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文献检索:
  • 基于泛函分析思想的动态规划算法及其在水库调度中的应用研究
  • 泛函分析具有高度抽象性和概括性,因此可用来对某些复杂的问题进行建模,进而采用更加简便的数学方法进行求解。本文针对动态规划算法在水库优化调度中计算规模大和时间长的问题,引入泛函分析思想,构建了时段平均出力的泛函计算模型,并基于此提出了一种改进的动态规划算法,该算法省去了传统动态规划算法中大量重复的计算过程,减小了计算规模,从而提高求解效率。分别以我国某流域中M水电站和M、N组成的梯级水电站为例进行实例研究,从多年平均发电量和计算用时等方面将改进动态规划算法与传统动态规划算法以及逐步优化算法进行了详细的对比分析。结果表明,该算法能在保证全局收敛的基础上减少动态规划计算量,缩短计算时间。
  • 塑性混凝土双轴受压性能与破坏准则
  • 基于塑性混凝土立方体试件的双轴压缩试验,研究了塑性混凝土的双轴受压性能和破坏准则。结果表明:当应力比较小时,塑性混凝土双轴受压破坏形态与单轴受压相似;随应力比增加,双轴受压破坏面龟裂现象明显;双轴受压下的塑性混凝土抗压强度显著提高,是单轴抗压强度的1.77-4.72倍;随应力比的增大,塑性混凝土抗压强度先增大后减小,应力比0.75时抗压强度的提高最大;单轴抗压强度越高,双轴受压时塑性混凝土抗压强度的增长越小。塑性混凝土八面体正应力应变曲线、剪应力应变曲线的斜率随应力比的增加有增大的趋势,其变形随抗压强度的增加有所降低。双轴受压各应力比下的八面体剪应力与正应力之间均具有线性关系,其斜率随应力比的增加逐渐降低。通过对试验结果的分析,建立了双轴受压下塑性混凝土抗压强度的包线方程以及双参数、三参数及考虑加载路径影响的破坏准则。
  • 面板堆石坝瞬时变形和流变变形参数的联合反演
  • 堆石坝变形包括瞬时弹塑性变形及时间相关的流变变形,从实际的监测变形中精确区分这两种变形有一定技术难度。本文将瞬时及流变变形参数的反演问题转化为一个组合优化问题,采用智能优化算法寻找最佳的堆石变形参数。研究中,首先拟定了多种变形参数样本,采用有限元法计算坝体变形;然后采用径向基神经网络训练上述样本,建立堆石变形参数与坝体变形之间的映射关系;最后根据坝体实际变形测量值,采用多种群遗传算法优化得到坝体瞬时及流变变形参数。采用径向基神经网络替代有限元可节省计算时间,提高计算效率;而多种群遗传优化算法可避免传统遗传算法早熟问题。用反演参数再次计算得到的水布垭坝体沉降与实测值吻合较好。
  • 芦苇占优势农田溪流营养盐滞留能力分析与评估
  • 2014年9月—2015年4月,在合肥地区二十埠河流域的某一典型农田源头溪流段,选择以Na Cl为保守示踪剂,NH4Cl和KH2PO4为添加营养盐,采用恒速连续投加的方式,开展了7次野外现场示踪试验。在此基础上,利用OTIS模型和营养螺旋原理,从机制层面分析和评估芦苇占优势农田源头溪流氮磷营养盐滞留能力和滞留特征。结果表明,该芦苇占优势渠段的比值As/A明显超过一般源头溪流水体,暂态存储对于营养盐滞留有较大影响;NH4+和SRP的暂态存储区营养盐一阶吸收系数都较主流区高一个数量级,且所有吸收系数均为正值,表明芦苇占优势渠段具有氮、磷"汇"的功能;NH4^+吸收长度明显低于SRP,特别是冬季和初春,意味着溪流对于NH4+的滞留能力超过SRP;NH4^+和SRP的总滞留率分别为14.46%和10.73%,生物滞留率平均值分别为9.17%和3.67%;主流区流动水体和暂态存储区对于NH4+滞留的平均贡献率分别为43.12%、56.88%;对于SRP滞留的平均贡献率分别50.13%、49.87%。
  • 利益相关者的水资源配置博弈
  • 水资源的准公共产品属性及其在开发利用中存在的外部性使河流自然流态受到严重的扰动,本文基于非合作博弈博弈论,建立主从关系的用户博弈模型分析河流水资源分配,基于个体效益不能达到帕累托最优状态,采用合作博弈方法,建立水资源用户合作博弈模型。合作博弈增加了总效益,但使得上游用户的效益比非合作时减少,有必要对上游用户进行效益补偿:引入微观经济学的无差异曲线与合作联盟形成的条件构建合作效益分配的可行解集,并提出基于边际贡献的效益分配方法在可行解集中挑选唯一的效益分配解。研究结果表明,合作博弈总效益大于非合作博弈的总效益,达到帕累托最优状态;通过合作效益分配,处于先动优势的上游用户的分配效益大于非合作的效益,有利于行动占先者加入合作联盟。
  • 石棉县熊家沟“7·04”泥石流堵江调查与分析
  • 汶川"5·12"地震以来,四川地区地质构造活动进入活跃期。而芦山"4·20"地震后,雅安地区地质灾害进入高发期。2013年7月4日20时,四川省雅安市石棉县熊家沟暴发了大规模泥石流过程,堵塞竹马河,造成重大经济损失和人员伤亡。为了研究地震后熊家沟泥石流的堵江特征及其防止措施,通过泥石流流域野外调查,发现由于石-甘公路,特别是竹马河的河堤工程,使得熊家沟堆积区地形纵坡突增泥石流在其堆积区运动时,其汇入主河的运动方式发生突变。根据堵江型泥石流堆积区的纵坡变化特征,将该泥石流定义为工程纵坡增加型堵江泥石流。而对比熊家沟"7·04"泥石流物源的前后变化情况,可知其泥石流物源的平均转化率为0.307,且位于下游的泥石流物源更容易被侵蚀。通过熊家沟"7·04"泥石流的水上和水下堆积物筛分试验,发现其中值粒径d60增加值为3.4%,容重增加了3%。运用Spss统计软件和理论分析,得到工程纵坡增加型堵江泥石流的流速、流量与流域特征的关系,及其等衰减特征,为该区泥石流的类型研究及其防治提供一定依据。
  • 2015年优秀审稿专家表彰名单
  • 在2015年共有403位专家参与《水利学报》的审稿917次,他们为《水利学报》品牌的提升付出了辛勤的劳动。为弘扬他们严谨求实的作风、认真负责的态度及甘于奉献的精神,并感谢审稿专家所做的工作,编辑部综合考虑审稿专家的审稿数量、审稿质量和审稿时效,评选出35位专家为2015年《水利学报》优秀审稿专家。名单如下(按姓氏笔划排序):
  • 砂岩劈裂裂隙无充填多因素影响下渗流规律研究
  • 岩石裂隙渗流规律复杂,影响因素众多,其研究对工程防渗堵漏意义重大。利用ELE岩石渗透仪对劈裂砂岩进行裂隙渗流试验,采用基于CAD-ANSYS接口程序、ANSYS蒙皮技术,Arc GIS联合建模计算劈裂面面积等方法,试验研究不同应力条件下,劈裂面面积、迹线长度、进出口长度、结构面粗糙度、应力路径等多因素共同影响下的裂隙渗流量变化规律。分析得出应力路径对渗流量有显著的影响:围压恒定时,渗流量与渗透压呈负指数函数关系;渗透压恒定时,渗流量与围压呈幂函数关系。提出不均匀系数λ,可反映渗透压恒定围压持续加载情况下渗流量随围压的变化规律;提出高效控渗临界点和有效控渗临界点,可描述渗透压恒定时渗流量随围压变化的规律,为工程加压止渗提供参考。根据试验结果,推导出裂隙渗流参数转化为孔隙介质渗流参数的渗透系数k的表达式,为裂隙岩体的孔隙介质渗流分析提供借鉴参考。
  • 基于随机损伤与断裂耗散能等效的混凝土裂缝扩展分析
  • 本文基于损伤耗散能与断裂耗散能等效原理,并假设极限应变服从对数正态分布,建立了混凝土的微弹簧随机损伤模型,进一步给出了混凝土裂缝黏聚律的求解方法。依据所提方法,分别获得了骨料最大粒径dmax依次为80 mm和40 mm的大坝混凝土和湿筛混凝土的黏聚律的具体表达式。基于求解出的黏聚律,分别模拟了大坝和湿筛混凝土的带切口三点弯曲梁裂缝扩展全过程,并将计算得到的荷载-裂缝口张开位移的曲线与试验曲线进行了比较,两者吻合良好,从而验证了模型与求解方法的合理性与有效性。进一步采用建立的模型与方法分析了大坝混凝土和湿筛混凝土材料特征高度的合理取值范围,结果表明:对于本文计算所用的大坝混凝土和湿筛混凝土试件,其材料特征高度值可取6-10倍骨料最大粒径dmax。
  • 考虑侧向出沙的河网非均匀沙输移
  • 引水进入河网可快速地改善水质,同时也会造成泥沙淤积问题。水流在主干河道行进时将挟带泥沙向连通支流扩散,因而计算河网泥沙输移时应考虑侧向出沙问题。根据作者在杭州西部河网若干测站进行的全年实时水位-流量和逐日泥沙实测资料,建立了适用河网的对数型非均匀沙挟沙能力公式,进而结合侧向出流首次导出了考虑时变侧向出沙的河网非均匀沙输移计算方法,据此改进了一维河网输沙微分方程和离散计算模式。经实测资料验证,计算与实测值符合良好。对杭州西部河网进行的输沙计算显示,侧向出沙约占淤积总量的11%,这意味着河网模型不考虑侧向出沙会造成较大的误差。
  • 水文预报不确定性对水库防洪调度的影响分析
  • 定量分析预报的不确定性,已成为防洪预报调度风险分析中的关键问题。本文基于Copula函数,提出了可以描述水文预报不确定性随时间演化特性的CUE(Copula-based Uncertainty Evolution Model)模型,并通过该模型模拟了水文预报不确定性序列;基于Monte-Carlo方法和模拟序列,计算了预报不确定性对水库防洪预报调度的影响。结果表明,CUE模型能够很好地模拟水文预报不确定性,采用预报预泄法,对三峡水库进行防洪调度,不会增加防洪风险率。
  • 溪洛渡特高拱坝蓄水初期工作状态评价
  • 本文对溪洛渡拱坝蓄水阶段原型监测成果进行归纳总结,论术了监测数据的同步性、连续性、规律性和收敛性特征,初步评价了大坝的运行状态,基于数值仿真反馈分析,研究了大坝受力变形特性的机理,重点阐述了拱坝库盆沉降、上部谷幅收缩效应,分析了坝踵压应力的合理性。结果表明:溪洛渡拱坝初期蓄水期拱坝变形与水库水位变化过程一致,连续变化且符合客观规律,整体时效变形呈现收敛态势;由于溪洛渡特殊的地质条件,库盆压力对大坝变形影响较大,但不影响整体安全稳定;拱坝应力分布良好,坝肩推力在坝基内扩散明显,处于可控状态。综合分析认为,溪洛渡拱坝蓄水过程安全可靠。
  • 中国主要河湖水生态综合评价
  • 河湖水生态综合评价是水资源保护规划工作的重要内容之一。本文从水文水资源、水环境、河湖生境形态、生物及栖息地状况等方面,构建了包含生态基流满足程度、水功能区水质达标率、湖库富营养化指数、纵向连通性、重要湿地保留率及鱼类生境等6个指标构成的河湖水生态综合评价体系。在此基础上,对全国673条河流、97座水库和100个湖泊湿地共计1006个规划河段和湖库的水生态状况进行了评价和分类,分析了我国各大流域河湖面临的水生态问题。研究成果对我国主要河湖水生态保护和修复工作的实践具有重要的指导意义。
  • TRC加固水工偏心受压结构的抗裂性能初探
  • 为研究纤维编织网增强混凝土(Textile reinforced concrete,简称TRC)加固偏心受压水工结构的抗裂性能,对6根偏压短柱进行试验,研究了配网率和前期受力对TRC控制偏心受压结构裂缝的影响,在此基础上,建立了TRC加固下的偏心受压结构的裂缝扩展理论,进一步分析了裂缝的扩展规律。研究结果表明:对于一次受力结构,以基体材料开裂、受拉钢筋屈服为界限点裂缝呈现出3个扩展阶段;对于二次受力结构,滞后应变(前期受力历史造成)小于基体材料开裂应变时,裂缝扩展以加固点、基体材料开裂和受拉钢筋屈服为界限点呈现出4个扩展阶段,而当滞后应变大于基体材料开裂应变时,裂缝扩展以加固点、受拉钢筋屈服为界限点呈现出3个扩展阶段;在扩展阶段转变处,裂缝扩展速率(偏压荷载与裂缝扩展深度的比值)突增,但是在同一阶段内裂缝扩展速率逐渐减小;采用TRC可以有效地控制偏心受压结构主裂缝的发展,配网率越高,裂缝分布越均匀,条数越多,间距和扩展速率越小;前期受力对采用TRC抑制裂缝深度扩展的影响明显,而对抑制裂缝宽度扩展的影响较轻,总体而言前期受力历史越大,效果越差。
  • 内蒙古河套灌区局部秋浇条件下农田水盐运动特征分析
  • 针对河套灌区局部秋浇条件下田间水盐运动的特殊性,选取典型试验区对其进行研究。结果表明:与全面灌溉相比,灌溉区地下水位在局部灌溉后回落更为迅速,灌溉可以达到很好的洗盐保墒效果;而非灌溉区则部分承泄了灌溉区的排水,地下水位和地下水含盐量都显著升高,尽管在灌溉结束后其地下水位会随着排水过程而相应回落,但在其上涨过程中却促使盐分向上层土壤运动,从而增加土壤剖面的含盐量。分析还进一步表明,局部灌溉条件下,非灌溉区水盐运动所受影响在一定程度上取决于灌溉面积所占整个区域的比重。
  • 基于调度特征的水电站水库丰平枯水年划分
  • 传统的径流丰平枯划分方法未能结合水库的调节作用,因此在指导水电站水库实际调度时具有一定的局限性。本文以金沙江中游梯级水电站水库优化调度系统为例,通过对系统特征的分析,提出了基于调度特征的水电站水库丰平枯水年划分方法。其划分结果与实际调度结果的一致性高达94%,表明了该方法的可靠性。传统的水文划分是基于输入的单因子、静态划分,而基于调度特征的划分是基于输出的多因子、动态划分,可以适应复杂的实际调度情景,能更有效地指导水电站水库调度模式的选择,具有重要的实用价值。
  • 对2015年《水利学报》审稿专家的致谢
  • 2015年,在广大作者、审稿专家、编委及主办单位的大力支持与帮助下,《水利学报》的论文水平、发表周期、服务质量等进一步获得提升。全年有403位专家参与本刊审稿917次,他们为《水利学报》品牌的提升付出了辛勤的劳动,值此新年佳节到来之际,水利学报编辑部谨对全体审稿专家表示衷心的感谢!2015年度审稿专家致谢名单如下(按笔画顺序排序):
  • 迎接《水利学报》创刊60周年
  • 2015年即将过去,2016年新年的钟声马上敲响。值此辞旧迎新之际,《水利学报》编辑部全体同仁向广大读者、来稿作者表示衷心的感谢和诚挚的问候,向全体编委、外审专家致以崇高的敬意!正是由于你们的信赖、支持与鼓励,《水利学报》经风沐雨,秉志笃行,迈进了花甲之年,迎来了新的春天。
  • 基于泛函分析思想的动态规划算法及其在水库调度中的应用研究(纪昌明;李传刚;刘晓勇;王渤权;张培)
    塑性混凝土双轴受压性能与破坏准则(高丹盈;宋帅奇[1,2])
    面板堆石坝瞬时变形和流变变形参数的联合反演(迟世春;朱叶)
    芦苇占优势农田溪流营养盐滞留能力分析与评估(李如忠;曹竟成;张瑞钢;金菊良;陈广洲)
    利益相关者的水资源配置博弈(付湘[1,2];陆帆;胡铁松)
    石棉县熊家沟“7·04”泥石流堵江调查与分析(屈永平;唐川;卜祥航;向国萍;贾涛)
    2015年优秀审稿专家表彰名单
    砂岩劈裂裂隙无充填多因素影响下渗流规律研究(刘杰;于振民;王瑞红;李建林)
    基于随机损伤与断裂耗散能等效的混凝土裂缝扩展分析(卿龙邦[1,2];郝冰娟;赵欣;管俊峰)
    考虑侧向出沙的河网非均匀沙输移(孙志林;杨恩尚;曾田力;祝丽丽)
    水文预报不确定性对水库防洪调度的影响分析(陈璐;卢韦伟;周建中;郭生练;张俊宏)
    溪洛渡特高拱坝蓄水初期工作状态评价(张冲[1,2];王仁坤[1,2];汤雪娟[1,2])
    中国主要河湖水生态综合评价(张萍;高丽娜;孙翀;孙政)
    TRC加固水工偏心受压结构的抗裂性能初探(刘德军[1,2,3,4];岳清瑞[1,2];黄宏伟[3,4];薛亚东[3,4])
    内蒙古河套灌区局部秋浇条件下农田水盐运动特征分析(彭振阳;伍靖伟;黄介生)
    基于调度特征的水电站水库丰平枯水年划分(石萍[1,2];纪昌明[1,2];蒋志强)
    对2015年《水利学报》审稿专家的致谢
    迎接《水利学报》创刊60周年
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