摘要:为提高WRF-Hydro模型在中国半湿润流域的模拟预报精度,以半湿润的陈河流域为研究对象,选取了WRF-Hydro模型中土层厚度乘子、水箱模型指数、土层渗透系数、地表截留深乘子、地表糙率乘子和河道糙率乘子6个参数进行敏感性分析。通过数据模拟这6个参数在合理取值范围内的不同取值对洪水模拟及各评价指标的影响,定性分析了各参数的敏感性,并采用修正的Morris筛选法定量判断各参数的敏感性。结果表明:土层厚度乘子、土层渗透系数及河道曼宁糙率非常敏感,根据目标函数与典型洪水分析,建议分别在0.1~1.0、0.0~1.0、0.5~1.5内取值。

摘要:为分析水库水位变化对消落带生态结构的影响,提高淹没频率计算精度,提出一种基于高分一号卫星数据的淹频率分析方法。该方法通过对高分一号WFV影像数据进行预处理并多次迭代提取缓冲区的水体信息,结合地理配准和计算得到淹没频率空间分布特征,通过以此模拟的水体分布结果的精度验证淹没频率的可靠性。三河口水库实例验证结果表明:提出的水库淹没频率分析方法较准确地反映了水体信息的时空变化特征,模拟的水体信息结果总体精度和Kappa系数均值分别达到86.5%和73%,较准确地还原了水库蓄水阶段的水体变化,提高了水体淹没频率计算的精度。

摘要:基于Web of Science(WOS)数据库中收录的饮用水源地评价学术论文,综合运用知识图谱构建工具和传统文献研究方法,建立了饮用水源地评价知识图谱,分析了其年代发展演化过程,并给出其未来发展趋势。结果表明:该领域经历了早期积累、持续发展和快速发展三大阶段,呈现以环境科学、环境工程和水资源学为核心,多学科交叉融合发展态势；研究主题丰富,主题数量和热度分布总体上呈现不断扩展和持续集中并存的发展态势；不同国家或地区对饮用水源地评价研究的偏好主要由本地区主要饮用水源地类型及其面临的污染胁迫类型所决定；当前的重要研究前沿热点涉及新兴污染物的危害、污染物去除工艺效果、湖库水源地富营养化、水质评价方法、水污染的人类健康风险、污染物检测新技术、气候变化对饮用水的影响、工农业生产与饮用水安全、水生态系统健康等9个方面。指出未来应充分归纳各类饮用水源地的系统特征及其对评价主题的约束作用,建立智慧的饮用水源地监测-评估-预测-预警-响应集成技术体系,加强饮用水源地系统健康定量表征、演化模式和驱动机制研究。

摘要:为了解决现有基于灰度图像分割的水位线检测方法易受水面耀光、倒影等复杂光照条件的影响,且在高洪期水尺易被漂浮物缠绕引起测量粗大误差的问题,设计了一种基于深度学习的水尺水位智能监测方法。该方法采用不同条件下采集并由人工精确标注的水尺、水面和漂浮物三分类样本图像构建数据集,训练深层全卷积神经网络,实现了对水尺图像的逐像素分类预测,最终在语义分割图像中检测水位线的像素位置,将其转化为实际水位值。试验结果表明:该方法能够克服传统方法在图像特征提取方面的不足,提升图像分割对野外复杂变化环境的适应性,实现测量有效性的识别,达到水尺水位智能监测的目的,测量的综合不确定度小于3.cm。

摘要:为了研究多种降雨情景下不同下垫面类型的水质参数敏感性,采用修正Morris筛选法解析了SWMM的水质参数敏感性总体特征,阐明了不同降雨强度和下垫面类型对水质参数敏感性的影响程度,揭示了各水质指标的高敏感参数分异特征。结果表明:高敏感及敏感参数数量及敏感性随降雨强度增大而增加,暴雨条件下道路和绿地水质参数敏感性水平显著升高,而降雨峰现时间滞后会导致部分高敏感水质参数的敏感性降低,敏感性从高到低依次为径流指数、最大积累量、冲刷系数、速率常数、半饱和常数；下垫面类型对高敏感及敏感水质参数数量的影响程度高于降雨条件；屋顶的敏感性参数数量及其敏感性总体较大,主要受下垫面面积占比和透水性影响,农田氨氮的径流指数敏感性显著高于化学需氧量、总磷、总氮,与肥料水解及氨氮流失过程有关。

摘要:为分析三峡水库消落期不同出库流量与洞庭湖定居性鱼类产卵生境加权可利用面积之间的关系,选取水深和流速作为定居性鱼类产卵生境的关键影响因子,建立生境适宜性曲线,基于物理栖息地模型定量评估鱼类产卵生境适宜性的空间变化特征,并量化鱼类产卵所需的适宜生态流量。结果表明:三峡水库消落期增加出库流量对洞庭湖的水位及流速有一定的提升作用,对东洞庭湖的影响明显,对南洞庭湖和西洞庭湖的影响较小；随着三峡水库出库流量的增加,湖区定居性鱼类产卵生境的加权可利用面积呈现先增大再减小的趋势,不同湖区的加权可利用面积变化趋势及对三峡水库出库流量的响应情况具有显著差异,东洞庭湖定居性鱼类产卵生境的加权可利用面积呈现逐渐上升的趋势,南洞庭湖加权可利用面积总体增长幅度不大,呈现双峰曲线,西洞庭湖加权可利用面积呈现先增大后减小的趋势；定居性鱼类产卵生境的适宜生态流量范围为18 500~24 500 m³/s,最适宜生态流量为22 500 m³/s。

摘要:根据智慧水利和数字孪生工程建设的相关要求,基于现代人工智能技术和水利专业知识,结合中线干线工程输水调度任务和职责,尝试提出中线干线智慧输水调度的定义和基本功能要求。在分析智能和智慧之间逻辑关系的基础上,分别从感知智能、认知智能、决策智能系统地讨论了中线干线智慧输水调度的关键技术、存在的不足和提升建议。调度感知智能方面,提出接触式与非接触式相结合、机器视觉与传统传感相结合、自动采集和人工巡查相结合的数据采集体系,构建基于多源数据融合的数据清洗方法；调度认知智能方面,提出机理研究结合数据挖掘的建模思路,分别从预报、预警、预演、预案的角度,全面总结分析输水调度关键技术和建模要求,构建前馈调控策略模型、水力模拟仿真模型、调度预报预警模型、参数自适应模型等；调度决策智能方面,提出以模拟推演为前馈、以实时监测为反馈的调控思路,建立基于滚动决策修正、实时响应的自动化输水调控策略,构建多目标优化调度模型。

摘要:为适应大规模光伏出力接入乌江流域与梯级水电站联合调度、打捆送出的新要求,基于流域实际蓄能控制方式提出了水光互补模式下梯级水电站分期发电策略,确定了汛初、年末关键时间节点的蓄能合理范围,据此绘制了水光互补梯级蓄能调度图,以指导中长期水光互补调度。实例验证结果表明,与流域梯级水电站实际发电量相比,水光互补梯级蓄能调度图能够提高系统发电量0.7亿~2.1亿kW·h；水光互补梯级蓄能调度图编制过程简单、合理,优化调度结果符合实际,可用于乌江流域中长期水光互补优化调度。

摘要:针对水光互补基地调度问题,提出了一种新的水库调度图绘制方法,该方法根据来水频率分组进行水库调度图绘制,并给出了水库调度图的应用策略。澜沧江上游西藏段实例应用结果表明,该方法所得结果符合工程实际要求,有利于电网的稳定运行,提高了混合发电系统的发电效益。

摘要:针对泡沫流体对土体渗流的影响机制仍不清晰的问题,开展了室内无泡沫流体渗透破坏试验与泡沫流体抑制渗透破坏试验,对土体渗流特征及泡沫流体对土体渗流的影响进行了研究。试验结果表明:泡沫流体对堤基土体渗流具有显著调控作用,可通过滞留在孔隙中的气泡增大渗流阻力,将局部土体转变为非饱和状态,增强土体抗渗性能；泡沫流体可延长渗流路径,降低水力梯度,抑制土体渗透破坏的发展。

摘要:为揭示剑麻纤维掺量与界面粗糙度对土-岩界面剪切力学性能的影响规律,采用表面起伏的混凝土模块作为岩面相似材料,进行了一系列的改进室内直剪试验,并结合扫描电镜试验进一步分析了剑麻纤维参与强化界面剪切性能的机理。结果表明:剑麻纤维通过提高黏聚力提高土-混凝土界面间的剪切力学性能；纤维添加量为0.8%的土-混凝土界面黏聚力提高80%~500%,内摩擦角提高10%~20%；界面粗糙度主要通过提高黏聚力增强界面剪切力学性能,6.5 mm粗糙度的界面黏聚力增量为7~15.5.kPa,提高20%~300%；对于素土界面和掺纤维界面,粗糙度对土-混凝土界面间剪切力学性能的强化表现为2种模式,加入纤维的界面黏聚力关于粗糙度的增长关系上,粗糙度的最优值出现在较小区间(0~2.5 mm)。

摘要:为研究装饰廊架对桥梁涡振性能的影响,以某带有空间廊架的景观人行桥为工程实例,制作了小、中、大3种廊架尺寸的主梁节段模型,通过节段模型风洞试验,分析廊架对主梁涡振性能的影响；为考虑实桥空间廊架造型尺寸变化对全桥气动特性的影响,通过全桥气弹模型风洞试验,分析均匀流场和紊流场中主梁跨中和1/4跨处的位移响应。结果表明:装饰廊架会明显改变主梁的涡振性能,小廊架和中廊架状态涡振性能较无廊架状态差,而大廊架状态涡振性能明显优于无廊架状态,大廊架状态除在个别工况出现小幅度涡振外,其他工况均无涡振出现；随着廊架尺寸的增大,主梁涡振性能得到改善；主梁迎风侧不同时,涡振响应会有较大差异,迎风侧宽与迎风侧窄相比,无廊架、小廊架和中廊架最大振幅分别减小49.72%、27.57%和23.21%；全桥气弹模型在均匀流场和紊流场试验中均未出现明显的涡振现象,因此安装装饰廊架的桥梁涡振性能明显优于不安装廊架状态。

摘要:以掌子面岩体破坏前状态建立了滚刀推力作用的双集中力模型,采用弹性半空间理论的Boussinesq解答和叠加原理,给出了双滚刀协同作用下岩体应力分布的解析解。根据应力分布的特点和TBM破岩要求,提出了TBM破岩的必要条件；采用单轴强度理论和多轴强度理论,分别给出了滚刀破岩推力的预测公式。工程实例表明,采用本文提出的基于多轴强度理论的预测公式计算出的滚刀破岩推力与TBM工作时实际使用的推力非常吻合。

摘要:为了研究端部锚固方法和预应力水平对碳纤维复合材料(CFRP)板加固钢筋混凝土(RC)梁抗弯性能的影响,进行了6根大尺寸T梁抗弯试验,对失效模式、荷载-挠度曲线、特征荷载、CFRP板强度利用率及延性等指标进行分析。结果表明:锚固方法对RC梁的极限荷载有显著影响,但对开裂荷载和屈服荷载基本没有影响；当预应力水平从0提高到0.5,失效模式从混凝土压碎转变为CFRP拉断,开裂荷载和屈服荷载比未加固试件分别提高了75.0%~237.5%和13.6%~50.9%；极限荷载在混凝土压碎模式下随预应力水平的提高而提高,但在CFRP拉断模式下受预应力水平的影响很小；可靠的端部锚固可提高极限荷载下CFRP的利用率,但施加预应力能明显提高整个受力阶段CFRP的利用率。

摘要:为研究干湿循环对黏土力学特性和微观结构的影响,通过一系列无侧限抗压强度试验和CT扫描测试从宏观和微观角度揭示了干湿循环对黏土的劣化机理。结果表明:随着干湿循环次数的增加,黏土的抗压强度保持指数性下降趋势,在经历4次循环后,抗压强度损失了40%左右,干湿循环达到8次后抗压强度基本达到稳定；CT扫描横剖面显示,在干湿循环过程中,裂隙从试样四周开始发育,并逐渐向内部扩展,裂隙的宽度和长度均持续增加,连续性也有所提高；随着干湿循环次数的增加,试样的逐层面孔隙率均明显增加,且不同层间的交界面孔隙率的增加更为显著,层间的裂隙最先发育,试样表面也有竖向裂隙发育,试样内部连通孔隙的数量增加,闭合孔隙的数量减小；不同次数干湿循环作用下黏土的孔隙率与抗压强度之间保持负指数性关系,当干湿循环次数达到4次后,孔隙率的增加对抗压强度的影响减小。

摘要:为实现对直流充电桩计量性能远程、节约、高效的检定,基于深度神经网络(DNN),采用现场电动汽车直流充电桩充电的大量数据,在对充电过程中各变量与累计电能进行相关性分析的基础上,建立了直流充电桩累计电能计算的DNN模型,提出了一种可用于直流充电桩的远程计量性能检定方法。实例验证结果表明:电池荷电状态对累计电能计算的影响最大,电流的影响最小；建立的DNN模型可准确计算待测桩的“实际”输出电能,模型计算结果的示值误差与实际检定示值误差间差值的绝对值小于1%；提出的直流充电桩远程计量性能检定方法可实现高效的直流充电桩计量性能评估。

摘要:为有效抑制高水电占比西北电网的超低频振荡,针对缺乏同时研究调速系统和现场控制单元控制参数优化的现状,提出了一种抑制超低频振荡的水电多级频率控制参数优化方法。在建立系统多级频率控制模型的基础上,理论分析了抑制超低频振荡的控制参数安全域,在该安全域内以综合偏差绝对值与时间积分的乘积最小为目标,借助Matlab/Simulink平台通过粒子群算法优化了多级控制参数。基于PSCAD/EMTDC平台的时域仿真验证了抑制超低频振荡的水电多级频率控制参数理论分析和优化方法的有效性。