摘要:综合运用历史分析、政策文本研究与实践案例考察,系统分析了我国河湖管理的历史演进脉络和新时代改革创新举措,总结了新时代河湖管理的经验,应用生态系统服务、可持续发展、协同治理、公众参与等理论展望了我国河湖管理的转变方向与实现路径。研究表明,我国历来重视河湖管理事业的发展,现阶段在新发展理念和习近平总书记关于河湖管理的重要论述指导下,推动了河湖长制的落实、国家江河战略与国家水网的实施、美丽幸福河湖的创建,形成了适应新时代河湖管理改革的经验:坚持习近平生态文明思想引领、发挥举国体制办大事的优势、充分发挥河湖长制的作用、始终坚持系统治理的观念、持续加强河湖监管体系建设、充分加强新技术的应用。新时代河湖管理需实现从河湖工程建设为主向河湖资源配置为主、从河湖开发利用向河湖生态复苏、从政府管理河湖为主向全社会参与管理河湖、从关注河湖健康向美丽幸福河湖建设、从传统河湖管理向生态产品价值实现等五个转变,以期进一步提升河湖管理效能,实现人与自然和谐共生、河湖功能永续利用。

摘要:从实验与数值模拟两个角度综述了水力诱发空泡溃灭特性的研究进展。实验方面,对比分析了电火花与激光两种主要水力诱发空泡方式的优缺点,并从自由域、近壁面、远壁面及空泡与颗粒相互作用4个方面阐述了空泡溃灭物理特性的研究进展；数值模拟方面,从宏观、介观、微观和多尺度4个方面综述了空泡数值模拟方法的发展,并重点探讨了空泡溃灭过程中空泡与壁面、颗粒、气泡之间的相互作用机理。指出未来水力诱发空泡研究可围绕同步观测技术的改进、压力测量技术的革新以及与人工智能、大数据等技术的深度融合等方向展开。

摘要:上海市作为典型的超大型水质型缺水城市,本地水资源匮乏,虽然过境水资源丰富,但受咸潮入侵、突发污染等威胁,供水安全保障面临严峻挑战。本文基于上海市的自然地理情况与水资源分区情况,介绍了上海市的水资源构成、水量水质特点及利用现状。结合现有成果,总结了适用于上海市本地水资源量、过境水资源量及相应可利用量的分析和计算方法,指出部分传统方法应用于高度城市化河网区域的局限性,同时对未来的研究方向提出了展望。

摘要:针对产汇流机理在点尺度物理方程与流域尺度模型应用不匹配的问题,选取南大洼实验流域开展了2017—2018年降雨-径流原型实验,获取了总径流、分层径流、地下水位和土壤含水率等要素数据。在代表性单元流域(REW)理论框架下,基于质量守恒原理构建流域尺度守恒方程,建立了分布式REW水文模型,并在嵌套流域结合新安江模型开展了径流过程分层模拟与验证。结果表明:REW模型能够较好地再现汛期总径流变化过程,模拟结果与实测序列在变化趋势与量级上基本一致,误差主要集中于强降雨阶段；基于五子区结构的分层径流模拟结果与实测值吻合良好,地表径流、壤中流及地下径流均得到有效刻画；土壤含水率模拟值与实测值整体一致；基于REW模型的径流模拟方法可为小尺度流域水文过程模拟及机理分析提供新的技术路径。

摘要:在水质监测数据日益丰富的背景下,为提高河流水质模拟与预测的精度,基于偏微分方程最优控制理论,建立了一维非恒定河流水质模拟的变分数据同化模型,并采用孪生数值试验方法开展了以水质衰减系数、初始条件、上游边界条件和入河负荷过程为控制变量的数值试验。结果表明,模型可提取观测资料中的有用信息,快速校正模型控制变量,识别空间分布式的水质衰减系数、初始条件、上游边界条件以及入河负荷过程等,使预测结果逼近河流的真实水质过程。

摘要:为研究真空破坏阀开启时间对混流泵机组停机过程瞬态水力特性的影响,建立了泵机组全过流几何模型,将实际的真空破坏阀装置简化为一个具有等效流通面积的球阀模型,采用动网格技术实现了球阀启闭与转轮旋转的耦合。通过设置提前开阀、联动开阀、延迟开阀3种控制方案,开展了停机瞬态过程的三维数值模拟,从外特性、压力脉动特性和内流特性3个角度探究了开阀时间对停机过程水力稳定性的作用机制,结合熵产理论揭示了停机过程中的能量耗散规律。研究结果表明:不同控制方案下外特性参数、压力波动、内流场变化等方面呈现相似的演变趋势,但在时间进程和变化幅值上存在差异；开阀时间对机组瞬态特性具有显著影响,相较于联动开阀方案,提前开阀方案虽能降低转矩与轴向力的峰值,但可能引发更为剧烈的初始水力冲击,而延迟开阀方案则会延缓工况转换,导致转矩、轴向力的反向极值分别增大至联动开阀方案的1.26倍和1.21倍,并加剧虹顶压强的脉动幅值；延迟开阀导致转轮区域能量损失显著升高；综合而言,联动开阀方案能在保证停机效率的同时,最有效地抑制水力振荡、降低载荷冲击与能量损耗,是实现平稳停机的最优策略。

摘要:为深入认识强震区深厚覆盖层上面板坝的动力效应,采用考虑大坝-覆盖层-地基之间的动力相互作用的三维波动分析方法,开展了深厚覆盖层上面板坝的地震响应分析,并考虑了河谷宽度、覆盖层特性、地震动特性等关键因素的影响。结果表明,岸坡边缘效应导致两岸附近的坝顶区域出现了较大的加速度响应；深厚软弱覆盖层的高频滤波效应削弱了河谷段的坝顶加速度响应；强震作用时土体模量降低和阻尼增大导致河谷段坝顶的加速度响应进一步降低；两岸附近的坝顶局部区域为坝坡抗滑稳定的薄弱部位,建议重点加固。

摘要:基于长江流域212个水文站点的实测数据,分析了洪峰流量与降水量、前期土壤饱和度及流域面积之间的非线性关系,并验证了洪峰流量与降水量、前期土壤饱和度的幂函数关系,进而量化分析了前期土壤相对饱和度与相对降雨强度的比值(SPR)和洪峰流量之间的关系,以及SPR和洪峰流量的线性拟合方程中的常量系数、自变量系数与流域平均坡度之间的关系。结果表明:随着流域面积的增大,降水量对暴雨洪水的影响减弱,而前期土壤饱和度的影响增强；随着SPR的增大,洪峰流量呈先增大后减小的规律；流域平均坡度与常量系数呈正相关关系,流域平均坡度与自变量系数呈负相关关系。

摘要:为研究植被斑块分布形式对明渠水流特性的影响,设置了非淹没状态下3种植被斑块覆盖度和4种斑块破碎度,运用ANSYS Fluent对河道内纵向不连续分布的刚性植被斑块水流特性进行了数值模拟。结果表明:植被斑块纵向不连续分布干扰了流场流速的纵向连续性及均匀性；当单元斑块尺寸恒定时,植被斑块覆盖度增大导致斑块区与主流区的流速差异增大；当植被斑块覆盖度恒定时,斑块破碎度增大促进了整体流场流速均匀化；植被底部至1/2水深区域的水流紊动性较大,且斑块覆盖度与斑块破碎度是影响紊动强度的重要因素；斑块覆盖度增大有利于增强主流区紊动特性,而斑块破碎度增大则有利于增强斑块内部的紊动特性。

摘要:为解决滑坡涌浪三维缩尺试验中大视野与高分辨率流场测量难以兼顾的问题,建立了基于多目阵列相机的大型滑坡涌浪PIV分析系统,采用了广角畸变校正、不规则图像四角点映射、图像快速融合拼接以及大型滑坡涌浪流场PIV分析等4项关键技术,实现了对三维缩尺试验下滑坡涌浪运动过程的观测与PIV分析。以大型三维王家山滑坡涌浪物理模型试验为例进行了滑坡涌浪PIV分析,验证了大型滑坡涌浪PIV分析系统的精确度与可行性,可为进一步研究三维缩尺试验下滑坡涌浪的运动过程提供借鉴。

摘要:针对当前地表水流和管网水流耦合模型多基于结构化网格、难以适配复杂岸线与城区边界的问题,基于开源非结构化网格水动力模型FVCOM与管渠水动力模型SWMM,构建了实时双向动态耦合模型FVCOM-SWMM。通过与商业软件和物理模型试验结果的对比,验证了该模型的可靠性；具有曲折海岸线和复杂建筑轮廓的海滨城区雨潮遭遇情景的模拟结果表明,该模型可以用于风暴潮影响下具有复杂边界城区的洪涝过程模拟。

摘要:为寻找能有效提升引水工程顶管施工中触变泥浆减阻效果的纳米添加剂,设计了三因子五水平正交试验以获得适用于实际工程的触变泥浆最优配合比,并在此基础上进行缩尺物理模型试验以探究不同纳米添加剂对泥浆减阻效果的影响。结果表明:膨润土含量对泥浆黏度、滤失量和泥皮厚度有极大影响,CMC含量对泥浆滤失量和黏度影响较大,碳酸钠含量主要提高泥浆的pH值,对其黏度和滤失量也略有影响,选取质量分数为10%的膨润土、0.3%的CMC和0.32%的碳酸钠作为触变泥浆最优配合比；纳米添加剂的减阻效率大致在0.4~0.6之间,随着管土间压强增大,添加剂减阻效率有所降低；涂抹凡士林后管片变得光滑,其受到的摩擦力和管土黏聚力均有所降低；纳米碳粉和纳米氧化锌可降低管土间摩擦系数,所有纳米材料均可降低管土黏聚力,在实际引水工程中,可优先考虑将纳米氧化锌作为添加剂使用。

摘要:针对堆石坝参数反演常规方法效率偏低的问题,提出了一种基于Kriging代理模型优化算法的堆石坝参数反演方法,该方法通过拉丁超立方抽样方法在参数空间内抽取少量的初始样本点,建立较为粗糙的Kriging代理模型,然后根据多种加点准则选取新的样本点更新样本集,从而获得精度更高的Kriging代理模型并进行寻优,直至满足收敛条件。该方法在逐步增加样本点的过程中能够使得增加的样本点落在最有潜力获得最优解的参数空间内,降低了传统代理模型样本点选取的盲目性,从而提高反演效率。工程实例验证结果表明,该方法能减少调用有限元模型计算的次数,提高代理模型抽样的分析效率,缩短参数反演的时间,提高反演分析点平均计算精度。

摘要:为了解乌东德和白鹤滩水库蓄水运行后溪洛渡库区水温的变化规律,基于2019—2024年水温原型观测数据与2014—2018年历史水文资料,采用数理统计法、对比分析法和Mann-Kendall趋势分析法,引入热分层特性评价指标,分析了溪洛渡库区水温时空变化特征与热分层演变过程。结果表明:上游梯级水库蓄水后,热分层稳定性逐渐提高,下游水温呈现秋冬高春夏低的平坦化趋势和低温出现时间呈滞后化特征,且水温平坦化和滞后的程度随梯级数量增加而增强,热分层稳定指数峰值由2.52 m^-1增至3.71 m^-1,而垂向温度梯度蓄水后逐年降低；入库水温夏季均值降低0.52℃、冬季升高2.64℃,年较差减小7.78%；出库水温夏季均值降低0.53℃、冬季升高1.93℃,年内极值变幅降低0.6%~11.1%,沿程各断面最低水温出现时间较蓄水前滞后4~26.d。

摘要:为探究大型立交地涵上下游连接段底坡坡比对其水力特性的影响,以淮河入海水道二期工程滨海枢纽立交地涵为研究对象,采用1∶30正态断面物理模型和OpenFOAM三维数值模型,开展了上下游连接段底坡坡比参数研究,从过流能力、流速分布、断面能量、水头损失、湍动能及其耗散率等方面对不同流量水位条件下的地涵水力特性进行了分析。结果表明:地涵总水头损失系数随上下游连接段底坡坡比增大呈先缓慢减小后迅速增大的非线性变化规律,总水头损失系数在0.837~1.464之间变化；下游涵首及连接段总水头水力坡降最大,其水头损失占比达55.07%~72.67%,并且对底坡变化最为敏感；坡比过大和过小均易引发不良流态,影响地涵过流能力,底坡坡比为1∶7的方案水头损失最小,流态最优,并在不同流量下表现出优良且稳定的水力性能,其流量系数范围为0.868~0.928。

摘要:为提高水下挖掘作业质量,提出了一种基于数字孪生的水下挖掘智能引导与作业质量控制方法。该方法通过研制挖掘机智能引导硬件设备并构建挖掘机各部件几何关系与运动方程,实现了铲尖位姿的高效解算；结合Three.js与Unity 3D建立了水下开挖形体建筑信息模型(BIM),并耦合实时传感数据构建了挖掘机数字孪生模型；根据铲尖与挖掘目标相对距离的实时解算,给出了挖掘作业智能引导与作业质量控制方法,并开发了相应的系统。实例验证结果表明,该方法能实现作业过程三维可视化与远程协同监控,智能引导操作手纠偏,保障水下挖掘质量。

摘要:针对水电站在电网负荷波动下易出现机组频繁启停及穿越振动区等运行不稳定问题,构建了一种应对电网不同量级负荷波动的负荷实时调整策略。该策略通过电站状态更新、不增减机组、增减机组及全局遍历4个模块,灵活选择参与调整的机组组合；建立以耗水量最小化为目标的负荷优化分配模型,并采用动态规划算法进行求解。以乌江流域东风水电站为例对提出的策略进行了验证。结果表明:优化后电站机组三日启停累计次数和穿越振动区次数分别减少了44.12%和67.21%,总耗水量减少约76万m³；该负荷实时调整策略可有效保证发电需求,显著提高电站运行的经济性与稳定性,从而为水电站在电网负荷频繁波动下的实时调度提供可靠的技术支撑。