摘要:梯级坝群作为流域水资源统一调配和水电能源开发的重要工程体系,其运行过程呈现多源风险叠加、传递与放大的复杂系统特征。随着国家对流域梯级开发的大力推进以及大坝安全风险管理体系建设的日益加强,梯级坝群系统的风险管理问题已成为水利工程安全领域的研究重点。本文围绕梯级坝群系统的风险传递效应,系统梳理了梯级坝群系统风险概率计算、损失评估、风险等级划分及协同调控等关键环节的研究现状,指出今后应加强梯级坝群系统溃坝洪水演进精细模拟、多源风险耦合分析、风险评估体系完善、多维协同调控策略制定以及流域智能管理平台构建等方面的研究,以期系统提升梯级坝群的风险防控能力与调控水平。

摘要:2025年初,已建和在建的堆石混凝土坝已达200座,其中百米级周源水库堆石混凝土重力坝开工建设,且NB/T 10077—2024《堆石混凝土坝设计规范》正式实施,标志着堆石混凝土筑坝技术经过20余年发展已走向成熟。为此,全面回顾了堆石混凝土筑坝技术从发明伊始到逐步成熟的发展过程,将其分为4个发展阶段,详细介绍了不同阶段研究解决的主要技术问题和研究成果,总结了堆石混凝土相关基础研究的主要进展,阐述了典型堆石混凝土坝的建设情况及堆石混凝土坝技术标准体系不断发展与完善的进程,以帮助读者全面了解堆石混凝土坝的发展脉络,为未来的发展指明方向,并促进堆石混凝土坝技术不断进步。

摘要:由于黄河流域库坝系统渗透破坏机理日趋复杂,对渗透破坏安全防控技术提出了新的挑战,本文从岩/土体渗流-应力耦合作用下的渗透特性演化机理、库坝系统渗流-应力耦合作用下的渗透破坏动态规律、库坝系统渗流监测分析与安全监控方法以及渗透破坏风险评估与防控技术等方面,综述了黄河流域库坝系统渗透破坏孕灾机理与安全防控的研究与实践进展,指出了目前黄河流域库坝系统渗流安全研究亟待解决的关键问题,并提出未来应着力于开发岩/土体渗流-应力耦合可视化试验装置,构建多重介质、多场耦合条件下的渗透破坏判定体系,建立能够表征环境动态与不确定性的数学模型及考虑风险因子变异性的动态风险评估与防控体系。

摘要:基于水土保持学科框架和阶段发展规律,回顾总结了黄河流域水土保持发展历程,分析了阶段发展特征,从实践、理论、技术等层面归纳了新中国成立以来取得的进展,并结合多年调查和研究基础,剖析了黄河流域水土保持高质量发展存在的瓶颈和面临的科学挑战,同时提出了水土保持高质量发展的科学内涵及学科拓展、多元服务价值评估、景观格局配置与空间区划、碳汇机制与功效评价、衍生产业协同发展等需要解决的科学问题与关键技术,并对黄河流域水土保持发展前景进行了展望。

摘要:鉴于我国西南高山峡谷地区滑坡堵江事件呈多发频发态势,从滑坡堵江物理过程出发,系统综述了连续介质力学方法、非连续介质力学方法及耦合方法在滑坡堵江过程数值模拟中的研究进展,重点分析了这些方法在计算精度、计算效率、适用范围等方面的优势与不足,并对其在典型工程案例中的应用进行了评述。在此基础上,总结了滑坡堵江过程数值模拟当前面临的关键技术瓶颈,如高效计算、多尺度建模、参数不确定性处理和耦合稳定性问题,并提出了高性能计算平台、多尺度耦合建模、智能参数反演和不确定性量化等未来研究方向。

摘要:通过对土与结构界面力学试验设备、关键影响因素、数值模拟方法及本构模型研究进展的系统梳理,分析了当前试验设备的工程适用性与技术局限,阐明了多因素作用下界面力学特性的响应规律,总结了现有数值模拟中的关键技术及其理论限制,归纳了常用本构模型的适用范围与边界条件。面向工程实际需求和技术发展趋势,未来研究应聚焦研发集成应力、渗流、温度多场耦合功能的智能化试验系统,揭示长期复杂环境与多场耦合作用下界面力学性能的时变规律,完善基于薄层单元理论的数值模拟方法体系,构建融合机器学习算法与多源工程数据的智能本构模型,提升复杂工况下界面力学行为预测的准确性与适应性。

摘要:鉴于准确的有限元模型对于评估和分析水工结构安全性能的重要意义,在深入分析国内外相关研究成果的基础上,从矩阵型和参数型修正的角度,系统综述了基于振动响应的水工结构有限元模型修正方法的发展脉络及最新研究进展,探讨和总结了当前水工结构有限元模型修正方法的关键问题。指出未来研究可结合人工智能技术,从高效采样策略与高精度代理模型开发、多源信息融合与振动特性精准提取以及面向全生命周期的实时动态模型修正等方面开展研究,以提高基于振动响应的有限元模型修正方法的实用性,为水工结构智能运维提供技术支撑。

摘要:鉴于水工混凝土的性能直接影响水利水电工程的使用功能和运行安全,从复杂条件下水工混凝土的基础理论和新技术研究出发,综述了复杂环境、复杂组分对水工混凝土性能演变影响的规律与预测方法方面的进展,介绍了近年来水工混凝土新材料新技术的发展。针对目前水工混凝土在耐久性和技术经济性方面面临的挑战,提出了多因素耦合作用、现代复杂组分水工混凝土和智能水工混凝土新技术等有待进一步研究的问题。

摘要:为揭示库水渗压驱动下断层破碎带充填介质的泥化-渗透耦合演化机制,系统梳理了地质特征、试验方法与劣化机理研究进展:原位高地应力约束下压性断层呈“断层核-破裂带”分带结构,核部以黏土矿物为主的低渗屏障受渗压长期作用易触发矿物软化-泥化效应,导致渗透率增幅达3~5个数量级；现场高压压水试验可捕捉地应力对裂隙闭合的抑制效应,但传统室内试验因弱化胶结效应及卸荷畸变难以模拟真实渗流路径；黏土矿物泥化可引发孔隙重构,而细粒含量通过絮凝胶结和“水膜”结构可显著提升启动压力梯度；渗压驱动劣化规律为渗透压力通过驱动原生裂隙扩展以及加速颗粒迁移流失来促使渗流通道贯通,临界水力坡降显著下降。

摘要:治水历来是治国安邦的大事,我国现代治水事业已进入新的历史方位,对治水研究也提出了更高要求,梳理总结我国现代治水研究进展,准确把握未来治水重点研究任务,对推进水利现代化建设具有重要意义。本文概述了我国古代和近代治水发展主要脉络,从重要理论、关键方法、代表性实践三方面总结了我国现代治水研究进展；面向未来治水发展需求,展望了我国现代治水研究热点方向,涵盖国家宏观水战略、微观水科学问题、一体化监测体系、智慧模拟系统、智慧服务体系、生态相关的水科学研究、水灾害防控、水高效利用等重点研究领域。

摘要:从流域水资源安全风险传导过程角度,系统分析了水资源安全系统、水资源安全风险系统、水资源安全风险评价等基本概念,提出了水资源安全风险评价的概念体系。水资源安全风险系统具有亚里士多德三段论关系结构特征,涵盖水资源安全致险因子的危险性、承险体的脆弱性、孕险环境的孕险性、抗险措施的抗险性和水资源安全损失风险五要素关系,揭示了在流域特定孕险性和抗险性条件下,由致险因子危险性作为系统输入,经承险体脆弱性作为系统转换,到承险体水资源安全损失风险作为系统输出的水资源安全风险要素关系传导机理,阐述了由水资源安全风险评价对象集、评价指标、评价指标测度方法、定性指标定量化方法、单指标评价方法、指标权重确定方法、综合评价指标确定方法组成的水资源安全风险评价方法论。由水资源安全风险评价的概念体系、风险传导机理及风险评价方法论共同构成的理论框架,形成了水资源安全风险评价的初步理论基础,该理论框架在其他资源环境系统的风险评价中也具有应用价值。

摘要:鉴于关键水文要素如水位、流速、流量对河湖生态环境调控的重要作用,在参考大量国内外相关研究成果的基础上,结合典型案例,系统阐述了水位、流速、流量以及水文连通性对水环境和水生生物的影响,分析了水文要素对生态环境的调控效应。水位通过改变光照强度、泥-水界面的氧化还原条件、生物栖息地面积等,影响水体和沉积物中污染物的分解转化以及水生植物的光合能力；流速与流量的变化则通过改变物质输移能力、沉积物状态、水生生物生长和繁殖需求,影响生物栖息地的适宜性,具有明显的阈值效应；水文连通性反映了水文要素之间的协同作用和动态变化过程,影响水生植被的分布格局以及鱼类的洄游和繁殖行为。最后介绍了相关研究采用的新技术和新方法,展望了研究的发展动向。

摘要:弱混合陆相河口易受流域来水来沙、外海动力及人类活动的多重影响,其水文连通性呈复杂的动态变化特征,而该类河口水文连通性研究尚缺乏系统总结。为此,以我国典型弱混合陆相河口三角洲——黄河三角洲为例,基于结构连通性和功能连通性分类,分析了黄河三角洲滩涂湿地水文连通性时空分布特征、演变趋势、影响因素等,重点探讨了水文连通性与水沙变化的互馈关系。指出了未来的研究方向:整合河流、潮沟及地表地下水系,构建覆盖滩涂湿地全域的多尺度融合水文连通性框架；强化实地观测与数学模型的协同分析,系统解析弱混合陆相河口三角洲水文连通性与水沙情势的互馈机制；探索基于自然-社会的水文连通性提升路径,构建适配水文连通性提升与湿地生态功能修复的协同优化方案,为基于自然-社会的河口综合治理提供实践范式。

摘要:鉴于推进农业水价综合改革对促进农田水利工程良性运转、推动农业节水、实现水资源高效利用以及保障国家粮食和水资源安全的重要作用,通过系统分析改革政策文件、深度梳理多年来改革典型案例,对我国农业水价综合改革的总体进展 、制度变迁、机制建设、典型做法和显著成效进行了总体评价,并围绕当前改革面临的突出问题,提出进一步核对改革底数、广泛开展抽样调研、建立“回头看”机制、补足运行维护成本、建立水价补偿机制等建议。

摘要:针对当前农业用水领域研究对种植制度及物候信息与补水需求量的量化关系刻画不足的问题,选取2000—2019年中国主粮作物的物候信息刻画主粮的种植制度、生长阶段以及农作物更替情况,进而基于植被归一化指数、潜在蒸散发及降水数据,利用作物系数法核算了补水需求量,并量化了其与种植制度的关联。结果表明:补水需求量在时间与空间上均呈现显著异质性,年际波动范围为659亿～1 273亿m³,高值年份多与干旱事件同步,补水需求量的高值区集中于黄淮海平原与长江中下游等复种高强度区域；因作物生长旺盛期与降水高峰在时空上存在显著错位,补水需求量具有明显季节性峰值(5—8月)；小麦-玉米轮作的单位面积补水需求量均值在2000—2019年持续高于其他种植制度,成为影响补水需求量空间格局变化的主导因素。