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2020年, 第1卷, 第8期 
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    黄河流域生态保护和高质量发展
  • 吴浓娣;刘定湘
    人民黄河. 2020, 1(8): 1-4.
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    黄河流域生态保护和高质量发展是重大国家战略,要强化顶层设计,制定《黄河法》是强化顶层设计的重中之重。为了健全黄河流域法律制度体系,从修订完善现行法律法规和制定《黄河流域管理条例》《黄河保护法》等方面出发,深入分析了这些路径的优劣,对比研究得出制定《黄河法》是完善黄河流域法律体系的最佳选择。在功能定位上,《黄河法》是专门适用于黄河流域的综合法;在立法关键上,《黄河法》应将水资源、水环境、水生态、水文化和高质量发展纳入调整范围,强化流域管理机构统筹协调职能和水利行业管理职能,加强防洪保安、水资源保障、生态环境保护和高质量发展方面的制度设计。
  • 张保伟;崔天
    人民黄河. 2020, 1(8): 5-10.
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    黄河流域是自然地理单元、经济区域单元和行政区域单元重叠组成的空间结构,这种特定的空间治理不再是单纯的社会治理或生态环境治理,而是一种基于整体性、系统性、协同性的大治理。黄河流域治理共同体是基于“生命共同体”理念,为促进流域内人-社会-自然和谐共生、协调发展而形成的治理主体结构。它强调以政府为主导的多元共治,同时也超越了生态治理这一单一维度。面对当前复杂的黄河流域治理态势,可以通过引导和培育整体价值共识,完善多元共治的法律法规,拓宽公众参与治理渠道,建立流域空间发展机制、协同治理机制以及利益协调机制来构建黄河流域治理共同体。该治理共同体的构建是政府和社会公众基于生态保护与高质量发展的现实要求,也是国家加快生态文明建设以及国家治理体系和治理能力现代化的客观需要。
  • 水文泥沙
  • 王双合;马正耀;马金辉
    人民黄河. 2020, 1(8): 11-14.
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    通过甘肃近50 a暴雨洪水与已知世界最大暴雨洪水及其外包线的对比,分析甘肃暴雨洪水极端值的量级特性,探讨甘肃暴雨洪水成因及时空分布,研究暴雨洪水灾害发生的基本规律。结果表明:历时小于1 h的局地暴雨可达到或超过世界最大外包线;流域面积小于30 km2的小面积洪水量级可达到或超过世界最大外包线,大流域洪水量级与世界最大外包线相差较大,造成灾害的可能性较小;暴雨洪水在7月和8月发生的频率均超过70%,“七下八上”是甘肃境内洪水的高发期;从暴雨洪水分布区域看,东南部流域发生的频率大,河西内陆河流域发生的频率相对较小。
  • 秦泽宁;周祖昊;刘明堂;向东;刘佳嘉
    人民黄河. 2020, 1(8): 15-20.
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    时空离散化并行计算是一种效率较高的并行计算方法,但以往的研究主要基于MPI框架和多树编码规则。为了使应用广泛的Pfafstetter编码的分布式水文模型实现时空并行计算,采用OpenMP编程模型,为WEPL分布式水文模型汇流过程设计了基于Pfafstetter编码的分层模拟单元方法和时空离散化方法。首先分层模拟单元方法根据Pfafstetter编码规则建立子流域拓扑表,使子流域按照从上游到下游的顺序进行分层,然后在此基础上考虑时间因素重新分层实现时空离散化,最后将同一层中时间及空间上互不影响的子流域模拟任务分配给不同的线程实现并行计算。选取黄河流域作为研究区域,在不同线程条件下对并行效果进行了测试,结果表明,汇流并行化提高了模型模拟效率。基于20核的CPU,仅考虑分层模拟单元方法时,加速比最大为4.14,而采用时空离散化方法时,加速比能够达到8.17。
  • 史利杰;陈真;张国栋
    人民黄河. 2020, 1(8): 21-24.
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    水文预报对流域防洪减灾、水资源利用与管理具有重要意义。为探究HECHMS分布式水文模型在黄河中游地区的适用性,以大理河流域为研究区,根据流域DEM、土地利用和土壤等数据,基于GIS技术划分流域单元、提取流域信息,采用SCS曲线法、Snyder单位线法、退水曲线法和马斯京根法进行流域产汇流计算和河道洪水演进模拟。选取流域内13场实测雨洪资料,进行模型参数率定和验证。结果表明:13场洪水的洪峰流量模拟误差均小于20%、峰现时刻误差均小于3 h;率定期8场洪水模拟合格率为87.5%,平均Nash系数为0.816;验证期5场洪水模拟合格率为80.0%,平均Nash系数为0.710,预报精度达到乙级,模型可以应用于大理河流域洪水模拟。
  • 防洪治河
  • 王小兵;章青;夏晓舟
    人民黄河. 2020, 1(8): 25-31.
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    为了提高我国堤防工程防洪减灾的管理与应急能力,完善我国堤防工程的风险防控体系,笔者基于堤防工程常见的失效模式,综述了堤防工程风险因子的划分和堤防工程安全运行风险评价的常用方法,总结了堤防工程失事后果评估方法与风险标准,指出了我国堤防工程风险分析方面存在的若干问题。堤防工程的安全评价工作应该从单一失事模式的评价向堤防系统的风险评价模式转变,定性分析向定量分析发展,加强堤防工程风险因子不确定性研究以及堤防工程失事后果的评估研究,加快建立我国堤防工程的风险标准。
  • 张梦宇;耿明全
    人民黄河. 2020, 1(8): 32-35.
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    为了研究黄河下游河道采用重复组装式导流桩坝导流的效果,以实现控制黄河下游河道畸形河势的目的,以不透水管桩坝为研究对象,采用动床模型试验方法,分析了不透水桩坝在不同洪水条件下(流量Q=800、4 000、8 000、12 000 m3/s)的流速分布、主流线的形态和顶冲点的位置。结果表明:随着洪峰流量的增大,河道断面流速增大,水流的顶冲位置逐渐向下移动,主流贴近管桩坝;不透水管桩坝能够对黄河下游河道的小水河势起到很好的控导作用。
  • 水文泥沙
  • 任世芳
    人民黄河. 2020, 1(8): 36-39.
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    应用坎德尔(Kendall)秩次相关检验和滑动平均两种趋势分析方法,对明代汾河流域跨越277 a的洪涝灾害资料进行统计分析, 并通过对该区同期的人口、耕地面积等社会因素变化情况进行研究,探寻了其洪涝灾害发展趋势及原因。结果表明:明代汾河流域的洪涝灾害发展呈现显著增长趋势, 中后期相对严重;灾害严重程度逐步加重与当时人口、耕地面积的增长有关,但耕地开垦基本上在平川(盆地)进行,山区、丘陵区坡耕地开垦较少,灾害尚未达到非常严重的程度。
  • 防洪治河
  • 梁羽飞;任高飞;汪自力;于国卿
    人民黄河. 2020, 1(8): 40-44.
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    针对软基河床锁坝截流中基础抗冲性差、当地石材匮乏等问题,提出网箱混合截流技术方案,即首先平抛砂袋自然沉降固结护底,再沿锁坝轴线两侧搭建桩与竹格栅联合构成网箱,最后在网箱中通过人工抛投砂袋立堵实现截流,解决了基础平台搭建、动水条件下土工布铺设、裹头连接、合龙闭气等关键技术。截流分三期进行:一期在原河床上抛填砂袋填筑截流基础平台,使河床软基挤密、沉降、固结,形成一级水下砂袋坝;二期在枯水期对基础平台实施土工布抗冲防护,修建龙口裹头,填筑与两岸连接戗堤并填土闭气;三期采用研发的网箱型整体结构实施立堵截流闭气。该方案对于石材匮乏地区软基截流工程具有很好的技术经济性。
  • 丛晓红;王俊英;唐伟明
    人民黄河. 2020, 1(8): 45-48.
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    现阶段国内跨行政区域河道往往具有行洪空间被侵占、砂石坑林立以及防洪工程体系薄弱等问题,而河道主槽蜿蜒、砂石坑、拦河坎以及复杂的地上物对洪水的影响很难用一维模型进行评估分析。以潮白河京冀段为研究对象,采用MIKE 21FM水动力学软件搭建二维数学模型,对其进行防洪水力计算和分析。通过模拟分析河道防洪保护区范围、砂石坑不同调蓄能力对水面线的影响、滩地上构筑物对河道流态的影响,研究并确定了河道设计防洪标准和堤防工程标准、砂石坑调蓄能力以及河道的水域空间边界,为下一步河道防洪治理提供服务。
  • 刘恒
    人民黄河. 2020, 1(8): 49-55.
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    洪水预报是防洪减灾的重要技术手段,鉴于我国北方半干旱半湿润地区的特殊性,以栅格DEM为计算单元,将每个栅格作为一个子流域,对基于超渗产流机制的大伙房模型进行栅格化,构建栅格型大伙房水库流域产流模型。采用元胞自动机模型实现汇流模拟,把栅格产流计算结果作为每个元胞的产流输入,将二维圣维南方程作为转换规则,充分考虑地表径流、壤中流、地下径流三种水源之间的蓄渗关系,实现元胞之间的水量交换,最终构建基于元胞自动机和大伙房模型的分布式洪水预报模型。采用30场历史典型洪水对模型进行参数率定及精度验证,利用空间信息和粒子群算法进行参数优选。研究表明:新建模型与大伙房模型具有相同的预报趋势,而且新建模型各项指标的拟合程度均比大伙房模型有所提高,说明利用新建模型进行洪水预报是可行的。
  • 水资源
  • 胡德秀;刘子晨;刘铁龙;刘琴平;李依江
    人民黄河. 2020, 1(8): 56-61.
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    为了研究陕西省渭河流域2007—2017年七市一区用水效率的影响因素与时空差异,在分析其综合、工业、农业和生活用水水平时空特征的基础上,运用灰色关联度对其影响因素进行探讨,利用泰尔系数表征其时空差异性,并将陕西省渭河流域用水水平与陕西省、全国及发达国家进行对比,结果显示:陕西省渭河流域属于国内高效用水区域,但相比发达国家仍存在较大的提升空间;2017年不同行政区工业用水效率差异最大,综合用水效率次之,农业用水效率差异最小,统计年内差距有缩减趋势;综合用水效率的主要影响因素为用水结构和产业结构,农业用水效率的主要影响因素为种植结构,而工业用水效率主要受废水治理强度和人均水资源量的影响。
  • 刘青利;崔思静
    人民黄河. 2020, 1(8): 62-66.
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    为探究河南省水贫困与城镇化耦合协调发展情况,构建了水贫困与城镇化发展评价指标体系,采用熵权法、水贫困指数模型和耦合协调度模型等研究方法,对河南省2006—2016年水贫困和城镇化发展及其耦合协调时空特征进行了研究。结果表明:河南省水贫困状况不断改善,豫北、豫东、豫南地区的水贫困状况较豫中、豫西地区严重;河南省城镇化不断发展,豫中、豫北、豫西城镇化发展相对较快,豫东、豫南城镇化发展较慢;河南省水贫困与城镇化的耦合协调等级不断提高,协调等级在空间上总体呈现出由西向东逐渐降低趋势,协调发展的地市数量逐渐增多、整体等级逐步升高。
  • 宋全香;李佳;苗红昌;高媛媛;王仲鹏;陈飞
    人民黄河. 2020, 1(8): 67-72.
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    河南省黄河以北地区是河南省地下水超采的主要区域,也是华北平原地下水超采区治理的重点区域。结合南水北调水资源利用和地下水超采区综合治理相关规划,分析了节水和水源置换措施的地下水压采潜力及贡献率,定量计算了地下水压采效果和生态环境效益。结果表明:在规划治理措施达效的情况下,河南省黄河以北5市通过节水和水源置换措施至2030年可形成地下水压采潜力约39 775万m3,形成生态效益价值量约16亿元,其中节水措施压采潜力约9 926万m3,水源置换措施压采潜力约29 849万m3;安阳市、新乡市、焦作市地下水压采潜力达到现状评价超采量,鹤壁市、濮阳市压采潜力未达到现状评价超采量,仍需进一步加大治理力度。
  • 王喜君;何有华;王立明;周茂荣
    人民黄河. 2020, 1(8): 73-76.
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    以河西走廊已投运的30个光伏电场为研究对象,提出由光伏面板集雨面、集流管槽、输水管、蓄水池四部分组成的光伏电场雨水集蓄系统,并利用当地气象、水文资料,分别计算了不同降雨量条件下武威、张掖、嘉峪关三个地区50 MWp光伏电场可收集雨量,1、0.1 MWp光伏面板雨水收集单元适宜的收集管管径、蓄水池容积等。结果表明,在年降雨量小于100 mm的嘉峪关地区,单个50 MWp光伏面板年收集雨水量理论计算值可达到2.3万m3,对于该部分雨水资源的利用具有重要意义。
  • 张建海;张棋;许德合;丁严
    人民黄河. 2020, 1(8): 77-82.
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    为了检验气象干旱预测模型的有效性,利用1951—2017年河南省19个气象站逐月降水量数据,计算多尺度标准化降水指数(SPI),并建立了SPI序列长短时记忆神经网络模型(LSTM)。对模型参数进行率定和验证后,结合改进的经验贝叶斯克里金插值法(EBK),对河南省气象站多尺度SPI值进行时间序列预测和空间分布预测,并借助均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)和决定系数(R2)对回归预测模型的有效性进行判定。结果表明:在时间序列预测方面,LSTM模型在1月、24月尺度SPI的RMSE值分别为1.116和0.392,MAE值分别为0.911和0.188,R2值分别为0.102和0.871,说明LSTM模型对SPI的预测精度与该指数的时间尺度有关,随着时间尺度的增大而逐渐提高;在空间分布预测方面,通过EBK得到的LSTM模型预测值在空间分布上与SPI观测值的空间分布十分相似,且能够在大尺度上较为精确地预测河南省旱情。
  • 水环境与水生态
  • 尚力阳;王建廷;张智勇
    人民黄河. 2020, 1(8): 83-87.
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    为了研究多孔板的流体动力性,借助多孔介质模型、Darcy定律和最小二乘法搭建了可计算的复杂透水导流板的CFD数值计算模型,并分析了多孔介质模型和实体孔板模型的异同,对比显示:采用多孔介质模型具有一定的合理性和可行性。在此基础上,构建了包含多孔介质模型的全尺寸分水口渠道流固耦合模型,数值计算结果表明:支撑桁架能够满足强度的要求;最大位移为3.25 mm,能够保证多孔透水导流板的平整性。分水口中回流区的存在,使该拦漂导流设备在阻拦一定体积的污物进入分水口的同时,还具有一定的自清洁能力。
  • 雷明;柳永胜;马勤威;珠正;张水军
    人民黄河. 2020, 1(8): 88-92.
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    为查明金衢盆地各水体同位素特征,弄清各水体之间的相互关系,采集了研究区降水样品、具有代表性的地表水和地下水样品,通过对大降水中氘(D)、氧(18O)同位素的分析,建立了当地大气降水线,结合地表水及各类地下水稳定同位素特征,对金衢盆地水循环模式进行了分析。通过对氚(T)及14C同位素的分析对地下水的更新能力进行了评价。结果表明:金衢盆地降水线斜率及截距大于全球大气降水线的;地表水、松散层孔隙潜水及红层孔隙裂隙水主要接受大气降水补给;红层孔隙裂隙水接受松散层孔隙潜水的越流补给;环境同位素富集特征表明,地下水自盆地南北两侧向盆地中心流动;松散层孔隙潜水更新能力比红层孔隙裂隙水的强。
  • 潘俊奎;刘燕;屈昱安;高建平;张续光
    人民黄河. 2020, 1(8): 93-99.
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    填料类型对生物滞留系统水质净化效果具有重要影响。通过生物滞留柱试验,以天然土壤、建筑砂为基本填料,以木屑堆肥、沸石和无烟煤为改良材料,研究了种植土砂土比例、种植土中添加木屑堆肥、砂滤层中单独及同时添加沸石和无烟煤等不同填料组合对径流中COD、TP、NH+4-N及NO-3-N的去除效果,并对传统砂土填料及复合填料生物滞留设施在不同进流特征下的水质处理效果进行了系统评价。结果表明:在6种填料组合中,种植土中添加木屑堆肥及砂滤层中同时添加无烟煤和沸石对各污染物的处理效果最好;在7种进流工况下,砂土填料生物滞留设施对COD、TP、NH+4-N、NO-3-N的去除率分别为70.5%~87.5%、50.0%~79.3%、84.7%~96.7%、-110.5%~23.3%,复合填料生物滞留设施的去除率分别为84.0%~93.0%、82.0%~92.0%、80.0%~94.7%、24.3%~90.4%,复合填料生物滞留设施对污染物综合处理效果明显增强,且与传统砂土填料相比,复合填料生物滞留设施受进流特征的影响相对较小。
  • 水土保持
  • 周建海;张晓虹;何有华;孙浩峰;徐裕
    人民黄河. 2020, 1(8): 100-103.
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    为合理确定干旱风沙区水库周边防护林带有效宽度,以金塔县解放村水库为研究对象,用袋式SCC-X多通道风蚀测量仪对防护林带内不同高度及不同林带宽度的输沙量进行监测,分析了不同林带宽度的减蚀率和边际效益。结果表明:干旱风沙区水库防护林带内输沙量随距地面高度的增加而减小,以离地面20 cm以下为主,其占100 cm以下输沙总量的比例为41.49%~62.23%;林带内离地面80 cm以下的输沙量占100 cm以下输沙总量的90%左右,因此应选择低矮、抗旱的灌木树种建植固沙林带,以降低防护林灌溉耗水量和管理费用;沙源前沿防护林为灌木幼林的情况下,当林带宽度在233~365 m之间时减蚀率指标最大,当林带宽度为234 m时阻沙边际效益最大,解放村水库经济合理的灌木防护林带宽度以240 m左右为宜。
  • 胡昭;张懿;郭建
    人民黄河. 2020, 1(8): 104-108.
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    黄土丘陵沟壑区属黄土高原水土流失最严重的区域,为了对该区合理配置水土保持林提供依据与参考,笔者对兰州市西果园流域内油松、华北落叶松、侧柏3种典型林地土壤团聚体和土壤有机质含量进行测试,分析土壤有机质与土壤团聚体的关系,定量评价了3种林地的土壤团聚体稳定性。结果表明:油松、华北落叶松、侧柏这3种样地土壤团聚体以粒径>0.25 mm的大团聚体为主,土壤团聚体稳定性以华北落叶松样地的最好,油松次之,侧柏最差;土壤有机质含量随土层深度增加而减小,3种样地土壤有机质含量表现为华北落叶松>油松>侧柏,水稳性大团聚体含量、水稳性团聚体平均质量直径、水稳性团聚体几何平均直径与土壤有机质含量正相关,风干土大团聚体含量、团聚体破坏率、水稳性团聚体分形维数与土壤有机质含量负相关,土壤有机质含量对土壤大团聚体含量、团聚体破坏率和水稳性团聚体分形维数影响显著;研究区华北落叶松样地土壤团聚体稳定性高于油松和侧柏样地的,在水土保持林配置中可优先考虑华北落叶松。
  • 蒋希雁;何春晓;董捷;黄前龙
    人民黄河. 2020, 1(8): 109-112.
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    为了解植物根系对浅层边坡稳定性的影响,通过室内剪切试验得到根土复合体的抗剪强度指标,采用无限边坡理论,考虑植物根系是否穿过滑裂面两种情况,分析含水率、含根量、边坡坡度对浅层边坡稳定性的影响。结果表明:根系没有穿过滑裂面时,对边坡稳定性影响很小,若考虑根系的加筋作用则会高估其对边坡稳定性的影响;根系穿过滑裂面时,可以提高土体的抗剪强度,从而增强边坡的稳定性、提高边坡稳定系数,当含水率为16%时其稳定系数增幅最大、含水率为18%时增幅最小,因此在植物护坡工程设计中应找到最优含水率,以满足稳定性要求和促进植物的生长。
  • 工程勘测设计
  • 武桂芝;张宝森;李春江;崔海涛
    人民黄河. 2020, 1(8): 113-116.
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    为快速高效探测及精细化评估堤防隐患,开展了车载式阵列地质雷达堤防隐患探测技术研究。介绍了含有8个雷达天线的大型车载式阵列地质雷达系统对大范围、长里程的河道堤防堤身疏松、富水、裂缝、空洞塌陷等隐患快速地毯式全覆盖普查探测技术,同时论述了疏松、富水、裂缝等堤坝隐患的雷达回波特征及隐患评估方法。目前该技术已在黄河郑州花园口河段右岸大堤进行了18.2 km的初步探测应用,实践证明该技术工作效率高、工作方式便捷、劳动强度低、不破坏原有堤防,对堤防隐患消除、加固具有科学的指导价值。
  • 商开卫;董官炯
    人民黄河. 2020, 1(8): 117-119.
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    溢洪道是一种常见的泄水建筑物,在国内外水电工程中的应用极为广泛。为更好地指导涉外水电项目中溢洪道的水力学设计,对比了美国垦务局《小坝设计》和中国《溢洪道设计规范》(DL/T 5166—2002)关于水力学计算的规定,分析两者在计算公式、计算参数选取等方面存在的差异,并以科特迪瓦苏布雷水电站和老挝色拉龙一级水电站溢洪道为例,分别对比了低堰、高堰的泄流能力理论计算值同水工模型试验结果之间的关系。研究表明:在低堰情况下,《小坝设计》的泄流能力理论值更接近水工模型试验结果;在高堰情况下,当泄流量相对较小时《小坝设计》的理论值更接近水工模型试验结果,当泄流量相对较大时《溢洪道设计规范》的理论值更接近水工模型试验结果。
  • 刘慧;李乐锋;赵志忠;海然
    人民黄河. 2020, 1(8): 120-123.
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    为了进一步优化砒砂岩改性技术,探讨激发剂及掺合料对砒砂岩的改性激发效果,利用多种碱性激发剂混合激发砒砂岩,通过抗压强度测试及扫描电镜观察,系统研究了粉煤灰、矿粉和激发剂掺量及养护龄期对改性砒砂岩强度的影响。试验结果表明:掺加矿粉对砒砂岩试件抗压强度的增强作用比掺加粉煤灰的更显著;改性砒砂岩试件抗压强度随激发剂掺量的增加而提高,激发剂掺量为3%时改性试件28 d抗压强度较未改性试件提高了477%;在激发剂掺量为3%、用水量为10%、矿粉掺量为40%时,改性试件28 d强度达18.16 MPa;试件抗压强度随龄期延长而增强,龄期对改性砒砂岩试件早期抗压强度影响显著,对28 d后的影响相对较小。
  • 侯守敬;马斌;邓莹莹;胡雯雯
    人民黄河. 2020, 1(8): 124-126.
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    为保证放水塔内消能井在结构安全的情况下消能效果最好,通过模型试验研究消能井不同尺寸对底板压强、底板脉动特性及其他水力参数的影响,以放水塔的直径D0为衡量标准改变井深或井径,分别在井深H0为0.5D0、0.77D0、D0、1.5D0和井径D为D0、1.33D0、1.67D0的情况下进行研究。结果表明:随着消能井深度和直径的增大,底板时均压强逐渐减小且分布趋于均匀,脉动压强频率峰值越低,越有利于结构稳定,消能效果越好。兼顾结构安全和施工成本对消能井尺寸进行优化,其合理的尺寸为H0/D0=0.77、D/D0=1.00或H0/D0=0.50、D/D0=1.33。
  • 袁以美;叶合欣;陈建生
    人民黄河. 2020, 1(8): 127-130.
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    为了解决传统混凝土挡墙安全可靠但缺少生态性的问题,在其陡立的临水侧墙面上设置数排生态槽进行景观绿化,可形成具有生态美景、方便落水者攀爬上岸、提供动物栖息空间等优点的混凝土生态挡墙。针对生态槽壁立模、浇筑难度大、施工效率低等问题,提出先阶梯后砌体槽壁的施工方法,并分水上水下两种情况研究了单元生态槽砌体槽壁厚度影响因素及参数确定方法。结果表明:槽壁厚度与槽高、砌体弯曲抗拉强度、水流速、冲刷角度等因素密切相关。工程实例表明,单元生态槽砖砌体槽壁厚度以15 cm为宜,而工程造价仅相当于厚10 cm混凝土的一半,并提出了一组较为理想的生态槽设计数据。
  • 工程建设管理
  • 王庆利;陈守开;蒋海峰;陈家林;别亚静;郭磊
    人民黄河. 2020, 1(8): 131-135.
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    通过再生骨料透水混凝土在不同砂率掺量条件下的试验,研究其强度与渗透性能的变化趋势与表现特征。在此基础上,将试块经切割机进行切面处理并基于Image方法提取其截面孔隙,观察其内部孔隙结构分布在不同砂率掺量下的变化情况,将其量化后与宏观的强度与渗透性能的测试结果相融合。结果显示:随着砂率的增大,再生骨料透水混凝土的强度与渗透性能分别表现为升高和降低,而量化的孔隙结构也出现了相应增减趋势;Image方法能够用于再生骨料透水混凝土的孔隙结构的提取,且孔隙面积与孔隙个数是影响再生骨料透水混凝土强度与渗透性能的主要因素。
  • 刘世伟;吕生玺;张建明;张虎;明锋
    人民黄河. 2020, 1(8): 136-141.
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    高温冻土在加载或升温条件下具有较大变形,为充分认识其变形特性及机理,开展一系列室内固结试验,研究了不同含水量(40%、80%、120%)、不同温度(-0.3、-0.5、-0.7、-1.0、-1.5 ℃)的冻土在分级加载(0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 MPa)条件下的压缩变形。采用3种整理压缩试验数据的方法(e—p、e—lg p及ε—p曲线)获取了高温冻土不同温度下的压缩模量、压缩指数及割线模量等压缩性指标。结果显示:压缩模量Es1-2处于高压缩性模量区间,指数函数可很好地描述压缩指数随温度的变化规律,ε—p曲线基本服从双曲线模型。固结系数采用Taylor提出的时间平方根法计算,发现高温冻土固结系数与超软土具有相同的量级,且其固结应力的变化规律与软土相似。为了模拟高温冻土固结试验,基于饱和冻土的三相关系、质量守恒及有效应力原理,推导了高温冻土的太沙基一维固结方程,获得了固结系数理论表达式。通过对比固结系数理论值与试验值的量级及随温度的变化规律,发现传统的太沙基固结理论不适用于解释高温冻土变形机理。
  • 刘兰勤;宁保辉;于军
    人民黄河. 2020, 1(8): 142-145.
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    出山店水库土坝软基排水固结条件差、强度低,工程地质条件差,需要处理的坝长占土坝段长度的72%,坝基处理范围广、面积大,在国内比较少见。软基的孔隙水压力如果不能及时消散,将造成大坝运行期持续沉降及不均匀沉降,使得大坝出现裂缝和局部失稳。为了消除隐患,确保大坝安全,采用挤密砂桩进行坝基处理,并通过材料试验、数值模拟、现场试验及综合分析等手段,对挤密砂桩的布置、坝体安全性、施工进度合理性等进行研究。根据大坝沉降数据分析,软基坝段采用挤密砂桩处理后,在大坝填筑施工期基本完成固结,与数值模拟结果一致,各监测断面沉降量为7.25~12.92 cm,无不均匀沉降现象。
  • 刘亮亮;陈旭东
    人民黄河. 2020, 1(8): 146-149.
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    研究混凝土坝的变形趋势对判别大坝变形状态、保证大坝安全具有重要意义。针对混凝土坝的变形曲线呈现出明显的非线性特征,引入分形插值理论,首先利用分形维数识别混凝土坝变形时间序列的分形特征,然后基于分形插值函数建立了变形趋势的预测模型,并对变形状态进行判别。以某混凝土坝段变形为例,采用分形插值方法对坝段某高程水平位移的变形趋势进行预测,并与统计模型预测结果进行对比,结果表明,分形插值方法能更好地拟合变形曲线,表征大坝变形特性。
  • 耿鹏宇;张滕飞;易磊;皇甫泽华;王克俭;罗帅领
    人民黄河. 2020, 1(8): 150-153.
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    建基面是建筑物和地基的纽带,其稳定性和完整性直接影响建筑物的安全,如何在保证建基面完整性不遭破坏的前提下,完成建基面保护层一次爆破开挖施工是该技术研究的重点。在分析前坪水库安山玢岩“硬、脆、碎”岩性的基础上,开展了溢洪道安山玢岩基面保护层一次爆破开挖试验研究。结果表明:在岩石特性和炸药单耗量确定的情况下,通过控制爆破孔间排距和超钻深度,利用炸药锥形和环形聚能方法,采取柔性垫层措施,能够实现建基面保护层一次爆破开挖的目的,解决了常规模式下建基面开挖2~3次和耗时、耗工的难题,节省了人力、物力、财力,提高了施工效率,保证了施工质量。
  • 张海龙;范振东;陈敏
    人民黄河. 2020, 1(8): 154-157.
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    大坝安全监测数据的可靠性和完整性是分析监测效应量变化规律、评判大坝运行性态的前提,有必要对大坝安全监测异常数据进行识别和清除,以提高监测数据质量。将适用于大数据处理的孤立森林算法应用于大坝监测异常数据识别中,首先通过小波变换提取监测数据的趋势项,然后采用孤立森林算法对扣除趋势项的剩余量进行异常值识别。通过实例对比分析发现该方法能有效识别大坝监测数据的异常值。
  • 灌溉排水
  • 陈枭萌;顾宗斌;文方;孜叶尔迭;曾琪静
    人民黄河. 2020, 1(8): 158-163.
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    以土壤水动力学、冻土物理学、统计学等理论为基础,研究新疆典型干旱区细土平原与沙漠交错带的冻融土壤水热迁移规律,分析不同深度土层在冻结期、融化期的水热变化特征,探明研究区冻融土壤的水分入渗规律及影响因素,以期建立季节性冻融土壤入渗参数的多元线性预报模型。结果表明:土壤冻结融化过程中,深层土壤的液态含水率在冻融过程中基本不随环境温度升降发生变化,各层土壤的液态含水率、温度均与环境温度的变化趋势基本保持一致;冻结期相比融化期在初期短时间内渗入水量较大,达到稳定入渗所需要的时间较短;从冻结期到融化期,随着土壤中冻结水含量减少,未冻水含量增加,土壤的饱和导水率随之变大;土壤入渗能力主要与环境温度、土壤温度、土壤含水率等因素有关,并得出研究区冻融土壤的入渗能力预报模型。
  • 水利信息化
  • 蒋建平;朱汉华
    人民黄河. 2020, 1(8): 164-168.
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    在水利部水文局的推动下,中科院声学研究所和中海达研制的两款ADCP都通过了水利部综合事业局新产品鉴定,为加快国产ADCP应用于水文基本资料收集,长江水利委员水文局按照规范要求进行了适用性测试和精度比测。结果表明,国产ADCP与同频RDI ADCP精度相当,满足流量测验规范精度要求。