CMIP6模式对黄河水源涵养区降水和气温模拟能力的评估

吴金雨1, 2，鞠 琴1, 2，刘小妮1, 2，连子旭1, 2，张译尹1, 2，段远强1, 2

(1. 河海大学 水灾害防御全国重点实验室，江苏 南京 210098； 2. 长江保护与绿色发展研究院，江苏 南京210098)

摘要: 黄河流域水源涵养区是国家重要的生态屏障，评估全球气候模式对黄河流域水源涵养区降水和气温的模拟能力至关重要。基于国际耦合模式比较计划第六阶段（CMIP6）的20个全球气候模式，采用相对误差、相关系数、确定性系数和泰勒图等评估指标，对黄河流域水源涵养区1985—2014年降水和气温的模拟能力进行综合评估，并对优选出的模式进行空间分析。结果表明：绝大多数气候模式对气温的模拟效果优于降水，气温的相关系数高达0.95以上；而对降水的模拟普遍存在高估现象，确定性系数偏低。在对黄河流域水源涵养区分区研究中发现，大部分模式对3个区域（黄河源区、唐乃亥-兰州以上流域和渭河-伊洛河流域）的模拟精度都有待进一步提高，不同气候模式在不同分区上的模拟能力有差异，总体上，20个模式在黄河源区模拟的降水和气温效果最好，唐乃亥-兰州以上流域次之，渭河-伊洛河流域最差。其中，EC-Earth3-Veg模式在3个区域的模拟能力相对最优，能基本再现降水和气温的年变化特征。降水模拟在黄河源区偏差最大，唐乃亥-兰州以上流域次之，渭河-伊洛河流域最好。气温模拟在唐乃亥-兰州以上流域偏差最大，渭河-伊洛河流域次之，黄河源区最好。研究结果可为黄河流域水资源管理及气候变化的研究提供参考。

关键词：黄河流域； 水源涵养区； CMIP6 气候模式； 降水； 气温； 空间分布

旱灾风险评估的减法集对势梯形模糊数随机模拟方法

沈 勇1, 2，崔 毅1, 2，陈 浩1, 2，汪 洁1, 2，周亮广1, 2，周戎星1, 2

(1. 合肥工业大学 土木与水利工程学院，安徽 合肥 230009； 2. 合肥工业大学 水资源与环境系统工程研究所，安徽 合肥 230009)

摘要: 定量评估旱灾风险对经济社会的防控管理具有重要意义。针对差异度系数取值具有峰值较宽的分布特征及其随评价样本值变化的动态特性问题，在半偏减法集对势联系分量微观层次迁移的基础上，采用梯形模糊数动态取值表征差异度系数的不确定性和连续变化过程，通过随机模拟方法模拟梯形模糊数，实现以置信区间形式定量描述评价结果，由此构建基于减法集对势梯形模糊数随机模拟的旱灾风险评估模型，并在宿州市进行旱灾风险动态评估的实证研究，与现有方法作对比分析。结果表明：宿州市2007—2010年间旱灾风险负向发展趋势强度增大，2011—2017年间旱灾风险负向发展趋势强度减小，风险等级长期高于2级，处于偏旱状态，2010年为最危险年份；整体波动幅度较小，有向好发展的趋势，判别出危险性子系统和抗旱能力子系统是导致宿州市旱灾风险的主要因素。该方法原理解释性强、结果合理准确，评价结果以置信区间形式表示，为旱灾风险的动态分析和定量评估提供了新途径。

关键词：旱灾风险； 半偏减法集对势； 梯形模糊数； 随机模拟； 置信区间； 动态评估； 宿州市

基于GRACE卫星的黄淮海地区地下水储量变化与归因分析

王 坤1，李玉龙2，李琛曦2，赖燕玲2，杨传国1, 3

(1. 河海大学 水文水资源学院, 江苏 南京 210098； 2. 河北省地质资源环境监测与保护重点实验室, 河北 石家庄050021； 3. 河海大学 水灾害防御全国重点实验室, 江苏 南京 210098)

摘要: 黄淮海地区是中国水资源短缺严重的地区之一，地下水的过度消耗已成为该地区经济社会发展的主要制约瓶颈。基于2003—2021年GRACE重力卫星数据和GLDAS陆面同化数据计算并评估黄淮海地区地下水储量变化，利用统计检验方法分析其时空变化特征，从降水、蒸散发、地下水供水、跨流域调水等方面分析地下水储量变化原因。结果表明：黄淮海地区94.2%的区域地下水储量呈下降状态，平均变化速率为−1.22 cm/a，其中海河流域为−1.75 cm/a，淮河流域为−0.57 cm/a，黄河流域花园口以下为−2.11 cm/a，表现出自南向北逐步增大趋势。不同流域地下水储量变化的主导因素有差异，降水对淮河流域地下水储量变化的影响程度显著大于海河流域，而海河流域和黄河流域花园口以下地区地下水储量减少主要原因是多年以来大量的地下水开采。随着近年来跨流域调水量的增加，海河流域地下水供水量已有所减少，地下水储量下降趋势得到缓解，黄河流域花园口以下地区地下水储量在2020年后增长较快。

关键词：地下水储量； GRACE 重力卫星； 时空分布； 归因分析； 黄河流域； 淮河流域； 海河流域

青藏高原雪深变化特征及其与气象要素的偏相关分析

佘王康1，杨勤丽1，王国庆2，金双彦3

(1. 电子科技大学 资源与环境学院，四川 成都 611730； 2. 南京水利科学研究院 水灾害防御全国重点实验室，江苏 南京 210029； 3. 黄河水利委员会水文局，河南 郑州 450004)

摘要: 为探析第三极地区积雪时空变化规律，基于中国雪深长时间序列数据集（1979—2021）及中国区域地面气象要素驱动数据集（1979—2018），分析了青藏高原地区近40年雪深的时空变化特征及其与近地面气温、降水的偏相关性。时空变化分析结果显示，青藏高原地区雪深在年尺度上呈现出以内部三大区域的雪深减少为主的变化趋势，而这种趋势在月尺度及秋冬两季更为显著；高原东部是雪深显著增加的主要区域。偏相关分析发现，雪深在月、季和年尺度上均与气温有着较大的负相关性，最大负偏相关系数约为−0.8；雪深与降水在年、月尺度上有着以正相关为主且相似的空间分布，在春、夏两季二者呈“东正西负”的相关性，而大范围的正相关性（偏相关系数在0.4以上）集中在秋季。在日尺度上，气温与延迟10 d后的雪深呈现出最大负相关性（偏相关系数为-0.733）；而降水则与延迟3 d后的雪深呈现出最高的正相关性（偏相关系数为0.064）。青藏高原雪深与气象要素的相关性表现出明显的时空异质性，地形、融积时间乃至高原周围的季风与西风都可能是导致这种时空差异性的原因。

关键词：积雪深度； 时空变化； 偏相关分析； 青藏高原

2000—2020年黄河源区水源涵养能力模拟与分析

叶立娟1，刘翠善2，王国庆2，赵天晴1，贾雨凡3，阮俞理2

(1. 河海大学 水灾害防御全国重点实验室, 江苏 南京 210098； 2. 南京水利科学研究院 水灾害防御全国重点实验室, 江苏 南京 210029； 3. 河海大学 水文水资源学院, 江苏 南京 210098)

摘要: 黄河源区是黄河流域的重要产水区和水源涵养区，其水源涵养能力对河流上中下游区域的社会经济发展影响重大。基于InVEST模型计算了2000—2020年黄河源区的产水量和水源涵养量，结果表明，多年平均产水总量和水源涵养总量分别为198.8×108和35.3×108 m3。产水量和水源涵养量空间分布基本一致，呈现自东向西、自南向北递减的特点。在研究时段内，二者均呈显著上升趋势，整体上升速率分别为3.8和0.7 mm/a，自东南向西北依次表现为极显著上升、显著上升、轻微上升及没有明显变化。各土地利用类型的水源涵养总量由高到低分别为草地、耕地、湿地、林地、未利用地及城镇用地。降水是导致水源涵养量变化的主要原因，其次是蒸散发和土地利用类型。水源涵养量对不同土地利用类型变化响应的结果表明，湿地面积增大能为黄河源区水源涵养量提供最大的增益，其次为草地，城镇用地面积增大对其增益最小。

关键词：水源涵养； 黄河源区； InVEST 模型； 产水量； 土地利用类型

杭州湾嘉兴海塘水文要素重现期组合数值分析

黄世昌，董伟良，赵帅康，王家青

(浙江省水利河口研究院（浙江省海洋规划设计研究院），浙江 杭州 310020)

摘要: 近年来强台风频数增加，对杭州湾北岸安全造成严重威胁，提升海塘工程的防护能力，开展潮浪重现期组合计算十分必要。通过天文潮-风暴潮-台风浪数值模型，模拟登陆型历史和设计台风产生的潮位和波浪过程，以此构建嘉兴段海塘前沿潮位和波高样本。研究结果表明：历史台风产生逐时潮位和波高组合基本小于10年一遇潮位与同频波高组合，仅出现1次高于10年一遇的高潮位，呈现为“潮高浪低”重现期组合；设计台风时，当海塘处于100~300年一遇潮位时，海塘东、西两段前沿逐时潮位和波高组合会出现“潮浪等同”“潮高浪低”和“潮低浪高”3种重现期组合，中段则为“潮浪等同”和“潮高浪低”两种重现期组合。最高潮位与最大有效波高组合中，出现“潮高浪低”和“潮浪等同”重现期组合。因此，嘉兴海塘防潮标准为100~300年一遇时，防浪标准应不低于防潮标准。

关键词：嘉兴海塘； 水文要素； 重现期； 潮位； 波高

钱塘江河口盐官段主汛期前含沙量特性研究

胡智超1，朱沈鸣1，李建雄2，许嘉豪3，王绍斌4，夏春晨3

(1. 浙江省钱塘江流域中心，浙江 杭州 310020； 2. 中国电建华东勘测设计研究院有限公司，浙江 杭州 310000；3. 浙江工业大学 土木工程学院，浙江 杭州 310023； 4. 浙江江南春建设集团有限公司，浙江 杭州 311241)

摘要: 钱塘江河口水沙运动极其复杂，特别是泥沙输移问题历来备受关注。然而河口涌潮河段的含沙量观测非常困难，目前对含沙量精细化的系统实测分析及其规律研究仍相对缺乏。以钱塘江北岸海宁段在主汛期前需修建的围堰工程及其泥沙冲淤问题为背景，采用 2022年4—6月钱塘江盐官段北岸盐官潮位站连续多日实测含沙量展开分析研究。根据潮差级别（大潮、中潮、小潮）和潮时（涨潮前、涨潮期、平潮期、退潮期）对含沙量数据进行划分和分析。利用从盐官潮位站获取的同时期浊度与实测含沙量进行数据拟合，分别按潮差级别和浊度区间划分得到两组拟合曲线，相关度约为0.9。拟合曲线经验证后运用于7月潮位与拟合含沙量的分析对比。结果表明：大潮时含沙量离散程度最大，中潮次之，小潮最小；小潮的4个潮时含沙量变化不大，中潮和大潮涨潮期的含沙量均有明显上升，高平潮期含沙量有所下降，经退潮期回归至涨潮前水平。总体而言，含沙量曲线与潮位曲线存在相似的周期性关系，但在退潮期，含沙量会再次出现先升后降的过程，这可能是由于退潮阶段落急时流速增加，部分床面泥沙再次随水流运动，但随着落急到落憩的转变，退潮变缓，含沙量再次下降。本研究进一步加深了对河口含沙量演变规律的认识，可为河口工程的泥沙研究提供借鉴。

关键词：含沙量； 浊度； 潮位； 钱塘江河口

固城湖2014—2020年水文情势和水质变化特征研究

陆海明1，陆晓平2，王 凯1，刘伟婷1，姚亚芹3，陈黎明1

(1. 南京水利科学研究院，江苏 南京 210029； 2. 江苏省秦淮河水利工程管理处，江苏 南京 210022； 3. 南京市高淳区水务局，江苏 南京 211300)

摘要: 固城湖是长江下游受闸站调控的重要通江湖泊，在水量调蓄、城乡供水、农业灌溉、水产养殖及维系生态平衡方面具有重要作用。分析了固城湖2014—2020年水文情势和湖泊水质变化特征，探讨了水文情势对固城湖水质变化的影响。研究结果表明：（1）固城湖水文情势受水阳江入流、降水及闸站调控、临时泵站补水等共同作用，相比于多年平均水位，近年来冬春季水位抬高近2 m，全年最低水位出现时期由冬春推迟到初夏，湖泊天然水文情势已发生改变；（2）固城湖总氮、总磷、氨氮、高锰酸盐指数质量体积分数多年平均值分别为0.90、0.04、0.16和4.00 mg/L，叶绿素a质量体积分数为0.01 mg/L，水体氮磷营养盐浓度和高锰酸盐指数呈下降趋势，叶绿素a浓度和营养指数呈上升趋势，湖泊由中营养向富营养状态过渡；（3）入湖水量与透明度呈极显著负相关关系，和总磷浓度、叶绿素a浓度、营养指数呈显著正相关关系，月平均水位和高锰酸盐指数、氨氮浓度、总磷浓度呈显著正相关关系。受闸站控制的水文情势变化是固城湖水质变化的重要驱动因子。建议进一步提高固城湖水资源调控能力，保障枯水期和极端干旱条件下生产、生活和生态用水需求；加强流域水体污染防治，提升入湖河流水体水质。

关键词：水文情势； 水质； 水资源调控； 水污染； 固城湖

基于时间卷积网络的长江下荆江航道水位预测

李 港1, 2，李有为1, 2，舒章康3，张 宇3，王 江1, 2，查 伟3

(1. 长江航道勘察设计院 (武汉) 有限公司，湖北 武汉 430040； 2. 国家内河航道整治工程技术研究中心，湖北 武汉 430040； 3. 南京水利科学研究院 水灾害防御全国重点实验室，江苏 南京 210029)

摘要: 航道水位的精准预测对保障船舶通航安全具有重要意义。以长江下荆江航道为研究区域，采用2019—2020年水文时间序列数据为训练集，2021年数据为验证集，构建基于时间卷积网络（TCN）的长江下荆江水位变化预测模型，并与基于长短时记忆神经网络（LSTM）和支持向量机（SVM）的水位预测模型进行计算精度的对比。结果表明：不同站点TCN对应的最优输入时间窗口存在一定差异，监利站、调弦口站及石首站的最优输入时间窗口分别为前2 d、前2 d和前3 d；TCN在2021年下荆江各站点水位预测结果的纳什系数（ENS）和决定系数（R2）均高于0.995，均方根误差（ERMS）小于0.21 m，整体预测效果优于LSTM，两者预测精度均较高，均显著优于SVM；但随着预测时间尺度的增加，水位预测精度整体呈下降趋势；TCN模型各站点枯水期大部分时段的水位预测绝对误差小于0.2 m，这表明TCN在航道水位预测领域具有较好的应用潜力。通过分析TCN在航道水位预测中的适用性和优越性，可为长江航道水位预测精度提升和船舶安全通航提供技术支撑。

关键词：水位预测； 航道水位； 下荆江航道； 时间卷积网络； 长短时记忆神经网络

两次半偏减法集对势方法评价水资源承载力

袁 康1, 2，周戎星1, 2，崔 毅1, 2，周 婷3，周亮广1, 2

(1. 合肥工业大学 土木与水利工程学院，安徽 合肥 230009； 2. 合肥工业大学 水资源与环境系统工程研究所，安徽 合肥 230009； 3. 安徽农业大学 水利工程系，安徽 合肥 230036)

摘要: 为更好体现水资源承载力变化趋势及其所处等级，应用偏联系数和减法集对势原理，从事物的普遍联系角度出发，对五元联系数中的差异项进行两次半偏处理。构建了两次半偏减法集对势方法，该方法减小了五元减法集对势中差异项的剩余量并避免了在计算中存在人为设定系数0.5的情况。该方法在淮北平原的应用表明：2015—2019年，淮北平原6个地市的水资源承载力大多为3~4级，仅2018年宿州、蚌埠和淮南市水资源承载力为2~3级，且2015—2019年淮北平原6个地市的水资源承载未出现偏同势、同势，这说明淮北平原整体水资源承载能力较弱。两次半偏减法集对势法拓宽了水资源承载力的分析评价思路。

关键词：水资源承载力； 偏联系数； 半偏联系数； 减法集对势； 淮北平原

钢筋混凝土结构裂缝宽度计算

戴永琪1，刘晓青2

(1. 上海勘测设计研究院有限公司，上海 200434； 2. 河海大学 水利水电学院，江苏 南京 210098)

摘要: 钢筋混凝土结构内部初始微裂缝分布和扩展的非线性特征较为明显，合理估计混凝土劣化过程中的损伤范围和裂缝宽度对减少工程经济损失、保证结构安全运行具有重要意义。在建立四参数等效应变和应变空间四参数破坏准则的基础上，求解混凝土结构在复杂多轴应力状态下的损伤变量，通过应变分解方法得到混凝土非连续开裂部分的相关信息后，根据损伤力学和弥散裂缝理论推导结构损伤开裂全过程的裂缝宽度表达式，以四点弯曲梁为例进行有限元计算。结果表明，上述方法能细致描述钢筋混凝土梁从加载到破坏整个受力过程的变形特征和开裂规律，数值模拟结果与试验数据较为吻合，验证了计算模型的合理性和准确性。研究结果可为实际工程中钢筋混凝土结构的维修和加固提供决策依据。

关键词：钢筋混凝土结构； 非线性分析； 损伤模型； 裂缝宽度

基于靶标的小角度结构缝平面检测算法与应用

李 斌1，丁 勇1，谢东辉2，李登华3，孙 晨1

(1. 南京理工大学 理学院，江苏 南京 210094； 2. 宁波原水有限公司皎口水库分公司，浙江 宁波 315000； 3. 南京水利科学研究院，江苏 南京 210029)

摘要: 结构性裂缝变化是衡量混凝土坝安全状态的重要依据之一。针对传统视觉测量方法在小角度倾斜拍摄条件下存在测量精度显著下降的问题，根据结构缝变化等效物理模型设计了一种能够适应小角度拍摄的新型靶标，并提出结构缝二维平面变化检测算法。该方法利用射影几何中的交比不变性和灭点的性质，对靶标同心圆圆心进行透视偏差修正，以获取精确的靶标特征点坐标并推导出结构缝在x、y方向的变化量检测算法。将靶标置于滑台上模拟结构缝的变化，从多个方面对检测算法进行验证。室内验证试验结果表明：在不同拍摄角度，甚至小角度拍摄条件下，该方法在x与y方向的测量误差均小于0.1 mm。现场试验中，x与y方向误差均小于0.25 mm，满足规范要求，具有工程应用价值。

关键词：结构缝变化； 靶标； 小角度测量； 射影变换

击实水泥土Ⅰ型断裂特性试验研究

杜甜甜1，王俊杰2，黄诗渊3，吕 川1

(1. 重庆交通大学 河海学院，重庆 400074； 2. 重庆交通大学 材料科学与工程学院，重庆 400074； 3. 重庆交通大学 土木工程学院，重庆 400074)

摘要: 为研究水泥土断裂性能，采用直裂缝半圆弯曲（NSCB）试样，对水泥土开展I型断裂试验，研究裂缝长度、水泥掺量和养护龄期对水泥土断裂韧度和断裂能的影响。结果表明：（1）在水泥土NSCB试样直径D=150 mm下，裂缝长径比a/R=0.4和0.5比较合理；随着a/R的增大，峰值位移和峰值荷载逐渐减小，断裂韧度呈减小趋势；断裂能与a/R呈二次函数关系；（2）随着水泥掺量的增加，峰值位移逐渐减少，最后趋于水平，而峰值荷载逐渐增大，试样破坏时呈典型的脆性破坏；断裂能与掺量呈二次函数增加关系，断裂韧度与掺量呈线性增加关系；（3）随着养护龄期的增加，峰值荷载与峰值位移逐渐增大；断裂能、断裂韧度均与养护龄期呈二次函数增加关系。与纯黏土相比，水泥土的断裂性能显著增强。

关键词：水泥土； I型断裂韧度； 断裂能； 水泥掺量； 养护龄期

打桩过程互层土中桩基侧摩阻力变化研究

黄山田1，鲁华伟1，于文太1，董付庆1，谢圣杰2，李 飒2

(1. 海洋石油工程股份有限公司，天津 300461； 2. 天津大学 建工学院，天津 300072) 

摘要: 准确确定打桩过程中的单位侧摩阻力，是提高桩基可打入性分析精度的重要途径。基于某互层土场地现场静力触探数据及高应变动测结果，分析打桩过程中单位侧摩阻力的变化规律。现场打桩全过程动测数据分析显示，与常规场地类似，打桩过程中同一深度的单位侧摩阻力随着贯入深度的增加而降低，总侧摩阻力表现出明显的衰减趋势；土体的互层分布对单位侧摩阻力随深度的变化趋势影响显著，表现为在砂土及粉土层中单位侧摩阻力也出现明显降低。现有的半理论半经验公式无法正确描述上述情况，对于互层土场地，建议黏土层可基于灵敏度确定折减因子，砂土和粉土宜采用与上层黏土相同的折减因子。采用该方法计算得到的单位侧摩阻力与实测值基本吻合。该方法可用于互层土场地的打桩计算，提高桩基可打入性分析精度。

关键词：钢管桩； 静力触探； 侧摩阻力； 互层土

城市堤路结合工程变形控制措施研究

汪璋淳1, 2, 3，姜彦彬1, 3, 4，何 宁1, 2, 3，钱亚俊1, 2, 3，周彦章1, 2, 3，王艳芳1, 2, 4

(1. 水利部水旱灾害防御重点实验室，江苏 南京 210029； 2. 水利部水库大坝安全重点实验室，江苏 南京210029； 3. 南京水利科学研究院， 江苏 南京 210029； 4. 金陵科技学院 建筑工程学院，江苏 南京 211169)

摘要: 有效控制变形是城市堤路结合工程正常发挥防洪和交通双重作用的重要保障。基于南京长江岸线堤路结合工程典型断面，建立平面应变有限元数值模型，分析天然堆载、台阶加筋、深层水泥搅拌（DCM）及透水混凝土桩（PCP）工况等4种工况的变形分布与发展规律。研究结果表明：台阶加筋工况的整体变形规律与天然堆载工况基本一致，不进行软基处理将无法有效缩减新老堤防及地基的沉降和水平位移；DCM及PCP工况均能有效控制上部堤防及下部地基的沉降、隆起与水平位移，工后沉降均小于100 mm；PCP复合地基可在3.6%的低置换率条件下，将路面工后沉降减至43 mm，并将达到99%固结度的时间由365 d缩至155 d，变形控制能力整体强于DCM工况。PCP复合地基技术在变形控制标准高、建设周期短的软基地区堤路结合工程中具备良好的应用前景。

关键词：堤路结合； 工后沉降； 水平位移； 变形控制； 透水混凝土桩

海上超长管道浮运受力和变形特性

刘泽瀚1，俞 缙2，王元清3，李彬鹂2，王 磊3

(1. 厦门工学院 建筑科学与土木工程学院，福建 厦门 361021； 2. 华侨大学 福建省隧道与城市地下空间工程技术研究中心，福建 厦门 361021； 3. 厦门市政水务集团有限公司，福建 厦门 361008)

摘要: 随着中国经济发展，沿海城市对自然资源的需求日益增长，使用超长管道进行跨海域自然资源运输对沿海城市经济发展具有重大意义。但当前跨海超长管道的设计与铺设主要依靠经验与工程类比方法。为对海上超长管道浮运过程提供科学依据和实测数据，依托厦门同安湾海域管道浮运施工项目开展海上超长管道浮运过程的流固耦合数值模拟研究。结果表明：无论在水流还是波浪作用下，海上管道浮运时管身的应变及位移与管道的长细比、相对流速成正比，与拖船数量、管身弯折角度成反比；每增加 1 艘拖船管身最大位移约减小一半，改变拖船数量或拖力可有效控制管道变形；可根据管道浮运阻力和变形计算结果合理安排拖船，保证管道浮运施工安全；波流联合作用时管道变形较大，应选择海上波浪较小时进行管道浮运。

关键词：管道； 海上浮运； 受力分析； 变形； 流固耦合

堰塞体渗透破坏溃决机理试验研究

赵天龙1，张 川1，付长静1, 2, 3，岳 亮1，毕 远1

(1. 重庆交通大学 国家内河航道整治工程技术研究中心，重庆 400074； 2. 南京水利科学研究院 水利部水库大坝安全重点试验室，江苏 南京 210029； 3. 南京水利科学研究院 港口航道泥沙工程交通行业重点试验室，江苏 南京 210029)

摘要: 目前针对堰塞体渗透破坏溃决过程的试验研究仍然较少，溃决机理尚不清晰，为此通过开展堰塞体渗透破坏物理模拟，分别从坝料颗粒级配、初始渗透通道位置、坝体密实程度三个方面，对堰塞体从渗透破坏到漫顶溃决全过程发展机制开展研究。研究结果表明：（1）渗透破坏初期渗漏通道扩展速度较慢，在一定程度上延长了溃坝历时。（2）随着渗漏通道不断扩展，渗透水流对渗漏通道土体的淘刷作用逐渐加强，导致通道上方土体出现裂缝及间歇性坍塌，坍落土体由于较为松散，极易被溃坝水流冲刷至下游。该阶段渗漏通道的发展速度快，以间歇性扩展为主，并且在较短的时间内溃坝模式由渗透破坏转变为漫顶破坏；流量快速达到峰值后逐渐降低，在流量降低过程中存在溃口边坡间歇性垮塌引起的流量小幅增长现象。（3）初始渗漏通道的位置对堰塞体溃决峰值流量影响明显，其中水平位置（坝体中部或坝肩）较垂向位置影响更为明显，且初始渗漏通道越靠近坝肩，溃口发展速度越慢，残余溃口宽度越小。研究结果可为堰塞体渗透破坏溃决过程数学模型的建立提供机理方面的参考，同时可为堰塞体渗透破坏除险处置方案的选取提供借鉴。

关键词：堰塞体； 渗透破坏； 渗透通道； 试验研究； 溃决机理

大直径灌注桩土层交界面桩侧摩阻力集聚特性研究

韩高孝，钱重昌

(兰州交通大学 土木工程学院，甘肃 兰州 730070)

摘要: 通过单桩静载现场试验和有限元分析，研究了竖向分层地基中桩侧摩阻力的分布规律，发现在土层分界面处存在侧摩阻力突变的现象，土层交界面附近的桩侧摩阻力约为单一土层桩侧摩阻力的2~6倍，突变范围为交界面两侧 1~2 m。侧摩阻力应力集聚主要在“硬”土层侧，土层分界面两侧土体弹性模量对侧摩阻力集聚有一定影响，随着两侧土体弹性模量差值的增大，该影响逐渐减小。

关键词：侧摩阻力； 土层交界面； 应力集中

真空联合堆载预压法在寒区筑坝工程中的应用

占鑫杰1，杨守华1，朱群峰1，米占宽1，赵士文2，于仲离3，滕 昊3

(1. 南京水利科学研究院，江苏 南京 210029； 2. 南京水科院瑞迪科技集团有限公司，江苏 南京 210029； 3. 中国水利水电第一工程局有限公司基础工程分局，辽宁 大连 116041)

摘要: 真空联合堆载预压法是中国沿海地区常用的软基处理方法，但在北方地区筑坝工程中缺少工程案例和施工经验，具体表现在传统的插板工艺、密封墙工艺对复杂地层适应性不明确，大体积坝体堆载后密封膜的密封效果未知，冬季低温冻结力会破坏饱水的密封和排水系统。为此依托中国北方某土坝工程，选取先导试验段，分别开展塑料排水板插板工艺试验、密封墙成墙试验、密封膜保护试验和坝基防冻试验。研究结果表明：履带式振动插板工艺能有效穿透上覆硬壳层，其施工效率优于引孔+振动插板工艺；采用1.2 m双排泥浆搅拌墙方案能起到良好的负压密封效果；在密封膜表面铺设无纺布、编织布，过渡层采用轻型压实能有效保护真空密封膜。在土坝上层和坡脚填筑2 m的防冻层，可有效防止地基土层和排水系统冻结，冬歇期后真空排水系统可正常运行。 

关键词：寒区； 筑坝工程； 真空联合堆载预压； 软土地基

多波束定点实时冲刷监测系统构建及应用

李最森1, 2，章 琪3，魏荣灏1, 2，张芝永1, 2，吴智敏4

(1. 浙江省水利河口研究院，浙江 杭州 310020； 2. 浙江省河口海岸重点实验室，浙江 杭州 310020； 3. 富阳区农业农村局，浙江 杭州 311400； 4. 浙江树人学院，浙江 杭州 310015)

摘要: 随着沿海地区经济和城市群一体化的高速发展，跨海大桥和海塘的规模与数量与日俱增，强潮区域的桥梁、海塘等海洋结构物易受局部冲刷，影响安全运行。如何对此类结构物的局部冲刷进行实时监测和研究分析已成为目前海洋工程安全领域的难点。通过总结分析以往冲刷监测技术的优缺点及其适用性，研发了多波束定点实时监测系统，改进了数据实时采集和处理方法，为冲刷机理研究和海洋结构物防灾减灾提供具有时间序列的全覆盖水下地形数据。并通过实测数据拟合适用于跨海大桥的冲刷计算式，为桥墩及海塘等结构物的冲刷机理研究和冲刷预报提供基础数据和计算方法。

关键词：局部冲刷； 实时监测； 多波束； 全覆盖水下地形； 时序数据

沉管隧道管节拖航过程的运动性态及影响因素研究

贺维国1, 2，张金凤3, 4，吕 洋1，李婧宜3，张浦阳3, 4

(1. 中铁隧道勘测设计院有限公司，天津 300133； 2. 西南交通大学 土木工程学院，四川 成都 610031； 3. 天津大学 建筑工程学院，天津 300072； 4. 天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津 300072)

摘要: 为了保证沉管隧道管节拖航的安全性，须对管节拖航过程中的运动性态及影响因素进行深入研究。通过数值模拟某实际工程中确定工况下的沉管拖航过程，分析管节结构的纵摇角、垂荡、航速、拖缆力等运动性态，发现管节结构在浮运过程中稳性较好、运动响应较小；通过改变特定变量（缆绳布置角度、缆绳绳长、拖船航速、浪向角）研究不同因素对结构拖航性态的影响，并采用Apriori算法对不同影响因素进行关联性分析，发现缆绳的布置角度和绳长对拖航运动响应影响很小，但对拖缆力有一定影响，45°缆绳布置角度和100 m绳长更有利于管节拖航的安全性。管节结构的运动响应对航速的敏感性最高，其次是浪向角。在浮运过程中航速不宜过大，结合本工程拖缆力要求，拖船航速不应超过0.77 m/s，同时应避免逆浪拖航，尽量采取顺浪45°拖航，以保证管节的安全稳定。

关键词：沉管隧道； 纵摇角； 垂荡； 关联度分析； Apriori算法

新疆射月沟水库溃坝过程数值模拟

马 黎1，钟启明2, 3，杨 蒙2，吴 迪1，李大成1，梅胜尧2

(1. 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550081； 2. 南京水利科学研究院，江苏 南京210029； 3. 水利部水库大坝安全重点实验室，江苏 南京 210029)

摘要: 近年来，由强降雨引发超标准洪水导致小型水库漫顶溃坝的事件在我国时有发生，2018年7月31日新疆射月沟水库发生的漫顶溃坝就是其中的典型案例。因拥有较为详尽的调查资料，对本案进行反演分析具有重要理论意义和工程价值。基于溃坝视频和灾后调查资料，明晰了射月沟水库的溃坝过程，总结了溃坝水流的冲蚀特性。建立了可考虑溃口形态在纵、横断面演化规律的溃坝数值计算方法，并采用射月沟溃坝案例对其合理性进行验证。通过计算值与实测值的对比发现，重要溃坝参数（如溃口峰值流量、溃口最终顶宽/底宽/深度、峰值流量出现时刻）的相对误差均在±15%以内，溃坝模型计算结果具有较高的精度。参数敏感性分析表明，坝料冲蚀系数对溃坝过程具有重要影响，尤其是溃口峰值流量和峰值流量出现时刻；陡坎运移系数对溃坝过程也具有一定影响，决定了峰值流量出现时刻。

关键词：漫顶； 溃坝过程； 数值模拟； 参数敏感性分析

代古寺面板堆石坝渗流场有限体积法数值分析

张明亮1，宿晓辉1，吴正桥2，张建涛1，李浩瑾2

(1. 大连理工大学 建设工程学部水利工程学院，辽宁 大连 116033； 2. 中水北方勘测设计研究有限责任公司，天津 300222)

摘要: 针对代古寺混凝土面板堆石坝的坝体、坝基、面板与防渗帷幕等结构进行了三维精细化建模，模型单元数量达千万级别。运用自主研发的有限体积三维渗流计算分析软件DUT-Seepage对面板堆石坝进行三维渗流计算，着重研究面板与帷幕作用下的渗流场分布特征及其防渗效果，探讨基岩渗透系数对面板堆石坝渗流量的影响，最后分析了当坝基中存在挤压破碎带时，其渗透系数对大坝浸润线位置及渗流场的影响。研究结果表明：该混凝土面板堆石坝的面板和防渗帷幕有效阻断了上游水流的渗透，起到较好的防渗效果，能够保证大坝的安全运行；挤压破碎带的渗透系数对大坝浸润线的位置影响较小，但对孔隙水压力与总水头的分布影响较大，且当破碎带渗透系数较大时，水力梯度也会增大，对破碎带周边产生潜在渗透破坏风险。

关键词：精细化建模； 面板堆石坝； 三维渗流计算； 坝基破碎带； 有限体积法

赣江龙头山枢纽一线船闸通航水流条件及改善措施研究

肖 钦1，范红霞2，邓 伟3，王建中2

(1. 江西省港口集团有限公司, 江西 南昌 330008； 2. 南京水利科学研究院, 江苏 南京 210029； 3. 中交第二航务工程勘察设计院有限公司, 湖北 武汉 430071)

摘要: 赣江龙头山枢纽已建1座Ⅲ级船闸，可通航1000 t级船舶。2019年4月船闸试运行后，发现船闸最大通航流量较低，达不到原设计标准，影响船闸的通航安全和船舶过境效率。在资料分析和物理模型试验的基础上，分析现状船闸通航水流条件及存在问题，剖析其不达标原因，首次提出新型的百叶窗式横向透空隔流堤结构，可改善已建一线船闸通航水流条件，有效提升最大通航流量，为已建船闸方案完善、预留二线船闸设计和以后运行管理提供科学依据，可为已建工程类似问题的解决提供新途径。

关键词：船闸； 水流条件； 改善措施； 龙头山枢纽