用户专区

版权信息

  • 主管单位:

    中国科学技术协会

  • 主办单位:

    中国水利学会 中国水利水电科学研究院 中国大坝工程学会

  • 主  编:程晓陶
  • 地  址: 北京海淀区玉渊潭南路3号中国水利水电科学研究院D座303室
  • 邮政编码:100038
  • 电  话:010-68786238;6262;6221;6919
  • 电子邮件:slxb@iwhr.com
  • 国际标准刊号:0559-9350
  • 国内统一刊号:11-1882/TV
  • 邮发代号:国内 2-183/国外 M216

下载专区

友情链接

期刊搜索

当前目录

  • 水利学报
  • 2019年 第50卷 第8期
  • 出刊日期:2019-08-30
《水利学报》创刊于1956年,是中国水利学会、中国水利水电科学研究院、中国大坝工程学会主办的综合性学术刊物,是水利行业创刊最早、国内外最具影响的学术期刊,在水利工程类核心期刊中排第一位,被国内外多家检索系统收录。《水利学报》刊登反映水利、水电、水运领域较高水平的学术论文、专题综述和工程技术总结,开展学术论文的讨论和评论,介绍国内外科技动态和消息。主要专业范围包括:水文及水资源、防洪减灾、灌溉排水、水力学、泥沙、河港水运、岩土工程、水工结构及材料、水利水电施工及监理、水力机电、水利经济、水环境、水利史研究等。

2019年第50卷第8期

(下载当期目录)

  • 确定性地震动空间差异对重力坝地震响应影响研究
    何卫平,熊堃,卢晓春
    针对高坝-地基体系地震响应分析对空间差异地震动场的需求,在波动输入模型基础上引入地震波组合效应提出确定非一致地震动场模型。该模型从地震动场形成的物理机制出发,以模拟确定性地震动空间差异为目标构建非一致地震动场。随后以确定非一致地震动场和波动输入对应地震动场为基础,采用重力坝算例研究确定性地震动空间差异对结构地震响应的影响。结果显示,相对于波动输入模型,确定非一致地震动场模型可在内蕴多点多维地震动相关性基础上模拟地震动的时间滞后、复杂幅值变化、时程形状差异等宏观空间差异特征。与波动输入地震动场相比,确定非一致地震动场引起重力坝坝踵主拉应力峰值增加的算例占比66.4%,引起下游折坡主拉应力峰值增加的算例占比76.7%。在主拉应力峰值平均值方面,确定非一致地震动场引起坝踵和下游折坡处的最大增幅分别为25.3%和46.4%。考虑工程安全,高坝-地基体系的非一致地震响应分析须全面考虑确定性地震动空间差异的影响。
    2019  Vol.  50(8):    913-924    [摘要](76)    [PDF](75)
  • 考虑回水顶托影响的梯级库群日前调峰MILP模型
    赵志鹏,刘杰,程春田,廖胜利,靳晓雨
    水电日前调峰优化调度需要同时考虑电网、水库及机组多重约束,本质上属于复杂的多维、动态、非凸、非线性规划问题,将回水顶托影响考虑到模型当中进一步加剧了模型的求解难度。本文建立考虑回水顶托的梯级水库混合整数线性规划(MILP)96点调峰模型,通过将回水顶托水库中多个非线性约束聚合成单个四维超曲面约束的方式减少模型整体非线性约束个数,并采用SOS2约束对该模型进行线性化处理,最终实现模型高精度高效求解。以西南地区某梯级库群为工程背景,选取汛枯期4种典型日方案验证所提模型及算法的有效性,并分析考虑回水顶托的必要性。结果表明,所提模型较传统模型在提高精度的同时也显著提升了求解效率,并在各场景下均能达到较好的调峰效果,对水库精细化调度具有重要意义。
    2019  Vol.  50(8):    925-935    [摘要](56)    [PDF](40)
  • 半干旱草原型流域土壤入渗过程及转换函数研究
    黎明扬,刘廷玺,罗艳云,段利民,张俊怡,周亚军
    为了进一步探究半干旱草原砂质草甸地土壤入渗过程与影响因素相互作用的关系,以内蒙古锡林河流域为研究区,在厚栗黄土、草甸沼泽土、草原风沙土、石灰性草甸土、淡黑土等5种土壤类型下设置38个土壤入渗试验点以及62个土壤生态调查点,测定了各点位土壤的粒径、容重、有机质、含水率、地下生物量等理化特征。使用Green-Ampt、Philip、Kostiacov、Horton、Mezencev及USDA-NRCS等6种入渗模型模拟入渗过程,结果显示Horton和USDA-NRCS模型模拟效果最好,Adj-R2分别为0.975和0.911,并利用模拟效果最好的Horton模型计算稳定入渗率,对土壤入渗特性和入渗影响要素进行了主成分和相关性分析并建立土壤转换函数,在此基础上对整个研究区的土壤稳定入渗率进行了1 km×1 km精度的面尺度拓展。研究表明,半干旱草原型流域的土壤入渗主要受到土壤物理属性与外界环境两种要素的影响,使用相关性显著的影响要素建立的土壤转换函数可以较好地模拟半干旱草原型流域的土壤入渗特征值,在小流域尺度上使用土壤转换函数的预测效果相较入渗模型的面尺度拓展更加精细。
    2019  Vol.  50(8):    936-946    [摘要](53)    [PDF](45)
  • 大型弧底梯形渠道“适缝”防冻胀机理及应用研究
    江浩源,王正中,王羿,刘铨鸿,葛建锐
    旱寒区渠道工程上预先在衬砌板易产生裂缝处顺其自然设置纵缝,以防止冻胀破坏。为探明这种纵缝设置的防冻胀机理及其最佳布设形式,基于冻土水-热-力三场耦合理论,考虑纵缝填充的接触本构及衬砌-冻土相互作用,建立了旱寒区常用的大型窄深式弧底梯形渠道冻胀仿真分析模型,以衬砌板上下表面沿周长正应力分布均匀度为一级指标,以其截面正应力满足强度要求为二级指标,对纵缝设置位置、宽度、个数及其组合削减渠道冻胀效果进行了研究。结果表明:弧底衬砌板属于薄拱结构,渠坡板为梁结构,纵缝为可移动弹性铰;纵缝位置及宽度的变化不断调整拱-梁结构的刚度及弹性铰的约束刚度,以适应基土冻胀变形,使衬砌板表面应力均匀化,从而削减冻胀;但纵缝过宽会过度削弱弧底拱效应,使弧底中心和坡板上表面及坡脚下表面拉应力过大,易导致冻胀破坏;单独设缝时坡脚位置设缝防冻胀效果最好,而组合设缝削减冻胀效果更优,尤其是坡脚与坡板组合设缝。以新疆某供水渠道为例,采用坡脚与坡板1/4、3/4处组合设缝,缝宽取1 cm,可满足两级指标,削减冻胀效果最优,可为旱寒区大型渠道防冻胀合理布设纵缝(适缝)提供科学依据。
    2019  Vol.  50(8):    947-959    [摘要](39)    [PDF](37)
  • 粉质黏土中筒型基础沉放的影响范围研究
    刘润,李贝贝,马文冠,练继建,陈广思
    随着我国近海风电场规模化建造,宽浅式筒型基础得到了越来越多的应用。为了抵抗百米高塔筒产生的巨大弯矩,筒型基础直径达到了40 m。为了准确评估筒型基础在施工期和服役期的地基承载力,有必要研究筒型基础沉放过程对周围土体产生的影响。本文开展了系统的室内模型试验研究,模拟了筒型基础的自重沉放与负压沉放过程,监测了筒基沉放过程中筒内外土体孔隙水压力变化及沉放前后土体强度的改变;基于孔穴扩张理论推导了筒型基础沉放最大径向影响范围的计算公式。研究结果表明:筒型基础在自重沉放阶段对周围径向土体的影响范围为距筒中心2.2倍半径;负压沉放阶段对土体的影响范围为距筒中心1.6倍半径。
    2019  Vol.  50(8):    960-968    [摘要](39)    [PDF](35)
  • 分层流体中冰脊拖曳力的数值模拟研究
    祖永恒,卢鹏,王庆凯,李志军,吴岩,李博
    冰脊在分层流体表面的漂移运动会在内界面激发出内波,内波又会对冰脊的运动、堆积产生重要影响。利用湍流模型对冰脊在分层流体中的运行过程进行了数值模拟研究,并与已有物理模型实验结果做了比较,冰脊拖曳力和内波界面的数值模拟结果与物理实验结果吻合良好。当流场属于跨临界区时,内波的产生使冰脊拖曳力随弗劳德数Fr先增大后减小,冰脊拖曳系数随Fr的变化规律类似。当流场属于超临界区时,拖曳力随Fr增大而增大,拖曳系数不再随弗劳德数变化。当内波波峰达到最高点的时候,冰脊拖曳力达到一个峰值。
    2019  Vol.  50(8):    969-979    [摘要](47)    [PDF](32)
  • 水资源风险分析理论及评估方法
    王红瑞,钱龙霞,赵自阳,王颖
    通过分析开展水资源风险研究的重要意义,全面总结了水资源风险理论和评估方法。(1)从不确定性角度论述水资源风险定义;(2)从风险源和承险体角度分析水资源风险的形成要素,系统总结危险性和脆弱性的定义和数学模型;(3)论述了水资源风险理论模型,包括传统模型、积分模型和投入产出模型等;(4)系统论述了水资源脆弱性评估、水资源风险概率预测和水资源风险损失评估的模型和方法,讨论了各种模型的优缺点;(5)指出了影响水资源风险评估建模的重点与难点问题。
    2019  Vol.  50(8):    980-989    [摘要](67)    [PDF](63)
  • 分层湖库溶解氧时空特性研究进展
    杜彦良,彭文启,刘畅
    溶解氧(DO)是湖库水质管理的关键变量之一,对维持湖库生态系统平衡至关重要。受控于湖库生态、生物地球化学和物理过程的相互作用,湖库DO对气候、地理、富营养化、有机污染、水文及负荷的输入等环境压力反应敏感。随着监测技术的提高、实验分析的多样、模型工具的完善,溶解氧垂向分层机理研究也更加深入。分层湖库的表面温水层因大气复氧、光合作用等的影响DO饱和程度高,变温层DO与受透明度影响的浮游生物呼吸与光合作用、水平和表层等外部物质输入、有机物沉积过程分解等机制有关,DO垂向形态多样,其中变温层DO极小值广泛存在且成因复杂。滞温层缺氧与沉积物、初级生产力、外部输入湖库大小等有关,通过数据分析和模型手段,滞温层DO演变过程得到较好的解释。由于分层湖库影响DO时空分布的因素众多,个别因子或经验公式分析,很难对湖库DO现象做出全面精确的描述,基于机理及过程的数值模型是DO研究中必不可少的工具。针对分层湖库越来越普遍的缺氧现象,为水质和生态环境的改善提出合理的科学措施,提高水库管理,采用原位监测、经验参数、公式和数值模型等手段,揭示湖库溶解氧的演变机理,是需要继续深入研究的课题。
    2019  Vol.  50(8):    990-998    [摘要](49)    [PDF](47)
  • 建筑屋面雨水有压回补地下水理念与潜力评估
    王兆庚,郭祺忠,练继建,陈亮
    城市雨水回补地下水对增加城市地下水资源、减轻内涝灾害具有重大意义。屋面雨水水质较好,且具有高水头特点,并无需外界提供电能、不占据多余空间,可实现雨水收集、快速净化,形成屋面雨水有压回补地下水模式,增加地下水回补率。该技术理念提出后,尚处于研究阶段,故本文以天津大学新校区为研究区,通过水泵加压回补地下水的现场数据推导出了半经验公式,选取与实地状况基本相符的渗透率等相关参数,对该模式进行相关计算与潜力评估。利用天津市暴雨公式计算了不同降雨重现年及历时的设计雨强,并计算出本模式应用于研究区的不同设计情况下的回补率。计算结果显示,回补率与降雨历时(建筑屋面汇水或滞留时间)呈正相关关系;假设建筑屋面雨水滞留时间为24 h时,25年一遇以内降雨回补率大于90%,50年一遇和100年一遇降雨回补率达85%以上。本文论证了该种模式具有很强的应用价值,对雨水回补地下水技术研究有一定的参考价值。
    2019  Vol.  50(8):    999-1009    [摘要](34)    [PDF](22)
  • 自吸泵内能量损失及非定常流动特性研究
    舒欣,任芸,吴登昊,祝之兵,牟介刚
    自吸泵由于其特有的气液分离腔和回流孔结构使得其内部流动更为复杂,本文针对自吸泵内能量损失及非定常流动特性开展实验和数值研究。通过开展模型泵水力性能实验,发现数值计算结果与实验结果具有较好一致性。利用熵产理论和Q准则定量分析了不同工况下自吸泵内不同区域的能量损失特性及涡核分布特征,结果表明:泵内熵产分布特征与水力损失分布特征基本一致,叶轮、蜗壳和气液分离腔是自吸泵内能量损失的主要区域。蜗壳内部的压力脉动强度在靠近隔舌区域较大,蜗壳中段处变弱,蜗壳出口扩散段处又进一步增强。在小流量工况下,叶轮和蜗壳内部涡核分布面积较大,涡核主要分布在叶轮的进口处和出口处。
    2019  Vol.  50(8):    1010-1020    [摘要](30)    [PDF](26)
  • 管道水力摩阻系数的敏感性分析
    郭永鑫,郭新蕾,杨鹏志,付辉,王涛
    管道水力摩阻系数的合理取值是输水工程经济、高效运行的关键,尤其是当前广泛采用的大口径输水管道。然而受内壁粗糙度、管径D、流速V、水温T等诸多因素的影响,水力摩阻系数取值存在较大的不确定性。本文对常用摩阻系数进行了系统的敏感性分析,研究表明:同种管材的海森-威廉系数Ch和曼宁糙率系数n均随管径D增大而增大,并且曼宁糙率n的相对增幅远大于海森-威廉系数Ch,当前设计中忽略管径D对曼宁糙率n的影响是造成部分工程水头损失计算误差较大的原因之一。海森-威廉公式对不同管径的适应性优于谢才-曼宁公式,工程设计如采用谢才-曼宁公式,需考虑管径和流速对曼宁糙率n的影响。上述成果可为管道输水工程的设计、运行和管理提供参考。
    2019  Vol.  50(8):    1021-1028    [摘要](49)    [PDF](42)
  • 某大型抽水蓄能电站厂房强烈振动原因分析与减振措施研究
    欧阳金惠,耿峻,许亮华,李金伟,于纪幸
    针对国内某大型抽水蓄能电站厂房强烈振动问题,本文开展了厂房局部结构振动测试、自振频率测试和脉动压力测试等现场测试;创建了精细三维有限元模型,求解了厂房结构局部结构自振频率,利用脉动压力测试结果计算了厂房振动响应,并通过调整立柱尺寸开展了厂房减振措施研究,同时对新建抽水蓄能电站厂房振动安全问题提出了展望。本文研究成果如下:(1)蜗壳内脉动压力为厂房结构振动主振源,其振动主频为100.0 Hz;(2)厂房局部结构振动强烈的原因在于其母线层立柱和水轮机层立柱的水平自振频率接近蜗壳脉动压力主频,两层立柱产生幅值较大水平振动引起楼板竖向强烈振动;(3)通过调整立柱截面尺寸,两层立柱和楼板振动响应均有大幅降低,减振效果显著。
    2019  Vol.  50(8):    1029-1037    [摘要](47)    [PDF](40)

信息公告

更多>>

在线期刊

排行榜top13

  • 下载排行
  • 点击排行