水力发电学报
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2020年 39卷 2期
刊出日期：2020-02-25
1
特约论文：土工膜面板堆石坝设计方法与实践探讨
Hot!
楚跃先
DOI: 10.11660/slfdxb.20200201
从土工膜材料应用发展历史，探讨了建筑结构防水与水工结构防渗的区别，提出了借鉴、分析、探索、创新以土工膜作为主防渗的土工膜面板坝。通过工程实例分析了今后的发展趋势，指出以土工膜作为坝面主要防渗材料的土工膜面板防渗形式将成为今后面板堆石坝可以进行比较选择的防渗方式之一，甚至是面板堆石坝、碾压混凝土坝的主要替代型式。
2020 Vol. 39 (2): 1-15 [
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16
TRIZ创新方法剖析抽水蓄能电站进/出水口设计
龚成勇, 李仁年, 何香如, 韩伟
DOI: 10.11660/slfdxb.20200202
创新设计需要创新理论和方法为指导，TRIZ创新理论是可以借鉴的较为成熟的创新理论。以抽水蓄能电站进/出水口设计为例，分析设计对象的特征及其设计原则，以可行性研究报告和初步设计两个阶段的设计任务为内容，引入TRIZ原理，分别建立其系统分析模型。通过分析模型的结构组成特征、结构之间连接关系、结构受力作用、水流与结构之间作用关系和水流被结构约束控制关系等内容，采用TRIZ原理的功能分析、因果分析、组件裁剪、资源分析和尺寸-时间-成本创新思维方法等工具，解决工程设计过程中矛盾和问题，获得相应的设计方案。结合行业要求，分析设计方案，应用于实际工程，优化进/出水口结构。进而揭示抽水蓄能电站进/出水口设计要点，剖析工程设计过程，从而证明了TRIZ创新系统对工程设计环节的有效性和指导性。
2020 Vol. 39 (2): 16-24 [
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25
基于伙伴关系的水电EPC项目业务流程管理
康延领, 唐文哲, 沈文欣, 张旭腾, 王运宏
DOI: 10.11660/slfdxb.20200203
提升水电EPC项目业务流程管理水平有助于实现项目目标，增强水电企业在总承包市场中的竞争力。基于问卷调研、实地考察、专家访谈和案例分析，构建并验证了基于伙伴关系的水电EPC项目业务流程管理模型，揭示了伙伴关系、业务流程管理与项目绩效之间的相互作用关系。结果表明：参建各方具有一致的共同目标；总承包商能够充分考虑各方的责权利，合理调配项目资源；“伙伴关系→流程管理→项目绩效”路径显著，流程管理起到完全中介作用，伙伴关系通过提升业务流程管理水平促进项目绩效实现。
2020 Vol. 39 (2): 25-31 [
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32
钙质砂颗粒特征及其对压缩性影响的试验研究
袁泉, 李文龙, 高燕, 张洪宇, 武志毅
DOI: 10.11660/slfdxb.20200204
钙质砂颗粒具有多孔、形状不规则、易破碎等特性，对其工程性质有很大的影响。为探讨钙质砂粒径、形状对其压缩性的影响，本文对取自南海某岛屿的钙质砂颗粒依据其粒径与形状进行分组，进而对不同组分的钙质砂颗粒进行矿物成分分析、形状参数统计，并进行侧限压缩试验。统计分析表明：钙质砂按照颗粒形状可分为块状、枝状与生物碎屑状；矿物成分均为以文石为主的碳酸钙矿物，且不同粒径、形状的钙质砂矿物成分组成相似。侧限压缩试验结果显示：钙质砂的压缩变形以不可恢复的塑性变形为主，试样压缩可分为初始压密阶段和颗粒破碎阶段，在初始压密阶段（竖向压力p = 0 ~ 100 kPa），试样压缩变形主要依赖颗粒间的运动与重新排列，小粒径试样压缩量较大；在颗粒破碎阶段（p > 200 kPa），颗粒破碎控制试样压缩变形，颗粒越大越容易发生颗粒破碎，使得大粒径试样压缩量较大；枝状颗粒的压缩性远大于块状颗粒和生物碎屑状颗粒。
2020 Vol. 39 (2): 32-43 [
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44
内部侵蚀过程中土体失稳现象与阈值分析
冯晴枫, 傅旭东, 邵颂东
DOI: 10.11660/slfdxb.20200205
应用渗流-颗粒耦合的三维数值模型，计算分析土体的内部侵蚀过程。模型采用离散元法（DEM）计算颗粒运动过程，用有限体积法（FVM）计算渗流流场，颗粒运动与流场之间通过共用封闭项耦合。模型复演经典试验得到的颗粒体系流动-变形特性，并建立了有效摩擦系数μeff与颗粒体系稳定性之间的联系，进而刻画了土体在水头阈值Hc下突发性失稳现象：当加载水头小于Hc时，μeff 近似等于μ0，此时土体稳定，无内部侵蚀现象；当加载水头达到Hc时，μeff 突增至μ1以上，此时土体突然失稳，内部侵蚀发生（μ0和μ1为计算率定值）。论文工作为深入认识堤防和土石坝中渗流侵蚀破坏机理提供了新的思路。
2020 Vol. 39 (2): 44-51 [
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52
土工计算中的参数分析
介玉新
DOI: 10.11660/slfdxb.20200206
土的参数对土工计算分析的可靠程度有重要影响，不同参数有不同的参数取值区间，彼此之间还常常相互关联。论文探讨了土的主要物性指标和强度参数及其经验的取值范围，给出了泊松比与静止土压力系数的关系，总结了一些变形模量的经验取值方法，以及邓肯-张模型主要参数的取值区间。针对数值计算中存在的问题，给出了问题产生的可能原因、解决方法和注意事项。有关分析对土工试验和计算中的参数选择有指导意义。
2020 Vol. 39 (2): 52-66 [
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67
新拌混凝土振动密实评价指标表征性试验研究
边策, 田正宏, 刘志明, 朱凯, 沈蔚康, 杜辉
DOI: 10.11660/slfdxb.20200207
针对混凝土振动密实性尚无统一明确的评价指标问题，通过正交试验研究了不同工况下振动能量、硬化混凝土孔结构、密度、抗压强度、劈拉强度的变化特性，采用方差分析方法比较了各硬化性能指标评价混凝土密实性的表征优劣性，并探讨了原因机理。结果表明，振动时间仅在振动刚开始阶段影响振动强度，此外振动能量在传播过程并非线性衰减，而在振源附近显著减弱；混凝土孔隙率随振源距增加而增大，但在振源处较高，此外相比孔径分布，振动能量对孔隙率竖向分布影响有限；密度仅在距振源8 cm以内变化明显，而抗压、劈拉强度的空间分布呈波动性；相比其他指标，孔隙率较适合作为密实性评价指标，并可基于新拌物物料特性和振动能量构建预测模型。
2020 Vol. 39 (2): 67-80 [
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81
基于预报难度的径流预报水平综合评定
蒋志强, 陈育赟, 徐杨, 张海荣, 刘懿, 冯仲恺
DOI: 10.11660/slfdxb.20200208
本文在分析传统径流预报精度评定方法的基础上，给出了预报难度的概念和定义，并考虑有无降雨、不同预见期及不同预报流量级别等不同预报情景，提出了两种基于预报误差分布的预报难度计算方法，可实现不同预报情景及不同预报水平标准下的预报难度计算。将其与预报员预报水平评估相结合，建立了考虑预报难度的预报人员综合预报水平评定方法。实例研究结果发现，相比于传统方法，所提综合预报水平评定方法能有效考虑不同预报情景的预报难度，能够充分体现出大难度预报情形（例如长预见期预报）在预报精度提升时对于综合预报水平的贡献量，使所得结果更加科学、合理，可有效促进预报人员预报水平的自我提升。
2020 Vol. 39 (2): 81-93 [
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基于信息熵的梯级水库联合优化调度增益分配法
张剑亭, 郭生练, 陈柯兵, 何绍坤
DOI: 10.11660/slfdxb.20200209
针对Shapley值法在求解多利益主体梯级水库联合优化调度增益分配问题中的局限性，引入基于信息熵的增益分配法，对乌江流域七座梯级水库联合优化调度的增益分配问题进行求解，并与指标分配法和Shapley值法的分配结果进行比较。结果表明，基于信息熵的增益分配法比Shapley值法需要的信息资料较少，计算效率高，可以得到合理且稳定的分配结果。该分配方法公平合理，避免了单指标分配法考虑问题不够全面的局限性，调动了水库参与梯级联合运行的积极性，有利于提高水电资源利用效率。
2020 Vol. 39 (2): 94-102 [
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基于CL3-AMW与LTSA的水电机组振动故障特征提取研究
卢娜, 张广涛, 姚泽, 原文林, 孙斌
DOI: 10.11660/slfdxb.20200210
水电机组结构复杂，运行环境恶劣，其运行状态受水、机、电多因素耦合影响，使得传统特征提取方法所得特征敏感性差。针对此问题，提出了基于CL3自适应多小波（CL3 adaptive multiwavelets，CL3-AMW）与局部切空间排列（local tangent space alignment，LTSA）的水电机组振动故障特征提取方法。该方法根据水电机组振动信号特点，对信号处理方法进行自适应改变，通过高维振动故障特征集的自适应构建、特征选择和特征融合三个方面提高水电机组振动故障特征敏感性。利用该方法进行特征提取实验，结果表明，与其他方法相比，所提出的方法能够提高故障特征参数敏感性，为准确识别机组振动故障奠定基础。
2020 Vol. 39 (2): 103-111 [
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高水头混流式水轮机转轮泥沙磨损特性模拟研究
李彦浩, 郭豹, 肖业祥
DOI: 10.11660/slfdxb.20200211
泥沙磨损是导致混流式水轮机组失效的主要原因之一，特别在水头相对较高时，由于内部流速相对也较高，其磨损问题会更为严重。为研究混流式机组转轮磨损的形成机理，本文根据电站泥沙实测数据统计得到汛期的泥沙平均浓度和粒径，对高水头混流式水轮机在最优开度和小开度两种工况下的固液两相流特性进行数值计算，基于拉格朗日方法模拟颗粒的运动轨迹，选取Oka模型对转轮的磨损特性进行了预测。通过分析转轮内的流动特性、颗粒的运动轨迹和壁面冲击特性，对混流式机组转轮磨损形态的形成原因进行了探讨，并将计算结果与文献中的实际磨损情况进行对比分析。预测的结果表明：采用欧拉-拉格朗日方法可较好地对混流式水轮机转轮的主要磨损区域进行定性的预测；在小导叶开度的偏工况时，转轮内部的涡旋流特性会导致颗粒产生局部富集等现象，从而引起对应区域磨损速率的增加。
2020 Vol. 39 (2): 112-120 [
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