摘要:通过研究城市化下水资源承载力作用机理及特性,分析了城市化下水资源承载力的主要影响指标,构建了基于“量-质-域-流”4 个维度的区域水资源承载力评价指标体系及评价模型,并应用混沌粒子群遗传算法(CPSGA) 进行模型求解。以江苏省南京市为应用实例,对2015—2018 年南京市水资源承载力状况进行了评价,结果表明:构建的综合评价模型应用于城市化影响下区域水资源承载力评价较为合理,CPSGA 算法能够高效地优化指标权重,降低了传统评价方法进行指标赋权时的主观性,使评价结果更为科学合理。

摘要:以浙江省龙游县社阳溪厚唇光唇鱼为代表性鱼类,通过2017—2020 年现场鱼类群落与生境影响因子调查,采用广义可加(GAM)模型和栖息地适宜性指数(HSI)模型,构建了社阳溪厚唇光唇鱼生境适宜性评估模型,并分析其生境适宜性阈值范围及分区。结果表明:采用GAM 赋权的算术平均算法(AMM)具有最好的模型拟合度,流速、水深及叶绿素a 的质量浓度是生境适宜性指数模型的关键解释变量,其偏差贡献率分别为61. 5%、21. 0% 和12.5%。厚唇光唇鱼最适宜流速为37 ~58 cm/ s,最适宜水深为40 ~63 cm,最适宜叶绿素a 质量浓度为0. 10 ~0. 35 mg/ m3。厚唇光唇鱼生境分区具有较强的时空差异性,在空间上,最适宜生境主要分布在中下游河段;在时间上,2019—2020 年生境适宜度明显变差。

摘要:收集2013—2020 年汉江中下游区11 个典型断面水环境数据,采用单因子指数法、综合污染指数法以及水污染指数法,分析了南水北调中线工程调水前后11 个断面水质指标的变化特征及其成因。结果表明:调水后汉江中下游区11 个典型断面的月尺度污染指数呈不同程度的增大,其中罗汉闸和新沟闸污染较为严重;各断面的水质超标次数均增加,水体污染程度加重;TN 是汉江中下游各监测断面的主要污染物;TP、CODMn和NH3-N 水质污染自中游至下游沿程呈加重趋势,下游新沟闸断面污染最为严重。除受调水影响之外,汉江中下游水质变化还受到水利枢纽、点源和非点源污染等因素的综合影响。

摘要:基于分汊河道的分流比理论,综合斜条分法和水阻力影响等经典滑速分析方法,提出一种适用于复杂分汊河道的涌浪远场传播计算方法。以雅砻江两河口水电站磨古倾倒滑坡体为例,考虑磨古倾倒滑坡体至两河口水电站坝前河道分汊的实际工况,应用所提出的方法分析两河口库区磨古倾倒滑坡体涌浪产生和传播特征,得到了二期蓄水位2785 m 工况下2 种典型滑坡滑动模式涌浪的初始浪高、坝前浪高及大坝爬高。结果表明:滑坡沿折断带滑动时滑坡涌浪至大坝浪高为9. 32 m;沿强弱倾倒分界面滑动时滑坡涌浪至大坝浪高为14. 73 m。

摘要:为研究溢洪道泄槽弯道布置不同透水斜槛的水流改善效果,进行室内水工模型试验,对不同透水斜槛方案的弯道水流改善效果进行分析比较。结果表明:弯道布置透水斜槛能够改善水流条件,提高弯道水面均匀度,减小横断面水面差;当透水斜槛较高、条数较多而流量又较小时,将出现弯道凸岸水面高于凹岸的现象;利用回归分析方法,建立了考虑透水槛高、斜槛条数及透水率等参数的弯道水面改善效果预测模型,可供工程设计参考。

摘要:为分析气候变化影响下黄河上游大型水库入库来水过程及梯级发电量的时程变化规律,以黄河上游龙羊峡刘家峡梯级水库群为例,采用Mann-Kendall 突变检验方法对唐乃亥和小川水文序列进行突变识别,在此基础上构建了考虑融雪过程的HBV 水文模型,利用统计降尺度方法对CanESM2 和GFDL_ESM2G 两种气候模式3 种气候变化情景(RCP2. 6、RCP4. 5 和RCP8. 5) 下的降水、气温数据进行空间降尺度处理,并将其驱动水文模型预测未来入库来水过程,构建黄河上游梯级联合发电调度模型分析气候变化对未来发电调度过程的影响。结果表明:黄河上游径流序列突变年份集中于20 世纪80 年代,且2000 年之后径流量显著减少;气候变化将导致未来(2021—2050年)汛期6—9 月径流增加,非汛期径流显著减少;随着时间推移,不同气候变化情景下,龙羊峡和刘家峡两库的梯级发电量变化规律不同,RCP8.5 气候变化情景下,气候模式不确定性对其影响最大。

摘要:为全面了解全球水电发展现状、分析全球水电开发及国际水电市场发展潜力,基于国际水电协会发布的年度报告,通过分析近几年全球水电发展现状发现,全球水电总装机容量持续增加,受各国疫情防控与2050碳中和目标双重影响,2021年增量虽未达到预估的2%但较2020年增速仍有回升。结合全球水电资源开发情况,分析了全球水电开发的潜力,发现亚洲、南美洲、非洲、北美洲开发潜力较大,中国、巴西、俄罗斯、加拿大、美国水电总体发展潜力名列前茅,不丹、冰岛、巴布亚新几内亚、圭亚那、加蓬人均水电潜力较大。

摘要:为解决跨海管道泄漏位置定位问题,利用EPANET 软件对海底管道泄漏探测进行建模,采用BP 神经网络模型和经K-CV 改进的SVR 模型进行泄漏位置预测。对BP 神经网络的隐含层数和学习函数进行优化和选择,使用K-CV 方法对SVR 算法的惩罚系数c 和核函数参数g 进行最优组合探寻。利用EPANET 软件建模数据形成训练集,随机选取测试集进行预测,同时使用均方根误差和相关系数对预测结果进行评价。实例验证结果表明:K-CV 方法能够有效提高SVR 模型预测精度;与水力学稳态方程相比,BP 神经网络模型在泄露位置预测问题中应用范围更广、预测精度更高。

摘要:从河流健康与宜居两方面,选取11个指标,构建了基于主客观赋权法的隶属度加权评价模型和协调发展度模型,采用该模型评估了2016—2019 年飞云江干流“幸福河”建设状况。结果表明:飞云江干流“幸福河”建设水平总体偏向于Ⅱ级(幸福) 水平,处于中等协调发展阶段,存在向良好型协调发展状态转变的趋势;水资源开发利用效率、流域城乡居民经济水平、生态用水满足程度、流量过程变异程度与河流连通性等指标,限制了飞云江干流幸福等级的提升。提出减少河道整治人为干扰、修复水生态保障需水量、合理规划水资源配置和深化河流社会服务功能等改进措施。

摘要:为有效预测未来一定时间内的连续水位,提出了基于序列到序列(Seq2Seq) 的短期水位预测模型,并使用一个长短期记忆神经网络(LSTM)作为编码层,将历史水位序列编码为一个上下文向量,使用另一个LSTM 作为解码层,将上下文向量解码来预测目标水位序列。以流溪河为研究对象,针对不同预测长度分别建立水位预测模型,并与LSTM 模型和人工神经网络(ANN)模型进行了对比。结果表明:Seq2Seq 模型对连续6 h、12 h 和24 h 水位预测的纳什效率系数最高分别为0.93、0.90和0.85;当预测长度为6 h 时,LSTM 和Seq2Seq 模型预测结果相似,ANN 模型精度较低;当预测长度为12 h 和24 h 时,Seq2Seq 模型相比LSTM 模型和ANN 模型预测效果更好,收敛速度更快。

摘要:为研究明渠交汇水流污染物混合规律,针对90°等宽顺直明渠水流交汇口,建立三维水动力-污染物耦合输运数学模型,对6 种不同汇流比情况进行数值模拟研究。计算结果表明:交汇水流污染物分布存在明显的三维特征,且与二次流密切相关;水体表层污染带最大宽度与汇流比的关系和水体内部不同,表层水体污染带最大宽度在小汇流比工况下为主渠宽度,不随汇流比的变化而改变,在大汇流比工况下与汇流比呈良好的一次函数关系;中下层水体污染带最大宽度与汇流比呈二次曲线关系;汇流比越接近0. 5,污染物混合越不均匀,且汇流比越大,污染物混合速率越快。

摘要:以典型平原河网地区上海市浦东新区拟建的赵家沟东泵闸工程为研究对象,分别采用准三维MIKE3 和仿真三维FLOW-3D 两种三维数值模拟软件对枢纽下泄水流流态进行模拟,并根据已有的平面二维MIKE21 模拟结果和物理模型试验结果,对两种软件三维水动力数值模拟结果的合理性进行分析。结果表明:准三维MIKE3 无法满足泵闸流态精细化模拟的需求,其模拟结果与物理模型试验结果存在差别,而仍与平面二维MIKE21 模拟结果类似;仿真三维FLOW-3D 模拟结果与物理模型试验结果接近,更加精细合理,可应用于类似水利工程设计研究中流态的精细化数值模拟。

摘要:为提高大单宽流量阶梯溢洪道消能率和增加掺气,提出一种新型反弧阶梯溢洪道,即将传统直角阶梯的水平面改为反弧面。通过物理模型试验,对反弧形阶梯的流态、掺气发生位置和消能率进行了研究。结果表明,在试验条件范围内,反弧阶梯流态可分为跌落流、挑射流、过渡流、滑行流4 种,在单个阶梯长度和高度相同时,反弧阶梯掺气发生位置是直角阶梯的0. 5 ~0. 8 倍,反弧阶梯消能率比直角阶梯最大增加约9%。

摘要:为消除水下冲刷多波束数据的显示隐藏问题,提出一种结合区域隔离和调整数据色谱阈值的模型尺度调整算法,并给出基于该算法的数据处理方法。实例分析表明,采用基于模型尺度调整算法的数据处理方法,可使多波束数据成像显示效果提高3 ~5 倍,从而解决水工建筑物水下冲刷数据的显示隐藏问题。

摘要:针对大型泵站水泵机组运行时振动信号易受多种因素影响产生随机误差、噪声干扰,进而影响机组健康状态评价结果的问题,对水泵机组振动信号滤波方法进行分析研究。以南水北调东线某泵站水泵机组运行时机泵联轴器处的振动信号为例,分别使用巴特沃斯滤波器、基于汉宁窗的FIR 滤波器以及基于谐波小波的滤波器3 种滤波方法对水泵机组振动信号进行滤波处理并进行对比分析。结果表明:巴特沃斯滤波器和基于汉宁窗的FIR 滤波结果中存在时域波形的时延和轴心轨迹的连线,滤波不完全,而基于谐波小波的滤波几乎能够完全滤除干扰;对于特定频段的滤波,基于谐波小波的滤波在频段范围比较小的时候优势更加明显。

摘要:针对大宽高比弧形钢闸门在水流脉动作用下的动力特性问题,以某节制闸弧形钢闸门为例,建立闸门有限元模型,分析流固耦合、支臂厚度对闸门振动特性的影响。基于随机振动法得到闸门在脉动水流作用下的流激振动位移与应力响应,并利用动力系数法对闸门动力响应做出评价。结果表明:闸门基阶振动受水体影响较小,低阶振动受支臂影响较大;闸门典型工况下的流激振动位移响应最大值为4. 029mm,动应力最大值为61. 247MPa,动力系数均低于1. 20,总体动应力水平较低,在动水作用下可安全运行。

摘要:为适应大坝安全评价对复杂指标体系和多元评价主体的要求,降低传统变权层次分析法对均衡系数取值的主观性和盲目性缺陷对评价结果的客观性和真实性的影响,提出了一种改进均衡系数的变权AHP。以马庙水库工程为实例,比较分析了传统变权AHP 和改进变权AHP 求出的二级指标的变权权重以及一级指标和总目标的模糊综合得分。结果表明:改进变权AHP 可以避免传统变权AHP对各项二级指标均衡系数的独立赋值所导致的“状态失衡”问题,并且可适当削弱因赋予各项二级指标相同均衡系数所带来的盲目性,提高了评价结果与水库安全现状的贴合程度;评价结果与专家组所得结论一致,证明了本文方法的可靠性。

摘要:基于国内外研究现状,对漂木的补给、搬运-堆积、聚集-堵塞、溃决等动力过程进行了详细评述,总结出山洪泥石流中漂木致灾效应包括冲击破坏、堵塞-淹没、堵塞-冲刷、溃决-冲刷4 个方面,并着重阐述了现有研究的不足。为应对漂木致灾效应,提出工程措施与管理措施相结合的漂木防灾减灾措施。在此基础上,指出未来研究的主题包括:漂木补给定量评估、漂木运动-停积-堵塞-溃决动力过程、漂木致灾效应与风险评估、漂木灾害调控与减灾措施。

摘要:基于较系统的文献调研,介绍了分汊形成机制如中心沙坝沉积、横向沙坝转换、斜槽切断、复合沙坝切割和河道决口,水沙分配影响因素如汊道几何形态、汊道河床地形、汊道内的水力特性和潮汐等因素,和水沙分配计算方法等主要方面的研究进展,并以长江中下游分汊河段为例,总结了其分汊河道的水力特征和演变规律。最后探讨了分汊河道研究中还需解决的问题,以及数值模拟方法在分汊形成与演变研究中的应用及前景。