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2024,52(2):1-11 DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2024.02.001
摘要：
为分析交汇区复杂的水温分布规律及其受水流结构影响的机理,采用Fluent数值模拟软件,通过改变汇流角和汇流比,模拟了不同条件下交汇区的时均流场、紊动特性和水温分布,分析了各工况下交汇区水平面及断面水温分布特征(水温非均匀性指数)和水流结构特征参量(紊动能和涡量)间的关系,探究了不同水流结构对水温分布的影响机理。结果表明:水流剪切影响热掺混层的位置,二次环流影响热掺混层的形态；汇流角或汇流比越大,断面非均匀指数越小,水温掺混越快,热掺混层随剪切层位置的改变越靠近外岸壁(交汇口对侧壁面),热掺混层弯曲程度随二次环流强度增大而增大；紊动能及涡量与断面非均匀指数之间呈现良好的线性关系。
为分析交汇区复杂的水温分布规律及其受水流结构影响的机理,采用Fluent数值模拟软件,通过改变汇流角和汇流比,模拟了不同条件下交汇区的时均流场、紊动特性和水温分布,分析了各工况下交汇区水平面及断面水温分布特征(水温非均匀性指数)和水流结构特征参量(紊动能和涡量)间的关系,探究了不同水流结构对水温分布的影响机理。结果表明:水流剪切影响热掺混层的位置,二次环流影响热掺混层的形态；汇流角或汇流比越大,断面非均匀指数越小,水温掺混越快,热掺混层随剪切层位置的改变越靠近外岸壁(交汇口对侧壁面),热掺混层弯曲程度随二次环流强度增大而增大；紊动能及涡量与断面非均匀指数之间呈现良好的线性关系。
2024,52(2):12-18 DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2024.02.002
摘要：
为系统探究流域、区域和城镇3个层面之间工况与调度变化的洪涝互馈效应,以太湖流域及其内部水利分区、城镇为例,基于控制变量的思路设计不同的模拟工况和调度情景,定量模拟了各层面在不同防洪工程工况与调度方案下的流域洪涝运动过程,从水位变化角度分析了各层面之间的洪涝互馈效应。结果表明:适当抬升城镇防洪排涝工程内部排水控制水位可在保证城镇内部洪涝安全的前提下降低外部区域和流域防洪压力,但效果有限；适当降低各区域沿长江和杭州湾外排工程排水控制水位可有效增加流域和区域洪涝外排水量,显著降低太湖水位以及区域水位,对城镇内部水位也有一定的降低效果；吴淞江等流域行洪工程可大幅提高流域外排能力,显著降低太湖以及区域水位,而区域层面的防洪排涝工程仅能增加本区域外排水量,降低本区域内水位,对流域和城镇几乎没有影响。
为系统探究流域、区域和城镇3个层面之间工况与调度变化的洪涝互馈效应,以太湖流域及其内部水利分区、城镇为例,基于控制变量的思路设计不同的模拟工况和调度情景,定量模拟了各层面在不同防洪工程工况与调度方案下的流域洪涝运动过程,从水位变化角度分析了各层面之间的洪涝互馈效应。结果表明:适当抬升城镇防洪排涝工程内部排水控制水位可在保证城镇内部洪涝安全的前提下降低外部区域和流域防洪压力,但效果有限；适当降低各区域沿长江和杭州湾外排工程排水控制水位可有效增加流域和区域洪涝外排水量,显著降低太湖水位以及区域水位,对城镇内部水位也有一定的降低效果；吴淞江等流域行洪工程可大幅提高流域外排能力,显著降低太湖以及区域水位,而区域层面的防洪排涝工程仅能增加本区域外排水量,降低本区域内水位,对流域和城镇几乎没有影响。
2024,52(2):19-27 DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2024.02.003
摘要：
为了提升降水量图相似性分析的精确度,提出了一种基于流域日降水量图的相似性搜索方法,该方法从降雨图像中提取日降水量、降雨空间分布和降雨中心特征,并分别计算各特征的相似距离,同时通过提出的归一化折旧累积增益改进粒子群优化的集合加权方法对3个特征的相似距离进行加权融合,作为降雨图像的相似性度量。嘉陵江流域实例验证表明:该方法能够更好地表征降水量图的时空特征,可快速地从降水量图中检索出相似的降雨过程。
为了提升降水量图相似性分析的精确度,提出了一种基于流域日降水量图的相似性搜索方法,该方法从降雨图像中提取日降水量、降雨空间分布和降雨中心特征,并分别计算各特征的相似距离,同时通过提出的归一化折旧累积增益改进粒子群优化的集合加权方法对3个特征的相似距离进行加权融合,作为降雨图像的相似性度量。嘉陵江流域实例验证表明:该方法能够更好地表征降水量图的时空特征,可快速地从降水量图中检索出相似的降雨过程。
2024,52(2):28-34 DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2024.02.004
摘要：
为了克服传统水位测量方法中水位边缘粗糙和检测精度不足的问题,提出了一种高精度的水尺水位检测网络——DetSegNet。DetSegNet在网络结构、损失函数等方面对YOLOv4和DeepLabv3+算法进行了改进,并将水尺刻度识别、水体区域分割、水位线检测和水位值计算等模块进行有效结合,实现了对水尺与水体交界区域的高效定位和精确分割。实验结果表明,DetSegNet在水尺图像数据集上的检测精度和速度均优于传统的检测方法； 现场测试表明,DetSegNet的水位检测误差小于1.cm,满足水文监测的精度要求。
为了克服传统水位测量方法中水位边缘粗糙和检测精度不足的问题,提出了一种高精度的水尺水位检测网络——DetSegNet。DetSegNet在网络结构、损失函数等方面对YOLOv4和DeepLabv3+算法进行了改进,并将水尺刻度识别、水体区域分割、水位线检测和水位值计算等模块进行有效结合,实现了对水尺与水体交界区域的高效定位和精确分割。实验结果表明,DetSegNet在水尺图像数据集上的检测精度和速度均优于传统的检测方法； 现场测试表明,DetSegNet的水位检测误差小于1.cm,满足水文监测的精度要求。
2024,52(2):35-42 DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2024.02.005
摘要：
为探究光催化和水循环协同净化氮磷和吡虫啉污染的效果,设计了空白对照、水循环和光催化水循环3组生态浮床系统、6个处理组对2种模拟农田退水(氮磷退水、氮磷和吡虫啉复合污染退水)进行了试验研究。试验结果表明:水体循环能增强浮床系统对氮的去除效果,7.d后氮磷退水的水循环浮床水体中氨氮和硝氮去除率较空白对照浮床分别提升了5.5%和27.1%；增加光催化的净化技术可加快氨氮硝化,氮磷退水的光催化水循环浮床水体中氨氮和硝氮去除率较空白对照浮床分别提升了26.2%和20.3%；吡虫啉会影响水循环浮床系统对氮磷的净化效果,TiO2光催化复合陶粒对吡虫啉有良好的氧化降解效果,同时对氮磷和吡虫啉复合污染有显著净化效果；氮磷和吡虫啉复合污染退水的光催化水循环浮床降解了 58.2%的吡虫啉,水体中氨氮、硝氮和磷酸盐去除率较未添加吡虫啉的水循环浮床分别提升了72.4%、15.0%和14.8%。
为探究光催化和水循环协同净化氮磷和吡虫啉污染的效果,设计了空白对照、水循环和光催化水循环3组生态浮床系统、6个处理组对2种模拟农田退水(氮磷退水、氮磷和吡虫啉复合污染退水)进行了试验研究。试验结果表明:水体循环能增强浮床系统对氮的去除效果,7.d后氮磷退水的水循环浮床水体中氨氮和硝氮去除率较空白对照浮床分别提升了5.5%和27.1%；增加光催化的净化技术可加快氨氮硝化,氮磷退水的光催化水循环浮床水体中氨氮和硝氮去除率较空白对照浮床分别提升了26.2%和20.3%；吡虫啉会影响水循环浮床系统对氮磷的净化效果,TiO2光催化复合陶粒对吡虫啉有良好的氧化降解效果,同时对氮磷和吡虫啉复合污染有显著净化效果；氮磷和吡虫啉复合污染退水的光催化水循环浮床降解了 58.2%的吡虫啉,水体中氨氮、硝氮和磷酸盐去除率较未添加吡虫啉的水循环浮床分别提升了72.4%、15.0%和14.8%。
2024,52(2):43-52 DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2024.02.006
摘要：
以抚河流域与黑河流域为研究区,应用4种降水产品(CMORPH CMA、CMFD、CMADS、MSWEP)驱动SWAT模型模拟日流量,评估4种降水产品在湿润区与干旱区的适用性；使用自适应降维评估法选出流域的敏感参数,并进行一致性检验。结果表明:抚河流域4种降水产品的纳什效率系数(NSE)均在0.70以上,其中CMORPH CMA和CMADS的NSE均能达到0.82；黑河流域CMORPH CMA和CMADS的NSE大于等于0.76,而CMFD和MSWEP的NSE分别为0.72和0.74。抚河流域4种降水产品具有相同的敏感参数；黑河流域CMORPH CMA和CMADS有相同的6个敏感参数,而CMFD和MSWEP则分别有5个和8个敏感参数。4种降水产品在湿润流域和干旱流域都能得到较好的应用效果,但是CMORPH CMA和CMADS的模拟效果要优于CMFD和MSWEP。不同的降水输入也会对模型参数敏感性分析的结果产生影响,当降水表现越接近时,所筛选的敏感性参数也越相似。
以抚河流域与黑河流域为研究区,应用4种降水产品(CMORPH CMA、CMFD、CMADS、MSWEP)驱动SWAT模型模拟日流量,评估4种降水产品在湿润区与干旱区的适用性；使用自适应降维评估法选出流域的敏感参数,并进行一致性检验。结果表明:抚河流域4种降水产品的纳什效率系数(NSE)均在0.70以上,其中CMORPH CMA和CMADS的NSE均能达到0.82；黑河流域CMORPH CMA和CMADS的NSE大于等于0.76,而CMFD和MSWEP的NSE分别为0.72和0.74。抚河流域4种降水产品具有相同的敏感参数；黑河流域CMORPH CMA和CMADS有相同的6个敏感参数,而CMFD和MSWEP则分别有5个和8个敏感参数。4种降水产品在湿润流域和干旱流域都能得到较好的应用效果,但是CMORPH CMA和CMADS的模拟效果要优于CMFD和MSWEP。不同的降水输入也会对模型参数敏感性分析的结果产生影响,当降水表现越接近时,所筛选的敏感性参数也越相似。
2024,52(2):53-60, 68 DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2024.02.007
摘要：
为研究冰盖对组合桥墩局部冲刷及其周围流场分布的影响,基于动床冲刷试验,在不同覆盖条件下,分析了不同水流条件和桥墩尺寸对组合桥墩局部冲刷的影响,建立了预测明渠水流与冰盖流条件下组合桥墩最大冲刷深度的经验方程,并通过ADV测量了墩前的流场。结果表明:组合桥墩的冲刷模式与串列桥墩相似,最大冲刷深度始终出现在墩正前方；经验方程中来流水深、来流流速、桥墩尺寸、冰盖糙率均与最大冲刷深度呈正相关关系；在粗糙冰冰盖流条件下,墩前的垂向流速最大,导致其最大冲刷深度总是大于同等条件下的明渠水流和光滑冰盖流。
为研究冰盖对组合桥墩局部冲刷及其周围流场分布的影响,基于动床冲刷试验,在不同覆盖条件下,分析了不同水流条件和桥墩尺寸对组合桥墩局部冲刷的影响,建立了预测明渠水流与冰盖流条件下组合桥墩最大冲刷深度的经验方程,并通过ADV测量了墩前的流场。结果表明:组合桥墩的冲刷模式与串列桥墩相似,最大冲刷深度始终出现在墩正前方；经验方程中来流水深、来流流速、桥墩尺寸、冰盖糙率均与最大冲刷深度呈正相关关系；在粗糙冰冰盖流条件下,墩前的垂向流速最大,导致其最大冲刷深度总是大于同等条件下的明渠水流和光滑冰盖流。
2024,52(2):61-68 DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2024.02.008
摘要：
为研究植被力学-水力作用的机理,引入根系吸水分布函数描述不同根系构型的吸水特性,建立了一个用于边坡稳定计算的植被力学-水力加固模型,并结合试验结果验证了模型的合理性和有效性。考虑不同根系构型的力学-水力作用,对洪泽湖堤防岸坡的典型断面进行加固效果分析,结果表明:根系吸水显著提高了土体基质吸力,其影响范围大约为2.5倍根系深度；在根系吸水的初始阶段,不同根系构型所产生的差异较小,但随着时间逐渐增加,不同根系构型的差异逐渐增大；植被力学-水力作用可以显著提高堤防岸坡的稳定性,24.h降雨后,根系加固下的安全系数约为裸土岸坡的1.4倍。
为研究植被力学-水力作用的机理,引入根系吸水分布函数描述不同根系构型的吸水特性,建立了一个用于边坡稳定计算的植被力学-水力加固模型,并结合试验结果验证了模型的合理性和有效性。考虑不同根系构型的力学-水力作用,对洪泽湖堤防岸坡的典型断面进行加固效果分析,结果表明:根系吸水显著提高了土体基质吸力,其影响范围大约为2.5倍根系深度；在根系吸水的初始阶段,不同根系构型所产生的差异较小,但随着时间逐渐增加,不同根系构型的差异逐渐增大；植被力学-水力作用可以显著提高堤防岸坡的稳定性,24.h降雨后,根系加固下的安全系数约为裸土岸坡的1.4倍。
2024,52(2):69-76 DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2024.02.009
摘要：
基于大型三轴试验数据,研究了级配和相对密度D r 对鄱阳湖地区级配不良偏细砂砾石料强度和变形特性的影响。结果表明:随着小于5. mm 粒径颗粒质量分数的增加,砂砾石料压实性能降低；随着大于5. mm 粒径颗粒质量分数P5和D r 的增大,强度指标、初始切线弹性模量与体积模量增大；本文研究范围内,随P5和D r 的增大,强度指标c、φ、φ0、 Δ φ线性增大,且P5和D r 对强度指标的作用效应几乎不存在相互影响；随P5和D r 的增大,邓肯E-B模型参数K、K b 增大,且P5越高D r 对K、K b 的影响越显著,D r 越大时P5对K、K b 的影响越强烈,存在相互影响效应；提出了考虑级配与D r 双重影响的强度指标和变形参数经验计算公式,该公式能高精度预测鄱阳湖地区级配不良偏细砂砾石覆盖层料的力学指标。
基于大型三轴试验数据,研究了级配和相对密度D r 对鄱阳湖地区级配不良偏细砂砾石料强度和变形特性的影响。结果表明:随着小于5. mm 粒径颗粒质量分数的增加,砂砾石料压实性能降低；随着大于5. mm 粒径颗粒质量分数P5和D r 的增大,强度指标、初始切线弹性模量与体积模量增大；本文研究范围内,随P5和D r 的增大,强度指标c、φ、φ0、 Δ φ线性增大,且P5和D r 对强度指标的作用效应几乎不存在相互影响；随P5和D r 的增大,邓肯E-B模型参数K、K b 增大,且P5越高D r 对K、K b 的影响越显著,D r 越大时P5对K、K b 的影响越强烈,存在相互影响效应；提出了考虑级配与D r 双重影响的强度指标和变形参数经验计算公式,该公式能高精度预测鄱阳湖地区级配不良偏细砂砾石覆盖层料的力学指标。
2024,52(2):77-83 DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2024.02.010
摘要：
为研究斜拉荷载倾斜角度和叶片埋深对螺旋桩极限承载力的影响,基于ABAQUS软件构建了砂土中螺旋桩的有限元模型,通过螺旋桩水平承载机理砂箱试验与竖向拉拔试验数据,对模型的准确性和可行性进行验证。设置4组不同叶片埋深的螺旋桩模型,分别施加不同角度的斜拉荷载,探讨了砂土地基中螺旋桩的承载性能与斜拉角度、叶片埋深的相关性。结果表明:砂土中螺旋桩的极限承载力随着斜拉角度的增大不断减小；当斜拉角度小于30°时,螺旋桩极限承载力与斜拉角度的关系曲线近似呈线性；螺旋桩极限承载力存在一个临界埋深比,当埋深比大于等于4时,承载力不随埋深比的增大而变化。推导了深埋状态下螺旋桩受斜拉荷载作用的极限承载力公式,经验证该公式能较好反映螺旋桩极限承载力随斜拉角度增大而逐渐下降的规律。
为研究斜拉荷载倾斜角度和叶片埋深对螺旋桩极限承载力的影响,基于ABAQUS软件构建了砂土中螺旋桩的有限元模型,通过螺旋桩水平承载机理砂箱试验与竖向拉拔试验数据,对模型的准确性和可行性进行验证。设置4组不同叶片埋深的螺旋桩模型,分别施加不同角度的斜拉荷载,探讨了砂土地基中螺旋桩的承载性能与斜拉角度、叶片埋深的相关性。结果表明:砂土中螺旋桩的极限承载力随着斜拉角度的增大不断减小；当斜拉角度小于30°时,螺旋桩极限承载力与斜拉角度的关系曲线近似呈线性；螺旋桩极限承载力存在一个临界埋深比,当埋深比大于等于4时,承载力不随埋深比的增大而变化。推导了深埋状态下螺旋桩受斜拉荷载作用的极限承载力公式,经验证该公式能较好反映螺旋桩极限承载力随斜拉角度增大而逐渐下降的规律。
2024,52(2):84-91 DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2024.02.011
摘要：
为进一步查明江苏沿海沙脊群沉积物的来源,分析了该区域沉积物酸不溶组分Pb同位素特征。结果表明,远岸沙脊群陆向区域沉积物Pb同位素比值与近岸沙脊群相似,暗示其在潮波作用下有向岸运移的趋势。铅-钕同位素分析揭示长江及周边河流沉积物在长江冲淡水和东海沿岸流作用下输移至远岸沙脊群海向区域。在苏北沿岸流作用下,老黄河三角洲沉积物输入对近岸沙脊群及远岸沙脊群陆向区域有影响；相反,诸如现代黄河口、济州岛和韩国河流等地沉积物输入对江苏沿海沙脊群的影响较弱。
为进一步查明江苏沿海沙脊群沉积物的来源,分析了该区域沉积物酸不溶组分Pb同位素特征。结果表明,远岸沙脊群陆向区域沉积物Pb同位素比值与近岸沙脊群相似,暗示其在潮波作用下有向岸运移的趋势。铅-钕同位素分析揭示长江及周边河流沉积物在长江冲淡水和东海沿岸流作用下输移至远岸沙脊群海向区域。在苏北沿岸流作用下,老黄河三角洲沉积物输入对近岸沙脊群及远岸沙脊群陆向区域有影响；相反,诸如现代黄河口、济州岛和韩国河流等地沉积物输入对江苏沿海沙脊群的影响较弱。
2024,52(2):92-100 DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2024.02.012
摘要：
为研究不同水流强度作用下淹没式方桩的局部冲刷特性及流场变化,开展了非均匀沙条件下的桩基局部冲刷试验,分析了桩周的冲刷地形、冲刷深度变化规律；利用OpenFOAM对不同水流强度下的桩周流场进行了模拟,讨论了桩前马蹄涡、桩周回流和下降水流的分布特点。结果表明:在清水冲刷条件下,桩周的冲刷坑深度、沙丘高度和受冲刷影响区域大小均随水流强度的增大而增大；在平衡冲刷地形下,高水流强度冲刷后桩周流动更加复杂,冲刷坑内的涡流强度大幅度提高；当水流强度接近1时,粗颗粒泥沙对细颗粒的屏蔽效应会在一定程度上影响桩周最大冲刷深度。
为研究不同水流强度作用下淹没式方桩的局部冲刷特性及流场变化,开展了非均匀沙条件下的桩基局部冲刷试验,分析了桩周的冲刷地形、冲刷深度变化规律；利用OpenFOAM对不同水流强度下的桩周流场进行了模拟,讨论了桩前马蹄涡、桩周回流和下降水流的分布特点。结果表明:在清水冲刷条件下,桩周的冲刷坑深度、沙丘高度和受冲刷影响区域大小均随水流强度的增大而增大；在平衡冲刷地形下,高水流强度冲刷后桩周流动更加复杂,冲刷坑内的涡流强度大幅度提高；当水流强度接近1时,粗颗粒泥沙对细颗粒的屏蔽效应会在一定程度上影响桩周最大冲刷深度。
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为了更加深入、全面探究溃坝事故致因风险发生机理,提出融合历史溃坝事故案例挖掘与贝叶斯网络的溃坝事故致因风险计算方法。首先采集国内外大量历史溃坝事故案例,从人-机-环-管视角,采用24model识别和提取溃坝事故致因及致因链；构建溃坝事故致因拓扑结构,通过k倍交叉验证法检验贝叶斯网络拓扑结构精准度；然后利用贝叶斯正向因果推理计算溃坝发生概率,并结合反向诊断推理分析溃坝成因机理；最后基于贝叶斯敏感性分析,挖掘影响溃坝关键风险因素。研究结果表明:在人为因素方面,闸门控制问题比例较高；在管理因素方面,施工问题、运维管理缺陷、设计问题是溃坝重要间接诱因；洪水漫顶、渗透侵蚀/管涌是导致溃坝主要风险因素。研究结果为大坝安全风险分析提供了一种有效路径。
为了更加深入、全面探究溃坝事故致因风险发生机理,提出融合历史溃坝事故案例挖掘与贝叶斯网络的溃坝事故致因风险计算方法。首先采集国内外大量历史溃坝事故案例,从人-机-环-管视角,采用24model识别和提取溃坝事故致因及致因链；构建溃坝事故致因拓扑结构,通过k倍交叉验证法检验贝叶斯网络拓扑结构精准度；然后利用贝叶斯正向因果推理计算溃坝发生概率,并结合反向诊断推理分析溃坝成因机理；最后基于贝叶斯敏感性分析,挖掘影响溃坝关键风险因素。研究结果表明:在人为因素方面,闸门控制问题比例较高；在管理因素方面,施工问题、运维管理缺陷、设计问题是溃坝重要间接诱因；洪水漫顶、渗透侵蚀/管涌是导致溃坝主要风险因素。研究结果为大坝安全风险分析提供了一种有效路径。
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2018,46(2):128-133, DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.02.005
摘要：
为提高土石坝的安全运行性能，提出在常规土石坝中设置混凝土纵向增强体，这一刚性结构体在坝体内具有防渗、受力和抵抗变形三重作用。采用经典力学方法定量分析了纵向增强体的防渗作用、抗变形能力和承受外力的能力，得出增强体厚度与上下游水位、堆石坝体物料特性之间的定量关系。理论公式推导将增强体作为竖向固端梁，主要受上下游水体作用、堆石主动土压力和因心墙和堆石差异沉降而产生的堆石对墙体两侧的拖曳力作用。由扰曲微分方程得出增强体顶部变位及转角和底部固定端应力计算公式，并以此进行设计复核，进而提出通过兼顾基础灌浆和满足增强体应力要求的预埋灌浆钢管的施工方法。
为提高土石坝的安全运行性能，提出在常规土石坝中设置混凝土纵向增强体，这一刚性结构体在坝体内具有防渗、受力和抵抗变形三重作用。采用经典力学方法定量分析了纵向增强体的防渗作用、抗变形能力和承受外力的能力，得出增强体厚度与上下游水位、堆石坝体物料特性之间的定量关系。理论公式推导将增强体作为竖向固端梁，主要受上下游水体作用、堆石主动土压力和因心墙和堆石差异沉降而产生的堆石对墙体两侧的拖曳力作用。由扰曲微分方程得出增强体顶部变位及转角和底部固定端应力计算公式，并以此进行设计复核，进而提出通过兼顾基础灌浆和满足增强体应力要求的预埋灌浆钢管的施工方法。
2019,47(1):1-6, DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2019.01.001
摘要：
为了提高淮河洪水预报的精确度，以鲁台子和鲁蚌区间作为研究区域，选取2000—2017年之间的13场洪水资料，在降雨径流方面采用新安江三水源模型进行模拟预报，分别将鲁台子以上和鲁蚌区间分为9个和4个自然子流域，进行参数率定；对具有行蓄洪区的淮河干流河段进行节点概化，结合分流比法和马斯京根法，建立了具有行蓄洪区流域的洪水预报模拟方法，取得较好的模拟预报效果。研究结果表明:在洪量相对误差方面，鲁台子和鲁蚌区间的预报合格率都达到100%；在洪峰相对误差方面，鲁台子流域的合格率达到100%，而鲁蚌区间则达到92.3%。2003年和2007年这2场大洪水的洪峰相对误差和确定性系数方面都得到显著改善。
为了提高淮河洪水预报的精确度，以鲁台子和鲁蚌区间作为研究区域，选取2000—2017年之间的13场洪水资料，在降雨径流方面采用新安江三水源模型进行模拟预报，分别将鲁台子以上和鲁蚌区间分为9个和4个自然子流域，进行参数率定；对具有行蓄洪区的淮河干流河段进行节点概化，结合分流比法和马斯京根法，建立了具有行蓄洪区流域的洪水预报模拟方法，取得较好的模拟预报效果。研究结果表明:在洪量相对误差方面，鲁台子和鲁蚌区间的预报合格率都达到100%；在洪峰相对误差方面，鲁台子流域的合格率达到100%，而鲁蚌区间则达到92.3%。2003年和2007年这2场大洪水的洪峰相对误差和确定性系数方面都得到显著改善。
2020,48(1):1-7, DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2020.01.001
摘要：
基于水科学发展历程和实体水-虚拟水耦合流动理论基本框架，指出过程水文学是揭示实体水-虚拟水在复杂系统中耦合流动规律与伴生效应的交叉学科，进一步明确了其科学内涵、主要特征、学科框架、学科基础、方法体系和主要研究方向。在明晰过程水文学科学价值的基础上，认为过程水文学的发展有望解决未来经济社会复杂系统面临的水科学问题。
基于水科学发展历程和实体水-虚拟水耦合流动理论基本框架，指出过程水文学是揭示实体水-虚拟水在复杂系统中耦合流动规律与伴生效应的交叉学科，进一步明确了其科学内涵、主要特征、学科框架、学科基础、方法体系和主要研究方向。在明晰过程水文学科学价值的基础上，认为过程水文学的发展有望解决未来经济社会复杂系统面临的水科学问题。
2021,49(1):1-6, DOI: 10. 3876/ j. issn.1000-1980.2021.01.001
摘要：
介绍了我国中小河流及洪水灾害基本情况,简要分析了中小河流洪水防御重点难点及亟需 解决的科学技术问题,提出了中小河流洪水预报预警的对策与措施,并对未来影响预报、风险预警、 网格精细化风险管理等理念创新实践提出了展望:将实现由水文要素预报向洪水影响预报转变,由 基于防洪阈值的预警向洪水风险预警拓展,由“预测-应对“应急处置向网格精细化风险管理转变, 由监测数据提供向信息产品服务延伸,水文现代化发展水平不断提升。
介绍了我国中小河流及洪水灾害基本情况,简要分析了中小河流洪水防御重点难点及亟需 解决的科学技术问题,提出了中小河流洪水预报预警的对策与措施,并对未来影响预报、风险预警、 网格精细化风险管理等理念创新实践提出了展望:将实现由水文要素预报向洪水影响预报转变,由 基于防洪阈值的预警向洪水风险预警拓展,由“预测-应对“应急处置向网格精细化风险管理转变, 由监测数据提供向信息产品服务延伸,水文现代化发展水平不断提升。
2020,48(1):22-28, DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2020.01.004
摘要：
通过概述微塑料进入水环境后与有机污染物相互作用行为(微塑料进入水体后吸附有机污染物，并且会在水环境中释放有机添加剂)及其发生的机制、影响因素及生物毒性，分析当前研究的不足，认为还需对微塑料与有机污染物相互作用的研究进行扩展，如加强淡水环境中的研究、建立系统研究体系、注重生物膜影响，为进一步研究微塑料在生态环境中行为及功能性提供理论依据。
通过概述微塑料进入水环境后与有机污染物相互作用行为(微塑料进入水体后吸附有机污染物，并且会在水环境中释放有机添加剂)及其发生的机制、影响因素及生物毒性，分析当前研究的不足，认为还需对微塑料与有机污染物相互作用的研究进行扩展，如加强淡水环境中的研究、建立系统研究体系、注重生物膜影响，为进一步研究微塑料在生态环境中行为及功能性提供理论依据。
2020,48(2):95-101, DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2020.02.001
摘要：
为解决马斯京根法在河道洪水演算中未考虑河道断面特征和水力特性的变化问题，在淮河中游吴家渡至小柳巷河段、滹沱河中游黄壁庄至北中山河段采用考虑河道断面几何形状和水力学糙率的Muskingum-Cunge-Todini可变参数法和非线性水库法进行河道洪水演算研究，探讨考虑河道断面特征和水力特性的演算方法在湿润区淮河中游及半干旱区滹沱河中游的适用性，并将模拟结果与马斯京根法进行比较。结果表明，Muskingum-Cunge-Todini可变参数法和非线性水库法在研究河道上模拟精度较高，洪峰合格率均在86%以上，确定性系数均大于0.8，可应用于河道洪水预报。
为解决马斯京根法在河道洪水演算中未考虑河道断面特征和水力特性的变化问题，在淮河中游吴家渡至小柳巷河段、滹沱河中游黄壁庄至北中山河段采用考虑河道断面几何形状和水力学糙率的Muskingum-Cunge-Todini可变参数法和非线性水库法进行河道洪水演算研究，探讨考虑河道断面特征和水力特性的演算方法在湿润区淮河中游及半干旱区滹沱河中游的适用性，并将模拟结果与马斯京根法进行比较。结果表明，Muskingum-Cunge-Todini可变参数法和非线性水库法在研究河道上模拟精度较高，洪峰合格率均在86%以上，确定性系数均大于0.8，可应用于河道洪水预报。
2019,47(1):7-12, DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2019.01.002
摘要：
为了能充分利用抽水试验规范所规定的连续性抽水试验数据资料，原位确定承压含水层不同水头降落漏斗范围的渗透系数(K)、导水系数(T)和储水系数(μ*)，基于Theis井流公式及叠加原理导出一种流量变化时无量纲形式的承压含水层降深随时间变化的解析解，提出一种含有参变量的一组无量纲降深-时间标准曲线及相应的配线方法。将变流量抽水试验得到的降深随时间变化的实测曲线与标准曲线进行配线，选择任一匹配点记录其在标准曲线、实测曲线中的坐标值和配线的参变量值，将这些记录值代入相关公式，确定对应某一流量时承压含水层的水文地质参数。以苏锡常南部高速无锡境内的场地抽水试验为例进行实例验证，运用配线法分阶段完成，最终求得该场地2-3粉土层承压含水层在变流量下的渗透系数分别为5.12×10-4cm/s、2.54×10-3 cm/s、2.83×10-3 cm/s。
为了能充分利用抽水试验规范所规定的连续性抽水试验数据资料，原位确定承压含水层不同水头降落漏斗范围的渗透系数(K)、导水系数(T)和储水系数(μ*)，基于Theis井流公式及叠加原理导出一种流量变化时无量纲形式的承压含水层降深随时间变化的解析解，提出一种含有参变量的一组无量纲降深-时间标准曲线及相应的配线方法。将变流量抽水试验得到的降深随时间变化的实测曲线与标准曲线进行配线，选择任一匹配点记录其在标准曲线、实测曲线中的坐标值和配线的参变量值，将这些记录值代入相关公式，确定对应某一流量时承压含水层的水文地质参数。以苏锡常南部高速无锡境内的场地抽水试验为例进行实例验证，运用配线法分阶段完成，最终求得该场地2-3粉土层承压含水层在变流量下的渗透系数分别为5.12×10-4cm/s、2.54×10-3 cm/s、2.83×10-3 cm/s。
2017,45(3):277-282, DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2017.03.014
摘要：
为了保证氧化锌避雷器的安全运行，必须对其运行状态进行监测。为了选择避雷器状态在线监测的最佳方式，对每种监测方法的优缺点及其适用范围进行分析。结果表明，目前对避雷器状态进行监测的最有效的方法是谐波分析法。在实际应用时通过对阻性泄漏电流进行修正，以及对采集信号进行快速离散傅里叶变换时选取合适的窗函数能够改善谐波分析法的不足。通过对国内外监测技术的总结可以发现，未来氧化锌避雷器在线监测方法的总体发展趋势是形成全自动、多功能的综合性绝缘在线监测系统。
为了保证氧化锌避雷器的安全运行，必须对其运行状态进行监测。为了选择避雷器状态在线监测的最佳方式，对每种监测方法的优缺点及其适用范围进行分析。结果表明，目前对避雷器状态进行监测的最有效的方法是谐波分析法。在实际应用时通过对阻性泄漏电流进行修正，以及对采集信号进行快速离散傅里叶变换时选取合适的窗函数能够改善谐波分析法的不足。通过对国内外监测技术的总结可以发现，未来氧化锌避雷器在线监测方法的总体发展趋势是形成全自动、多功能的综合性绝缘在线监测系统。
2020,48(3):189-194, DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2020.03.001
摘要：
为解决子流域与网格河道之间的匹配问题，在新安江模型(XAJ)的基础上，采用考虑旁侧入流的扩散波和修正后的Muskingum-Cunge-Todini(MCT)2种演算法对河道汇流计算进行改进，建立了XAJ-DCH模型。分别采用原新安江模型的Muskingum以及XAJ-DCH模型中的MCT和扩散波演算法对呈村流域进行洪水模拟，模拟结果表明:呈村流域率定期和验证期的洪峰相对误差为-20%~20%，洪量相对误差为-10%~10%，确定性系数都大于0.7，并且3种方法的洪峰相对误差、洪量相对误差、确定性系数模拟的结果相似，从而验证了XAJ-DCH模型的合理性；相比于新安江模型，XAJ-DCH模型不仅可以用于出口站点的流量模拟，同时可以预测流域内部河道断面的水位和流量；由于汇流计算模块中引入了扩散波方法，可提高模型在地势平缓地区的预报精度。
为解决子流域与网格河道之间的匹配问题，在新安江模型(XAJ)的基础上，采用考虑旁侧入流的扩散波和修正后的Muskingum-Cunge-Todini(MCT)2种演算法对河道汇流计算进行改进，建立了XAJ-DCH模型。分别采用原新安江模型的Muskingum以及XAJ-DCH模型中的MCT和扩散波演算法对呈村流域进行洪水模拟，模拟结果表明:呈村流域率定期和验证期的洪峰相对误差为-20%~20%，洪量相对误差为-10%~10%，确定性系数都大于0.7，并且3种方法的洪峰相对误差、洪量相对误差、确定性系数模拟的结果相似，从而验证了XAJ-DCH模型的合理性；相比于新安江模型，XAJ-DCH模型不仅可以用于出口站点的流量模拟，同时可以预测流域内部河道断面的水位和流量；由于汇流计算模块中引入了扩散波方法，可提高模型在地势平缓地区的预报精度。
2015,43(5):384-394, DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2015.05.002
摘要：
中国的水资源问题是一个重要的瓶颈问题。关于水的起源仍然值得深入研究，涉及地球的 形成、目前宇宙水球的来源及地球深部水的问题。强调了划定水圈几个带的尝试，以及圈层间的复 杂作用，进而探讨了水资源开发问题，在圈层运动基础上建立全流域演化综合效应与有关评价的理 念，并以黄河中游及长江中上游及内河流域演化为例进行了分析，水资源开发应考虑有限性、相对 性和生态性“三性”，以及“水可载舟也可覆舟” 的两重性。论述了“ 六水” （ 雨水、河水、湖水、地下 水、库水等人工水体和海水） 的综合开发利用问题，以及６ 种灾害统一防灾减灾的问题，洪灾、涝 灾、旱灾、风暴潮、地质灾害、水污染这６ 种灾害与“ 六水” 有关，指出了分段控制库水水质与地表 水地下水综合开发调蓄及修建地下水库的重要性。提出了水资源开发与灾害防治应多部门多学 科协作，大力推行节水措施，建立完善的多功能水资源网络，以供定需，加强评价与开发的追究责任 制度等建议。
中国的水资源问题是一个重要的瓶颈问题。关于水的起源仍然值得深入研究，涉及地球的 形成、目前宇宙水球的来源及地球深部水的问题。强调了划定水圈几个带的尝试，以及圈层间的复 杂作用，进而探讨了水资源开发问题，在圈层运动基础上建立全流域演化综合效应与有关评价的理 念，并以黄河中游及长江中上游及内河流域演化为例进行了分析，水资源开发应考虑有限性、相对 性和生态性“三性”，以及“水可载舟也可覆舟” 的两重性。论述了“ 六水” （ 雨水、河水、湖水、地下 水、库水等人工水体和海水） 的综合开发利用问题，以及６ 种灾害统一防灾减灾的问题，洪灾、涝 灾、旱灾、风暴潮、地质灾害、水污染这６ 种灾害与“ 六水” 有关，指出了分段控制库水水质与地表 水地下水综合开发调蓄及修建地下水库的重要性。提出了水资源开发与灾害防治应多部门多学 科协作，大力推行节水措施，建立完善的多功能水资源网络，以供定需，加强评价与开发的追究责任 制度等建议。
摘要：
与传统的计算流体动力学方法(如FDM，FEM等)相比，Lattice Boltzmann方法(LBM)具有算法简单、精度高、压力可以直接求解、能够模拟具有复杂边界条件的问题以及适合于并行计算等优点.边界条件处理和提高模拟流场Re的新方法，促进了LBM理论的发展和完善,并且在二维和三维的水力学、多相流、热传导以及对流-扩散问题的模拟中获得了广泛的应用.
与传统的计算流体动力学方法(如FDM，FEM等)相比，Lattice Boltzmann方法(LBM)具有算法简单、精度高、压力可以直接求解、能够模拟具有复杂边界条件的问题以及适合于并行计算等优点.边界条件处理和提高模拟流场Re的新方法，促进了LBM理论的发展和完善,并且在二维和三维的水力学、多相流、热传导以及对流-扩散问题的模拟中获得了广泛的应用.
摘要：
基于矢量控制原理，介绍永磁同步电机参数测量的一种新方法.该方法借助于同步伺 服系统实现电机相关参数的测量，不需要特殊的仪器，也没有特别的测试要求，适用于永磁同步电机参数的现场测量.利用矢量控制情况下电机启动制动过程中速度的线性变化过程，测量电机转子的转动惯量，为电机控制系统的数学建模与仿真分析奠定基础.
基于矢量控制原理，介绍永磁同步电机参数测量的一种新方法.该方法借助于同步伺 服系统实现电机相关参数的测量，不需要特殊的仪器，也没有特别的测试要求，适用于永磁同步电机参数的现场测量.利用矢量控制情况下电机启动制动过程中速度的线性变化过程，测量电机转子的转动惯量，为电机控制系统的数学建模与仿真分析奠定基础.
2020,48(4):377-384, DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2020.04.013
摘要：
首先，从电力电子的发展历程，以及当前电力系统电源、电力传输、用电等方面发展面临的问题，说明电力系统电力电子化的必要性；其次，从能源安全与政治建设、资源和环境效益、发输配用电变革3个方向，阐述电力电子化的政治、经济、技术等驱动因素；最后，对电力系统电力电子化的发展趋势和主要制约因素进行分析，并对有关的研究方向进行梳理，以期对后续研究提供参考与借鉴。
首先，从电力电子的发展历程，以及当前电力系统电源、电力传输、用电等方面发展面临的问题，说明电力系统电力电子化的必要性；其次，从能源安全与政治建设、资源和环境效益、发输配用电变革3个方向，阐述电力电子化的政治、经济、技术等驱动因素；最后，对电力系统电力电子化的发展趋势和主要制约因素进行分析，并对有关的研究方向进行梳理，以期对后续研究提供参考与借鉴。
摘要：
对大涡模拟(Large Eddy Simulation LES)理论的发展过程、基本理论及其应用现状和前景进行了系统的论述，并概要地介绍了运用LES理论，数值模拟方柱绕流的流动分离现象和动量射流与线性波相互作用的数值模拟成果，表明了LES理论对紊流细部结构具有较强的数值模拟能力，可望用以解决大量的工程实际问题.
对大涡模拟(Large Eddy Simulation LES)理论的发展过程、基本理论及其应用现状和前景进行了系统的论述，并概要地介绍了运用LES理论，数值模拟方柱绕流的流动分离现象和动量射流与线性波相互作用的数值模拟成果，表明了LES理论对紊流细部结构具有较强的数值模拟能力，可望用以解决大量的工程实际问题.
摘要：
在分析河流生态系统特征的基础上,从河流生态系统的非生态变量和生态变量角度研究了大坝对河流生态系统等方面的影响,认为大坝在发挥调蓄区域水资源、降低洪涝灾害、获得清洁能源等重要作用的同时,也对河流系统水文情势、形态、地貌、水质以及生态环境产生了不利影响,并建议大坝建设者和管理者通过应用现代技术、深入开展环境影响评价、制定利于生态环境的大坝运作模式等手段来减轻大坝对河流生态系统环境等方面的影响,实现可持续发展.
在分析河流生态系统特征的基础上,从河流生态系统的非生态变量和生态变量角度研究了大坝对河流生态系统等方面的影响,认为大坝在发挥调蓄区域水资源、降低洪涝灾害、获得清洁能源等重要作用的同时,也对河流系统水文情势、形态、地貌、水质以及生态环境产生了不利影响,并建议大坝建设者和管理者通过应用现代技术、深入开展环境影响评价、制定利于生态环境的大坝运作模式等手段来减轻大坝对河流生态系统环境等方面的影响,实现可持续发展.
摘要：
通过单位荷载法分析了两端固支超静定梁在均布荷载作用下的弹塑性加载及变形过程, 并给出了加载各阶段的弯矩和位移计算公式.分析结果表明,受力变形过程可分为4个阶段:弹性阶段;固支端附近产生塑性变形阶段;固支端为塑性铰而固支端附近塑性区卸载阶段;固支端保持为塑性铰而梁中部部分区域产生塑性变形直至形成塑性流动阶段.
通过单位荷载法分析了两端固支超静定梁在均布荷载作用下的弹塑性加载及变形过程, 并给出了加载各阶段的弯矩和位移计算公式.分析结果表明,受力变形过程可分为4个阶段:弹性阶段;固支端附近产生塑性变形阶段;固支端为塑性铰而固支端附近塑性区卸载阶段;固支端保持为塑性铰而梁中部部分区域产生塑性变形直至形成塑性流动阶段.
摘要：
以宜兴抽水蓄能电站所提供的岩芯为例,对该电站岩芯的强度特性进行研究,依据 单轴压缩试验结果分别提出了风干状态下岩石的单轴抗压强度与高径比,自然状态、饱和状态下岩石的单轴抗压强度与横截面积之间的非线性关系式.该式可以很方便地在有关工程中为相似岩石估算其强度值提供参考.
以宜兴抽水蓄能电站所提供的岩芯为例,对该电站岩芯的强度特性进行研究,依据 单轴压缩试验结果分别提出了风干状态下岩石的单轴抗压强度与高径比,自然状态、饱和状态下岩石的单轴抗压强度与横截面积之间的非线性关系式.该式可以很方便地在有关工程中为相似岩石估算其强度值提供参考.
摘要：
对几种常用的降雨空间插值方法,如泰森多边形法、距离平方倒数法、克里金方法的优缺点进行了分析和比较.考虑到高程对降雨量影响较大,在协克里金方法的基础上将高程作为第2类影响因素引入降雨量的空间插值方法中,并提出了引入高程信息的协克里金方法.将3种方法(距离平方倒数法、普通克里金方法、引入高程信息的协克里金方法)用于沿渡河流域降雨量的插值计算,结果表明,考虑高程信息的协克里金方法的插值效果明显优于其他2种方法.
对几种常用的降雨空间插值方法,如泰森多边形法、距离平方倒数法、克里金方法的优缺点进行了分析和比较.考虑到高程对降雨量影响较大,在协克里金方法的基础上将高程作为第2类影响因素引入降雨量的空间插值方法中,并提出了引入高程信息的协克里金方法.将3种方法(距离平方倒数法、普通克里金方法、引入高程信息的协克里金方法)用于沿渡河流域降雨量的插值计算,结果表明,考虑高程信息的协克里金方法的插值效果明显优于其他2种方法.
2020,48(2):102-108, DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2020.02.002
摘要：
为研究太湖风场特征、湖流特征以及不同类型风场对太湖湖流的影响，在太湖不同区域布设6台多普勒剖面流速仪和4座气象站，获取同步流场和风场数据，分析夏季风与湖流流场的关系。结果表明:(a)风场方面，空间分布具有不均匀性，各观测点间风速差异较大，各观测点间风向随风速减小而差异扩大化。(b)太湖流场具有明显的风生流特征:空间上，大风(时段平均风速在6.7 m/s以上)情况下，西部湖区出现逆时针环流，湖流分层不明显；小风(时段平均风速在3.8 m/s以下)情况下，没有明显的环流出现，上、下层湖流分层明显，各层流向相对稳定但不相同，补偿流发育。(c)流速方面，10 cm/s以下流速比率90%以上，局部区域水流速度在强风条件下可达20 cm/s。
为研究太湖风场特征、湖流特征以及不同类型风场对太湖湖流的影响，在太湖不同区域布设6台多普勒剖面流速仪和4座气象站，获取同步流场和风场数据，分析夏季风与湖流流场的关系。结果表明:(a)风场方面，空间分布具有不均匀性，各观测点间风速差异较大，各观测点间风向随风速减小而差异扩大化。(b)太湖流场具有明显的风生流特征:空间上，大风(时段平均风速在6.7 m/s以上)情况下，西部湖区出现逆时针环流，湖流分层不明显；小风(时段平均风速在3.8 m/s以下)情况下，没有明显的环流出现，上、下层湖流分层明显，各层流向相对稳定但不相同，补偿流发育。(c)流速方面，10 cm/s以下流速比率90%以上，局部区域水流速度在强风条件下可达20 cm/s。
摘要：
人工蚁群算法是受到蚂蚁在觅食过程中能发现蚁巢到食物的最短路径这种搜索机制的启发而发展起来的一种群体智能算法.蚁群算法在求解一系列困难的组合优化问题上取得成效，成为解决TSP，VRP，QAP，JSP等典型问题的一种新型的强有力算法.对蚁群算法的起源和发展历史、算法理论研究的主要内容和方法、基于算法的改进以及应用范畴等，进行了系统的总结与综述，并对这一新型现代启发式算法的发展方向进行了展望.
人工蚁群算法是受到蚂蚁在觅食过程中能发现蚁巢到食物的最短路径这种搜索机制的启发而发展起来的一种群体智能算法.蚁群算法在求解一系列困难的组合优化问题上取得成效，成为解决TSP，VRP，QAP，JSP等典型问题的一种新型的强有力算法.对蚁群算法的起源和发展历史、算法理论研究的主要内容和方法、基于算法的改进以及应用范畴等，进行了系统的总结与综述，并对这一新型现代启发式算法的发展方向进行了展望.
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