出版時(shí)間:2013-3 出版社:化學(xué)工業(yè)出版社
前言
水利工程除險(xiǎn)加固技術(shù)叢書河流是水資源的主要載體,是水與自然、人類關(guān)系的聯(lián)系界面。河流與人類社會(huì)關(guān)系密切。河流把上游山地土壤侵蝕形成的泥沙輸送到下游,形成沖積平原,河口的泥沙淤積在入海口形成三角洲,都是最適合人類居住的地方,也往往是經(jīng)濟(jì)發(fā)展最迅速的地方。許多民族和國家都把河流比做自己的母親,如中國的黃河和長江、印度的恒河和俄羅斯的伏爾加河。古代的四大文明古國都發(fā)源于大河流域,黃河流域是中國古代文明的發(fā)祥地,尼羅河孕育了古埃及文明,印度文明起源于恒河流域和印度河流域,古代巴比倫也是在幼發(fā)拉底河和底格里斯河形成的兩河流域發(fā)展繁衍的。到了近現(xiàn)代,世界上主要的大城市也基本上是傍水而建,河流中下游地區(qū)成為經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)的地區(qū)。河流哺育著人類,為人類的文明做出了無私的奉獻(xiàn),但是河流造成的洪災(zāi)也常常給人類帶來巨大的痛苦和災(zāi)難。我國是自然災(zāi)害較為嚴(yán)重的國家,氣象災(zāi)害帶來的損失占各種自然損失的70%以上。由于江河縱橫、沿河人口密集,洪澇歷來是對(duì)生命財(cái)產(chǎn)危害最為嚴(yán)重的災(zāi)害之一。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國從公元前206年至1949年的兩千多年間,共發(fā)生可考查的洪災(zāi)1092次,平均每兩年發(fā)生一次。新中國成立60多年來,年均洪澇受災(zāi)面積134億畝,成災(zāi)面積076億畝,直接經(jīng)濟(jì)損失上百億元。洪澇災(zāi)害是我國最主要的自然災(zāi)害,是中華民族的心腹大患。每年到了汛期,從中央到地方都要進(jìn)行全面動(dòng)員,做好人力、物資的準(zhǔn)備,一旦發(fā)生特大洪水,抗洪救災(zāi)常常成為全國人民的頭等大事。我國七大江河目前抗御洪水能力多數(shù)只有50年一遇,再加上缺乏有效的調(diào)控能力,勢(shì)必造成洪澇災(zāi)害。根據(jù)目前的國力情況,這種狀況一時(shí)還難以徹底解決。因此,這就決定了我國的防洪搶險(xiǎn)是長期而艱巨的任務(wù)。新中國成立以來,全國共建成了各類大壩約87萬余座,水庫的總庫容達(dá)到7064億立方米,相當(dāng)于全國河流年均徑流量的1/6。我國水庫大多建于20世紀(jì)50~70年代,由于受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、資料等的限制,各類水庫普遍存在工程標(biāo)準(zhǔn)偏低、建設(shè)質(zhì)量較差、老化失修嚴(yán)重、配套設(shè)施不全等問題,致使水庫安全隱患嚴(yán)重。水庫蓄水多,水位較高,如遇洪水垮壩失事,會(huì)有很高的水頭和大量的洪水,在很短時(shí)間內(nèi)居高臨下傾瀉下來,洪水波浪所到之處,必將對(duì)下游造成摧毀性的破壞和毀滅性的災(zāi)難,因此,水庫安危事關(guān)大局。在長期的工程實(shí)踐中,國內(nèi)外水利工作者在抗洪搶險(xiǎn)方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),在防洪澇災(zāi)害方面起到了巨大作用。由山東農(nóng)業(yè)大學(xué)李繼業(yè)教授策劃,并組織有關(guān)專家共同編著了《水利工程除險(xiǎn)加固技術(shù)叢書》,該叢書系統(tǒng)地介紹河道堤防防滲加固實(shí)用技術(shù)、河道堤防工程監(jiān)測(cè)實(shí)用技術(shù)、河道堤防工程搶險(xiǎn)實(shí)用技術(shù)、河流與河道工程維護(hù)及管理、水庫壩體滑坡與防治措施、水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)實(shí)例、水閘工程除險(xiǎn)加固技術(shù)和洪水設(shè)計(jì)與防洪減災(zāi)等知識(shí),是對(duì)河道堤防、水庫等水利工程除險(xiǎn)加固技術(shù)的總結(jié)和推廣,也是國內(nèi)外水利工作者多年理論研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶,可供使用者因地制宜地選用和參考。我深信,該叢書的出版將對(duì)我國水利工程的除險(xiǎn)加固技術(shù)起到積極的促進(jìn)作用。
內(nèi)容概要
《洪水設(shè)計(jì)與防洪減災(zāi)》根據(jù)我國最新規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和方法,比較系統(tǒng)地介紹了洪水設(shè)計(jì)與防洪基本知識(shí)、流域產(chǎn)流與匯流計(jì)算、洪水設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法、用流量資料直接推求設(shè)計(jì)洪水、用暴雨資料間接推求設(shè)計(jì)洪水、小流域洪水設(shè)計(jì)的基本方法、水庫防洪的計(jì)算方法、可能最大洪水的估算、水利防洪工程、我國防洪減災(zāi)體系等內(nèi)容,并有針對(duì)性地列舉很多相關(guān)工程實(shí)例。
《洪水設(shè)計(jì)與防洪減災(zāi)》具有突出的針對(duì)性、通俗性、實(shí)用性和應(yīng)用性,不僅可以供河道和水庫管理工作者參考,也可作為水利工程相關(guān)專業(yè)的高等學(xué)校師生輔助教材,還可供防汛、橋涵、渡河工程及給排水等相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。
書籍目錄
第一章洪水設(shè)計(jì)與防洪緒論1 第一節(jié)洪水概念及影響因素1 一、洪水的基本概念1 二、影響洪水的因素3 第二節(jié)防洪標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)選擇5 一、防洪安全問題6 二、防洪標(biāo)準(zhǔn)的選擇7 第三節(jié)洪水設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)8 一、洪水設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)8 二、洪水存在的基本規(guī)律9 三、洪水設(shè)計(jì)的基本性質(zhì)9 第四節(jié)水利工程的防洪措施10 一、水利工程措施10 二、水土保持措施12 三、水土保持治水的重要性13 參考文獻(xiàn)13 第二章流域產(chǎn)流與匯流計(jì)算14 第一節(jié)流域產(chǎn)流與匯流概述14 一、徑流與流域的基本概念14 二、流域產(chǎn)流與匯流的基本概念14 第二節(jié)流域降雨徑流要素計(jì)算15 一、流域降雨量15 二、徑流量17 三、土壤含水量計(jì)算19 第三節(jié)蓄滿產(chǎn)流的計(jì)算21 一、蓄滿產(chǎn)流模式21 二、降雨徑流相關(guān)圖22 三、蓄滿產(chǎn)流模型24 四、水源的具體劃分25 第四節(jié)“超滲產(chǎn)流”的計(jì)算26 一、“超滲產(chǎn)流”模式27 二、下滲曲線法27 三、“初損后損法”28 第五節(jié)流域匯流的計(jì)算30 一、“等流時(shí)線法”30 二、時(shí)段單位線法31 三、瞬時(shí)單位線法37 四、線性水庫法40 參考文獻(xiàn)42 第三章洪水設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法43 第一節(jié)水文統(tǒng)計(jì)的基本知識(shí)43 第二節(jié)隨機(jī)變量的概率分布44 一、事件、概率和頻率44 二、隨機(jī)變量及其概率分布45 三、隨機(jī)變量的統(tǒng)計(jì)參數(shù)48 四、隨機(jī)變量的正態(tài)分布50 第三節(jié)洪水特征值的頻率分布線型51 一、經(jīng)驗(yàn)頻率曲線51 二、理論頻率曲線53 三、頻率與重現(xiàn)期的關(guān)系56 第四節(jié)皮爾遜Ⅲ型分布的參數(shù)估計(jì)56 一、矩法56 二、三點(diǎn)法58 第五節(jié)抽樣誤差的基本知識(shí)58 第六節(jié)洪水設(shè)計(jì)的配線法60 一、目估配線法60 二、優(yōu)化配線法61 三、分布參數(shù)對(duì)頻率曲線的影響61 四、配線法實(shí)例62 五、其他常用方法65 六、相關(guān)分析的基本知識(shí)66 參考文獻(xiàn)75 第四章用流量資料直接推求設(shè)計(jì)洪水76 第一節(jié)設(shè)計(jì)洪水的概述76 一、洪水設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)76 二、洪水設(shè)計(jì)的含義78 第二節(jié)洪水資料的分析處理78 一、洪水樣本的選取79 二、歷史洪水的調(diào)查和考證79 第三節(jié)洪水過程線與洪量計(jì)算81 一、洪水過程線分析81 二、洪水過程線的分割82 三、徑流成分的劃分83 四、洪量的計(jì)算84 第四節(jié)設(shè)計(jì)洪水特征值的推求85 一、洪水資料審查和分析85 二、特大洪水的處理86 三、理論頻率曲線的選擇88 四、頻率曲線統(tǒng)計(jì)參數(shù)的確定89 五、統(tǒng)計(jì)參數(shù)確定實(shí)例89 第五節(jié)設(shè)計(jì)值合理性分析與安全修正91 一、設(shè)計(jì)值的合理性分析91 二、成果安全修正問題92 第六節(jié)設(shè)計(jì)洪水過程線的擬定93 一、典型洪水過程線的選擇94 二、典型洪水過程線放大方法94 第七節(jié)設(shè)計(jì)洪水的地區(qū)組成97 一、設(shè)計(jì)洪水地區(qū)組成概念97 二、洪水地區(qū)組成特性分析98 三、設(shè)計(jì)洪水地區(qū)組成計(jì)算方法99 第八節(jié)汛期分期與施工設(shè)計(jì)洪水100 一、汛期分期與施工設(shè)計(jì)洪水的概念101 二、設(shè)計(jì)洪水的分期及選擇101 第九節(jié)古代洪水在洪水設(shè)計(jì)中的作用102 一、現(xiàn)行頻率計(jì)算方法存在的問題103 二、“古洪水”的研究103 參考文獻(xiàn)108 第五章用暴雨資料間接推求設(shè)計(jì)洪水109 第一節(jié)降雨的基本知識(shí)109 一、降雨的形成與分類109 二、降雨特征表示法111 三、與降水有關(guān)的氣象因素112 四、我國降水量時(shí)空分布及規(guī)律116 五、面雨量的計(jì)算117 第二節(jié)暴雨資料的整理118 一、暴雨特性分析118 二、暴雨資料的整理119 第三節(jié)設(shè)計(jì)面的暴雨量121 一、直接法推求設(shè)計(jì)面的暴雨量121 二、間接法推求設(shè)計(jì)面的暴雨量123 第四節(jié)設(shè)計(jì)暴雨時(shí)空分配的計(jì)算125 一、設(shè)計(jì)“面暴雨”的時(shí)程分配125 二、設(shè)計(jì)“面暴雨”的地區(qū)分布127 第五節(jié)“等流時(shí)線法”匯流計(jì)算127 一、“等流時(shí)線法”匯流的基本概念128 二、“等流時(shí)線法”匯流的計(jì)算方法129 第六節(jié)經(jīng)驗(yàn)單位線法匯流計(jì)算130 一、經(jīng)驗(yàn)單位線的概念130 二、經(jīng)驗(yàn)單位線的推求131 三、經(jīng)驗(yàn)單位線不同時(shí)段的轉(zhuǎn)換134 四、經(jīng)驗(yàn)單位線法存在問題及處理方法135 第七節(jié)瞬時(shí)單位線法匯流計(jì)算137 一、瞬時(shí)單位線的推求138 二、參數(shù)n、K的確定139 三、瞬時(shí)單位線轉(zhuǎn)換為實(shí)用單位線141 第八節(jié)地下的凈雨量匯流計(jì)算143 一、“概化三角形法”143 二、線性水庫演算法144 第九節(jié)設(shè)計(jì)洪水計(jì)算中相關(guān)問題145 一、計(jì)算方法的外延145 二、計(jì)算方法的移用146 三、設(shè)計(jì)土壤含水量146 參考文獻(xiàn)149 第六章小流域洪水設(shè)計(jì)的基本方法150 第一節(jié)小流域洪水設(shè)計(jì)的概述150 一、小流域洪水設(shè)計(jì)特點(diǎn)與要求150 二、小流域洪水設(shè)計(jì)的主要方法151 第二節(jié)暴雨公式與設(shè)計(jì)暴雨的推求151 一、暴雨公式的建立與應(yīng)用152 二、無暴雨資料地區(qū)參數(shù)確定與設(shè)計(jì)雨量的計(jì)算154 三、設(shè)計(jì)暴雨時(shí)程分配154 四、設(shè)計(jì)凈雨量的計(jì)算154 第三節(jié)推理公式法設(shè)計(jì)洪峰流量155 一、推理公式的基本形式155 二、我國水科院公式156 第四節(jié)洪峰流量設(shè)計(jì)的地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式法162 一、單因素公式162 二、多因素公式163 第五節(jié)設(shè)計(jì)洪水過程線的推求164 一、“概化過程線法”164 二、綜合經(jīng)驗(yàn)單位線法164 三、瞬時(shí)綜合單位線法166 參考文獻(xiàn)167 第七章水庫防洪的計(jì)算方法168 第一節(jié)水庫防洪概述168 一、水庫的調(diào)洪作用168 二、水庫調(diào)洪方式170 三、水庫調(diào)洪計(jì)算的任務(wù)171 第二節(jié)水庫調(diào)洪計(jì)算171 一、水庫泄流建筑物的泄流能力172 二、水庫調(diào)洪計(jì)算原理172 三、水庫調(diào)洪計(jì)算方法173 第三節(jié)水庫防洪計(jì)算180 一、水庫防洪計(jì)算的主要任務(wù)180 二、溢洪道無閘門控制水庫的防洪計(jì)算180 三、溢洪道有閘門控制水庫的防洪計(jì)算182 第四節(jié)泄洪水庫防洪計(jì)算185 一、水庫的非常泄洪設(shè)施185 二、非常泄洪設(shè)施的啟用標(biāo)準(zhǔn)186 三、啟用非常泄洪設(shè)施時(shí)的調(diào)洪計(jì)算186 四、方案比較和選擇187 第五節(jié)入庫洪水計(jì)算187 一、入庫洪水計(jì)算概述188 二、入庫洪水計(jì)算方法189 三、入庫設(shè)計(jì)洪水計(jì)算193 參考文獻(xiàn)193 第八章可能最大洪水的估算194 第一節(jié)可能最大洪水概述194 第二節(jié)大氣中的可降水量195 一、大氣中的可降水量W195 二、可降水量W計(jì)算方法196 第三節(jié)可能最大暴雨計(jì)算方法197 一、形成暴雨的物理?xiàng)l件和降水量公式197 二、PMP計(jì)算方法分類199 第四節(jié)當(dāng)?shù)乇┯攴糯蠓?99 一、典型暴雨的選擇200 二、典型暴雨可降水量的計(jì)算200 三、最大可降水量的計(jì)算201 四、計(jì)算水汽放大倍比201 五、估算效率放大倍比202 第五節(jié)暴雨移置法202 一、移置的條件202 二、移置的具體步驟203 三、移置改正204 第六節(jié)暴雨組合法205 一、暴雨組合法概念205 二、組合暴雨的方法206 三、組合暴雨的極大化206 四、暴雨時(shí)空放大207 第七節(jié)可能最大暴雨等值線圖集的應(yīng)用207 一、可能最大暴雨等值線圖207 二、暴雨三要素的關(guān)系207 三、暴雨時(shí)程分配208 第八節(jié)可能最大洪水的推求209 一、凈雨量過程的計(jì)算209 二、洪水過程線的計(jì)算209 參考文獻(xiàn)210 第九章水利防洪工程211 第一節(jié)水利防洪工程的措施211 一、防洪工程措施212 二、非工程措施213 第二節(jié)水土保持防洪工程217 一、水土流失的基本概念218 二、我國水土流失的概況219 三、水土保持的主要措施221 四、水土保持的發(fā)展途徑224 五、我國的“十二五”水土保持工作224 第三節(jié)河道堤防防洪工程226 一、我國的堤防及其類型226 二、堤防工程設(shè)計(jì)方法與步驟228 三、堤防的護(hù)坡工程234 四、堤防的管理養(yǎng)護(hù)235 第四節(jié)河道分洪防洪工程236 一、分洪工程的作用與組成236 二、分洪道工程設(shè)計(jì)238 三、蓄(滯)洪區(qū)239 四、分洪閘工程240 五、泄洪水閘工程245 第五節(jié)水庫防洪工程246 一、水庫防洪調(diào)度的主要方式247 二、不考慮預(yù)報(bào)的防洪調(diào)度方式247 三、考慮短期水文預(yù)報(bào)的防洪調(diào)度方式248 四、防洪補(bǔ)償調(diào)節(jié)方式249 五、分期洪水防洪調(diào)度250 六、防洪系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)度251 七、水庫非常運(yùn)用防洪調(diào)度中的問題251 八、擬定防洪調(diào)度方式時(shí)應(yīng)考慮的問題252 第六節(jié)河道整治防洪工程253 一、河道整治任務(wù)、要求及原則254 二、平原河道的整治措施255 三、河道整治建筑物263 參考文獻(xiàn)269 第十章我國防洪減災(zāi)體系270 第一節(jié)我國洪澇災(zāi)害及其特點(diǎn)270 一、洪水及其種類271 二、洪水災(zāi)害影響因素272 三、我國洪水災(zāi)害的特點(diǎn)273 第二節(jié)我國防洪減災(zāi)體系275 一、我國防洪減災(zāi)體系的歷史275 二、我國防洪減災(zāi)體系建設(shè)與發(fā)展276 三、我國現(xiàn)代防洪減災(zāi)體系277 第三節(jié)防洪工程與非工程體系278 一、防洪工程體系279 二、防洪的非工程措施281 第四節(jié)我國防洪組織與管理體系294 一、行政首長防汛責(zé)任制為核心的防汛責(zé)任制體系295 二、各級(jí)防汛指揮部及其辦事機(jī)構(gòu)295 三、防汛抗洪指揮支持體系295 四、國外防洪組織體系296 第五節(jié)防洪應(yīng)急響應(yīng)體系296 第六節(jié)“3S”技術(shù)在防洪減災(zāi)中的作用297 一、空間信息技術(shù)297 二、防洪減災(zāi)的現(xiàn)代化302 三、空間信息技術(shù)在防洪減災(zāi)中的作用303 四、空間信息技術(shù)在防洪減災(zāi)中的應(yīng)用趨勢(shì)305 參考文獻(xiàn)306 附錄307 附錄1頻率格紙樣式307 附錄2皮爾遜Ⅲ型頻率曲線的離均系數(shù)Φp值表308 附錄3皮爾遜Ⅲ型頻率曲線的模比系數(shù)Kp值表309 附錄4三點(diǎn)適線法S與Cs關(guān)系表311 附錄5三點(diǎn)適線法Cs與有關(guān)Ф值的關(guān)系表312 附錄6瞬時(shí)單位線法S曲線查用表314 附錄71000hPa地面到指定高度(高出地面米數(shù))間飽和假絕熱大氣中的可降水量(mm)與1000hPa地面露點(diǎn)(℃)函數(shù)關(guān)系表320 附錄81000hPa地面到指定壓力(hPa)間飽和假絕熱大氣中的可降水量(mm)與1000hPa地面露點(diǎn)(℃)函數(shù)關(guān)系表322
章節(jié)摘錄
版權(quán)頁: 插圖: 河道堤防工程是人類與水澇災(zāi)害作斗爭(zhēng),發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn),變水害為水利,使水為人民生活、生產(chǎn)服務(wù)的重要手段。堤防工程的作用是舉世公認(rèn)的防御洪水最普遍、最有效的一種措施,它可以擴(kuò)大河道過水能力,能夠減輕河道洪水的威脅,保護(hù)河道兩岸人民生命財(cái)產(chǎn)及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的安全。 (三)河道治理工程 河道治理實(shí)際是對(duì)河道進(jìn)行科學(xué)整治,河道整治是指為防洪、航運(yùn)、供水、發(fā)電、排水及河岸洲灘的合理利用,按河道演變的規(guī)律,因勢(shì)利導(dǎo),調(diào)整、穩(wěn)定河道主流位置,以改善水流、泥沙運(yùn)動(dòng)和河床沖淤部位的工程措施。 整治河道的工程措施主要有:①護(hù)岸工程,通過丁壩、順壩、護(hù)岸、潛壩、魚嘴、磯頭、平順護(hù)岸等工程,以控制河道主流、穩(wěn)定河勢(shì),防止堤防和岸灘沖刷,達(dá)到安全泄洪的目的;②裁彎工程及堵汊工程,對(duì)過分彎曲河段進(jìn)行裁彎取直、堵塞漢道等,擴(kuò)大河道的泄洪能力,使水流集中下泄;③疏浚工程,利用挖泥船等工具,以及爆破、清除淺灘、暗礁等措施,以改善河流的流態(tài),保持足夠的行洪能力。 (四)修建水庫工程 水庫是我國防洪廣泛采用的工程措施之一。在防洪區(qū)上游河道適當(dāng)位置興建能調(diào)蓄洪水的綜合利用水庫,利用水庫庫容攔蓄洪水,削減進(jìn)入下游河道的洪峰流量,達(dá)到減免洪水災(zāi)害的目的。水庫對(duì)洪水的調(diào)節(jié)作用有兩種不同方式:一種起滯洪作用;另一種起蓄洪作用。 (1)滯洪作用 滯洪就是使洪水在水庫中暫時(shí)停留。當(dāng)水庫的溢洪道上無閘門控制,水庫蓄水位與溢洪道堰頂高程平齊時(shí),則水庫只能起到暫時(shí)滯留洪水的作用。 (2)蓄洪作用 在溢洪道未設(shè)閘門情況下,在水庫管理運(yùn)用階段,如果能在汛期前用水,將水庫水位降到水庫限制水位,且水庫限制水位低于溢洪道堰頂高程,則限制水位至溢洪道堰頂高程之間的庫容,就能起到蓄洪作用。蓄在水庫的一部分洪水可在枯水期有計(jì)劃地用于興利需要。 工程實(shí)踐充分證明,興建水庫是河道防洪的有效工程措施。這類措施不但能控制下游洪水災(zāi)害的發(fā)生,而且與水能利用、農(nóng)田水利、航運(yùn)、養(yǎng)殖等水利工程相結(jié)合,綜合開發(fā)水利資源。 (五)修建分洪工程 分洪工程是在河流上的適當(dāng)?shù)攸c(diǎn),修建引洪道或分洪閘、分洪道等建筑物,分擔(dān)下泄河道中部分洪水,將超過河道安全泄量的洪峰流量分泄出去,減少下游主河道的洪水負(fù)擔(dān)。這種措施目前在我國的大江、大河中廣泛應(yīng)用。 例如,東平湖分洪工程位于黃河、汶河交匯處,跨山東省東平、梁山、汶上3個(gè)縣,可以滯(蓄)黃河、汶河的洪水,控制黃河艾山站下泄流量不超過設(shè)計(jì)下泄值,確保濟(jì)南市、津浦鐵路、勝利油田和黃河下游堤防安全,是黃河下游防洪體系重要組成部分。
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《洪水設(shè)計(jì)與防洪減災(zāi)》具有突出的針對(duì)性、通俗性、實(shí)用性和應(yīng)用性,不僅可以供河道和水庫管理工作者參考,也可作為水利工程相關(guān)專業(yè)的高等學(xué)校師生輔助教材,還可供防汛、橋涵、渡河工程及給排水等相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。
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