的衔接是否顺畅深刻影响着长江流域治理的实效。《长江保护法》的颁布为水事“行刑衔接”提供了框架性制度。基于执法实证研究，发现存在新旧法律责任设定协调性不足、证据收集与转化认定困难、水事案件信息欠缺“智慧共享”、跨部门跨地区协作缺乏长效性、检察监督线索获取渠道不畅等问题，影响着“行刑衔接”的效果。为确保“行刑衔接”发挥保障流域善治的作用，应从细化执法规范依据着手，构建高效合理的证据收集与转化机制，以“智慧执法”模式助推信息共享平台建设，提升流域合作协议约束力，拓展检察监督线索来源，实现水行政执法与刑事司法衔接机制的优化。

涉水生态空间管控制度体系研究

康文健;赵钟楠;魏钰;刘震;乔海娟;张丛林;

2023, 54(3):  43-48.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.007

摘要 ( 101 )   PDF (1159KB) ( 227 )  

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近年来，涉水生态空间面临面积减少、性质改变、功能降低以及服务保障能力下降等不利局面，为改变这一现象，提出涉水生态空间管控制度体系，以保护和恢复涉水生态空间。以问题为导向，分析涉水生态空间划定与管控存在的主要问题；以经验为导向，总结国外涉水生态空间管控的成功经验；以研究为导向，总结已有研究提出的重点管控制度。从国家、部门、流域、省级层面分别建立涉水生态空间管控制度，形成由14项制度组成的涉水生态空间管控制度体系。在此基础上，从国家、流域和省级层面提出涉水生态空间管控制度体系与现有涉水管理制度的协调衔接方式。

调水工程对过水性湖泊中污染物迁移转化的影响

程浩淼;王安安;张健;丁伟;卢建琴;

2023, 54(3):  49-55.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.008

摘要 ( 104 )   PDF (2111KB) ( 162 )  

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调水工程是缓解水资源时空分布不均以及用水供需矛盾的主要工程措施，也是生态环境的重要修复手段。但调水工程的介入会对沿线过水性湖泊产生复杂的物理、化学、水文、微生物等影响，进而对湖泊污染物迁移转化机制造成影响。综述了不同引调水方案对过水性湖泊水体水动力、理化性质(悬浮颗粒(SPM)、透明度(WT)和溶解氧(DO))以及污染物(营养盐、重金属和有机污染物)迁移转化规律影响的研究进展。结果表明：调水工程的介入通常会增强过水性湖泊的水动力条件，且调度流量越大、湖泊水体越浅，则流速梯度和水流切应力越大。同时，增大的流速和切应力会影响上覆水体中SPM的形态特征，并增大SPM浓度、DO及小型湖泊中的WT。此外，引调水虽然能减小湖泊平均水龄，促进湖泊水体循环，但也会刺激湖泊营养盐、重金属和有机污染物的内源释放。因此，引调水工程可作为紧急情况下的应急措施，但并不能成为解决湖泊富营养化问题的根本措施。研究结果可为全面评估调水工程对湖泊水生态的影响以及制定更合理的引调水方案提供参考。

南水北调中线工程水体溶解性有机质分子组成特征

都诚;王超;郝智能;岳前升;张洪;

2023, 54(3):  56-62.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.009

摘要 ( 94 )   PDF (12526KB) ( 186 )  

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为揭示南水北调中线工程水体中溶解性有机质(Dissolved Organic Matter, DOM)的组成变化特征，采集南水北调中线总干渠沿线及丹江口水库水样，利用傅里叶变换离子回旋共振质谱(Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry, FT-ICR MS)分析了DOM的分子组成及其空间变化，并探讨了总干渠沿线DOM变化成因和环境意义。结果表明：丹江口水库和总干渠均检出DOM物质3 200余种，仅含C、H和O的物质(CHOs)为主要组分，约占所有检出物质的61%,含C、H、O和N的物质(CHONs)占30.5%～31.5%,含C、H、O和S的物质(CHOSs)仅占7.3%～8.4%,结合O/C和H/C分类，丹江口水库和总干渠水体DOM主要组分为木质素(60%以上)。相较于丹江口水库，总干渠水体DOM组分发生了较大变化，蛋白质类组分占比由3.70%升至8.65%,表明总干渠中有蛋白质生成；稠环类物质占比由9.43%下降至4.77%,单宁酸类的变化趋势与稠环类物质类似。总干渠局部区域藻类增殖过程是引起总干渠中CHONs和CHOSs类DOM组分和占比升高的主要原因。研究成果可为科学认识南水北调中线工程水体水质变化过程提供科学依据。

圆口铜鱼资源变化及物种保护研究进展

熊美华;邵科;李伟涛;朱滨;

2023, 54(3):  63-71.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.010

摘要 ( 205 )   PDF (2333KB) ( 322 )  

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圆口铜鱼(Coreius guichenoti(Sauvage et Dabry))是国家二级重点保护野生动物和长江上游特有鱼类，为中国典型的淡水洄游性鱼类，研究梯级电站建设背景下圆口铜鱼资源变化对保护圆口铜鱼具有重要意义。综合文献调研及野外监测结果，发现圆口铜鱼资源量呈下降趋势，分布范围随着电站蓄水不断缩减并呈现出片段化，大坝建成运行几年后，库区不再有圆口铜鱼分布，坝下流水江段仍有圆口铜鱼分布；圆口铜鱼繁殖群体分布范围愈来愈窄，目前金沙江下游仅乌东德水电站坝下流水江段东川渡口能监测到亲鱼；攀枝花断面和巧家、皎平渡断面所监测到的圆口铜鱼产卵规模显著下降。通过对圆口铜鱼资源变化等研究进展的梳理，提出圆口铜鱼保护建议：加强栖息地和产卵场保护，构建人工产卵场；对圆口铜鱼人工种群应开展相应的遗传管理，并进行放流效果评估研究；修建过鱼设施，使圆口铜鱼能顺利通过大坝完成生殖洄游，保护其种群延续。

船舶噪声对越冬白头鹤的行为影响分析

陈晓娟;蔡金洲;成波;江波;

2023, 54(3):  72-77.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.011

摘要 ( 53 )   PDF (1303KB) ( 153 )  

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为研究船舶噪声对白头鹤行为的影响，设置环境背景噪声，60,65,70,75,80,85,90,95 dB(A)9个噪声声强梯度，以及150～250 m、250～350 m和350～450 m 3个距离段，采用噪声录制-回放法模拟船舶噪声对白头鹤正常栖息活动、警戒和飞行行为的影响。试验结果表明：白头鹤在距声源150～250 m(选取194 m)时，随着噪声增强，正常栖息活动行为比例降低，警戒和飞行行为比例增加；距声源250～350 m(选取317 m)时，随着噪声增强，正常栖息活动行为比例略有降低，警戒和飞行行为比例有所增加；距声源350～450 m(选取380 m)时，当船舶噪声大于70 dB(A)时，源强增加对白头鹤的正常栖息活动产生干扰影响，白头鹤警戒和飞行行为增加。试验研究结果可为白头鹤保护和湖泊通航管理提供一定理论基础，但在反映船舶通航对白头鹤行为的影响方面还存在一定的局限性。建议在船舶试通航期间，进一步深入开展原位试验，分析多因子复合作用对白头鹤行为的影响，为菜子湖通航管理和白头鹤种群保护提供决策依据。

长江口滩涂种青效果影响因素分析

才多;季永兴;张恒;

2023, 54(3):  78-82.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.012

摘要 ( 52 )   PDF (16935KB) ( 154 )  

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在气候变化和人类活动的双重压迫下，长江口滩涂正面临动力侵蚀及生物入侵等威胁，为此上海市在淤涨滩涂进行了多次人工种青，以期恢复其湿地生境。其中，横沙和南汇东滩促淤区的种青成效显著，但南汇嘴和杭州湾南竹港出海闸外侧区域滩涂种青却效果不佳。总结了影响长江口种青植被——芦苇和海三棱藨草存活和扩散的主要因素，包括滩涂高程、水体盐度等关键阈值，并对种青的成功和失败案例进行了分析。研究表明：人工种青应选择在高程和盐度合适的淤涨光滩上开展，同时还需考虑水文动力条件和滩涂底质的影响。近年来实施的人工种青基本实现了湿地营造的预期目标。

资料长度对深度学习方法日径流预报效率的影响

杨锟;张文江;宋克超;

2023, 54(3):  83-89.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.013

摘要 ( 73 )   PDF (5871KB) ( 156 )  

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长短期记忆(Long Short-Term Memory, LSTM)神经网络深度学习方法具有显著的时序分析能力，在径流预报方面有其独特的优势，但该模型预报的最优输入输出长度组合尚不太明确，探析不同输入输出长度对LSTM日径流预报效率的影响对相关应用具有实际意义。以四川省西部大渡河、雅砻江、岷江支流以及嘉陵江上游等流域为研究区，选取了20个子/区间流域，试验不同长度的前期输入资料预报不同预见期下的径流，研究了不同资料长度下LSTM模型的日径流预报效率，分析了该方法在不同流域的适用性与最优输入输出长度的特征。结果表明：(1)以前期降水、气温以及径流作为输入，前期资料长度对预报结果影响不太明显，但预报准确性会随预见期延长而下降，采用该种输入方案的预见期不宜超过7 d;(2)仅以前期降水、气温资料作为输入，预报准确性会随前期资料长度增加而提高，也会随预见期的延长而下降，建议该种方案的资料长度大于7 d、预见期最好为1 d,不宜超过3 d;(3)径流变异性是显著影响预报效率和最优输入输出长度组合的重要因子，变异性强，则预报效果较差，对输入输出长度的敏感性偏弱。研究成果可为提高深度学习径流预报效率提供参考，有助于结合流域特性确定适用的输入输出长度组合方案。

基于PSO-水量平衡-BP耦合模型的短期水位预测

张钰彬;练继建;王孝群;封天雨;

2023, 54(3):  90-95.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.014

摘要 ( 86 )   PDF (2779KB) ( 192 )  

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为降低水电站长期运行过程中频繁的无规律动作对于水头高、库容小、调节性能差的水电站造成的损害，最大限度利用水头优势增发电量，提高水电站运行的效益性和安全性，提出了一种机理与数据混合驱动的水位预测方法。该方法通过PSO(Particle Swarm Optimization)算法优化耦合BP(Back Propagation)神经网络和水量平衡模型，其中，数据驱动模型提供基准值，水量平衡机理模型修正水位趋势的合理性；将该方法应用于沙坪二级水电站的水位预测，对比分析水量平衡模型、BP神经网络模型和耦合模型预测结果。结果表明：提出的耦合模型有效避免了机理模型的累积误差和数据驱动的反常性；相对于水量平衡模型和BP神经网络模型，该耦合模型具有较高的预测精度和实用性，其平均绝对百分比误差MAPE和拟合优度R2分别为0.001 3和0.97,预测幅度更贴近真实水位。研究成果可为水电站面对短期的水位变化提前做出反应提供理论依据。

京津冀城市群需水量预测与供水工程建设措施研究

双晴;赵瑞婷;

2023, 54(3):  96-103.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.015

摘要 ( 84 )   PDF (2322KB) ( 178 )  

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京津冀城市群属于严重缺水地区，对其需水量进行科学合理预测是水务部门规划建设未来供水工程项目的前提和基础。针对京津冀城市群需水量开展预测研究，确定与经济、社会、用水和资源可用性相关的解释变量，利用京津冀城市群2004～2020年数据，建立了6种机器学习需水量预测模型，构建预测情景以寻求最优预测模型；根据京津冀城市群可供水量数据，测算出2021～2025年供需差。结果表明：XGBoost模型性能最好，误差最低，预测准确率达99.98%;预测京津冀城市群2021～2025年年均需水量较往年略有下降，在250.6亿m3左右波动；2021～2025年供水工程供需缺口总量预计约6亿m3。针对京津冀城市群供水工程规划建设，建议从持续推进南水北调工程建设、统筹协调绿色节水型城市建设和不断优化城市群供水管网建设等方面开展。

江西省水资源量质耦合承载力评价及提升对策

陈述;王瑾钰;雷彩秀;李清清;

2023, 54(3):  104-110.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.016

摘要 ( 74 )   PDF (3397KB) ( 163 )  

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为了合理评价和提升江西省水资源承载能力，耦合风险矩阵评价和政策情景模拟方法，从水资源数量和水资源质量双重角度，对江西省2015～2019年的水资源承载力进行评价，并从用水效率和用水结构两个方面进行情景模拟，探讨了江西省水资源承载力提升路径。研究结果表明：2019年江西省水资源承载压力较大，11个地市中有7个地市的水资源承载状况为临界状态或者超载状态，并呈现西北部最高、南部次之、东北部最低的空间分布特征；江西省用水效率在长江经济带中较低，若提高至长江经济带低用水效率水平，则可将水资源承载力处于临界状态或者超载状态的地市降为2个；江西省农业用水占比处于长江经济带第二高位，若提高用水结构均衡度，降低农业用水量占比，水资源承载力处于临界状态或者超载状态的地市也可降为2个。研究成果可为提高江西省水资源承载力提供一种实现路径，对促进江西省水资源空间均衡和区域经济社会高质量发展具有一定现实意义。

基于RF-EWM的滑坡易发性与城镇化耦合协调性研究

何清芸;牟凤云;黄淇;陈建坤;李云燕;

2023, 54(3):  111-116.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.017

摘要 ( 67 )   PDF (1977KB) ( 153 )  

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为了定量化揭示滑坡与城镇发展水平的内在规律，促进城镇高质量发展，选取指标构建滑坡易发性与城镇发展水平评价体系，基于RF-EWM和耦合协调度模型进行2015～2019年重庆市中心城区滑坡易发性、城镇发展水平时空分布分析和耦合协调性分析。结果表明：(1)重庆市中心城区滑坡易发性及区域滑坡易发性差异整体上呈下降趋势。(2) 2015年和2019年重庆市中心城区除渝中区外其余8个区城镇发展水平均低于0.4,区域间城镇发展水平差异大。(3) 2015年和2019年重庆市城镇发展水平与滑坡易发性之间耦合度均高于0.5,相互作用关系强；耦合协调度均高于0.4,处于协调阶段；大渡口区、九龙坡区、北碚区和巴南区等地区耦合协调度呈降低的趋势。研究结果可为重庆市滑坡防治及城市发展工作提供参考。

基于聚类算法优化样本的地质灾害易发性评价

刘铁铭;郭有金;刘艳领;

2023, 54(3):  117-124.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.018

摘要 ( 71 )   PDF (22894KB) ( 167 )  

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区域地质灾害易发性评价样本数据的可靠性是影响最终评价结果的关键因素之一。以陕西省白河县236处地质灾害为研究对象，分别采用层次聚类算法与动态K-means聚类算法对地质灾害样本数据进行聚类分析并获得其样本纯度。分析结果表明：层次聚类算法与K-means聚类算法得到样本纯度分别为91.53%与92.80%;结合两种算法结果，剔除样本噪声点20个，确定有效样本点216个，得到最终样本纯度为91.53%。利用样本提纯前后数据分别建立信息量模型(Ⅳ前、Ⅳ后),开展区域地质灾害易发性评价。评价结果表明：Ⅳ前模型与Ⅳ后模型得到的区域易发性区划图中，地质灾害落入极高-高易发区的数量分别为149个与167个，分别占灾害总数的63.13%与70.77%,灾害密度分别为0.508个/km2与0.584个/km2,较初始样本条件，样本提纯后极高-高易发区内灾害点数增加18个，灾害密度增加0.076个/km2,地质灾害分布更集中，预测结果准确度更高。研究结果可为地质灾害易发性评价研究中的初始样本数据提纯提供一定的理论与科学依据。

盆缘山区长江袭夺作用孕灾规律分析

黄浩;周灏;余姝;张枝华;

2023, 54(3):  125-129.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.019

摘要 ( 44 )   PDF (16429KB) ( 144 )  

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为研究长江袭夺作用对支流地质体孕灾规律的影响，以重庆市巫溪县为研究区，通过分析长江地质历史资料，研究了长江的形成及其对研究区内大宁河袭夺作用的地质过程；运用点核密度统计等方法，分析了袭夺作用的孕灾规律；此外，对比了在相似的河流规模及地质背景下，被袭夺的大宁河与区内另外2条主要河流在灾害体发育数量和密度上的显著差异。结果表明：地质灾害呈沿主要河流条带状分布、溯源发展的发育规律；地质灾害密集发育区与大宁河沿线高度重合；大型河流的袭夺作用为地质灾害营造了环境条件，是重要的地质灾害风险评价因子。研究成果可为地质灾害风险评价区划及风险管控措施制定提供参考。

基于倾斜摄影测量与InSAR技术的库区滑坡识别

吴明堂;姚富潭;杨建元;陈建强;姚义振;董秀军;

2023, 54(3):  130-137.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.020

摘要 ( 94 )   PDF (67485KB) ( 229 )  

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随着水电站的建成蓄水，水位变动会影响库岸边坡稳定性，从而诱发一系列的库岸滑坡，危害水电工程及库区居民安全。为尽早识别潜在库岸滑坡，选取白鹤滩库区作为研究区，提出将无人机倾斜摄影测量技术与短基线集干涉测量技术(SBAS-InSAR)相结合的方法，识别白鹤滩水电站库区及其周边地区的滑坡隐患点，并绘制滑坡图、制定滑坡识别程序。首先运用InSAR技术对白鹤滩库区葫芦口-象鼻岭岸段约300 km2流域进行大范围识别，共圈定46处疑似滑坡隐患点。然后，选取了其中约50 km2区域进行基于倾斜摄影测量技术的滑坡隐患识别与精细化查证方法研究。除精细化查证了SBAS-InSAR技术探测到的5处存在形变特征的活动滑坡外，还利用三维实景模型、三维增强显示模型，基于灾害体的形态、微地貌特征，另外识别出了7处当前暂时处于稳定状态、形变迹象不明显的古滑坡体。实验结果经实地查证，该滑坡识别方法准确率较高，可为白鹤滩库区及类似工况地区的地质灾害防治提供重要参考。

坝肩窑洞式开挖技术研究现状和展望

罗忆;李桥梁;李新平;龚航里;邓运辰;

2023, 54(3):  138-147.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.021

摘要 ( 89 )   PDF (2772KB) ( 153 )  

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中国西南地区山高谷深，水能资源充沛，但水电站坝肩开挖往往受到特殊地形地质条件、生态环境要求的影响，成为了制约水电工程建设的关键问题之一。针对常见的坝肩明挖方式所面临的挑战，从多个方面阐述了窑洞式开挖技术的优缺点，并基于现有工程的实践应用经验，分析了窑洞式开挖技术在工程应用中的关键问题以及相应对策；聚焦于高寒地区水电开发的巨大潜力和水利水电技术的发展要求，分析了窑洞式开挖技术在高寒地区的应用前景以及推行坝肩智能化开挖的先天优势。研究成果可为推动大坝建设技术的发展，促进水电优质、安全、绿色、高效开发提供参考。

含滑床软弱带的水中填土坝抗震加固措施研究

赵小东;王建;刘敬文;

2023, 54(3):  148-153.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.022

摘要 ( 60 )   PDF (4614KB) ( 148 )  

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发生过坝面滑坡的早期土坝，坝坡内存在相对软弱层，为解决含滑床软弱带的水中填土坝抗震问题，以某水中填土坝为例，通过数值计算对比分析了不同坝坡加固措施的抗震稳定效果。结果表明：由于震时受到地震动孔压的影响，滑床软弱带有效应力降低，部分穿过软弱带的滑弧不满足抗滑稳定要求。通过对比振冲碎石桩与水泥搅拌桩组合方案以及岸抛抛石压重与水泥搅拌桩组合方案，发现两种加固方案均能有效降低动孔压，提高抗液化能力，但后者对提高含软弱带的坝坡稳定效果不佳，主要原因在于部分区域抛石量集中、滑床软弱带地震惯性力增大，最终不利于坝坡稳定；而前者能明显降低坝体动孔压，减小液化范围，提高滑床软弱带的密实度和强度，可以达到较好的抗滑效果。

基于Hoek-Brown准则的地下洞室围岩稳定性分析

汤艳春;郑玉照;朱泽民;

2023, 54(3):  154-160.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.023

摘要 ( 78 )   PDF (5743KB) ( 122 )  

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基于Hoek-Brown准则，针对该准则中与围岩稳定性相关联因素，如最大主应力σ1、最小主应力σ3、岩石强度指标GSI和岩石单轴抗压强度σci,对水电站大型地下洞室围岩稳定性的影响开展分析，建立相关数值计算模型和方案，分析σ1、σ3、GSI和σci影响下大型地下洞室围岩变形、塑性区深度的变化规律。研究结果表明：根据不同σ1、σ3、GSI和σci条件下地下洞室围岩变形、塑性区深度的变化规律，可将围岩变形和塑性区深度划分为3个阶段：基本不变阶段、缓变阶段、陡变阶段。根据洞室围岩的塑性区特征，并结合洞室变形趋势等可将围岩变形和塑性区划分为自稳域、可控域、不可控域，得到基于Hoek-Brown准则的水电站地下洞室地应力-岩体强度-围岩稳定关系。自稳域对应地下洞室围岩处于稳定或基本处于稳定状态；可控域对应围岩有一定的变形或松弛破坏，但在一定支护策略下可控制变形或维持围岩稳定；不可控域对应围岩变形或松弛破坏较为明显，在一般支护策略下无法控制围岩变形或维持围岩稳定。根据研究成果可对Hoek-Brown准则下不同地应力大小、不同岩体强度的地下洞室进行围岩稳定性综合评判，用于系统指导地下洞室群的全过程设计和建设。

拉洛水利枢纽沥青混凝土心墙与廊道连接型式研究

徐晗;熊泽斌;潘家军;郑光俊;

2023, 54(3):  161-165.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.024

摘要 ( 41 )   PDF (2439KB) ( 122 )  

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柔性沥青混凝土心墙与刚性混凝土廊道之间的连接部位是大坝防渗体系的薄弱环节。为了确保连接部位的经济性与可靠性，针对拉洛水利枢纽高沥青混凝土心墙堆石坝，设计了3种不同的连接型式。考虑沥青混凝土心墙、混凝土廊道、土石坝填筑料与基岩四者之间的相互接触受力特性，分别建立有限元模型模拟坝体填筑和蓄水过程，研究了在竣工期与蓄水期3种不同连接型式条件下心墙与混凝土廊道的应力变形特性，对比分析了各种连接型式的优缺点，提出了混凝土廊道与沥青混凝土心墙的最优连接型式。结果表明：若竣工期心墙与两边过渡料沉降均匀，则心墙拱效应小；蓄水期心墙与廊道水平位移不协调会导致心墙底部竖向应力突变；连接型式3能使得沥青混凝土心墙、廊道与廊道后堆石料共同协同变形，是最优设计方案。研究成果可为沥青混凝土心墙结构型式选择提供理论依据。

不同火灾情景下钢壳混凝土结构温度传递规律研究

程志曜;徐国平;杨福见;胡大伟;周辉;

2023, 54(3):  166-172.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.025

摘要 ( 37 )   PDF (8233KB) ( 109 )  

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钢壳混凝土组合结构是一种重要的沉管隧道设计形式。研究防火板的布置及不同火灾工况下该沉管结构的温度传递规律，对开展运营期的钢壳混凝土沉管隧道火灾风险分析具有重要意义。以隧道火灾涉事车辆作为分类，根据沉管隧道钢壳混凝土结构建立三维有限元数值模型，模拟了小轿车、轻型车辆、巴士及重型货车火灾工况下有无防火板布置共12种情景下的钢壳混凝土结构温度传递情况。结果表明：对于钢壳混凝土组合结构，没有布置防火板情况下发生巴士火灾或更严重隧道火灾时，混凝土会达到建筑设计规范的防火极限，而布置有防火板时，结构温度场在各工况下均为安全。相关成果可为钢壳混凝土结构型沉管隧道的火灾风险分析研究提供参考。

岩石冻胀力研究综述

朱杰兵;祝永锁;汪斌;程伟健;

2023, 54(3):  173-178.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.026

摘要 ( 58 )   PDF (1780KB) ( 133 )  

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岩石冻胀过程中的水分迁移研究是冻岩力学研究的核心。首先阐释了薄膜水迁移理论、毛细理论、分凝冰理论3种主流的水分迁移理论，对3种理论的应用情况进行了介绍。从原位冻结、水分迁移冻结产生冻胀力的角度入手，对冻胀力解析模型研究、试验研究、数值模拟研究3个方面的研究进展进行概述。分别就解析模型中单一椭圆形裂隙冻胀力及寒区隧道3类典型冻胀力的计算、试验研究中冻胀力量值的影响因素及冻融循环中冻胀力的演化特征、数值模拟中单裂隙冻胀力及寒区隧道冻胀力模拟问题，展开了分析并指出了存在的不足之处。提出在冻胀力的解析模型研究和数值模拟研究中应充分考虑多种情况的耦合作用和水分迁移过程，以及在试验研究中开展测量方法的改进等研究建议。

考虑围岩流变特性的隧洞锚喷支护可靠度分析

肖瑶瑶;王刚;李梦瑶;王谦;

2023, 54(3):  179-183.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.027

摘要 ( 70 )   PDF (1561KB) ( 182 )  

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为了探讨岩体流变特性对水工隧洞围岩-支护体系的影响，提出了考虑围岩流变特性的隧洞支护结构时变可靠度分析方法。首先采用基于莫尔-库伦准则的西原模型，在静水应力场中给出锚喷支护圆形隧洞的黏弹-黏塑性解析解；然后根据锚杆内、外端位移的解析解和锚杆的屈服强度，构建锚杆承载能力可靠度计算功能函数；最后结合工程实例进行锚喷支护时变可靠度计算与分析。结果表明：围岩的流变特性对围岩位移和锚杆变形量的影响较大，锚喷支护的可靠指标值随时间推移不断减小，而后逐渐趋于稳定；对于围岩条件较差的水工隧洞，不考虑岩体流变特性影响的锚喷支护设计是偏于危险的。研究成果可为水工隧洞支护结构长期可靠性评价提供方法参考和理论支撑。

胶凝砂砾石料渗流应力耦合作用细观模拟

陈姣姣;蔡新;施南峰;

2023, 54(3):  184-189.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.028

摘要 ( 65 )   PDF (5484KB) ( 134 )  

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胶凝砂砾石料以其优越的性能受到广泛关注，为了探究其在渗流应力耦合作用下的破坏特性，基于一种新的细观离散元模型——格构离散粒子模型(LDPM),建立了胶凝砂砾石料渗流应力耦合数值仿真模型。结合胶凝砂砾石料三轴压缩试验结果，标定了该模型参数。通过对比不同水压力作用下胶凝砂砾石料楔入劈拉试验的数值模拟结果，验证了基于格构离散粒子模型的渗流应力耦合模型在模拟胶凝砂砾石料上的适用性。模拟结果表明：随着水压的增大，胶凝砂砾石料楔入劈拉试验的峰值荷载与其对应的裂缝口张开位移值都会减小，试件破坏之前所承受的循环加载次数减少。通过细观破坏的机理分析可知：随着水压力增大，裂缝扩展过程区变短，水更容易注入裂纹尖端，材料的破坏模式更加趋于脆性破坏。研究结果可为渗流应力耦合作用下胶凝砂砾石料坝、围堰等水利工程中材料的破坏行为分析提供计算模型和参考。

不同倾角厚层灰岩极限拉应变确定方法研究

刘博;左双英;钟帅;陈世万;田娇;

2023, 54(3):  190-199.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.029

摘要 ( 61 )   PDF (5912KB) ( 164 )  

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岩土工程中广泛应用极限分析法判断岩土体的局部破坏和整体破坏，其中极限应变值的确定是关键。基于室内试验、FLAC3D有限差分和PFC2D离散元方法，对7种不同倾角厚层灰岩岩样进行巴西劈裂试验及对应的数值模拟，研究其抗拉力学参数各向异性特征和破坏过程，并对3种确定极限拉应变的方法进行对比分析。研究结果表明：不同倾角的层状灰岩其抗拉强度和峰值应变具有各向异性特征；0～90°倾角岩样破坏模式从基质拉裂破坏逐渐向拉-剪复合破坏、层理拉裂破坏转变；应力-应变曲线弹性阶段的终点纵坐标为极限拉应变，其大小约为破坏拉应变的70%,当应变超过极限拉应变后裂纹开始萌生、扩展从而进入塑性阶段；3种方法得出的极限拉应变值随岩层倾角变化规律相似，量值差异较小。将室内试验和数值模拟相结合能从宏细观层面多角度展示含层理灰岩岩样裂纹萌生、扩展及贯通的全过程，对于岩土工程设计中的参数取值具有重要的指导意义。

酸性骨料沥青混凝土耐久性研究

熊泽斌;闫小虎;董芸;

2023, 54(3):  200-204.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.030

摘要 ( 88 )   PDF (2003KB) ( 165 )  

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在水工沥青混凝土防渗结构中，沥青与酸性骨料界面黏结性较差，长期浸水环境下沥青与酸性骨料界面处的沥青膜容易被水置换造成沥青与骨料分离，从而降低整个沥青混凝土结构的耐久性。尝试通过添加抗剥落剂来提高酸性骨料沥青混凝土的耐久性，并对掺抗剥落剂的酸性骨料沥青混凝土和碱性骨料沥青混凝土长龄期浸水和冻融循环后的力学性能与耐久性能进行了试验研究。结果表明：掺加抗剥落剂可有效改善酸性骨料与沥青之间的黏结力，提高酸性骨料沥青混凝土的力学性能与耐久性能；与碱性骨料沥青混凝土相比，掺抗剥落剂的酸性骨料沥青混凝土具有更加优异的综合性能，可用于水工防渗建筑中。

单组份聚脲涂层材料耐紫外性能研究

梁慧;熊泽斌;王媛怡;周中行;

2023, 54(3):  205-209.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.031

摘要 ( 77 )   PDF (3852KB) ( 117 )  

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在高海拔地区，普通高分子类水工混凝土表面防护涂层材料由于受到强烈紫外辐射，易出现变色、粉化、龟裂等现象，服役寿命明显缩短。选取一种综合性能较好的单组份聚脲材料，通过设计紫外辐射-冷凝加速老化室内模拟试验，开展了聚脲材料的拉伸性能、聚脲/砂浆体系的粘接性能测试，并利用扫描电镜SEM、红外光谱等手段分析了涂层的微观形貌和结构变化。结果表明：紫外辐射-冷凝老化过程中，聚脲材料中高分子发生分解导致涂层表面产生粉化，表面的N-H、C-H、-OH化学键发生变化，粘接强度、拉伸强度、断裂伸长率与老化时间呈指数相关。研究成果可为提高聚脲涂层耐紫外性能、更准确地预测聚脲类水工混凝土防护涂层的使用寿命提供一定的理论依据。

大流量明渠输水工程渡槽闸墩振动机理研究

张石磊;李美玲;王智欣;彭胜利;周旭阳;

2023, 54(3):  210-215.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.032

摘要 ( 62 )   PDF (3754KB) ( 126 )  

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针对长距离输水明渠过渡段水流剧烈波动造成渡槽闸墩异常振动的问题，以南水北调中线工程十二里河渡槽为例，通过长度比尺1∶36的物理模型试验复演了原型闸孔调度过程，分析了与闸墩振动密切相关的水动力要素，从进出口隔墩长度和体型、渐变段布置以及闸孔调度运行等方面对中墩振动机理进行了深入探讨。研究结果表明：闸墩振动主要源于水流横向摆动冲击建筑物及分隔墩末端出现间歇性游离的马蹄涡流态诱导所致；采用优化中墩布置型式、调整进出口渐变段收缩角或扩散角及调度运行方式等措施，可有效降低渡槽段水位波动及闸墩振动强度。研究成果可为大型调水工程渡槽设计及调度运行提供参考。

降雨过程中黄土坡面微地形因子与侵蚀关系研究

金鑫;刘浩楠;周程风;宋颖;翟婷;赵振鑫;

2023, 54(3):  216-223.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.033

摘要 ( 73 )   PDF (2993KB) ( 154 )  

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以断续降雨过程中不同阶段的黄土坡面栅格单元地形信息为研究对象，通过12段30 min、 60 mm/h雨强的降雨进行模拟降雨试验，对微坡度、微坡向与黄土坡面侵蚀过程、细沟形态演变的相互影响进行研究。研究结果表明：坡面微坡度与微坡向的变化主要集中在降雨初始阶段(0～30 min),后续阶段(30～360 min)变化幅度较小，微坡度和微坡向变化与坡面时段侵蚀量显著正相关。细沟网络形成后，微坡度<15°区间和45°以上区间栅格占比缓慢上升，且主要产生于细沟内部，细沟内部在发育过程中会产生泥沙堆积的平台和坡度较大的陡坎。细沟的发育过程是细沟内径流的剥蚀和边壁不稳定土体的坍塌共同作用的非均匀发育过程，径流的剥蚀和土体的坍塌互相促进，加速了细沟的发育过程，从而造成了侵蚀量的波动。细沟侵蚀过程中坡面微坡向以坡面坡向为主导，坡面坡向栅格占比在30 min后保持不变，而细沟总表面积逐渐增加，说明微坡向与坡面同向的细沟栅格数增加。细沟会产生有一定宽度的沟底，沟道的横截面由“V”形向“U”形过渡。除北向外，其余微坡向栅格数变化与细沟密度、细沟割裂度、细沟复杂度、细沟累计长度和细沟平均宽度显著相关，微坡向栅格数能够较好地反映坡面细沟形态变化。

三峡后续工作产业扶持项目移民受益情况调查研究

杨荣华;潘惠;陆非;

2023, 54(3):  224-228.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.034

摘要 ( 96 )   PDF (1723KB) ( 243 )  

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产业发展扶持是三峡后续工作规划的重要内容之一，也是促进库区经济社会发展和移民安稳致富的重要举措。为全面了解三峡后续工作产业扶持项目的实施成效、移民群众的受益情况，通过资料收集、问卷调查、现场访谈等多种方式，深入调查分析了产业扶持项目实施情况，总结梳理了产业扶持项目实施成效、移民受益情况。并针对移民受益存在的问题，从产业项目扶持方向、扶持重点内容、移民受益机制、移民受益方式4个方面提出对策建议，以期为三峡后续工作持续开展产业扶持项目并促进移民安稳致富提供参考。

面向数字孪生流域的知识平台构建关键技术

冯钧;朱跃龙;王云峰;周思源;

2023, 54(3):  229-235.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.03.035

摘要 ( 250 )   PDF (2035KB) ( 444 )  

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数字孪生流域中的知识平台需要支撑物理流域全映射与孪生流域可互动等应用要求。针对知识平台中的水利知识图谱、历史场景模式、业务规则、专家经验等建设内容，提出了一种基于知识图谱的数字孪生流域知识体系架构。在该架构中，利用图模型描述业务场景中实体概念间的关联关系，以事件为视角描述事件演化背后的机理与模式，以业务为导向形成业务-事件-要素间的关联网络，最终构建形成全景式耦合网络。基于全景式耦合网络，进一步建立了物理空间与数字空间、业务层与支撑层互动关联的闭环式应用架构。将此架构应用至数字孪生流域平台中，以事件为驱动，通过数据反馈形成决策闭环，从而达到支撑水利业务智能管理与决策的目的。