本期目录

上一期    下一期

2023年第07期目次

2023, 54(7):  0-0. 

摘要 ( 113 )   PDF (4753KB) ( 168 )  

相关文章 | 多维度评价

城市极端暴雨涝情变化特征模拟分析——以宁夏固原市为例

马鑫 侯精明 李丙尧

2023, 54(7):  1-7.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.001

摘要 ( 178 )   PDF (14523KB) ( 244 )  

相关文章 | 多维度评价

为探究极端暴雨条件下城市涝情的变化特征，应用二维水动力模型(GAST模型),对宁夏固原市主城区开展多暴雨工况下的积水模拟分析。采用2017年7月27日实测降雨数据对模型进行验证，经验证模型精度满足要求。基于研究区高精度地形数据、土地利用数据和实测数据，对12种短历时设计暴雨条件下的城市内涝时空变化过程进行模拟。模拟结果表明：随着降雨量的增加，道路积水面积及积水总量峰值均随之增大，但积水面积峰值增加趋势逐渐趋于平缓，积水总量峰值与之相反，增加趋势逐渐增大；降雨量越大，风险最大的Ⅳ级内涝积水面积及积水总量峰值增加趋势越明显，尤其在降雨量大于100 mm后，其增加趋势更加显著。研究成果揭示了固原城市极端暴雨下的内涝积水变化过程，对合理应对城市防洪排涝等方面具有借鉴意义。

汉江流域洪水资源利用约束机制及调控模式研究

邹振华 郭含 尹志

2023, 54(7):  8-13.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.002

摘要 ( 74 )   PDF (4107KB) ( 219 )  

相关文章 | 多维度评价

以强化汉江流域洪水资源调控能力，提高流域水资源综合利用效益为目标，研究梳理了洪水资源利用的科学概念、内涵及其调控模式；针对汉江流域雨洪特性及水工程运行实践，系统识别了流域洪水资源利用的防洪安全约束及河道内需水保障约束，并构建了基于预报预泄的汛期运行水位动态调控模式，针对丰、平、枯等不同频率典型洪水开展洪水资源利用效益评价。结果表明：安康、潘口和丹江口水库汛期运行水位分别按2,3 m和1.5 m上浮控制运行时，针对各频率典型洪水，可在有效控制域内平均新增供水量2.7亿m3,新增发电量3.87亿kW·h,减少弃水量21.1亿m3。研究成果对夯实流域洪水资源利用的基础理论及实践应用具有重要作用。

岷江流域含石膏地层地下水水化学差异性研究

吴铭杰 李胜伟 王东辉 平世飞 王福刚

2023, 54(7):  14-21.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.003

摘要 ( 57 )   PDF (16248KB) ( 187 )  

相关文章 | 多维度评价

位于岷江流域的成都平原及其南部的牧马山台地区域的白垩纪地层广泛发育石膏。石膏的溶蚀可显著影响地下水质，明确该类型区域地下水水化学特征空间分布并揭示其空间差异性原因，对地下水开发利用具有重要意义。以牧马山台地中部区域天府国际生物城区域为例，通过野外实地调查、采样数据的主成分分析和聚类分析、水化学演化过程数值模拟，对地下水质的现状和水质形成原因进行了系统研究。结果表明：该区地下水在水平分布和垂向分布上都存在着显著的差异性，引起水质在空间上差异的原因具有多因性。垂向上：浅层地下水受碳酸盐溶解/沉淀作用控制，地下水类型以HCO3-Ca(Ca·Mg)型为主，矿化度多小于0.5 g/L;深层地下水受地层中石膏空间分布的影响显著。在无石膏分布区，地下水以HCO3-Ca(Ca·Mg)类型的低矿化度水(TDS<0.5 g/L)为主；有石膏分布区，形成SO4-Ca(Ca·Na)型高矿化度水(TDS可达2.5 g/L以上)。平面上：浅层地下水水化学特征受地形地势、人为污染、局部区域石膏层埋深变浅等因素影响，但总体上水质较好，可作为当地居民的生活饮用水；深层地下水主要受地层石膏埋藏深度变化的影响，地下水水化学类型和矿化度的空间差异较大。通过水文地球化学模拟定量分析了地下水平面和垂向上的差异，所得结果与实际情况基本吻合。研究成果可为岷江流域含石膏地层区地下水水化学特征分析提供科学依据。

跨界流域生态环境脆弱性及协同治理策略研究

王俊杰 何寿奎 梁功雯

2023, 54(7):  22-31.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.004

摘要 ( 91 )   PDF (1685KB) ( 196 )  

相关文章 | 多维度评价

针对跨界流域生态环境协同治理面临的横向治理评估体系不完善、治理主体主动施策意愿低的问题，从流域生态环境脆弱性改善、生态价值实现角度探索治理主体协同决策的动力机制。分别构建Nash非合作博弈、Stackelberg主从博弈以及协同合作博弈模型，分析流域上下游政府的生态环境协同治理策略，并建立基于流域生态环境脆弱性变化的横向生态补偿机制。研究发现：在非协同合作下，上下游政府努力程度不足；协同合作在经济层面上比非协同合作更加有利于生态环境改善；上下游政府自发达成协同合作比较困难，通过横向生态补偿机制能够有效促进上下游达成合作并能提高跨界流域生态环境合作治理效益。研究成果可为跨界流域府际合作机制的构建及横向生态补偿政策的制定提供参考。

三峡库区生态环境建设与保护的实践与思考

朱振亚 潘婷婷 李志军 闫峰陵 王俊洲

2023, 54(7):  32-36.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.005

摘要 ( 140 )   PDF (1474KB) ( 296 )  

相关文章 | 多维度评价

三峡库区是长江流域重要的生态屏障，也是国家重要战略淡水资源库。分析了三峡库区主体功能和生态功能定位和面临的新要求，回顾了库区污染防治与水质保护、消落区生态环境保护、生态屏障区建设和水生态修复与生物多样性保护等实践。探讨了制约库区生态环境保护的因素。针对长江经济带建设对三峡库区的新要求，提出了增强三峡库区节水供水能力、强化消落区生态环境保护、系统推进生态清洁小流域建设、加快复苏库区河湖生态环境、创新生态环境保护的体制机制、建设生态优先绿色发展示范区的对策建议。

三峡水库重要河口岸线保护利用特征与对策

毕月 谢智龙 彭聪聪 温兆飞

2023, 54(7):  37-46.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.006

摘要 ( 51 )   PDF (5098KB) ( 230 )  

相关文章 | 多维度评价

三峡水库河口岸线的保护和利用水平对当地社会经济发展和生态环境保护具有重要作用。针对三峡水库河口岸线的开发利用问题，从自然和社会属性的角度制定了确定河口空间范围的规则；利用统计分析、遥感解译等方法，分析三峡水库河口岸线的自然、社会经济、岸线开发利用总体特征；选取3个不同岸线利用强度的典型河口，基于实地调查数据，厘清岸线保护和利用方面存在的问题，包括岸线布局不合理、开发利用效率低、规划缺乏协调性等，最终提出了针对性改善对策。研究成果可为三峡水库河口岸线的合理开发和有效保护提供参考。

洞庭湖区山水林田湖草生态变化及修复对策研究

肖英才 胡文敏 黄熠和 李果

2023, 54(7):  47-54.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.007

摘要 ( 104 )   PDF (9824KB) ( 197 )  

相关文章 | 多维度评价

探讨洞庭湖区实施各项生态保护修复工程后生态变化的过程及特点，对于指导区域生态建设有积极作用。基于研究区2010,2015,2020年土地利用、数字高程模型与年最大归一化植被指数数据，探讨了洞庭湖区生态保护修复工程实施后山水林田湖草空间格局的时空演变特征及其生态变化。结果表明：湖泊面积显著增加，林地和农田面积减少明显，水域和草地面积少量增加，山地面积不变；相较岗地丘陵区和山地区，河湖平原区平均年最大植被覆盖度降低最为明显，其中平原农田降幅最大，亟需重点保护。建议在洞庭湖区后期生态建设中完善山体自然灾害监测机制，进行水环境针对性治理，实行林地分区修复管控，重视高标准农田建设和提升草地保护修复的关注度。最后，提出了洞庭湖区“山水林田湖草生命共同体”生态保护修复分项规划策略。

基于遥感云计算的鄱阳湖湿地植被群落分类研究

韩新星 艾金泉 叶子君 牛春妹 唐鑫涛

2023, 54(7):  55-60.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.008

摘要 ( 136 )   PDF (7190KB) ( 161 )  

相关文章 | 多维度评价

针对大型通江湖泊湿地植被精细分类中精度不高、算法稳健性不强的问题，以鄱阳湖湿地植被为研究对象，基于遥感云平台GEE和Sentinel-2影像，着重研究不同训练样本数量、不同时相特征数据及不同机器学习算法对鄱阳湖湿地植被类型分类的影响。结果表明：(1)随着训练样本数量的增加，植被类型的分类精度呈现先上升后平稳的规律，当不同植被类型训练样本达到550个时，精度达到峰值平稳状态；(2)不同时相特征的数据集分类精度具有显著差异，具体为：月度时序>枯水期>四季多时相>单时相，其中，月度时序数据集的总体精度最高，总体精度及Kappa系数分别为82%和0.79;(3)不同遥感算法获得的分类结果精度不同，RF分类精度最高，SVM和CART次之；(4)当不同植被类型的训练样本达到550个时，使用Sentinel-2月时序影像和RF算法能取得最优的分类结果。研究成果可为鄱阳湖湿地精细分类提供方法借鉴，为鄱阳湖湿地保护提供技术支持。

鄂东南水土流失时空变化及其影响因子定量评价

田培 许盈 杨伟 李璐 吴宜进

2023, 54(7):  61-68.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.009

摘要 ( 64 )   PDF (2374KB) ( 201 )  

相关文章 | 多维度评价

为探究鄂东南红壤侵蚀规律，根据该区域典型红壤区咸宁市2005～2020年的水土流失面积和强度数据，揭示其土壤侵蚀时空演变特征，并结合RUSLE模型和2012～2020年咸宁市通城、通山等监测站点的径流小区观测数据，定量评价了该区域土壤侵蚀因子。结果表明：2005～2020年咸宁市水土流失总面积及其占国土面积之比总体呈持续下降趋势，咸宁市土壤侵蚀强度整体表现出“南重北轻”的空间格局；裸地小区平均土壤侵蚀模数最高，为958.78 t/(km2·a),耕地小区次之，经济林小区最小；所有作物覆盖的耕地小区中，黄花小区的土壤侵蚀模数最低；复合水土保持措施较单一水土保持措施的抗侵蚀效果更明显，其中“土坎+植物篱”复合措施的水土保持效果最佳；土壤侵蚀模数与侵蚀性降水量之间呈指数或幂函数关系；咸宁市土壤侵蚀主导因子为植被覆盖与管理因子及水土保持措施因子，其次为土壤可蚀性因子和侵蚀性降水量因子。研究结果可为揭示鄂东南红壤区水土流失时空演变规律及水土保持措施优化配置提供参考。

华西秋雨与梅雨对三峡水库蓄水调度影响分析

郭生练 李娜 王俊 梁志明

2023, 54(7):  69-74.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.010

摘要 ( 170 )   PDF (7427KB) ( 369 )  

相关文章 | 多维度评价

长江中下游梅雨和上游华西秋雨分别发生于三峡水库主汛期前、后两个时期，是判断洪水遭遇与蓄水时机的重要依据。分析了梅雨和秋雨的时空分布特征、三峡水库7 d和15 d洪量系列的汛期分期及其对汛末蓄水的影响。结果表明：长江中下游梅雨发生在三峡水库主汛期前，长江上游华西秋雨最早8月21日开始；梅雨最晚8月8日结束，出梅后，长江中下游防洪压力减轻，三峡水库可提前释放城陵矶防洪库容；三峡水库8月29日进入后汛期，洪水量级适中，可考虑提前蓄水以充分利用秋汛洪水资源。综合梅雨、秋雨和三峡汛期分期的关键时间节点，在确保防洪安全的前提下，建议三峡水库自8月8日起实行汛期运行水位动态控制和提前蓄水调度。

基于地形修正的降水空间插值方法及其应用

韩俊太 侯颖 王政荣 杨雨亭

2023, 54(7):  75-80.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.011

摘要 ( 62 )   PDF (5399KB) ( 222 )  

相关文章 | 多维度评价

获取精准的降水空间分布信息对于水资源管理和洪涝灾害预报预警具有重要意义。地形变化对降水空间分布有显著影响，然而传统的降水空间插值方法难以考虑这种影响。基于黄土高原气象站1988～2017年长序列降水观测数据和高精度地形数据，建立了综合考虑站点与插值目标网格的位置、高程及坡向关系的降水空间插值方法(Angular Distance Aspect Gradient Weighting method, ADAGW),并在黄土高原地区进行应用。结果表明：相较于传统空间插值方法，ADAGW方法能够更有效地捕捉复杂地形下的降水空间分布。该方法在日尺度、月尺度、年尺度上的空间插值结果的决定性系数(R2)和均方根误差(RMSE)均优于传统降水空间插值方法；地形对于降水分布的影响与时间尺度有关，当时间尺度较长时，地形因素对降水分布的影响更为明显。该方法考虑了高程及坡向对降水空间分布的影响，有助于获取更精准的面雨量分布。

基于splice-LSTM的多因素西江水位预测模型研究

吕海峰 冀肖榆 丁勇

2023, 54(7):  81-88.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.012

摘要 ( 91 )   PDF (4976KB) ( 123 )  

相关文章 | 多维度评价

准确的水位和水量等水文时间序列预测是水资源管理的重要依据。受上游支流流量、水位等因素影响，传统的单因素水位预测模型不能有效考虑众多因素，水位预测精度面临严峻挑战。以典型西江干线梧州站水位精准预测为研究对象，建立了基于splice-LSTM的多因素水位预测模型，采用拼接的长短期记忆网络(LSTM)和全连接线性模型(Linear),对2020～2021年西江干线多站点的流量数据进行分析，预测梧州站点的水位。研究结果表明：(1)由于splice-LSTM中引入了非线性层，提高了近期历史输入数据的权重，使得模型预测值更加接近历史真实值，降低了预测误差，Linear部分可以提高模型对于线性成分的敏感性，使得模型在水位峰值处的预测更加准确；(2) splice-LSTM模型与传统单因素的ARIMA模型、LSTM模型相比，在水位预测方面准确度分别提升14.4%,10.1%。研究成果可为西江船闸运行调度中心精准预调度船舶提供参考。

IMERG系列产品在大汶河流域的降水监测能力评价

段震 王超 邸燕 刘强 王刚

2023, 54(7):  89-97.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.013

摘要 ( 51 )   PDF (9754KB) ( 139 )  

相关文章 | 多维度评价

为探究高分辨率多卫星联合反演IMERG(Integrated Multi-satellitE Retrievals for GPM)卫星降水产品在大汶河流域的监测精度与适用性，以2001～2019年较长系列地面雨量站实测数据为基准，采用探测率、虚报率等11个指标，对IMERG系列Early、Late、Final产品在研究区的降水监测能力进行评价。结果表明：(1)日、月、年尺度下，Final产品的精度最好，Early、Late两个产品的精度基本一致，在时间上，IMERG系列产品均能较好反映流域降水的年际变化与年内分配；在空间上，表现为整体高估研究区降水量，低估泰山区域降水量(相对偏差小于-20%)。(2)在不同强度日降水探测能力方面，IMERG系列产品间差异不大，仅对小雨有较好的命中率(探测率>0.6)。各产品探测能力一般，整体表现为误报率较高(误报率>0.7)、探测率与关键成功率较低，同时，随着降水强度的增大，各产品探测能力呈下降趋势。(3) IMERG系列产品均具有一定的极端降水监测能力，Final产品评价结果更优、表现更为稳定，在参与评价的5个指数中，Final产品有4个指数结果最优，Late产品有1个最优，Early产品则有4个指数结果优于Late产品。总体上，IMERG系列数据均能较好反映大汶河流域(除泰山区域)降水的时空分布与极端降水情况，Final产品整体精度最高，Early、Late产品精度较为接近，其中，Early产品在极端降水监测中的表现好于Late产品，而对不同强度日降水事件的监测能力差于Late产品。

基于条件风险价值的灌区水质水量配置模型研究

王发强 付湘 靳伟荣 谢亨旺

2023, 54(7):  98-103.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.014

摘要 ( 71 )   PDF (2572KB) ( 158 )  

相关文章 | 多维度评价

随着全社会用水需求不断增加，水资源利用冲突与矛盾加剧，水量与水质问题不容乐观。以赣抚平原灌区为例，在总结现有研究成果的基础上，引入条件风险价值理论，基于合作博弈建立水质水量配置模型，并从多个方面对模型效果进行了评估。结果表明：随着风险控制的置信水平提高，经济和社会效用升高，供水量增加，环境效用下降；随经济损失容忍度提高，经济和社会效用均降低，供水量降低，环境效用升高；考虑初始点的随机模型能够保证较多的总供水量、较高的经济效益和用水满足度；同时可在灌区的实际可供水量条件下，达到灌区缺水损失风险规避要求。研究可为水资源利用冲突管理提供参考。

江西省水资源生态足迹评价与预测

秦欢欢 黄丽想

2023, 54(7):  104-112.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.015

摘要 ( 85 )   PDF (2736KB) ( 160 )  

相关文章 | 多维度评价

为了定量评价江西省水资源生态安全的状况，采用水资源生态足迹模型、系统动力学法和情景分析法，通过构建江西省水资源利用系统动力学模型，设计了保持现状(JS1)、经济增长(JS2)、节约用水(JS3)、综合发展(JS4)4种发展情景，对现状(1999～2021年)和未来(2022～2050年)江西省水资源生态足迹进行评价与预测。结果表明：现状年份江西省水资源生态足迹和生态承载力均呈缓慢平稳上升趋势，水资源生态协调性较好，处于较安全的合理利用水平；未来年份4种发展情景下江西省水资源生态足迹呈增长趋势、水资源生态盈余呈下降趋势，除情景JS3外的其余情景均出现了水资源利用不安全的情况。经过比较，情景JS4具有较适中的水资源可持续利用评价指标，能够兼顾经济的发展和水资源的保护，是满足江西省水资源可持续利用的最佳情景。江西省在未来应采取节约用水、提高用水效率、合理调整产业结构等措施保证社会经济和水资源的可持续发展与利用。研究成果可为区域水资源可持续发展提供科学依据。

基于深度学习的人工滑坡隐患自动识别新方法

隆星宇 李辉 白雪山 翟星 王贤敏 潘怡

2023, 54(7):  113-120.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.016

摘要 ( 79 )   PDF (39443KB) ( 170 )  

相关文章 | 多维度评价

针对植被茂密且地形陡峭地区的人工滑坡隐患识别难题，提出了耦合变化检测与深度学习的人工滑坡隐患自动识别思路，构建了由影像光谱、NDVI、土地利用、高程、坡度和地表覆被变化组成的隐患识别指标体系，建立深度学习卷积神经网络CNN算法，并在植被茂密、地形陡峭的河北省涉县、邢台县和宽城县等地区进行了应用验证，自动识别出2016～2020年间出现的人工滑坡隐患134处。目视验证和野外调查验证结果表明：该方法识别精度为91.9%,F1分数值为93.6%。此方法在广袤地区具有普适性，为滑坡隐患自动识别提供了新思路，为人类工程活动的合理规划提供了科学依据。

深厚覆盖层高坝坝基防渗系统地震反应规律研究

冯蕊 何蕴龙

2023, 54(7):  121-127.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.017

摘要 ( 67 )   PDF (4073KB) ( 123 )  

相关文章 | 多维度评价

对于修建在高地震烈度区深厚覆盖层上的高堆石坝，其由混凝土防渗墙和廊道组成的坝基防渗系统的结构特性和受力特性均比较复杂，对其抗震特性的探讨具有很大意义。以大渡河支流上的金平沥青混凝土心墙堆石坝为工程背景，采用三维非线性有限元模型和子模型技术，对防渗墙和廊道结构进行了地震时程分析。分析结果表明：廊道基岩搭接段和覆盖层交界处既是廊道静力工况时的拉应力极值区，也是廊道地震过程中动应力反应最强烈的部位；防渗墙动应力反应最强烈的区域为墙体上部岸坡基岩折坡点附近；考虑静、动荷载共同作用后，防渗墙和廊道应力变形规律相对静力工况变化较小。综合来看，在设计地震作用下，廊道和防渗墙的应力变形所受影响较小，坝基防渗系统的抗震性能较好。

考虑建基面的沥青混凝土心墙坝竣工期沉降计算

杜成斌 王作彤 黎亚生 曹庆明 江守燕 杜乐

2023, 54(7):  128-133.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.018

摘要 ( 76 )   PDF (2544KB) ( 121 )  

相关文章 | 多维度评价

为探究不同建基面形状对沥青混凝土心墙坝竣工期沉降的影响，采用邓肯-张非线性模型对轿子山沥青混凝土心墙坝的竣工期坝体沉降进行了计算。对比依据轿子山大坝实际剖面简化而来的理想算例以及不同坝高的其他典型工程计算结果，发现在数值模拟中计算大坝的最大沉降占比时，应该使用修正后的坝高，即总坝高减去心墙向下延伸的高度，且坝高90～140 m范围内最大沉降比与坝高之间为线性关系。为了进一步验证上述发现的普遍性，又对理想坝型研究了不同坝体建基面形状与心墙及过渡层(向下)延伸段对坝体沉降的影响。结果表明：在相同坝高下，坝体与基岩的交界面与水平方向的夹角越大，坝体最大沉降越小，从基岩受力变形角度初步解释了坝体沉降变化的原因，即是侧向分担了部分坝体自重；心墙及过渡层延伸段的存在会使坝体最大沉降略有减小，但延伸段高度及倾角的变化对坝体沉降的变化影响不明显。建议在坝基开挖的过程中，尽量使上下游建基面与水平面间保持一个尽可能大的夹角，同时将心墙及过渡层向坝基深处延伸一段距离。研究成果可供沥青混凝土心墙坝工程设计和施工参考。

竹筋格栅套筒碎石桩复合地基承载变形特性研究

李检保 罗正东 谢测坤 贺敏 梁斌

2023, 54(7):  134-139.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.019

摘要 ( 47 )   PDF (5378KB) ( 168 )  

相关文章 | 多维度评价

为响应国家“双碳”战略，促进水利及建筑业朝着绿色、低碳、可持续性方向发展，探索天然竹筋材料替代传统土工合成材料应用于软弱土地基的加固领域具有重要意义。通过室内模型试验，对竹材力学性能、竹筋格栅套筒加筋碎石桩复合地基的荷载-沉降变化规律、桩土应力分布规律、桩体应力传递规律、桩体破坏模式进行了研究。结果表明：竹筋力学性能不仅能满足规范对加筋材料的要求，还优于传统土工格栅；竹筋格栅全长加筋碎石桩对复合地基承载力的影响较半长加筋提升效果更为明显；竹筋格栅套筒可使桩土应力比显著增大，在一定程度上提高了碎石桩的荷载传递能力；此外，竹筋全长加筋碎石桩表现为摩擦端承桩的承载特性，而半长加筋碎石桩表现为端承摩擦桩的特性。研究成果可为竹筋格栅套筒加筋碎石桩的设计及施工提供借鉴和参考。

风积沙堤坝填筑碾压工艺性能试验研究

甘涛 许健 张世茂

2023, 54(7):  140-146.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.020

摘要 ( 63 )   PDF (2946KB) ( 111 )  

相关文章 | 多维度评价

采用风积沙作为堤坝填筑材料是一项新技术，它对沙漠区兴修水利工程具有重要意义。为研究风积沙碾压工艺性能并确定合理的施工工艺和参数，依托古浪县黄花滩调蓄水供水工程，通过对风积沙和粉土风积沙混合料进行颗粒分析试验、击实试验以及不同组合工况的现场碾压试验，开展了风积沙堤坝碾压工艺性能研究。试验结果表明：在现场施工条件下，干作业下最大干密度呈“双峰”特性的低含泥量天然风积沙呈不可碾压性，推荐采用湿作业；采用轻重振动组合碾压工况更加合理，天然风积沙湿作业时，单层摊铺厚度取400 mm,采用26 t压路机碾压5遍(静压1遍、轻振碾压1遍、重振碾压2遍、最后再静压1遍),压实度可以满足要求；掺入13%粉土后的风积沙混合料可碾压性更好，可有效提高坝面施工效率和工程质量；上层风积沙填筑碾压过程对下层风积沙的压实度有再次提升效果。

洞顶余幅对泄洪洞内空气流动特性影响研究

宋凯 陈朝旭 郑雪玉

2023, 54(7):  147-152.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.021

摘要 ( 38 )   PDF (5615KB) ( 129 )  

相关文章 | 多维度评价

洞顶余幅是影响泄洪洞需气量的一个重要因素，但目前此方面的研究成果还较为匮乏。采用数值模拟的方法研究了不同水流条件下洞顶余幅对泄洪洞洞内空气流场分布、流速变化以及隧洞通风量的影响规律。结果表明：当洞顶余幅大于40%时，空气流速断面分布在降低至零之前，近似于指数变化形式，而当洞顶余幅小于40%时，空气流速接近于线性分布形式；断面空气流速分布形式同时受洞顶余幅条件与水流条件的影响，当水流速度不变时，断面平均流速的峰值位置均出现在洞顶余幅为30%～40%的范围内；洞顶余幅越大，进气口附近的气流漩涡分布范围越广，同时，泄洪洞运行时所需的空气量也越大。

考虑阻力作用的碎石土滑坡涌浪数值模拟方法研究

薛宏程 彭杏瑶 马倩 卿正阳

2023, 54(7):  153-158.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.022

摘要 ( 28 )   PDF (4420KB) ( 146 )  

相关文章 | 多维度评价

滑坡涌浪是库区水灾害的风险来源之一，开展涌浪预测研究对提升航道安全，减小近岸洪水风险具有重要的工程应用价值，但滑坡体入水形成涌浪的动力过程十分复杂，目前对其进行准确模拟仍是棘手的问题。基于等效流体假设，将非均质的碎石土滑坡视为连续的特殊流体，通过自定义函数编写滑坡体沿滑动面运动的摩擦阻力程序，利用Realizable k-ε湍流模型与VOF法建立了碎石土滑坡涌浪数值模拟模型。研究结果表明：该方法可较好地模拟碎石土滑坡体水下运动与堆积形态，且获得的涌浪波幅精度较高；阻力模型中摩擦系数与内摩擦系数同滑坡体的变形速率分别成反比关系，而湍流阻力系数增大仅能减缓滑坡后缘的变形速率。研究成果可为定量评估碎石土滑坡涌浪灾害风险、制定库区涌浪灾害紧急避险预案提供参考。

江苏省车轴河感潮河段建闸调水减淤方案优化研究

周成洋 杨啸宇 王逸飞 缴健

2023, 54(7):  159-165.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.023

摘要 ( 64 )   PDF (5901KB) ( 154 )  

相关文章 | 多维度评价

针对感潮河段挡潮闸闸下淤积问题，通过实施挡潮闸调水可以达到减淤目的。为了满足河床不淤和生态环境需水要求，通过构建江苏省连云港市车轴河闸二维水沙数学模型，研究了不同调水方案对于闸下淤积的影响，并进行方案比选。结果表明：保持车轴河河床不淤的日均下泄流量为1.28 m3/s,车轴河生态环境需水量为0.88 m3/s,因此保持车轴河不淤的流量可满足生态流量要求。在洪季水量充足的情况下，可采取全天闸门常开方案，流量为3.0 m3/s时对下游河床的减淤效果提升显著。在枯季水量较少时，可采取在涨急时段开闸方案，流量取8.0～18.0 m3/s,相对落急时段开闸方案，涨急时开闸对闸门稳定的影响较小且减淤范围较大。

水下隧道衬砌内部渗流边界对涌水量影响研究

袁杰 肖翔 南勇 李赞新 潘以恒 祁佳睿

2023, 54(7):  166-171.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.024

摘要 ( 76 )   PDF (1923KB) ( 134 )  

相关文章 | 多维度评价

为了明晰衬砌内部渗流边界条件对水下隧道涌水量的影响，建立水下衬砌隧道渗流计算模型，推导了衬砌内部渗流边界为等水头条件下的隧道涌水量解析公式，并与零水压条件下的公式进行了对比。结合数值模拟方法，通过算例对比了不同衬砌内渗流边界条件下涌水量的差异，并分析了埋深、水深和渗透系数比变化的影响。结果表明：解析解差异由待定常数和衬砌内水头决定；当埋深半径比和渗透系数比均较小时，零水压和等水头条件下的涌水量存在较明显差异，该差异随着埋深半径比、水深半径比和渗透系数比增大而减小；对于不同渗透系数比，水深对涌水量影响基本不变。最后，基于算例数据拟合分析，提出了零水压半解析解，并与零水压数值解对比验证了其可靠性。

三维折射修正模型在土样变形测量中的应用

叶锴 夏燚 牟春梅

2023, 54(7):  172-179.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.025

摘要 ( 71 )   PDF (4069KB) ( 101 )  

相关文章 | 多维度评价

三轴试验的摄影测量中，压力室和不同介质产生的折射放大效应对测量结果影响很大。为探寻工程特性完全不同的土对折射效应的敏感程度，基于光线追踪技术建立了三维折射修正模型，选取具有代表性的桂林红黏土与一般砂土作为试验材料进行研究。试验中以摄影测量法直接得到土样变形值作为折射修正前值，以消除折射影响的土样变形值作为折射修正后值，选择轴向变形值和径向变形值作为考虑折射效应的影响指标。试验结果表明：(1)折射效应的影响对两种土样的轴向变形可以忽略不计，但对径向变形起到了放大作用，红黏土在径向上放大1.25倍，砂土在径向上放大1.32倍；(2)摄影测量法应用于三轴试验变形测量时，不能通过一个固定的修正系数实现对所有不同土样的折射修正，而是要针对不同土样的工程特性给出不同的折射修正系数。

隧道掌子面与不利地质结构最小安全净距分析

郭颖 肖景红 冷先伦 陈健

2023, 54(7):  180-188.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.026

摘要 ( 63 )   PDF (4125KB) ( 105 )  

相关文章 | 多维度评价

隧道穿越不利地质结构施工时掌子面极易发生坍塌，故通常对其进行注浆加固，这其中如何确定隧道掌子面与不利地质结构最小安全净距是亟需解决的核心问题。首先基于朗肯土压力理论概化出岩板可能存在的模型，进而分析掌子面的应力状态；结合抗拉和抗剪强度理论，推导出掌子面岩板在不同约束模式下的最小安全净距解析解；最后，以天峨县穿越破碎带的岗岭坡隧道为依托，研究了在破碎带不同高度、宽度以及倾角条件下，掌子面距不利地质结构的最小安全净距的变化规律，验证推导的理论解其可靠性和可行性。结果表明：(1)最小安全净距随破碎带高度和宽度的增加而增大，随着破碎带倾角的增加而减小；(2)台阶法开挖时，最小安全净距随台阶高度增加而增大，减小隧洞直径可以有效减小安全距离。(3)不同方法得到的最小安全岩板净距大小依次为：弹性厚板理论>本文方法(固支)=线性Mohr-Coulomb准则>本文方法(简支)=突变理论。相关研究成果可为隧道穿越破碎带的设计与施工提供理论基础。

机制砂MB值对等坍落度砂浆性能影响研究

李家正 龚德新 石妍 林育强

2023, 54(7):  189-195.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.027

摘要 ( 68 )   PDF (1828KB) ( 121 )  

相关文章 | 多维度评价

在混入机制砂的泥土中，若黏土过量，会导致亚甲基蓝值(MB值)超标，对拌和砂浆的某些性能产生不利影响。为研究不同类型的黏土矿物对砂浆性能的影响，向相同级配的机制砂中掺入不同含量的非膨胀性黏土伊利石或膨胀性黏土蒙脱石，配制成不同MB值的含黏土机制砂，并使用纯机制砂作为基准组，按照工程现场生产要求控制砂浆的坍落度与水胶比相同，研究砂浆各种性能受机制砂MB值的影响。结果表明：砂浆的力学性能随MB值增大呈先升后降的趋势，临界点MB值在1.5附近；砂浆的凝结时间和干燥收缩率均受MB值影响显著；膨胀性黏土对砂浆的抗冻性能有明显的提升作用；MB值超过1.5时，可通过保持水胶比不变、增大用水量和胶材用量等措施配制出性能符合设计要求的混凝土，但会增加成本。

碱渣-矿渣固化疏浚淤泥含水率控制方法研究

何俊 吕晓龙 王文鹏

2023, 54(7):  196-202.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.028

摘要 ( 70 )   PDF (3872KB) ( 126 )  

相关文章 | 多维度评价

以碱渣和矿渣为固化剂，电石渣为激发剂，通过设置不同含水率，碱渣、矿渣含量，开展固化疏浚淤泥的无侧限抗压强度和击实试验，以及核磁共振(NMR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)测试，研究固化淤泥强度与含水率的关系。试验结果表明：固化淤泥强度随含水率的增加先增后减，可分为高强度段、强度急剧下降段和缓慢下降段，养护14 d时最高强度可达600 kPa以上。为使碱渣、矿渣高效地固化疏浚淤泥，可将含水率控制在淤泥塑限至液限之间，14 d强度不低于345 kPa。强度最优含水率与击实最优含水率相差不大，采用碾压法施工可将含水率控制在最优含水率的±3%范围，使固化淤泥强度处于高强度段；采用流动固化施工时，可根据强度要求，利用急剧下降段和缓慢下降段强度与混合含水率的幂函数公式确定含水率。

融合小波阈值与多维自回归的时序预报模型研究

万祥 魏博文 徐富刚 张升

2023, 54(7):  203-209.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.029

摘要 ( 73 )   PDF (2468KB) ( 114 )  

相关文章 | 多维度评价

针对传统统计模型并不能完全涵盖位移影响分量信息以及真实影响分量信息易受到噪声干扰等问题，提出了一种融合小波阈值理论与多维自回归的混凝土坝位移时序预报模型。该方法主要是将小波阈值理论与时间序列算法结合起来创建混凝土坝位移时序预报模型，模型通过不同小波分解层数、小波基、阈值选取准则、阈值函数集成出一个MATLAB编码平台进行数据平滑处理，能高效挖掘大坝位移数据的影响分量信息，并选择自回归(autoregressive model, AR)时间序列模型作为预报模型。实例应用表明，新的融合模型预测性能较好，能有效监测大坝运行状态，且其分析结果对于其他数字工程的数据预测也具参考价值。

现货市场环境下水电富集电网日前优化调度研究

吴洋 苏承国 孙映易 刘双全 郭航天

2023, 54(7):  210-217.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.030

摘要 ( 79 )   PDF (2032KB) ( 157 )  

相关文章 | 多维度评价

水电富集电网中梯级水电站间紧密的水力、电力时空耦合关系以及清洁能源消纳的政策要求，极大地增加了现货市场环境下电网优化调度的挑战性。基于水电富集电网的市场特点和真实需求，探讨了促进可再生能源保障性消纳的水电富集电网日前现货市场交易机制。在此基础上，建立了以系统综合购电费用最小为目标的日前优化调度模型。针对模型中的水电站水位-库容关系、水位-耗水率关系等非线性因素，提出了相应的线性化处理策略，将原非线性模型转换为混合整数线性规划(Mixed Integer Linear Programming, MILP)模型。以云南电网10座火电站和22座水电站的日前优化调度为例对模型进行了验证，计算时间为183.6 s,系统综合购电费用为15 535万元，3个流域均无弃水产生。结果表明：提出的模型具有较高的求解精度与效率，在满足综合购电成本最小的前提下实现了水电最大化消纳，为水电富集电网的日前现货市场开展提供了科学决策的依据。

基于分位数回归森林的水库调度滚动模拟方法研究

戴领 骆光磊 周建中

2023, 54(7):  218-224.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.031

摘要 ( 47 )   PDF (2265KB) ( 135 )  

相关文章 | 多维度评价

现有水库调度模拟模型在长时段模拟时存在严重的误差累积，极大影响模型模拟精度。针对上述问题，首先建立了基于随机森林和贝叶斯优化理论的水库调度规则提取模型，进一步引入概率性预测方法，提出了一种基于分位数回归森林的水库调度滚动模拟方法，以预测区间分位数为媒介将概率预测信息传递至下一时刻，最后以二滩水库和观音岩水库为研究实例，对比分析了点预测模型滚动模拟结果以及多步模拟模型结果。研究表明：所提出的基于分位数回归森林的水库调度滚动模拟方法能够有效降低模拟累积误差，提高长时段模拟精度，相对于直接采用确定性的调度规则进行滚动模拟，该方法在同等指标要求下模拟时段延长3～5 d,在相同模拟天数情况下，各项指标均提升5%～10%。

已建坝正常蓄水位调整论证方法研究

张士辰 李凯 落全富 季文娟

2023, 54(7):  225-233.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.032

摘要 ( 46 )   PDF (2446KB) ( 185 )  

相关文章 | 多维度评价

已建坝正常蓄水位调整是挖掘水库兴利能力的有效途径，但目前缺乏明确可靠的论证方法。采用水文学、大坝安全、大坝风险及生态环境理论，研究已建坝正常蓄水位调整必要性的影响因素及特征，分析调整后水库防洪安全、工程安全、库区淹没、库岸结构、库区水环境所受影响特征，提出了正常蓄水位调整必要性论证的6个一级、14个二级指标体系，以及调整后影响论证的7个一级、23个二级指标体系及其分析方法，构建调整方案风险效益分析方法，并应用于杭州青山水库正常蓄水位调整论证。结果表明：针对青山水库将正常蓄水位提高2.0 m的推荐方案，提出的论证指标体系和论证方法合理有效。

水轮机调节系统自适应滑模控制策略

王瑞明 杨乐 王葛

2023, 54(7):  234-238.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.033

摘要 ( 51 )   PDF (1799KB) ( 118 )  

相关文章 | 多维度评价

水轮机系统惯性参数是影响水轮机调节系统动态特性的重要参数，传统控制方法大都是基于水轮机及其引水系统近似简化模型，很难改善水轮机调节系统动态特性。应用径向基函数神经网络逼近水轮机及其引水系统非线性特性，利用李雅普诺夫稳定性理论设计并证明水轮机系统惯性参数自适应估计律，设计了一种基于水轮机系统非线性特性和惯性参数估计的滑模鲁棒控制器，并完成仿真实验。仿真结果表明，该滑模鲁棒控制水轮机调节系统具有较高的跟踪精度、控制器输出抖振较小等优点，为水轮机调节系统高精度转速跟踪提供有效参考。

基于SEM模型的水库移民满意度影响因素实证分析

施国庆 高原 严登才

2023, 54(7):  239-244.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.034

摘要 ( 59 )   PDF (1346KB) ( 120 )  

相关文章 | 多维度评价

为了解贵州省水库移民对“十一五”、“十二五”和“十三五”时期后期扶持的满意度情况，基于598份有效问卷调查数据，以社会保障、基础设施、经济、适应性4个维度作为潜变量，以各具体指标作为观测变量，采用结构方程模型(SEM)构建了水库移民满意度的结构方程。研究发现：社会保障、基础设施、经济、适应性因素均对水库移民满意度有显著影响，其中，适应性因素对水库移民满意度的影响最为显著；搬迁初期，经济因素对水库移民满意度的影响相对较小，而适应性因素则对水库移民满意度的影响较大。基于此提出：政府不断完善移民社会保障政策；坚持对水库移民进行“精准培训”,不断推进移民产业升级，促进移民可持续性增收；增加对移民安置区基础设施投入力度；重视水库移民适应性问题，不断增强水库移民归属感和主人翁意识的建议。