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2023年第04期目次

2023, 54(4):  0-0. 

摘要 ( 195 )   PDF (4190KB) ( 278 )  

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2022年长江流域汛期枯水情势分析

张明波;熊丰;王栋;

2023, 54(4):  1-6.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.001

摘要 ( 419 )   PDF (2311KB) ( 470 )  

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2022年长江流域出现“汛期反枯”且偏枯严重的异常现象。为定量探讨2022年长江流域汛期枯水情势，基于长江干流及洞庭湖、鄱阳湖水系主要控制站1952～2022年汛期月平均流量序列(考虑了梯级水库调蓄影响),采用P-Ⅲ曲线和适线法分析了干支流主要控制站点的枯水重现期，并基于B值诺模图法探讨了枯水重现期的不确定性，采用典型年法分析了长江流域2022年8月和9月的枯水地区组成。结果表明：(1)在水量方面，洞庭湖、鄱阳湖两湖水系2022年8～10月来水均为71 a来同期最小或次小，部分月份枯水重现期超70 a一遇。长江中、下游干流8月出现超70 a一遇枯水，来水量均为历史同期实测最小。7～10月长江上游和螺山站枯水重现期约30～60 a一遇，汉口、大通站来水量为实测同期最小。从重现期分析结果来看，2022年长江流域发生了极端干旱。(2)在来水组成方面，2022年8月和9月长江流域表现为上下同枯、干支同枯，在此期间，螺山、汉口等站来水量占大通站的比例与多年平均占比接近或偏高，而两湖来水占大通站的比例均显著偏小。从枯水地区组成来看，2022年长江流域枯水情势为流域性枯水。(3) 2022年长江中下游梅雨偏早、梅雨量偏少，是导致长江中下游流域性干旱的主要原因之一，流域内梯级水库群蓄水形势严峻；如果预报梅雨期偏早且梅雨量较小，则容易发生夏秋连旱的情况。研究成果可为长江流域干旱分析研究、加强水资源统一调度管理、有效提升旱情应对能力等方面提供技术支撑。

2022年长江口夏季咸潮入侵及影响机制研究

王玉琦;李铖;刘安琪;吴伦宇;葛建忠;

2023, 54(4):  7-14.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.002

摘要 ( 211 )   PDF (18711KB) ( 431 )  

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2022年长江流域降雨、干支流来水均严重偏少，江湖水位持续走低，发生了1961年有完整记录以来最严重的流域性气象水文干旱。受此影响，2022年8月下旬长江河口就遭遇咸潮入侵，为有咸潮入侵监测记录以来历史最早，随后入侵增强并持续影响长江口。针对2022年长江口罕见的夏秋季节咸潮入侵事件，利用长江口岸基、浮标观测资料，分析了2022年洪季咸潮入侵的变化过程，并结合FVCOM咸潮入侵数值模型，量化分析径流、潮汐及台风事件对咸潮入侵的影响。结果表明：2022年夏季长江径流量为历史极低值，导致长江口咸潮入侵时间提前，入侵频率增加，上溯距离增大，河道北侧盐度显著高于南侧。在低径流情况下咸潮入侵呈现显著的涨落潮、大小周期性变化，其中小潮后期为盐度的快速上升期，大潮至中潮位为盐度缓慢下降时段。除此之外，持续的偏北风会有利于外海水体向海内输送，导致水位抬升，增强咸潮入侵。2022年9月在北向型台风“轩岚诺”和“南玛都”的影响下，随着涨潮流的作用，长江口咸潮入侵程度在9月21日达到最大，上溯至东风西沙水库北部约10 km处。研究成果可为进一步认识长江口咸潮入侵规律及机理提供依据。

贵州省防洪减灾思路与对策研究

黄火键;徐震;张继昌;田英;杨荣芳;王鼎;

2023, 54(4):  15-22.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.003

摘要 ( 149 )   PDF (6789KB) ( 237 )  

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贵州省独特的地形地貌、气候特征导致该省洪涝灾害频发、洪灾损失严重，亟需系统谋划全省防洪减灾体系，强化洪水调度和风险管理，最大限度减轻洪涝灾害损失。在深入分析贵州省洪涝灾害特征、防洪减灾薄弱环节的基础上，按照“两个坚持、三个转变”的防灾减灾救灾新理念，对标新时期水利高质量发展要求，研究提出了以流域水系为单元推进全局系统治理的思路，给出了“畅泄、增蓄、扩排、联调、控险”多元化防洪举措，明确了流域防洪布局、防洪保护对象和防洪治涝标准，并指出了贵州省未来洪涝灾害防御工作重点。建议从消除防洪工程安全隐患、推进江河防洪治理、加强城市防洪排涝达标提标建设、加强山洪灾害防治、加强涝区排涝达标建设、强化洪水调度与风险管理等方面构建贵州省防洪减灾体系。研究成果可为贵州省进一步完善防洪减灾思路、系统推进现代化防洪减灾体系建设提供参考。

基于XAJ-DCH模型的五强溪库区洪水预报研究

肖杨;臧帅宏;李巧玲;

2023, 54(4):  23-29.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.004

摘要 ( 104 )   PDF (8260KB) ( 208 )  

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由于沅水水系五强溪水库流域面积大，流量控制站少，且洪水进入库区后，洪水波的传播方式变化较大，因此五强溪水库近坝区的洪水预报难度大。为提高五强溪库区洪水预报精度，采用XAJ-DCH模型(Xin′anjiang Digital Channel Model)对近坝区2016～2020年间13场洪水进行模拟，模型河道汇流分别采用了非线性水库法和马斯京根法，根据两种汇流方法的特点制定了两种不同的洪水预报方案。模拟结果表明：XAJ-DCH模型中两种河道演算方法均表现良好且简单实用，13场洪水的确定性系数基本位于0.7以上。非线性水库方法相比于马斯京根法考虑了河段断面情况以及水力特性，能够体现洪水运动的时空变化，且只需要率定河道糙率，其他参数如河道坡降、河宽以及河段长均可根据数字高程模型进行估计；马斯京根法需要率定4个河道参数，但马斯京根法模拟结果相比于非线性水库方法稍好。研究成果可为科学有效开展库区洪水预报、提高预报精度提供参考。

重庆市小水电退出机制研究

肖妮;金华频;

2023, 54(4):  30-35.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.005

摘要 ( 123 )   PDF (1488KB) ( 212 )  

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为引导重庆市部分老旧或有用水纠纷的小水电有序退出，缓解水资源利用矛盾，开展了小水电退出机制研究。在总结国内外小水电退出现状的基础上，基于重庆市老旧小水电调研成果，结合该市实际情况，提出了小水电退出衡量指标、退出方式、奖补标准(市场法、收益法、重置成本法、推荐测算法)、退出程序等。分析认为小水电退出工作应做好科学论证、综合评估，社会风险防控，宣传指导，后评估等4个方面工作，从而确保退出工作平稳有序推进。研究成果可为重庆市小水电退出政策制定提供参考。

“碳中和”背景下流域统一电价机制研究

黄婧;李继清;龙飞雨;邓世浪;

2023, 54(4):  36-41.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.006

摘要 ( 97 )   PDF (1702KB) ( 172 )  

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中国现行水电电价机制呈现多样化，“一厂一价”现象日益严重。通过梳理水电电价发展历程，找出现行电价机制中被忽视的因素，包括水电外部性、梯级水电站间水力联系等。基于此，提出了“直接成本+正外部成本-负外部成本”的流域统一电价机制。在“碳中和”的背景下，实行流域统一电价有助于提高水资源利用率，促使水电行业融入电力现货市场，并可为全面认识各类发电能源的效益与影响提供依据。

山东省海岸带地下水环境动态演化特征研究

李波;关琴;林广奇;张海林;张翼飞;

2023, 54(4):  42-48.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.007

摘要 ( 134 )   PDF (11862KB) ( 186 )  

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为研究山东省海岸带的地下水环境特征，依据山东省海岸带不同类型地下水监测数据，结合区域水文地质条件，从地下水动力场和地下水水化学场两个方面开展了分析。结果表明：地下水水位动态变化与大气降水呈正相关关系，同时还受地形地貌、地下水开采强度等因素制约；地下水水化学特征由中低山丘陵区向滨海区呈现分带性；近40 a来，阴离子HCO3-含量逐渐降低，Cl-含量逐渐升高，阳离子Ca2+、Mg2+含量逐渐降低，Na+含量逐渐升高；水化学动态特征主要受自然因素和人类活动的影响，受人类活动影响更为明显。

雅鲁藏布江流域水化学特征及碳汇计算

李伯根;包宇飞;胡明明;王雨春;孙猛;

2023, 54(4):  49-56.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.008

摘要 ( 95 )   PDF (2040KB) ( 169 )  

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河流是连接海陆两大生态系统的主要通道，也是碳循环的主要参与者之一。以雅鲁藏布江流域为研究对象，采用水化学与元素地球化学方法对雅鲁藏布江流域的水化学特征和碳汇过程进行研究。结果显示：(1)雅鲁藏布江流域河水总溶解固体(TDS)均值为205.3 mg/L,高于世界河流平均水平；河水中阴离子以HCO3-为主，阳离子以Ca2+为主。(2)质量平衡模型表明，流域水化学组成以碳酸盐岩风化为主，平均贡献率为56%,硅酸盐岩和蒸发盐岩平均贡献率分别为23%和17%;大气降水输入对河水主要离子的贡献仅为3%。(3)流域内岩石风化速率为42.03 t/(km2·a),约为世界河流平均岩石风化速率的2倍。受径流流量的影响，丰水期岩石风化速率(72.00 t/(km2·a))远大于枯水期(12.06 t/(km2·a))。(4)流域内岩石风化CO2消耗速率为407.13×103 mol/(km2·a),远高于世界河流平均水平。其中，碳酸盐岩风化CO2消耗速率平均为232.29×103 mol/(km2·a),硅酸盐岩风化CO2消耗速率平均为174.84×103 mol/(km2·a)。

不同控源截污水平下平原圩区活水效果研究

张澍;柳志亮;陈瑶雪;李俊龙;王安亭;

2023, 54(4):  57-61.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.009

摘要 ( 75 )   PDF (2191KB) ( 140 )  

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平原圩区河网普遍存在水动力不足、自净能力弱的特点，水环境问题突出。控源截污和畅流活水是平原圩区河网常用的水环境治理措施，但大规模控源截污技术条件困难，实施周期较长；畅流活水虽见效快，但持续时间短，因此需两者配合进行。以无锡市锡山区云林街道为研究区，建立水量水质耦合模型，探究不同截污水平下活水调度对区域水环境的影响。结果表明：不同活水调度方式对区域河道水环境影响不同，部分调度方式甚至会使河道水质恶化；控源截污能有效提升全断面水质；当控源截污和畅流活水两种措施结合时，改善效果超过单一手段，且能改善因调度而导致的水质恶化现象。研究成果可为研究区及其他平原圩区河网有效全面地治理水环境问题提供科学依据。

基于地理信息的OED-RF草海水深反演

周彬;陈冬云;黄筱;刘开奋;王沿儒;

2023, 54(4):  62-67.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.010

摘要 ( 61 )   PDF (8948KB) ( 137 )  

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为充分利用已有数据提高浅水区水深反演的精度，并快速选择机器学习模型中的参数，选取贵州省草海为研究区，在BP神经网络模型和随机森林模型(RF)中加入地理信息(GEO),采用正交试验设计法(OED)选取GEO+RF模型较优参数，并与多波段对数线性模型、GEO+BP神经网络模型和GEO+RF模型进行对比。结果表明：相较于文中所对比的模型，提出的GEO和OED-RF模型反演精度最高，实测水深-反演水深散点图点位最为集中，反演水深图与实测水深图基本一致。说明GEO和OED-RF模型能有效提升试验效率、选出较优参数并提高浅水区水深反演精度，可为相似区域水资源遥感监测与分析提供参考。

国家重点保护淡水鱼类特点及其保护建议

张志明;梁炆汉;杨洋;陈锋;

2023, 54(4):  68-75.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.011

摘要 ( 63 )   PDF (1697KB) ( 143 )  

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为了更好地保护中国淡水鱼类的多样性和种群资源，对2021年2月1日修订的《国家重点保护野生动物名录》中淡水鱼类(含圆口纲和软骨鱼纲)的种类组成、地理分布、生态特点及保护地位进行了系统整理与总结。分析了当前保护工作所面临的困境和存在的问题，并针对性地提出了保护建议：(1)开展系统的保护鱼类资源调查，查明保护鱼类的分布、资源现状及面临的保护威胁，并建立信息共享机制；(2)加强鱼类生态学、人工繁育等保护科学技术研究；(3)落实责任强化监管，让保护工作落到实处；(4)持续开展监测评估，依据评估结果对保护名录进行适时调整。

水位波动下东洞庭湖冬季水鸟变化特征

成波;李红清;朱秀迪;林国俊;陈荣友;江波;

2023, 54(4):  76-84.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.012

摘要 ( 56 )   PDF (3084KB) ( 127 )  

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东洞庭湖是洞庭湖泊群落中最大、保存最完好的天然季节性湖泊，形成了多样、稳定的湿地资源类型，是迁徙水鸟重要的越冬栖息地。基于东洞庭湖冬季水鸟调查数据和城陵矶站水位观测数据，分析了水位，冬季水鸟种类、数量、多样性，优势种种群数量的变化特征，并研究了水位波动对水鸟群落结构及多样性的影响。结果表明：在水鸟调查期间对应的水位波动范围内，东洞庭湖水鸟种群数量与城陵矶站水位具有较好的拟合程度。城陵矶站水位对水鸟种类、水鸟多样性和优势种种群数量没有显著的影响。在分析水位波动对冬季水鸟群落结构及多样性影响主要原因的基础上，从东洞庭湖冬季水鸟保护的角度提出水位调控利用建议。建议加强湿地生态-水文多过程耦合机制研究，为东洞庭湖水位优化调控和水鸟生物多样性保护提供科学依据。

干旱河谷生态服务价值与景观生态风险时空演变

周建伟;罗君;

2023, 54(4):  85-93.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.013

摘要 ( 45 )   PDF (16461KB) ( 156 )  

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基于2000～2020年高精度土地利用数据，利用生态系统服务价值(ESV)和景观生态风险指数(LERI)评估模型、双变量空间自相关模型、地理探测器，探究安宁河流域和白龙江流域ESV和LERI的时空演变、关联和分异特征。结果表明：安宁河流域和白龙江流域土地利用以林草为主；城镇扩张影响下两地ESV和LERI均呈降低趋势，ESV以低和中等等级为主，LERI以极低和低等级为主；ESV和LERI具有显著空间负相关性且两者关系以高价值-低风险和低价值-高风险为主；人类活动对两地ESV和LERI空间分异起主导作用；林地和草地是两流域ESV的重要来源，建设用地的激增使两流域ESV不断减少、LERI有所降低。需因地制宜完善用地结构，加强林草及水域保护，合理控制城镇扩张，推动流域土地利用结构可持续发展。

基于Azure AutoML的泥沙预报模型构建与应用

曹辉;陈柯兵;董炳江;

2023, 54(4):  94-100.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.014

摘要 ( 71 )   PDF (6324KB) ( 165 )  

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泥沙预报是开展水库泥沙实时调度的前提，而水沙作用机理和演进规律的复杂性又导致开展高效、精准的泥沙预报较为困难。基于微软在2018年发布的Azure AutoML自动化机器学习技术，进行了泥沙预报模型构建与应用的探索。选取三峡水库泥沙重要控制站——寸滩、清溪场、万县、黄陵庙站构建了含沙量预报模型，并从模型构建与评估、预报精度、输入因子重要性等角度开展了分析。研究结果表明：Azure AutoML技术可便捷地进行自动化机器学习模型的构建，基于该技术建立的预见期为1～3 d的模型针对沙峰消退阶段和含沙量较小阶段预报效果较好；预见期为1～2 d的模型可以对沙峰开展较为准确的预报；寸滩、清溪场站含沙量主要受到上游来沙的影响，而万县、黄陵庙站的含沙量自相关性较强。

伊犁河流域陆表水域面积时空变化及驱动力分析

仲涛;李漠岩;李建豪;董芳;郑江华;

2023, 54(4):  101-107.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.015

摘要 ( 77 )   PDF (5332KB) ( 174 )  

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为探究伊犁河流域陆表水域面积时空变化及其驱动因素，为跨境水资源确权与分配提供依据，利用全球地表水数据集研究2001～2020年伊犁河流域陆表水域面积时空变化，并结合降水、温度和土地利用数据进行驱动力分析。结果表明：(1) 2001～2020年伊犁河流域陆表水域面积增加661 km2,主要增加在中国境外巴尔喀什湖南部和境内流域。(2) 20 a间大于1 km2的陆表水域增加41个，大于5 km2的陆表水域增加14个，巴尔喀什湖水体面积呈先增加后稳定的趋势，卡普恰盖水库水体面积呈下降趋势。(3)中国境内陆表水域面积受气候因素影响较小，土地利用类型变化是境内陆表水域面积变化主导因素；耕地面积变化是影响境外陆表水域面积变化的主导因素。研究成果可为伊犁河流域土地利用规划及流域水资源合理分配提供科学支撑。

短历时雨型对城市排水管网运行状态影响研究

杜经纬;王昊;王浩;廖卫红;

2023, 54(4):  108-113.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.016

摘要 ( 74 )   PDF (6891KB) ( 141 )  

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管网过流能力不足或老化会导致城市内涝问题日趋严重，借助水力模型辅助城市排水管网改造尤为必要。考虑到设计雨型是影响管网设计标准的重要因素，以广州市猎德涌排涝片为研究区域，分析两种短历时设计雨型对管网运行状态(包括溢流和充满度两方面)的影响。研究表明：芝加哥雨型雨峰系数为0.35,降雨集中在雨峰附近，P&C雨型降雨波动分布在前半时程，主雨峰系数为0.16;芝加哥雨型下的满流管段数与溢流检查井个数大于P&C雨型的，对于管道的设计标准要求更高；而P&C雨型下的溢流总水量及单个检查井溢流水量大于芝加哥雨型的，对于地表积水影响更大；10 a一遇设计情景下，两个雨型模拟结果差距最大。通过量化分析溢流与管段充满度对雨型的响应，以期为城市管网设计与改造提供参考。

基于知识图谱的中国水足迹研究进展分析

张钰宁;景晓栋;田贵良;

2023, 54(4):  114-122.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.017

摘要 ( 82 )   PDF (9593KB) ( 186 )  

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水足迹概念的提出拓宽了水资源评价体系和理论内涵，为水资源领域提供了全新的研究思路。为从整体和全局角度展示中国水足迹研究进展、热点和未来趋势，运用CiteSpace 5.8.R3软件对2003～2021年中国知网收录的关于中国水足迹研究领域的核心期刊及CSSCI期刊文献进行可视化分析，系统梳理中国水足迹研究脉络，归纳总结当下研究热点，并针对性地提出研究展望。结果表明：(1) 2003～2021年中国水足迹研究文献数量总体上呈现波动上升态势；(2)水足迹研究领域作者集中程度较高，核心作者群对相关研究贡献较大，研究机构间外部合作程度低，学科交叉性有待提高；(3)水足迹、虚拟水、水资源、生态足迹、碳足迹、灰水足迹、蓝水等是中国水足迹研究领域中热度较高的关键词；(4)水足迹领域主要围绕水足迹、虚拟水、水资源、生态足迹、蓝水5个研究主题展开。基于分析结果提出应加强主要作者及研究机构间合作、促进跨学科交叉融合发展等政策建议。研究成果可为进一步推进中国水足迹领域研究提供参考。

江西省水资源开发保护与绿色发展耦合协调关系

雷彩秀;敖源鸿;王和俊;李匆;

2023, 54(4):  123-129.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.018

摘要 ( 95 )   PDF (2788KB) ( 177 )  

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为了探究江西省水资源开发保护与社会经济绿色发展的相互关系，构建了水资源开发保护-绿色发展系统评价指标体系，运用熵权法和综合指数法对江西省水资源开发保护和绿色发展水平进行了评价，采用耦合协调度模型和障碍度诊断模型探讨了两系统的耦合协调程度及其主要影响因素。结果表明：(1)江西省水资源开发保护水平和绿色发展水平总体呈现上升趋势；(2) 2019年江西省水资源开发保护与绿色发展的耦合协调关系总体较好，除景德镇市处在勉强失调衰退阶段，其余城市均处在初级耦合协调阶段或者良好耦合协调阶段；(3)江西省水资源开发保护与绿色发展耦合协调度的主要影响指标为第三产业增加值、研究与试验发展经费投入强度、人均GDP、日污水处理量。研究成果可为江西省制定适应社会经济高质量发展的水资源开发保护战略提供支撑。

意大利瓦依昂滑坡研究综述

肖诗荣;魏瑞琦;李莹;杨璇喆;

2023, 54(4):  130-140.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.019

摘要 ( 86 )   PDF (5989KB) ( 156 )  

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1963年10月发生的意大利瓦依昂滑坡是水电开发史上的转折点，更是地质灾害研究和防治历史上的新起点。对瓦依昂滑坡的研究进程进行了梳理，归纳和总结了主要研究成果。结果表明：60余年来，关于瓦依昂滑坡的研究取得了丰富的成果，其中对于滑坡地质结构和地质模型形成了基本一致的共识；但学术界对于该滑坡成因、变形机理和高速滑动机理还存在着完全不同的研究结论和假说。对于滑坡成因，主要包括库水为主诱发和降雨为主诱发两种成因机制；对于滑坡启动变形机理，主要有滑带土饱水软化导致抗剪强度衰减进而启动滑坡变形和孔隙水压力作用启动滑坡位移两种观点；而对于滑坡高速滑动机理，主要包括摩擦生热孔隙水增压及汽垫效应，以及滑带峰残强降剧动启程+速度劣化强度复合加速效应两种假说。此外，还对瓦依昂滑坡的进一步研究方向和要点进行了探讨和展望。研究成果可为指导特大灾难性顺层滑坡的预测预警及防治提供参考。

降雨与库水作用下谭家河滑坡变形响应规律分析

汪标;易庆林;邓茂林;童权;刘开心;

2023, 54(4):  141-149.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.020

摘要 ( 84 )   PDF (31689KB) ( 177 )  

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三峡库区谭家河滑坡坡体结构特殊，形成机理复杂，自2006年12月开始监测以来，至今仍持续着位移变形。在分析谭家河滑坡变形特征(2015～2020年)的基础上，把GPS人工和GPS全自动监测数据精细划分为多个阶段，采用定性与定量相结合的方法对库水位、降雨量数据进行分析与处理，并结合地下水位监测数据，对滑坡变形响应规律进行总结归纳，揭示滑坡诱发因素与诱发机制。结果表明：(1)谭家河滑坡累积位移呈稳定-阶跃的增长趋势，在自重、库水位波动以及大气降雨等因素的共同作用下，滑坡促滑段不断挤压阻滑段发生推移式蠕动变形。库水位升降是滑坡变形的直接因素，降雨对滑坡变形起促进作用，汛期连续2个月月降雨量达到160 mm以上，会极大促进滑坡变形。(2)库水位从175.00 m低速下降至160.00 m的过程中，库水的浮托减重、浸泡软化效应使坡体变形保持低速增长；库水位从160.00 m快速下降至145.00 m的过程中，库水位下降速率越大，形成的指向坡外动水压力越大，导致坡体变形更加明显。(3)低水位运行阶段，由于库水位快速下降对滑坡变形有一定滞后效应，使坡体在库水位两次145.00 m低水位运行期间仍持续变形，且第一次低水位运行期间比第二次变形更强。(4)库水位从145.00 m快速上升至175.00 m的过程中，在降雨强度较弱的情况下，库水位上升有利于坡体稳定，但当库区遭遇持续性降雨作用时，会降低坡体稳定性，库水对坡体阻滑段产生的浮托减重效应显著，导致坡体变形加剧。研究成果可为三峡库区涉水型滑坡诱发机制分析、监测预警预报研究、应急抢险处置等提供参考。

冀东平原地面沉降影响因素及易发性评价——以唐山市平原区为例

汪洋;单强;马丙太;王锦彪;王颖;董明奇;

2023, 54(4):  150-156.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.021

摘要 ( 77 )   PDF (7644KB) ( 130 )  

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为了解冀东平原地区地面沉降机理，揭示诱发地面沉降的主要影响因素，以唐山市平原区为研究对象，通过分析研究区地面沉降现状、第四系地层性质及地下水位埋深等因素，系统解释了引起地面沉降的主要因素，并借助综合危险性指数法进行了地面沉降易发性评价。结果表明：(1)研究区地面沉降自北向南逐渐增强，沉降严重地区分布于沿海地带；研究区地面沉降高易发区面积1 859.74 km2,占比为22.30%,中易发区面积为2 699.34 km2,占比为32.36%,低易发区面积3 781.92 km2,占比为45.34%。(2)影响地面沉降的内部因素为第四系地层厚度、地下水主要开采层黏性土厚度，外部影响因素为浅层、深层地下水位埋深。研究成果可为提高地面沉降灾害的监测与预警能力提供科学依据。

融合无人机LiDAR与摄影测量的河道地形测绘方法

沙红良;陆德中;付康;李树明;

2023, 54(4):  157-162.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.022

摘要 ( 95 )   PDF (26053KB) ( 212 )  

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针对无人机摄影测量过程中植被穿透率低、无人机LiDAR(激光雷达)点云地物提取困难等问题，研究了一种融合无人机摄影测量与LiDAR的高精度河道地形测绘方法。该方法利用TerraSolid软件对LiDAR点云数据进行去噪与地形滤波处理，提取测区高精度DEM(数字高程模型),并通过LiDAR点云与DOM(数字正射影像)融合建立真彩色三维点云、与数码影像融合重建测区实景三维模型，实现地物的精准测绘。典型应用结果表明：该方法能有效发挥两种技术的互补优势，解决长江下游河道岸滩区域植被高密度覆盖的地貌测绘与建筑物复杂多样的地物测绘难题，数据采集与处理高效，产品直观、精细、多样化，精度可满足1∶1 000比例尺地形图测绘的要求。

盾构输水隧洞带衬垫管片接头承载性能研究

秦敢;杨帆;陈锐;金典琦;

2023, 54(4):  163-169.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.023

摘要 ( 59 )   PDF (2928KB) ( 123 )  

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针对在盾构输水隧洞管片衬砌中常采用的带衬垫的管片接头，建立了能够考虑接头混凝土榫槽、螺栓、弹性衬垫、止水衬垫等结构受力特性的三维精细化数值模型，研究带衬垫管片接头从开始承载至极限破坏全过程的承载性能。结果表明：带衬垫管片接头的承载性能十分复杂，在正弯矩工况下可以根据弹性衬垫开始张开、外缘混凝土开始接触、弹性衬垫完全张开3个关键点依次划分为4个阶段。在负弯矩工况下可以根据止水衬垫张开、弹性衬垫开始张开两个关键点依次划分为3个阶段。轴力对接头刚度的影响十分显著，但接头在不同轴力水平下的弯矩-转角曲线仍然符合在正负弯矩工况下的阶段特征。接头在弯矩作用下的极限状态通常是管片接头边缘混凝土先屈服，因此工程实践中需注意对该部位混凝土进行保护或者强化。

秦岭隧洞花岗岩段掘进机滚刀破岩规律及掘进特征

赵力;苏岩;王博;龚秋明;段庆伟;刘立鹏;

2023, 54(4):  170-176.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.024

摘要 ( 56 )   PDF (5695KB) ( 130 )  

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为更好掌握TBM掘进性能，以引汉济渭工程秦岭隧洞花岗岩段为研究对象，通过滚刀破岩试验与施工参数分析，获得了滚刀破岩机理，揭示了掘进速度、设备利用率等TBM掘进性能指标的变化规律。结果表明：在设定地应力条件下，随着贯入度增加，滚刀法向力增大，且其变化幅度增加、变化频率加快，增加了相邻滚刀间形成大岩片的数量；高地应力条件下，因多次发生岩爆，TBM平均掘进速度、设备利用率均较低；现场贯入指标、岩石掘进效率指标沿桩号的变化基本同步，但现场贯入指标能更好评价TBM破岩性能。通过调整支护、清渣和施工组织方式，提高辅助作业效率，并及时调整TBM掘进参数、改进滚刀刀刃材质，可保障TBM高效运行，为该隧洞TBM后续掘进提供相应对策。

基于Civil 3D的弃渣场二三维一体化设计平台研究

陈万宝;张嘉明;马天皓;张世伟;

2023, 54(4):  177-182.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.025

摘要 ( 76 )   PDF (2626KB) ( 164 )  

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为了弥补BIM建模软件Autodesk Civil 3D在水土保持工程设计中的局限性，解决传统弃渣场设计工作无专业辅助设计软件、信息化水平低、二三维设计转换困难等问题，利用C#语言、Winform界面开发、Civil 3D API及部件编辑器、MVC架构模式对Civil 3D平台进行二次开发。通过分析弃渣场各设计步骤的业务流程，研发了适用于水土保持工程弃渣场设计的专业平台，实现了容渣量分析、稳定性计算、以数据驱动为核心的快速建模与出图算量等功能，并应用于引洮供水二期(骨干)工程多个弃渣场的施工图设计中。结果表明：该平台将工程设计规范与带有步骤引导的可视化操作界面相关联，在弥补弃渣场设计无专业辅助软件的同时，极大地提高了设计效率和设计质量，有效地推动了弃渣场设计从二维向三维转换。

珊瑚砂砾互层地基承载特性模型试验研究

付金鑫;雷学文;孟庆山;潘剑锋;

2023, 54(4):  183-189.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.026

摘要 ( 46 )   PDF (1929KB) ( 111 )  

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岛礁在吹填过程中会形成珊瑚砂与珊瑚砾石相互交替的层状地基。为研究珊瑚砂砾交互地层地基的承载特性，通过室内模型试验，开展了纯砂、纯砾均质地基以及不同层厚比例砂砾互层地基的承载特性研究。试验结果表明：纯砂地基的承载力和变形模量随相对密实度的增大而增大，且密实地基的承载力明显高于中等密实地基；相同相对密实度下，纯砾地基的承载力和变形模量是纯砂地基的2倍以上；上砾下砂地基的承载力随砾层厚度的增大而增加，砾层具有一定的应力扩散作用，厚度越大，应力扩散越明显；上砂下砾地基的承载力随砾层埋深的减小而增大，地基下卧砾石层能使地基内一定深度处应力集中程度减弱，埋深越浅，减弱程度越大。试验结果对于确定砂砾互层地基的天然承载力及持力层选择具有重要意义。

软土地基预加固对桩基竖向承载特性的影响研究

王丽欢;郜帆;任亚宁;李楚;

2023, 54(4):  190-197.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.027

摘要 ( 63 )   PDF (2305KB) ( 145 )  

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针对目前软土地基预加固处理对桩基竖向承载特性影响的定量分析不足的问题，依托大型围垦工程案例，就软土地基预加固处理对桩基竖向承载力提高、桩顶沉降控制及负摩擦阻力减小等方面产生的影响进行了定量研究，给出了桩基极限侧摩擦阻力定量计算的α法、API-2000法及λ法，同时给出了桩基极限端阻力及桩顶沉降计算公式。通过工程案例，分别对原状淤泥土、预加固处理后的地基土中的试验桩进行竖向静载试验，并依据前述3种计算方法进行对比验证分析。分析结果表明：根据《建筑桩基技术规范》提出的建议值计算的桩基竖向极限承载力比现场试桩值偏保守，而采用α法计算的桩基竖向极限承载力更接近现场试桩值；对深厚淤泥软土地基进行预加固处理，可以有效提高桩基竖向承载力，但工程案例中竖向承载力提高近50%,同时对桩基负摩擦阻力及桩基沉降控制效果显著。研究成果可为类似软土地基加固工程提供参考。

膨胀土-超细水泥-粉煤灰灌浆材料性能试验研究

艾东;司春霞;吕士展;阎钶;王新志;

2023, 54(4):  198-204.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.028

摘要 ( 77 )   PDF (12594KB) ( 117 )  

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为满足膨胀土地区输水渠边坡裂缝灌浆材料对流动性、稳定性和安全性的要求，利用当地弱膨胀土作为稳定剂，结合超细水泥与粉煤灰制备复合型灌浆材料，开展了复合浆液黏度、析水性、结石体强度和密度特性的试验研究。探究了不同水固比和材料配比对灌浆材料性能影响规律，结合SEM图像分析了结石体的微观结构，最后通过室内模拟试验探讨了灌浆后浆-土界面胶结情况。结果表明：固体材料中，膨胀土质量占比介于30%～70%、粉煤灰介于12%～24%之间时，水固比为1.0的浆液兼具良好的流动性和稳定性；降低水固比、提高膨胀土掺量可降低复合浆液析水率，改善浆液稳定性，添加粉煤灰能改善浆液流动性；灌浆后，浆液水分向土体渗透，伴随胶结物质迁移，在浆液和土体界面形成过渡层，有利于两者的黏结。研究结果可为膨胀土输水渠边坡裂缝灌浆材料的选取提供科学依据。

黄原胶改善黏土断裂性能研究

吕家栋;赵立财;

2023, 54(4):  205-210.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.029

摘要 ( 50 )   PDF (5679KB) ( 131 )  

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为了研究生物聚合物黄原胶对黏土抗弯强度及断裂性能的影响，在黏土中加入不同含量黄原胶，通过制成单边缺口梁进行三点弯曲试验，分析了不同含水率及不同黄原胶含量下黏土梁的断裂行为。结果表明：含水率与黏土梁的抗弯强度及断裂特征参数在低含水率状态下呈显著的负相关特征；黄原胶的添加能显著提高干燥状态下黏土梁的抗弯强度、断裂性能以及黏土梁断裂前的最大位移，同时使得黏土梁由脆性破坏向延性破坏转变，这些性能的提高与黄原胶含量呈正相关。最后基于含水率和黄原胶含量建立了黏土梁抗弯强度及断裂参数的非线性表达式，拟合结果证实其具有较高的准确性。

纤维类型及用量对UHPFRC力学和抗渗性能影响

张妍;温宏平;

2023, 54(4):  211-217.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.030

摘要 ( 67 )   PDF (1471KB) ( 117 )  

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超高性能纤维增强混凝土(UHPFRC)凭借其出色的力学性能及耐久性能，已被应用到建筑行业的各个领域，特别是高层建筑、大跨度的桥梁、海底隧道等。然而，目前关于纤维类型、用量对UHPFRC抗渗性能的影响机理还未得到足够的关注，缺乏统一的认识。为此，开展了不同纤维类型(玄武岩纤维、钢纤维、聚乙烯醇纤维)及其用量(0,0.5%,1.0%,2.0%)对UHPFRC力学性能(单轴抗压强度、弹性模量)和抗渗性能(渗透率)影响的研究。研究结果表明：(1)添加不同类型纤维的UHPFRC力学性能和抗渗性能有较大的差异，其中添加金属纤维的UHPFRC的力学参数明显高于添加玄武岩纤维和聚乙烯醇纤维的UHPFRC,而添加聚乙烯醇纤维的UHPFRC渗透率明显高于添加金属纤维和玄武岩纤维的UHPFRC。(2)在当前用量范围内，UHPFRC的力学性能随钢纤维含量的增加而逐渐增大，但随玄武岩纤维和聚乙烯醇纤维含量的增加而逐渐减小。(3)随着聚乙烯醇纤维和玄武岩纤维含量的增加，UHPFRC的渗透率逐渐增大，但随着钢纤维含量的增加，UHPFRC的渗透率逐渐减小。

天然砂砾石骨料心墙沥青混凝土耐久性试验研究

董芸;熊泽斌;王晓军;闫小虎;

2023, 54(4):  218-223.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.031

摘要 ( 78 )   PDF (1954KB) ( 112 )  

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天然砂砾石多为酸性岩石，通过添加水泥、抗剥落剂等可使应用天然砂砾石骨料的心墙沥青混凝土水稳定性合格，然而目前针对天然砂砾石骨料沥青混凝土长期耐久性的研究相对较少，使工程上应用天然砂砾石骨料仍多有疑虑。通过分析在高温水浸泡及冻融循环条件下天然砂砾石沥青混凝土力学变形性能的变化规律，探讨了使用天然砂砾石骨料的心墙沥青混凝土长期耐久性。试验结果表明：掺加抗剥落剂的天然砂砾石骨料沥青混凝土的长期水稳定性能与灰岩骨料沥青混凝土相当，且具有良好的抗冻融特性；孔隙率对天然砂砾石骨料沥青混凝土的小梁弯曲强度及其冻融损伤变量、最大弯拉应变、最大压缩应变等指标均有较大影响；提高沥青混凝土的压实度，减小孔隙率，对于保证心墙沥青混凝土的弯曲强度和变形性能具有重要意义。

温度对沥青混凝土动力特性影响试验研究

韩小柠;余梁蜀;庞渊;

2023, 54(4):  224-228.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.032

摘要 ( 61 )   PDF (2727KB) ( 124 )  

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为研究温度对沥青混凝土动力特性的影响，对沥青混凝土开展了不同温度(4,10,17℃和22℃)条件下动三轴试验，采用等效线性模型分析其动力特性的变化规律。试验结果表明：沥青混凝土动模量Ed随温度降低而增大。高围压作用时，4℃条件下最大动模量Edmax比22℃条件下的大3～4倍，且温度的降低导致动模量Ed的变化幅度增大；材料常数k值随温度降低有增大趋势，但n值随温度降低有减小趋势；阻尼比λ随温度降低而减小，4℃条件下阻尼比为22℃条件下的1/2,且温度的降低导致阻尼比λ的变化幅度减小。建立的多因素回归公式能较好地描述沥青混凝土最大动模量随温度、围压和固结比变化的定量关系。敏感性分析认为沥青混凝土动力特性对温度变化最敏感。

高温作用后不同冷却条件下混凝土损伤演化研究

庄志凯;张伟;张坤;卢晓仓;陈勇;

2023, 54(4):  229-233.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.033

摘要 ( 42 )   PDF (2203KB) ( 138 )  

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为研究高温作用后不同冷却方式对混凝土力学性能及损伤演化的影响，利用声波仪及力学测试系统分别对经400℃高温处理后的混凝土试件在不同冷却条件下的波速和单轴强度进行测试，分析混凝土力学特性、测试波速、变形特性及损伤的演化规律。通过试验结果得出如下结论：(1)相对其他冷却方式，半水冷条件下由于试件变形不均匀，混凝土强度劣化最严重；(2)混凝土泊松比和弹性模量的变化表明，半水冷条件下试样变脆，承载能力降低，且较自然冷却条件、全水冷条件，半水冷条件对混凝土弹性模量的劣化最为严重；(3)在自然冷却、全水冷、半水冷3种冷却条件下，混凝土试样测试波速分别为2.56,2.57,2.42 km/s,分析试验损伤系数分别为0.480,0.476,0.534,表明半水冷条件对高温作用后的混凝土损伤最大。研究成果对高温条件下混凝土工程设计及高温作用后混凝土结构的加固具有一定参考价值。

基于影响因子分解法的大坝监测数据异常检测算法

李松轩;丁勇;李登华;

2023, 54(4):  234-240.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.034

摘要 ( 68 )   PDF (1868KB) ( 123 )  

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如何快速检测出大坝安全监测系统内的异常数据(例如粗差和告警值)对于大坝安全运行具有极其重要的意义，但传统方法容易漏检较小数值异常而对后续建模产生不利影响。提出了一种基于影响因子分解的异常值检测方法，通过快速小波变换及离散傅里叶变换提取监测序列中的显著趋势与周期，剥离环境因子的影响，构建余项序列，并结合小概率事件思想准确判定余项序列中保留的异常值，从而精确检测出监测序列中较小数值异常。实例验证结果表明：此方法具有较好的实用性与稳定性，各类监测序列中异常检测准确率均达98%以上，查准率与查全率均值分别为93%与92%,与传统检测方法相比，检测精确程度及泛化能力明显提升。

基于XGBoost的水库大坝基础设施潜在风险评估预测

丁炜;金有杰;张日;俞蕊;

2023, 54(4):  241-246.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.035

摘要 ( 69 )   PDF (1443KB) ( 142 )  

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水库大坝基础设施潜在风险评估是水库大坝风险评估体系的重要组成部分，然而水库大坝基础设施数据量大、数据特征多、还存在数据缺失的情况。XGBoost算法作为一种基于决策树的集成算法，在应对大规模含有缺失情况的、具有混合类型的特征数据方面具有独特优势。为了更快速准确地对水库大坝基础设施潜在风险进行评估，提出了一种基于XGBoost的水库大坝设施潜在风险评估预测方法。首先将水库大坝统计数据进行预处理，并用该数据对XGBoost模型进行训练，然后通过GridSearch和Cross-validation计算模型最优参数，最后根据准确率、召回率等精度指标对模型进行评价。预测结果表明：XGBoost在测试集上的准确率达91.26%,相比于其他4种常规机器模型(随机森林、人工神经网络、最邻近算法、支持向量机)高出2.12%,5.59%,19.31%,38.65%,满足工程实际的要求。