引江济太措施对太湖西北部湖区污水滞留和转移风险评估

吴时强^1,2，范子武^1,2，周 杰^1,2，吴修锋^1,2

(1. 南京水利科学研究院， 江苏 南京 210029； 2. 水文水资源与水利工程科学国家重点试验室， 江苏 南京 210029)

 

摘要：为改善太湖区域和武澄锡虞河网的水环境，特别是无锡城区、梅梁湖和五里湖，开展了利用引水调控措施来改善太湖流域区域性水环境的调水方案研究.通过多种调水方案的比较，确定了示范工程的调水方案.由于调水工程的复杂性，存在诸多不确定性因素，给引水调控措施改善区域水环境的最终效果带来一定风险.就梅梁湖而言，受调水影响，存在直湖港、武进港污水在梅梁湖内发生滞留或向其它地方转移的风险.本文借助二维水流水质数学模型，在对多种影响因素进行方案组合并进行改善效果数值模拟的基础上，通过敏感性分析，筛选出了关键风险因子——风向和风速.根据示范调水期间主导风况的实际情况，分析了梅梁湖内污水滞留位置和转移路线.结果表明，在偏北风和静风两种风况下，直湖港和武进港污水在梅梁湖内滞留和向大太湖转移的风险较大，并给出了相应的对策和建议.

 

关键词： 太湖； 数值模拟； 风险分析； 引水调控； 梅梁湖

 

 

含侧向入流一维不平衡输沙方程解法的改进

王党伟¹，杨国录¹，王 敏¹，赵远峰²

(1. 武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室， 湖北 武汉 430072； 2. 沈阳市水利建筑勘测设计院， 辽宁 沈阳 110015)

 

摘要：针对含侧向入流河段的水流泥沙运动特点，在传统方法的基础上给出了一种新的不平衡输沙方程的计算模式，进而建立了一维恒定不平衡输沙数学模型，并用于白鹤滩水库冲淤计算.比较两种不平衡输沙计算模式的结果表明，支流入汇口上下断面形态差别较小时，两种处理方法得到的河床变形基本一致；支流入汇口上下断面形态变化较为剧烈的河段，改进后处理方法的计算结果较好，且符合物理规律，而传统方法计算结果明显违背定性分析结果.

 

关键词： 汇流； 不平衡输沙方程； 数学模型

 

 

轴-横向荷载作用下超长桩数值模拟

尹武先¹，姚文娟¹，程泽坤²

(1. 上海大学 土木工程系， 上海 200072； 2. 中交第三航务工程勘察设计院有限公司， 上海 200032)

 

摘要：轴-横向荷载作用下的桩土相互作用研究主要集中在单层土中的中短桩，工程设计将水平、竖向荷载作用分开单独考虑.本文对成层地基中超长桩在轴-横向耦合荷载作用下展开数值模拟研究和试验对比，结果表明，轴–横向荷载作用下的超长桩桩-土相互作用主要集中在土体浅部区域，竖向荷载作用使得桩身弯矩、水平位移减小，从而提高了桩基础水平承载力；对于软粘土，水平荷载能在一定程度上提高超长桩的竖向承载力.桩侧土与桩端土的变形模量比也是影响超长桩承载性能的重要因素，两者比值越大，侧摩阻力占总荷载比例越低.本文建立的超长桩数值模型计算结果与实测数据吻合较好.

 

关键词： 超长桩； 竖向荷载； 水平荷载； 数值模型； 桩土相互作用

 

 

信息智能融合技术在曹娥江大闸安全监测系统中的应用

王英禄¹，马福恒²，刘成栋²

(1. 浙江省绍兴市曹娥江大闸建设管委会， 浙江 绍兴 312000； 2. 南京水利科学研究院， 江苏 南京 210029)

 

摘要：曹娥江大闸安全监控综合评价系统由若干个子系统组成，其中安全监测系统的分层和分块特性使得系统更为复杂，以往的局部监测、局部诊断和评价等技术手段已不适合本工程实际安全管理需要.本文运用近年来才发展起来的信息融合技术，将信息、人工智能、材料、工程与管理等多学科的理论和方法进行科学、有效、合理的融合，并初步将其分为数据融合、分析融合、诊断融合和评价融合等4个层次，从而建立曹娥江大闸安全监测评价系统，实现大闸安全智能监控的目标.

 

关键词： 曹娥江大闸； 安全监测系统； 信息智能融合； 综合评价

 

 

长江口全沙物模研究基础及展望

张俊勇¹，陈 立²，吴华林¹，许文盛²

（1. 上海河口海岸交通行业重点实验室， 上海 201201； 2. 武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室， 湖北 武汉 430072）

 

摘要：针对长江口治理实践对全沙物模的迫切需要，从模型理论、模拟技术发展以及长江口泥沙运动规律认识三个方面对现有研究成果进行分析和评述.分析并讨论了全沙模型在长江口运用中待解决的关键问题，如冲淤时间比尺的选择、模型变率的影响和模型沙的选择等，并对现阶段建立长江口全沙模型的可能性进行了分析和探讨，认为除模拟技术外，建立长江口全沙模型的关键是不同区域水流泥沙运动规律的正确认识与模拟.区域泥沙运动规律的认识和描述正确与否，将直接影响到全沙模型的模拟精度.

 

关键词： 全沙模型； 长江口； 推移质； 悬移质

 

 

内河船舶交通流量的时空分布特征

廖鹏

(东南大学 交通学院， 江苏 南京 210096)

 

摘要：掌握内河船舶的交通流量特征是进行合理的航道和通航设施规划、设计、运营、管理与控制的前提.根据大量的航道（段）船舶交通流资料，提出了两个不均衡系数来反映内河船舶流量的时空分布特征.其中，具有一定保证率的单位流量不均衡系数能够较好地反映内河船舶流量的时间分布特征，拓展了《船闸总体设计规范》中月运量不均衡系数的内涵；单位流量方向系数则表明船舶单向流量并不一定等于双向流量的一半，研究内河船舶交通问题时，应按船舶航向分别进行讨论.

 

关键词： 内河； 船舶； 交通流； 时空分布； 船闸

 

 

强潮河口悬浮泥沙浓度垂向结构分析——以杭州湾乍浦水域大潮期为例

唐建华¹，梁 斌²，李若华²

(1. 长江勘测规划设计研究院上海分院， 上海 200439； 2. 浙江省水利河口研究院， 浙江 杭州 310020)

 

摘要：利用在强潮河口——杭州湾乍浦水域大潮期的现场实测水文、泥沙资料，分析了悬浮泥沙浓度的垂向结构.结果表明，在涨落潮周期内，除落憩前后较短的一段时间外，由于强潮河口强烈的水动力造成水体垂向混合均匀，研究区域悬浮泥沙浓度的垂向分布符合Rouse公式；如用六点法实测的底层悬浮泥沙浓度来代替近底悬浮泥沙浓度，会造成较大的误差；根据Rouse公式拟合，选取合适的近底距离，可求出对应的近底悬浮泥沙浓度，这比利用实测的底层悬浮泥沙浓度代替更为准确和合理；实测的底层悬浮泥沙浓度对近底悬浮泥沙浓度影响很大；实测的底层流速对近底悬浮泥沙浓度垂向分布的影响较大.

 

关键词： 强潮河口； 悬浮泥沙浓度； 垂向结构； Rouse公式

 

 

不同粒径块石及其组合的护岸效果

应 强^1，2， 张幸农^1，2， 张思和^1，2， 陈长英^1，2

(1. 南京水利科学研究院， 江苏 南京 210029； 2. 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室， 江苏 南京 210029)

 

摘要：块石是常用的护岸（坡）材料，在护岸工程实施后常因各种原因使得块石滑落而破坏.为探索块石滑落的原因，设计了弯曲水槽，在水槽中进行了7种块石组成（4种块石粒径及3种护岸块石级配）、3种护岸厚度、3种岸坡组合条件下，3种近岸流速作用下岸坡的破坏情况.根据试验结果，分析了块石粒径（级配）、近岸流速、抛石层厚度、岸坡坡度等对岸坡防护的影响.提出了块石的尺度、厚度及稳定坡度的选择理念.这些成果可为长江实际护岸工程的设计和管理提供科学依据，也为今后护岸工程设计、施工和管理方面的标准、规范的修改补充提供参考.

 

关键词： 岸坡； 块石； 防护； 冲刷

 

 

三峡电站日调节对下游宜昌站水位的影响

高亚军，李国斌，陆永军

(南京水利科学研究院， 江苏 南京 210029)

 

摘要：分析了三峡电站蓄水前后下游宜昌站水位变化过程，自然状态下枯水期日流量及水位均较为稳定，水位变幅很小.三峡建库后，改变了下游河段的来水来沙过程，日内水位变化频繁，日最低水位更低，低水位时间延长，影响航运、防洪、灌溉及滩地利用等.三峡工程蓄水发电后，葛洲坝下游河道将不可避免地再次出现冲刷下切，枯水期宜昌水位会进一步下降，日调节下低水位时间明显增多.当三峡库水位进一步抬高后，宜昌站日内水位变幅将进一步增大，日调节将更加明显.

 

关键词： 三峡电站； 日调节； 宜昌站水位

 

 

U型渡槽环向无粘结预应力钢绞线束优化设置

陆晓敏，赵 引，任青文，李 鹏

(河海大学 工程力学系， 江苏 南京 210098)

 

摘要：构建了计算任意形状无粘结预应力钢绞线束由摩擦引起的内力沿程损失数值模型，并用于某渡槽环向钢绞线束的优化设置.通过作者编制的程序计算表明，随着钢绞线束分割单元数的增加，其内力计算结果趋于理论解，并有足够的精度；进而以槽壁若干截面的弯曲应力之和作为目标函数，以钢绞线在各截面内的位置为设计变量，应力作为约束条件，建立了预应力环向钢绞线束合理位置的优化模型，并利用复形法进行了求解.结果表明，本文的优化模型可以显著减小槽壁内的弯曲应力，使槽壁轴向趋于均匀受压.

 

关键词： 渡槽； 预应力钢绞线束； 优化设计

 

 

新沭河河口三洋港建闸的必要性研究

申 霞，洪大林，谢 瑞，姬昌辉

(南京水利科学研究院， 江苏 南京 210029)

 

摘要：新沭河河口段治理包括三洋港建闸和不建闸两种方案.由于受上游径流和下游潮汐的综合作用，两种方案都不可避免产生泓道淤积.通过建立平面二维水沙数学模型，计算分析了两种方案河道泥沙冲淤状况，比较冲淤前后河道行洪水位.计算结果表明，淤积15年后行洪设计流量6 400 m³/s时，三洋港建闸方案太平庄闸下水位较不建闸方案低0.44 m，建闸方案的河道水位抬高明显小于不建闸方案，从行洪安全角度论证三洋港建闸的必要性.并从滩地利用、淡水资源、运营管理费用等多方面综合比较了两种方案的优劣.

 

关键词： 数学模型； 泥沙淤积； 行洪； 滩地； 三洋港挡潮闸

 

 

海洋环境中混凝土抗冻融循环试验研究

陈迅捷^1，2，欧阳幼玲^1，2

(1. 南京水利科学研究院， 江苏 南京 210029； 2. 水利部应对气候变化研究中心， 江苏 南京 210029)

 

摘要：模拟海水盐溶液来研究海洋环境中混凝土的抗冻融循环性能.海水与淡水环境中混凝土冻融循环对比试验结果表明，海水加速高水胶比混凝土的腐蚀速度，主要表现为混凝土试件表面冻胀剥落，质量损失率增大.控制新拌混凝土含气量在6%±1%，同水胶比的普通混凝土和高性能混凝土抗冻耐久性相当.矿渣微粉的二次水化作用会降低硬化高性能混凝土的含气量，但气泡间隔系数仍低于200 μm.为满足混凝土在海洋环境中抗冻耐久性要求，在保证混凝土气泡间隔系数低于300 μm的同时，混凝土水胶比不宜大于0.40.

 

关键词： 海洋环境； 混凝土； 冻融循环； 气泡间隔系数； 水胶比

 

 

湖区避风港船舶避风需求预测

刘俊生¹，卞 华²

(1. 江苏省交通厅， 江苏 南京 210001； 2. 中交第二航务工程勘察设计院， 湖北 武汉 430071)

 

摘要：湖区避风港作为重要的航运安全保障设施，与港口、航道锚地的功能存在本质区别.为合理设置湖区避风港，科学确定其建设规模，在全面分析避风港规模和设置影响因素的基础上，提出了基于航线货运量和断面船舶通过量的船舶避风需求预测方法.以避风船舶需求数量为基础，考虑安全停泊条件等因素确定避风港水域面积，据此合理确定避风港工程建设规模.作为应用实例，具体介绍了苏州太湖避风港工程的船舶避风需求预测和建设规模.

 

关键词： 避风港； 船舶避风需求； 工程规模

 

 

饱和粉砂土中压力分散型锚杆摩阻力试验

顾培英^1，2，邹 庆³， 邓 昌^1，2， 汤 雷^1，2

(1. 南京水利科学研究院， 江苏 南京 210029； 2. 水利部水科学与水工程重点实验室， 江苏 南京 210029； 3. 南通广厦工程技术咨询服务有限公司， 江苏 南通 226009)

 

摘要：针对苏南运河镇江某段饱和粉砂土中压力分散型预应力锚杆设计参数选取困难的问题，利用破坏性试验，通过锚固体中埋设的应变计得到锚杆应力分布，进一步推算锚固体侧土体摩阻力分布规律.试验结果表明，各锚固体单元最大应力出现在承载板附近，短索锚固体应力分布与中索相似，并超过长索锚固体应力29%.因此，增加长索的补偿荷载可保证各单元锚索预应力的均匀性.该地区土体极限摩阻力值在48.84~56.77 kPa之间，平均为53.09 kPa.设计张拉力作用下，摩阻力值在19.98~29.14 kPa之间，平均为24.86 kPa.

 

关键词： 饱和粉砂土； 应力分布； 摩阻力； 压力分散型锚杆

 

 

验证荷载法在结构可靠度评估中的有效性分析

李 汇 源

(西安建筑科技大学 材料科学与工程学院， 陕西 西安 710055)

 

摘要：介绍了验证荷载法的基本原理，讨论了验证荷载法有效性的判别原则.通过在标准正态随机空间中对验证荷载效应的考察，分析了验证荷载法对结构可靠度产生影响的实质.根据数值计算结果，结合理论分析，探讨了影响验证荷载效应的因素及其变化规律，从而得出了验证荷载法的适用范围，并给出了一般情况下能够对结构可靠度评估结果产生有效影响的验证荷载水平下限值.根据得到的结论，指出了在验证荷载法与统计推断法等其它既有结构可靠度评定方法间的内在联系，以及与这些方法联合应用时的局限性.

 

关键词： 验证荷载； 有效性； 结构可靠度； 抗力

 

 

拱坝廊道三维配筋可视化方法及应用

路瑞利¹， 宋朝辉²， 廖小龙³

(1. 宁夏大学 土木与水利工程学院， 宁夏 银川 750021； 2. 中水建设集团十五工程有限公司， 陕西 西安 710068； 3. 中水珠江规划勘测设计有限公司， 广东 广州 510610)

 

摘要：以拱坝廊道为研究对象，以AutoCAD2007为平台，对水工建筑物的虚拟现实技术进行了初步探索.对三维CAD的系统研究表明，基于特征的三维参数化造型系统能够对复杂的水工结构进行建模，且系统通用性较强.利用实际数据进行廊道的三维实体绘制，并在三维模型基础上进行了三维配筋设计.在AutoCAD下结合Autolisp进行了二次开发，实现了数据库中钢筋属性的快速、批量录入；同时借助CAD平台在程序加载运行后，可以迅速点取、读出所关注钢筋的信息.设计中对廊道截面进行了细化，对子廊道采用连接、消隐方法，较好地实现了拱坝廊道的三维可视化.

 

关 键 词： 虚拟现实技术； 三维可视化； 拱坝； 廊道； 配筋

 

 

潮汐通道系统动力地貌演变的数值模拟研究进展

陆永军^1，2，季荣耀^1，2

(1. 南京水利科学研究院， 江苏 南京 210029； 2. 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室， 江苏 南京 210029)

 

摘要：潮汐通道系统在我国及世界都有广泛分布，其动力地貌演变过程具有较强的特殊性和复杂性.本文从潮汐通道系统动力地貌演变数学模型的底床状态、水动力、泥沙输运和地形更新等模块方面，系统总结了国内外近几十年来主要研究进展，特别是对潮平均法、地貌快速判定法、联机法和并行联机法等几种不同的地形更新方法及其动力地貌模拟效果进行了重点分析与探讨，指出波流共同作用下的泥沙运动与不同时空尺度的动力沉积过程的耦合是未来研究的重点和方向.

 

关键词： 潮汐通道； 动力地貌演变； 数学模型； 模块； 地形更新方法

 

 

荷兰与我国海水入侵治理比较分析

谢兴华^1，2，3，胡亚安^1，2

(1. 南京水利科学研究院， 江苏 南京 210029；2. 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室， 江苏 南京 210029； 3. 后勤工程学院， 重庆 400041)

 

摘要：通过在荷兰的学习考察，了解了荷兰海岸防治海水入侵的制度、技术措施及管理方法，对比中国沿海海水入侵的治理情况，从海水入侵研究的发展历史、研究水平，海水入侵的形式、治理措施等方面分析了我国的具体情况和防治水平.并针对荷兰沿海海堤形式，通过有限元方法分析了不同注水施工方式对海水入侵的影响程度.认为借鉴荷兰防治海水入侵的经验和技术应有所选择，其制度和技术措施不一定完全适合中国的情况.

 

关键词： 荷兰； 海水入侵； 防治措施