摘要:为探究在半干旱小流域引入遥感土壤湿度数据辅助分布式水文模型参数率定的可行性,提出了融合硬数据(流量)与软数据(遥感土壤湿度)的参数联合率定方法。该方法将CLDAS卫星遥感土壤湿度数据应用于Grid-Multi-GA模型中,采用多目标优化框架,以流量模拟的纳什效率系数和土壤湿度时空分布的Spearman相关系数作为双评价指标,通过系统调整权重实现两类指标的动态权衡,最终确定最优权重及其对应的产流和汇流参数组合,同时通过设置参数未率定、仅用流量率定、流量与土壤湿度联合率定3种情景,验证联合率定方法的可行性。宁夏原州流域的实例验证结果表明:流量与土壤湿度联合率定的Grid-Multi-GA模型在小流域中的洪水模拟中,纳什效率系数大于0.7,Spearman相关系数为0.84,明显优于未率定和仅用流量率定的Grid-Multi-GA模型。

摘要:通过系统梳理94篇关于水上光伏电站对水生态系统影响相关的文献,分析了水上光伏电站对水体非生物要素(水温、溶解氧浓度、营养盐浓度及污染物分布)、水生生物(浮游植物、水生植物、浮游动物、鱼类及鸟类)的影响,认为光伏面板覆盖率是驱动生态效应的核心因子,且水上光伏电站通过光-热耦合胁迫重塑浮游植物群落结构,抑制沉水植物光合作用,改变鱼类代谢节律及鸟类迁徙行为,并触发跨营养级生态级联效应。结合分区布局与材料优化、平衡发电效益与生态保护,提出了水上光伏覆盖率动态调控策略,即水域核心区覆盖率小于30%,生态缓冲区覆盖率设置为30%~60%；指出未来需进一步深入解析光热效应与气候变化的叠加响应机制,构建水动力-生态耦合模型,推动水上光伏发电向多能互补、生态协同的可持续模式发展。

摘要:针对复杂自然环境下因光照变化、干湿交替及背景干扰导致的水位识别精度低、稳定性差的问题,提出了一种融合语义分割与时空信息的水位智能识别方法。该方法通过构建融合残差连接、卷积注意力机制与空洞卷积模块的FCN-RCA模型,引入基于洪泛算法的图像分割优化方法,实现了对水体区域的高鲁棒性语义分割和结构完整性优化；利用仿射变换将分割结果映射至坡面物理空间,构建虚拟水尺实现水位的精确量化,结合视频帧的时空连续性信息,对水位边界进行时序一致性优化,以提升识别结果的稳定性与可靠性。新疆塔勒德萨依站的实例验证结果表明:该方法在多种气象、水文、光照条件下的平均交并比均超过0.92,表现出优异的分割性能,且能准确提取水位边界；基于时空信息的动态水位优化方法有效保证了水位边界识别的稳定性与连续性,较优化前绝对平均误差(MAE)和均方根误差分别减小了0.006、0.004 m,且纳什效率系数(NSE)提高了0.024；长序列实测资料验证中水位识别MAE控制在0.04 m以内,NSE最高达0.997,证明该方法能够在复杂环境下实现厘米级水位识别,并具备良好的时序一致性和工程适用性。

摘要:为提高半湿润半干旱地区洪水预报精度,针对其产流特点,结合水文气象、土壤地形和植被地貌等指标,通过优选判别指标、层次权重评估、滚动修正聚类等方法建立网格层次聚类产流模式判别(GRGI)方法。黄河中游千阳流域的实例验证结果表明:GRGI方法能够精确地识别千阳流域蓄满、超渗产流模式的时空分布,千阳流域整体以蓄满网格为主,占比在70%以上；与Grid-XAJ和Grid-GA模型相比,基于产流判别规则改进Grid-XAJ-SIDE模型的径流深误差、洪峰误差及峰现时差合格率分别提高约12%、35%、12%。

摘要:为准确辨识地下水污染源位置、污染物释放过程等关键信息,采用模拟-优化理论框架,将需要同步辨识多种污染源信息的地下水反演问题概化为包含离散型、连续型变量的混合变量优化问题,并提出了一种基于禁忌搜索与粒子群优化算法的两阶段组合优化(TS-PSO)算法,该算法采用禁忌搜索策略确定污染源位置,利用粒子群优化算法识别污染物的释放强度及释放过程。算例验证结果表明:与传统演化算法(GA、PSO算法)相比,TS-PSO算法的求解效率更高,计算结果更可靠,计算精度更高；对于多个污染源的反演问题,TS-PSO算法可快速、有效地辨识污染源位置、污染物释放强度和释放过程。

摘要:针对长距离供水工程输水管道泄漏识别与定位难题,设计搭建了水锤-泄漏试验系统,构建了考虑动态摩阻和黏弹性效应的水锤-泄漏耦合数学模型以实现瞬态压力精确模拟,提出了泄漏反射系数和透射系数解析模型用于探究二者的影响参数,并通过试验系统验证了模型的准确性。试验与模型模拟分析结果表明:泄漏位置与压降峰值发生时间呈正相关关系；泄漏孔数量增加,压降呈“阶梯”状递增且瞬态压力衰减速率加快；动态摩阻引发的水锤波能量耗散导致反射系数较无摩阻工况降低；黏弹性管道的实际波速小于理论计算值,使得反射系数的计算结果偏大。

摘要:为准确定位堤坝的渗漏入口,基于示踪法,采用室内模型试验和Fluent数值模拟方法,分析了示踪剂投放量、渗漏规模及示踪剂投放点位置对示踪剂运移规律的影响。结果表明:增加示踪剂投放量,壁面示踪剂峰值质量分数显著增大,穿透时间缩短,示踪剂运移速度加快；增大渗漏规模,示踪剂流失速率加快,壁面示踪剂峰值质量分数减小,示踪剂分布形状由圆形向椭圆形转变,且其长轴会沿示踪剂投放点与渗漏入口之间的连线方向排列,据此可推断渗漏入口方向；减小示踪剂投放点与渗漏入口距离,壁面示踪剂峰值质量分数减小,穿透时间延长,示踪剂分布面积显著增大。

摘要:概述了北斗/GNSS与合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术的基本原理,重点回顾了二者21世纪以来的理论发展历程,深入分析了二者在联合监测变形领域的最新研究进展,总结了当前北斗/GNSS与InSAR技术联合监测方法在高陡边坡工程形变监测与安全防控工作中面临的核心问题及潜在挑战,认为北斗/GNSS与InSAR技术联合监测方法可实现厘米级精度与全域覆盖的统一,显著提升了高陡边坡变形监测能力,指出未来应在空天地一体化监测网络的基础上深化北斗与国产SAR卫星数据融合,同时发展面向高陡边坡监测的行业大模型。

摘要:高放废物地质处置的长期安全性高度依赖于地质屏障对核素迁移的有效阻隔,针对核素迁移过程的大时空尺度特征,超重力试验与多尺度数值模拟已成为研究裂隙介质中长历时渗流与溶质迁移行为的重要手段。本文综述了裂隙岩体渗流与溶质迁移超重力试验技术、裂隙岩体超重力试验相似性及地质屏障长期安全性评价等方面的研究进展,针对当前面临的微米级基质-裂隙一体化制备、复杂粗糙裂隙相似性理论以及热-水-力-化多场耦合等挑战,未来应在微细裂隙-孔隙结构的一体化打印、天然粗糙裂隙结构的超重力试验相似性理论、多过程响应机制及万年历时全过程模拟等方向开展进一步研究。

摘要:为解决土压力理论设计模块式加筋土挡墙较为保守,无法同时兼顾侧向变形与碳排放这两个重要指标的问题,将考虑了模块、筋材与填土复杂相互作用的加筋土挡墙侧向变形解析方法与全生命周期评价方法相结合,借助多目标优化技术,提出了可协调侧向变形与碳排放量的模块式加筋土挡墙优化设计方法。实际工程案例验证结果表明:该优化设计方法可实现快速计算,便于实际应用；优化加筋长度和间距可以在碳排放量相同的情况下减小挡墙的侧向变形量；最优的筋材铺设长度随墙高增加而增大,当墙高低于5 m时,建议筋材长度取0.6倍墙高,反之建议筋材长度取0.7倍墙高。

摘要:为解决黏土斜坡场地中桩基在水平荷载作用下的承载特性,明确斜坡不同角度这一关键因素对桩基工作性能的影响机制,通过黏土斜坡水平受荷桩模型试验,探究了斜坡角度对斜坡桩基水平位移、弯矩等的影响规律,揭示了水平荷载下斜坡单桩的水平承载特性,并采用数值模拟方法进一步分析了斜坡角度对桩基变形模式、 p-y 曲线等的影响规律。结果表明:随着斜坡角度的增大,斜坡效应的影响逐渐凸显,桩基最大弯矩点位置上移,桩基水平位移增大,当水平荷载为40.N时,30°斜坡单桩水平位移较平坦场地增大约40%；桩基 p-y 曲线的初始刚度和极限土抗力随着斜坡角度的增大而减小。

摘要:为系统研究桩体类型对复合地基支承路堤破坏模式及整体稳定性的影响,基于三维有限元分析方法开展了桩体破坏特性及地基剪切应变演化规律研究。采用全生命周期成本-效益分析方法对不同类型复合地基经济性进行了评估,以确定具备最优经济效益的复合地基设计方案。结果表明:路堤荷载作用下,桩体类型显著影响复合地基支承路堤破坏模式,随着桩体刚度增加,破坏模式从剪切破坏转变为弯曲破坏,破坏发展由同时破坏转变为渐进破坏；碎石桩复合地基塑性剪切应变沿路堤中心线呈渐进式发展趋势,而素混凝土桩复合地基剪切应变分别在路堤中心与坡脚区域呈渐进式与倒退式发展特征,最终形成贯通性临界滑动面；相较于同时提升全区域桩体强度,仅在路堤坡脚至坡肩之间设置高强度桩体即可显著提升路堤整体稳定性,表现出更优投资回报率与经济性。

摘要:基于2015—2024年Sentinel-1卫星数据,利用合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术对江苏省不同类型跨江大桥开展了长时序形变监测与分析。结果表明:InSAR技术可有效获取跨江大桥形变信息,监测效果受桥梁几何结构及材料特性影响显著；连续钢桁结构与钢桥塔具有良好的后向散射特性,监测点分布密集,利于精细刻画其周期性形变特征；斜拉桥与悬索桥形变主要集中于主跨中部,并向两端逐渐递减,累计形变量存在明显差异。结合温度数据分析表明,连续钢桁结构桥梁表现出显著的热胀冷缩效应,其周期性形变振幅由主跨中心向两端递增；斜拉桥与悬索桥的温变效应主要集中于钢结构桥塔部位。

摘要:为准确预测双护盾TBM掘进速度,提出了一种结合CNN、Transformer以及自适应残差门控(ARG)机制的智能预测模型。该模型通过双层卷积模块提取不同视角下掘进参数的局部特征,通过Transformer捕捉掘进参数的全局特征,并引入ARG机制动态加权所提取的局部和全局特征,基于历史掘进段监测数据预测未来掘进段的掘进速度均值、最大值和最小值。采用四川某山地轨道交通项目提取的927组掘进数据对模型进行了验证,结果表明:模型预测的均方误差、平均绝对误差、均方根误差和决定系数分别为0.07、0.21、0.26和0.86,均优于3个对比模型；模型提取的多源特征经过权重分配关注重点信息后提升了预测结果的精度,验证了ARG机制对于多源模型的有效性,可为类似结构模型多源特征数据流的处理提供参考。

摘要:为探究粉煤灰-矿渣地聚物固化长石粉作为路基填料的水稳性和耐久性,采用试验结合数值模拟的方法,在分析粉煤灰和矿渣的质量比以及激发剂模数对粉煤灰-矿渣地聚物砂浆、粉煤灰-矿渣地聚物固化长石粉混合料无侧限抗压强度影响规律的基础上,采用优化的配合比制备粉煤灰-矿渣地聚物固化长石粉混合料,开展了软化系数和干湿循环试验,并通过有限元模型分析了在车辆荷载作用下不同干湿循环次数对粉煤灰-矿渣地聚物固化长石粉路基沉降的影响。结果表明:地聚物掺量显著影响粉煤灰-矿渣地聚物固化长石粉混合料的水稳性与耐久性,软化系数随着地聚物掺量的提升呈增大趋势,由0.77提高到0.81；粉煤灰-矿渣地聚物固化长石粉混合料在30次干湿循环后强度损失率为3.8%；路基最大沉降量随干湿循环次数增加呈现非线性增长特征,且沉降量随深度增加逐步衰减；由于黏土矿物吸水膨胀而破坏颗粒间的胶结作用,红壤土掺量对粉煤灰-矿渣地聚物固化长石粉混合料的胶结性能有显著影响。

摘要:构建了海港智慧航道基础平台的总体架构、逻辑架构及应用架构,并研究了全要素智能感知、高精度水动力泥沙模拟仿真和预报系统自动化运行等关键技术。以天津港为例,搭建了智慧航道基础支撑平台,实现了气象、水文、泥沙、船舶等多要素实时智能感知,以及未来72.h水位、流速、水深等关键环境要素模拟计算,并在天河超级计算服务器上自动化运行,实现了通航环境的智能化动态预报。根据天津港智慧航道基础平台正常运行1年多的情况,讨论分析了基础支撑平台建设经验教训和辅助航道养护、通航保障等港口智慧化生产运营管理服务方向。

摘要:为揭示弯曲航道几何参数对通航水流条件及船舶运动特性的影响规律,以引江济淮工程典型弯曲航道段为研究对象,建立基于MIKE21的水流数学模型及MMG船舶操纵模型,系统分析了转弯角度( θ =60°,90°,120°)、弯曲半径( R =540,1 000,1 500 m)、航道宽度( B =60,90 m)对弯曲航道水流特性的影响,并量化了1 000.t级货船在弯曲航道中的运动规律。结果表明:转弯角度增大显著加剧了水流复杂性, θ =120°时弯顶壅水较60°时上升 0.012 m,水面最大横比降位置由下游1/3处上移至上游1/3处,主流向凸岸偏移；弯曲半径的增大改善了通航条件, R =1 500 m时凹凸岸水位差较540 m时降低了60%,最大流速从 0.55 m/s 降至 0.35 m/s；航道宽度减小显著恶化水流条件, B =60 m 时最大流速、上下游水位差较 90 m时均显著增大；船舶运动特性方面,下行船受水流主导,横移速度与舵角、漂角呈强负相关关系；上行船以自身动力为主,各参数相关性较弱。

摘要:船舶速度优化是降低船舶能耗与排放的重要技术手段,其中考虑动态变化的航行环境是实现精确优化的关键。本文从环境因素影响机理、环境信息感知技术、优化模型与算法三方面系统回顾和评述了船舶速度优化领域的研究进展:优化模型已从静态规划发展为能应对时变环境的动态最优控制方法；数据驱动技术被广泛用于环境预测与能耗建模,提升了优化的精度和效率。尽管近年来船舶速度优化研究进展显著,但在船舶-环境耦合机理的精细化、优化算法的鲁棒性与效率以及多目标协同优化等方面仍面临挑战。加强耦合机理研究,发展融合机器学习与传统方法的智能优化算法,并将优化对象从单船拓展至船队协同,以推动船舶速度优化技术的持续发展与应用应是未来发展的重要方向。

摘要:为探究三维效应对海上风机大直径单桩的影响,针对不同土体中水平受荷的大直径单桩构建了只考虑沿桩身分布的径向和环向应力分量的二维桩土相互作用解析模型,基于该模型分析了三维效应对单桩集总刚度、桩身响应(水平位移、转角、剪力、弯矩)和分布式弹簧刚度的影响。结果表明:三维效应对单桩力控集总刚度、桩身变形与剪力响应的影响很大,而对位控集总刚度、弯矩分布影响不大；忽略三维效应会得到更大的桩身响应,进而导致设计保守；三维效应对 p-y 弹簧的影响不大,而考虑了三维效应的 m-φ 弹簧才是造成单桩集中刚度、桩身响应差异的根本原因,因此在大直径单桩的设计中应当考虑 m-φ 弹簧的影响。

摘要:针对水下光学图像质量下降导致的图像配准、三维重建等水下视觉任务中特征提取鲁棒性差的问题,提出了一种轻量化SuperPoint网络,该网络针对水下光学图像普遍存在颜色失真、模糊等细节退化问题,利用注意力机制,构建频域-空间域动态注意力融合模块,融合频域与空间域的特征信息,提升网络在水下退化图像中的特征提取能力；构建残差特征增强深度可分离卷积模块,以降低模型复杂度并增强网络的特征提取能力。验证结果表明:该网络较SuperPoint网络参数量减少了13.8%,计算量降低了8.0%,帧率提升31.7%,光照变化和视角变化下的重复率分别提高了2.3%和2.1%,在SQUID和FLSea数据集上的特征点检测与匹配性能评估中具有较好的特征提取鲁棒性。