摘要:针对水资源系统中供需水存在的不确定性和随着时间推移呈现的动态性,基于黑龙江省历年供水、用水及社会经济等数据确定规划年的水资源参数及经济参数,采用区间参数反映系统中的不确定性,利用多阶段随机规划反映水资源配置中的动态性,进而建立了多水源、多用水户的区间多阶段随机规划模型,模型通过平衡水资源配置系统中用户配置水量、系统风险与系统收益三者关系,可实现系统最大经济效益。利用该模型对黑龙江省水资源配置问题进行研究,结果表明:规划年黑龙江省生活、工业和生态用水均可以得到满足,农业用水在丰水年基本得到满足,枯水年缺水量为15.32亿~49.40亿m³,与现状年相比,农业缺水得到一定程度的缓解；水源供给方面,地表供水比例稳步提升,可以较好保护地下水源。

摘要:在界定幸福河湖概念及内涵的基础上,构建了包括安全河湖、健康河湖、富民河湖、文化河湖4个方面共17项指标的幸福河湖综合评价指标体系。运用最优最劣法(BWM法)确定指标主观权重,运用CRITIC法确定指标客观权重,并通过最小鉴别信息原理得到组合权重。基于TOPSIS法建立幸福河湖综合评价模型,并通过评价浙江省某市2015—2019年幸福河湖建设水平对模型进行了验证。结果表明:BWM-CRITIC-TOPSIS模型可有效评价幸福河湖建设水平,评价结果与实际情况相符；湿地占地比例、水资源开发利用率等指标限制了该市幸福河湖等级的提升。提出了促进人水和谐、合理利用水资源、提高水资源利用效率等建议。

摘要:为解决水光互补之后光伏消纳率低的问题,在水光日内互补调度规则的基础上,充分考虑水电和光伏的互补特性,提出了水光月内互补调度规则,利用梯级水库的可调节性能适应光伏出力曲线。采用水光月内互补调度规则对澜沧江上游西藏段梯级水电站进行了互补后梯级水电站出力过程和光伏消纳率计算,结果表明,水光互补之后,水电与光电的合计发电量从55.835亿kW·h上升到了59.189亿kW·h,互补后的发电增益量为33.54亿kW·h,光伏消纳率提高了20%。

摘要:为了研究冻土条件下的溃堤机理,开展了弯道水槽概化模型试验。基于结构光的三维成像原理,提出了一种无干扰全方位的实时溃口三维参数测量方法,并结合温度传感器监测堤内温度变化,研究了冻土条件下均质土堤漫顶溃决过程中溃口形态的演变规律和溃决区域的水位、流速、流量变化特性。依据试验中溃口冲蚀特点,将溃堤过程划分为渗透过流、堤后冲蚀、横向展宽、冲淤平衡4个阶段,黏性土堤和非黏性土堤第2阶段、第3阶段分别以陡坎冲蚀和失稳坍塌为主要特征,且黏性土堤会出现明显的陡坎合并现象。试验结果还表明:冻结后土体间隙的冰晶体与土颗粒相互胶结,土体的黏聚力增大,溃口扩展速率及溃决区域的水位、流速变化率均减小,且黏性土堤受冻土深度的影响更加明显；冻土条件下堤防背水侧与堤顶的连接处薄弱易溃,应加强维护,且一旦溃堤应优先对临水侧进行封堵。

摘要:为实现水利工程施工中骨料粒径大小的快速准确查验,提出了一种基于DeepLabV3+的骨料图像自动分割算法,收集了150张不同条件下的骨料图片,在原始DeepLabV3+网络的基础上通过对比试验进行网络优化,并利用优化后的网络训练骨料图像自动分割模型。优化后的DeepLabV3+网络以MobileNetV2为骨干网络、以Swish+BN函数为激活函数,并进行权重优化。试验结果表明,训练得到的骨料图像自动分割模型的骨料交并比为0.861 5,比原始网络训练模型高0.011 8,比U-Net、FCN训练模型分别高0.064 6和0.088 6,基于DeepLabV3+的骨料图像自动分割模型能基本满足精度要求。

摘要:为了系统分析泄洪洞通风补气系统特性,研究洞顶余幅与补气洞横截面积间的平衡关系,采用泄洪洞多洞供气理论分析模型,系统地讨论了泄洪水流拖气能力、洞顶余幅过气能力以及补气洞补气能力之间的平衡制约关系,绘制了洞顶余幅内的气压变化曲线及泄洪洞总通风量随洞顶余幅变化的曲线以及洞顶余幅与补气洞平衡优化关系曲线簇,总结了3个分区和2个极值点,阐明了洞顶余幅与补气洞的平衡特性。工程设计中,可绘制相应的平衡优化曲线簇,并在分区Ⅱ内进行设计,可保证通风特性优化的同时兼顾洞顶余幅和补气洞横截面积的经济性,实现洞顶余幅和补气洞联合优化设计。

摘要:针对传统随机森林参数寻优方法的不足,引入均衡惯性权重和自适应变异对粒子群优化算法进行改进,提出了一种基于改进粒子群优化算法和随机森林算法(改进PSO-RF算法)的大坝变形预测模型。实例验证结果表明,在计算效率方面,与传统网格搜索法相比,改进PSO-RF算法显著提升了模型的寻优速度；在预测精度和稳定性方面,基于改进PSO-RF算法的大坝变形预测模型明显优于长短期记忆网络、支持向量机和BP神经网络模型。

摘要:为探究某水利工程渡槽附近不平稳水面的形成原因并为制定消除措施提供参考,使用COMSOL Multiphysics软件对高雷诺数( Re =5×106)条件下,不同宽度的顺直流道、收缩渐变段和弯曲流道下游的圆柱绕流和不同形态的闸墩绕流进行了数值模拟研究,分析了流道布局和闸墩形状尺寸等因素对绕流流场和结构受力特性的影响。圆柱绕流分析结果表明:在计算参数范围内,随着顺直流道宽度的减小,圆柱的升阻力系数均逐渐增大；流道渐变段的截面收缩对圆柱绕流产生的影响不大；流道弯曲导致的来流偏流系数越大,圆柱受力的非对称性越明显,升阻力系数均值越大。闸墩绕流计算结果表明:无墩尾闸墩的绕流流场和受力特性与圆柱绕流类似,随着墩身长度增加,闸墩的平均阻力系数减小；带墩尾的闸墩呈流线型,其升阻力系数与尺寸相当的圆柱和无墩尾闸墩相比均显著减小；给闸墩设置合适的墩尾是解决闸墩绕流脱涡的有效措施。

摘要:为准确便捷地从大范围背景复杂的堤防表面获取裂缝的形态信息,提出了一种基于改进U²-Net(U²-ADSNet)的裂缝检测方法。该方法在U²-Net中融合深度可分离卷积和扩张卷积,扩大了原有模型的感受野,增强了对细节特征的学习能力,降低了模型参数；在少量无人机实测影像数据基础上,利用裂缝开源数据集进行迁移学习,降低了训练成本；通过切片预测实现对大范围无人机影像的裂缝检测,利用连通域搜索去除可能的误检。将U²-ADSNet与FCN、SegNet、U-Net和DeepCrack等语义分割模型在堤防裂缝数据集上进行对比,验证了U²-ADSNet的有效性,该模型经过迁移学习后交并比达到78.55%,综合评价指标值为87.87%,可用于堤防裂缝的检测。

摘要:为连续获取水下坝面表观长裂缝的局部图像,基于生物启发神经网络设计了一种自治水下机器人水下坝面表观裂缝检测路径规划算法。算法对裂缝走向进行标识,计算出其指向的栅格,并将指向结果通过活性增益的方式应用到路径决策中。通过仿真试验证实了该算法在保证对检测对象全覆盖的前提下,能够连续获取长裂缝的局部图像,连续度较牛耕法所规划的路径有较大的提升,有助于长裂缝图像拼接。

摘要:基于ABAQUS有限元软件,建立了兰溪市某防洪古城墙渗流边坡稳定分析模型,采用渗流应力耦合计算方法模拟了在降雨入渗条件下古城墙边坡孔隙水压力变化过程,并比较分析了有防渗设施、有排水设施和无排水设施对墙后土体渗流特性和古城墙稳定性的影响。结果表明:在降雨入渗条件下,有防渗设施和无排水设施的古城墙边坡土体的孔隙水压力不断增大,倾覆力矩也不断增大,不利于古城墙的稳定；有排水设施的古城墙边坡土体的孔隙水压力通过排水通道得到了大幅度的降低,倾覆力矩也随之减小,更有利于古城墙的稳定。

摘要:通过分析软岩不同利用方案及分区形式对高面板堆石坝力学性状的影响,获取了坝体应力和变形的变化规律。高面板堆石坝下游次堆石区中软岩含量及堆石区几何特征、主堆石体分区形式均影响面板堆石坝的力学性状。提高坝体下游堆石区的强度及刚度,可以提高各堆石区之间的协调变形能力、降低面板变形及应力。提高位于坝轴线处的堆石体承载力,可以有效降低坝体变形及面板应力。为控制高面板堆石坝的坝体变形及应力,坝轴线处坝体下部堆石区宜填筑承载力高的堆石体,下游堆石区中软岩比例不宜超过30%。

摘要:为探究双层翻斗式雨量计(DTBR)减小计量误差的作用机理以及进一步提高DTBR的计量精度,利用试验和数值模拟相结合的方法,通过高速摄像掌握翻斗翻转特性,结合动网格和流体体积法(VOF)模型对DTBR上层翻斗的翻转过程进行流体动力学模拟,并进一步优化了DTBR的结构设计。结果表明:DTBR依靠上层翻斗,通过中间漏斗将自然降水强度下的出流量稳定在1.01.g/s左右注入下层计量翻斗,可明显降低降水强度对雨量计计量误差的影响,且在高降水强度下的效果更加明显；中间漏斗在不同降水强度下的流量均稳定在1.g/s(等效1.91 mm/min降水强度)左右,在DTBR标定中,可考虑只对下层的计量翻斗进行1.91 mm/min降水强度的标定,即可满足DTBR的计量要求；中间漏斗存在震荡出流过程,出流最大可达2.g/s左右；降低上层翻斗的中轴高度可在一定程度上稳定中间漏斗的出流过程。

摘要:基于变形与破坏过程耦合分析的研究思路,针对水位上升条件下黏性土陡坡变形破坏开展了离心模型试验,测定了试验过程中边坡的位移时程及其分布,并进行点对分析确定了边坡破坏过程,揭示了边坡的破坏机理。研究结果表明:水位上升引起的陡坡剪切破坏从坡脚开始,逐渐向上发展与坡顶张拉裂缝共同形成整体滑裂面；水位上升过程导致陡坡产生显著变形并在一定区域内集中,出现了明显的变形局部化,导致该处出现局部破坏,局部破坏逐渐发展并贯通形成滑裂面；滑裂面形成后边坡变形主要出现在滑动体内部,滑动体上不同点的位移特征受到所在位置的影响。

摘要:针对当前心墙砾石土渗透系数预测研究仅考虑料源参数,而少数考虑了施工质量的单一预测模型存在预测误差大、数据特征获取不全面的问题,构建了综合考虑施工质量和料源参数的BPNN-WOA-SVM渗透系数组合预测模型。该模型通过引入鲸鱼优化算法(WOA)解决支持向量机(SVM)参数选择困难的问题,通过最大信息熵原理综合了BP神经网络(BPNN)较强的自适应能力以及鲸鱼优化支持向量机算法(WOA-SVM)良好的回归性能、适用小样本的优点。工程实例应用表明,构建的组合预测模型与单一预测模型相比,降低了均方误差、平均绝对误差和相对分析误差,提高了预测精度和收敛速度,在心墙砾石土渗透系数预测方面具有较强的优越性。

摘要:基于排水系统三维数值模型,研究了不同上下游管道直径比和相对高度、跌水池以及竖井体形参数对井喷压力及强度的影响。模拟结果表明:较小的上下游管道相对高度会导致上游管道内的水流流态为满管流,在上游流量快速增加时会产生较大的井喷压力；减小下游管道直径将会限制进入下游管道的水流流量,进而造成更为严重的井喷事件；跌水池总体积不变情况下增加跌水池高度能够在一定程度上缓解井喷压力；增加竖井的长度对井喷压力影响较小,但会减少喷射水量,增加竖井直径会导致井喷压力先增大后减小。

摘要:为描述掺气减蚀工程中的空腔积水水深、空腔长度与诸多影响因素的非线性关系,实现空腔积水水深和空腔长度的准确计算,在搜集162组试验数据的基础上,建立了支持向量机回归( GS-SVR )模型。通过网格搜索和交叉验证方法,研究了 GS-SVR 模型中超参数(C和γ)的相互关系和其对 GS-SVR 模型预测准确度的影响机制,分析了6种不同输入组合(共12组)的模型性能。结果表明:通过网格搜索可以找到模型性能最佳的区域,该区域中C和γ呈现相反的增长趋势；基于上述方法找到了最佳变量组合(i1,i2,Fr,Δ/h),并且实现了对掺气坎空腔长度和空腔积水水深的精准预测。

摘要:为了解口环间隙尺寸对高速多级深井泵内部流动特性的影响,采用SST k-ω 湍流模型和精细化网格,研究了口环间隙对泵内部流场的影响,基于熵产理论详细分析了不同口环间隙尺寸下泵内部的泄漏流损失特性。结果表明:随着口环间隙尺寸的增大,泵的扬程、效率呈下降趋势；泄漏量的增加使得叶轮入口处的流态恶化加剧,但口环间隙尺寸增加到一定范围时,泄漏量的增加会有所减缓；湍流耗散熵产是泵流动损失的主要部分,腔体和叶轮进口是产生流动损失的主要区域,口环间隙尺寸对腔体内部的旋涡特性影响不大,但对叶轮进口和叶轮流道内的旋涡强度影响明显。

摘要:针对堤防风险评价中风险等级判定主观性太强、风险指标具有模糊性和随机性等问题,采用改进层次分析法(AHP)和熵权法组合赋权的方式,提出基于组合赋权二维云模型的堤防工程风险评价方法。以现行堤防安全评价导则为基础,综合考虑运行管理、堤基质量、堤身质量、防洪能力、渗流安全和结构安全6个方面构建堤防工程风险评价指标体系,在此基础上计算各评价指标隶属于不同风险等级的二维云模型参数,并将结果以风险云图的形式输出,直观地判定堤防的风险等级。将该方法应用于黄河下游某堤防工程的风险评价,结果与实际情况相符,表明该方法合理可行。