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
  • 2017年 第48卷 第7期
  • 出刊日期:2017-7月-28日
《水利学报》创刊于1956年,是中国水利学会、中国大坝协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。

2017年第48卷第7期

(下载当期目录)

  • 非均质泥石流起动判别关系式
    舒安平,张欣,段国胜,王澍,师哲
    在我国西部山区每年汛期发生不同程度的泥石流灾害,认识非均质泥石流(又称黏性泥石流)的形成机理,判识泥石流的发生条件是准确预测预报泥石流的基础。本文通过48组正交的水槽实验,模拟非均质泥石流形成的动力过程,分析相关起动因子的量化关系。基于泥沙运动力学理论,将Shields数(又称希尔兹数)列为判识泥石流固体颗粒起动的重要参数,分析非均质系数(颗粒铺设方式)、水流量等水沙因子对泥石流起动的响应关系。进一步从泥沙颗粒的受力角度,以水流剪切力与颗粒起动临界剪切力的比值(即起动判别式)作为表征泥石流颗粒起动的参数(其值大于1时表示泥石流颗粒处于起动状态),分别应用Shields起动拖曳力曲线的整体拟合公式和分段拟合公式两种形式,初步建立了非均质泥石流颗粒起动判别式。通过应用蒋家沟实测资料进行验证,表明以Shields起动拖曳力曲线的整体拟合公式得出的起动判别式误差较小,可以应用于泥石流起动条件与致灾临界条件的判识,对我国泥石流防灾减灾具有重要参考价值。
    2017  Vol.  48(7):    757-764    [摘要](128)    [PDF](128)
  • 基于多相复合材料的混凝土导热系数预测模型
    王立成,常泽,鲍玖文
    混凝土温度场分析是混凝土结构耐久性以及服役寿命预测的重要依据,而导热系数则是确定时变温度场分布的主要参数。考虑材料组成的非均质性,将混凝土视为由连续相水泥砂浆、分散相粗骨料以及二者薄弱界面过渡区(ITZ)组成的三相复合材料,并基于复合材料导热系数模型,建立了混凝土及其组成单元(水泥砂浆和ITZ界面)导热系数的计算模型;在此基础上,对比分析了水灰比、粗骨料体积分数、砂率、饱和度和界面热阻等因素对混凝土导热系数的影响规律。结果表明:混凝土导热系数随饱和度、粗骨料体积分数的增加而增大,随水灰比的增大而减小;考虑界面热阻的混凝土导热系数预测模型,能够更好地揭示饱和度与砂率对混凝土导热系数的影响机理。
    2017  Vol.  48(7):    765-772    [摘要](89)    [PDF](86)
  • 离散广义Nash汇流模型及其在河道洪水演算中的应用
    闫宝伟,于雨,郭生练,潘增
    基于广义Nash汇流理论,通过定义S曲线或滞蓄曲线,简化了广义Nash汇流计算公式,并推导得出了离散广义Nash汇流模型,将河道下断面出流过程表述为时段初、末入流量与当前时刻及之前若干时刻出流量的线性组合,权重系数由S曲线或滞蓄曲线得出。该模型物理概念明确,又有一定统计意义,结构简单,形式直观,便于在实际中推广应用,最后通过实例分析检验了模型的预报能力。
    2017  Vol.  48(7):    773-778    [摘要](158)    [PDF](139)
  • 基于动理学理论的床沙冲刷函数
    贾宝真,张磊,李肖男,钟德钰
    针对泥沙研究中床面泥沙冲刷函数以经验公式为主,难以深入分析紊流随机因素作用下床面泥沙运动与冲刷强度的力学联系的问题,本文基于泥沙运动的动理学理论建立了床面泥沙冲刷函数。论文中,在动理学理论框架下将床沙冲刷通量表示为单位面积和单位时间内在紊流升力、拖曳力、重力等作用下离开床面的泥沙质量(体积)的统计系综平均,并采用泥沙运动的动理学方程确定了冲刷函数中床面泥沙运动的速度分布函数这一关键统计力学变量。论文还将得到的冲刷函数与3家80组不同来源的实验数据以及3家冲刷函数进行了对比,并作为冲刷边界条件用于悬移质输沙的计算。结果表明,本文得到的冲刷函数不仅具有更好的理论基础,且冲刷通量计算值与实验值符合良好,相对误差在[-0.5~0.5]之间的数据占所有数据的87.2%,相比其他冲刷函数具有更好的计算精度;作为边界条件计算得到的冲刷过程中悬移质浓度分布也较好地复原了实验过程。本文的研究表明,基于动理学理论的冲刷函数既反映了微观状态下拖曳力、升力等随机性外力对床面颗粒运动的影响,又反映了颗粒运动的统计规律,从而能更准确地从力学本质上反映水流强度及颗粒大小等对冲刷通量的影响规律,体现了动理学理论在分析床面泥沙运动特征的优势。
    2017  Vol.  48(7):    779-790    [摘要](82)    [PDF](107)
  • 河床溯源冲刷影响下的桥墩冲刷
    齐梅兰,郐艳荣
    主要针对河床采沙所致的溯源冲刷对水下结构物周围冲刷影响的问题,研究冲刷演变及预测方法,为结构物安全防洪提供参考。通过水槽试验观测了床面突降条件下的溯源冲刷和墩柱局部冲刷耦合发展规律及其主要影响因素,建立了溯源与局部耦合冲刷的实时计算方法。溯源冲刷耦合下的局部冲刷与平床时的冲刷之比呈上凸曲线变化,与距离、流量及跌水水头差有关;局部冲刷和溯源冲刷对总冲刷深度的贡献比是墩柱与采沙坑距离、跌水水头差及流量的函数;在河床采沙的一定影响范围内,溯源冲刷到达时的瞬间冲刷速率远大于局部冲刷速率。本文的计算方法,可用于预测溯源与局部耦合冲刷时结构物总冲刷深度的发展。
    2017  Vol.  48(7):    791-798    [摘要](96)    [PDF](95)
  • 南方丘陵区多层土壤结构水平和垂向渗流特征试验与模拟研究
    邵东国,杨霞,徐保利,顾文权
    南方丘陵地区地形起伏,上下游田块及田块内部不同层之间土壤质地差异较大,存在复杂的水分转化关系。为揭示该地区田块内多层土壤水分运动规律,在湖北省漳河水库灌区团林灌溉试验站,开展田块变化水层条件下水分通过犁底层垂直入渗以及通过耕作层侧向入渗试验,观测土壤累积入渗量及各层含水率的变化过程;建立基于HYDRUS-2D的土壤水分二维渗流模拟模型。经验证,模型模拟值和田间实测值基本吻合;试验发现由于土壤性质差异,田块犁底层的存在会抑制水流的垂直运动,减少深层渗漏,但同时增强了水流沿耕作层侧向运动的能力。试验期间,水分沿犁底层平均垂向入渗速率为0.094 cm/min,沿耕作层平均侧向入渗速率为0.138 cm/min;入渗稳定后,渗漏水量占田面累积入渗量的21.11%,其中垂直渗漏水量占0.46%,侧向渗漏水量占20.65%,耕作层侧向渗漏水量占侧向渗漏水量的81.06%。结果表明,土壤侧向渗漏对水量损失的贡献较大,控制田块渗漏特别是耕作层侧向渗漏对南方地区节水减排具有十分重要作用。
    2017  Vol.  48(7):    799-807    [摘要](98)    [PDF](98)
  • 洪水避难分析系统的研究开发及其应用
    丁志雄,李娜,王静,曹大岭
    随着经济社会快速发展,洪水高风险区中人口资产密度增大,受全球气候变化影响,台风、极端暴雨等形成的洪水灾害给高风险区的人员资产带来更大的威胁。危机时刻,如何更为有效、有序地组织灾区民众的避难转移是减少伤亡和损失的重要手段。本文从水文水力学、灾害学与地理信息科学等交叉视角,利用二维洪水仿真模型进行洪水演进模拟分析,对需避难转移人员及其空间分布特征进行识别;提出安置区的选择规划及优化匹配方法;建立最优转移路径分析模型及道路拥堵计算模型;在GIS平台上集成相关模型方法,开发洪水避难分析系统。在荆江分洪区进行了实例应用研究,建立了荆江分洪区的洪水模拟分析模型,用1954年分洪的实况洪水进行分洪区的洪水演进模拟分析,根据分析结果将分洪区划分为危险重灾区、深水重灾区和进洪轻灾区3个危险区域,利用荆江分洪区2014年分洪预案进行1954年实况分洪情景下的避难转移模拟分析,提出了基于洪水演进特征的分批次转移的改进优化方案。应用实例研究表明,本文建立的模型方法和相关系统具有较好的实用价值,可以为分蓄洪区等区域洪水避难方案的制定提供分析优化手段。
    2017  Vol.  48(7):    808-815    [摘要](92)    [PDF](86)
  • 地质统计学法在地下水污染溯源中的应用及参数敏感性分析
    龙玉桥,崔婷婷,李伟,吴春勇,李砚阁
    为了确定地下水污染物来源,将地质统计学方法应用于追溯一维均质含水层中污染源的排放过程,利用数值实验分析了观测点布设位置、污染物浓度观测误差、水动力弥散参数和地下水流速对地质统计学法溯源效果的影响。结果表明,观测点提供的浓度信息能准确反映观测时刻污染物浓度的分布时,根据这些浓度信息可得到好的溯源效果。反演出的污染物排放过程与真实排放过程相似度较高时,污染物浓度测量误差的数量级介于10-6~10-3.55之间,水动力弥散系数的变化幅度在-10%~5%内,实际平均流速的变化幅度在±2%间。在本次数值实验条件下,地质统计学法给出了较好的溯源效果,与观测浓度误差相比,水动力弥散参数和地下水流速对溯源效果影响更显著。
    2017  Vol.  48(7):    816-824    [摘要](83)    [PDF](84)
  • 引江济淮软岩全黏结GFRP筋锚固蜕化现场实验
    李国维,郑诚,陈圣刚,吴建涛,曹雪山,袁俊平
    引江济淮工程边坡加固锚杆运行中会承受循环荷载,循环荷载下锚杆的黏结状态蜕化影响锚固稳定。玻璃纤维增强聚合物(Glass Fiber Reinforced Polymer,GFRP)筋因其耐腐蚀、高强度可用于替代钢筋解决锚杆耐久性问题。通过现场软岩边坡GFRP锚杆拉拔实验,研究循环荷载作用下的锚固效果和黏结状态变化。研究结果表明,软岩内GFRP锚杆的有效锚固长度和锚杆胶结体与围岩的黏结强度相关,低强度或破碎程度高的围岩对应较大的有效锚固长度。荷载循环所造成的黏结蜕化深度小于有效锚固深度,黏结蜕化深度以上杆体界面提供摩擦力,以下提供黏结力。黏结状态一旦受损,黏结力将失去作用。同一深度处荷载循环影响黏结蜕化的作用随次数递增,不同深度处荷载循环影响黏结蜕化的作用随深度递减。渠道水位升降产生的最大拉拔荷载小于设计荷载,GFRP锚杆的抗拔力具有较大的安全储备。GFRP锚杆加固水下软岩具有更好的耐久性和持载稳定性。
    2017  Vol.  48(7):    825-836    [摘要](82)    [PDF](88)
  • 水泵水轮机泵工况旋转失速压力脉动特性及转动机理
    张春泽,夏林生,刁伟,周家俞
    水泵水轮机在泵工况部分负荷下运行,叶道内易发生旋转失速,可诱发剧烈的低频压力脉动,严重影响水电站的安全稳定运行。本文采用尺度自适应(SST-SAS)湍流模型对某模型水泵水轮机泵工况进行全流道非定常数值模拟,得到不同工况点下旋转失速引起的压力脉动特性及失速涡团的周向转动机理。结果显示,在40%~80%设计流量下运行时,导叶区发生旋转失速,失速涡团的转动频率为叶轮转频的3.3%~8.1%。旋转失速发展强度越剧烈,转动越慢。旋转失速周向转动的机理是:失速与非失速相邻导叶流道内存在较大压力梯度,在其作用下,失速流道内流体从活动导叶与固定导叶之间通道流向非失速流道,加剧非失速流道内流动分离。被阻碍的水流与无叶区主流叠加流向下一流道,并在活动导叶吸力面进口前缘产生局部低压,导致当前非失速活动导叶流道在进口与出口之间的逆压梯度增强,使流体反向流动,流道产生失速。
    2017  Vol.  48(7):    837-845    [摘要](89)    [PDF](141)
  • 规则波作用下刚性植物拖曳力系数实验研究
    陈杰,何飞,蒋昌波,赵静
    植物的消波特性能有效防止波浪冲刷所造成的岸线侵蚀。在开展根茎叶共同作用下的刚性植物消波实验的基础上,采用Kobayashi和Dalrymple经验公式计算本实验植物模型的拖曳力系数,探究了拖曳力系数变化规律。通过对比分析两种经验公式计算所得的拖曳力系数,发现采用Kobayashi消波模型对于本实验中刚性植物消波模拟效果更好。根茎叶均在不同程度上对于植物消波特性产生影响。拖曳力系数与邱卡数、雷诺数、厄塞尔数及相对水深之间的关系依赖于植物淹没度。针对包含根茎叶的刚性植物,考虑植物摆动因素,对波能耗散方程中阻力项进行修正,提出改进的消波模型。
    2017  Vol.  48(7):    846-857    [摘要](95)    [PDF](89)
  • 水压和变形下嵌缝材料设计及黏接层破坏机理研究
    李炳奇,张宇弛,李泽阳,刘小楠
    水工建筑物伸缩缝的破坏及渗漏问题会直接影响水工结构自身的安全稳定。本文基于南水北调穿黄隧洞工程实际背景,引入基于内聚力(Cohesive Zone Model)单元界面破坏有限元模型,进行了伸缩缝嵌缝材料在背水压作用下的仿真分析,并将其结果与室内压水试验的应变-荷载数据进行对比,给出了适合于聚脲基复合防渗体系嵌缝内聚力单元的断裂能。同时,分析计算了伸缩缝宽度及嵌缝深度对结构抵抗水压能力的影响,证明所取参数的正确性。进一步分析了伸缩缝变形和水压力作用条件下的仿真结果,给出了伸缩缝变形、伸缩缝宽度、嵌缝深度及承载能力之间的关系。本文结果可为伸缩缝的结构设计提供指导。
    2017  Vol.  48(7):    858-865,873    [摘要](60)    [PDF](70)
  • 基于MSA法的高心墙堆石坝地震沉降易损性分析
    庞锐,孔宪京,邹德高,徐斌
    多条带分析法(MSA)是新近提出的一种针对离散强度因子的易损性分析方法,为结构安全评估提供了有效路径,但目前在土石坝工程领域应用较少。本文针对高心墙堆石坝,选取坝顶震陷率为性能指标,建议了轻度、中度和重度破坏三个等级;考虑地震动的随机性,采用MSA法开展了易损性研究,得到了不同破坏等级的易损性曲线和概率,为大坝的强震性能评价提供准则和参考;不同条带数量下地震易损性分析结果表明,适当减少水平条带数量,对易损性结果影响不大,这有利于计算工况的减少。
    2017  Vol.  48(7):    866-873    [摘要](59)    [PDF](78)
  • 含水生植物河道曼宁糙率系数的试验研究
    郑爽,吴一红,白音包力皋,穆祥鹏
    水生植物是河流生态系统的重要组成部分,但水生植物的存在使得水流阻力增加,河道行洪能力降低,开展含水生植物河道曼宁糙率系数的研究,对河流生态综合治理具有重要意义。本文基于对含淹没柔性水生植物水流的室内水槽系列试验和量纲分析理论,分析了植物挺立度、相对淹没高度及相对密植度对河道曼宁糙率的影响,给出了淹没状态下含柔性水生植物河道的通用等效曼宁糙率系数经验公式。
    2017  Vol.  48(7):    874-881    [摘要](86)    [PDF](113)

信息公告

更多>>

在线期刊

排行榜top13

  • 下载排行
  • 点击排行