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2022,42(3):1-8, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.03.001
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。
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。
2022,42(3):9-13, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.03.002
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。
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。
2022,42(3):14-19, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.03.003
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。
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。
2022,42(3):20-24, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.03.004
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。
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。
2022,42(3):25-31, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.03.005
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。
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。
2022,42(3):32-38, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.03.006
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。
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。
2022,42(3):39-44, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.03.007
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。
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。
2022,42(3):45-50, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.03.008
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。
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。
2022,42(3):51-56, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.03.009
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。
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。
2022,42(3):57-63, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.03.010
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。
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。
2022,42(3):64-69, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.03.011
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。
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。
2022,42(3):70-74, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.03.012
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。
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。
2022,42(3):75-80, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.03.013
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%。
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%。
2022,42(3):81-85, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.03.014
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。
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。
2022,42(3):86-89, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.03.015
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。
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。
2022,42(3):90-96, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.03.016
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。
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。
2022,42(3):97-103, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.03.017
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。
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。
2022,42(3):104-111, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.03.018
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。
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。
2022,42(3):112-120, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2022.03.019
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。
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。
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摘要：
以太原某地铁车站试验段的深基坑为依托，利用三维数值计算软件FLAC3D对该工程坑底加固、坑内降水及开挖进行模拟，并将数值计算结果与现场实测数据进行对比分析验证。结果表明：采用高压旋喷注浆联合双液注浆加固富水软弱地层基底，能够有效地阻止坑外地下水向坑内渗流，基坑周边的地下水位在整个施工过程中变化很小。基坑开挖过程中，其周边地表出现最大沉降值的点距离地下连续墙大5~10m，而且地表沉降最大影响范围并未超过2倍开挖深度；地下连续墙变形在各开挖阶段均呈现中间大两端小的抛物线形式，最终产生的最大侧向位移值为22.1mm，位于距离地表开挖深度的1/2~2/3处。最后通过对比分析地基加固和未加固4种工况可知，提高土体的弹性模量能够显著地抑制坑底隆起变形，然而对坑外的地表沉降及地下连续墙水平位移影响并不大，因此在实际施工过程中，不能盲目的增大水泥掺入量，以免造成浪费。
以太原某地铁车站试验段的深基坑为依托，利用三维数值计算软件FLAC3D对该工程坑底加固、坑内降水及开挖进行模拟，并将数值计算结果与现场实测数据进行对比分析验证。结果表明：采用高压旋喷注浆联合双液注浆加固富水软弱地层基底，能够有效地阻止坑外地下水向坑内渗流，基坑周边的地下水位在整个施工过程中变化很小。基坑开挖过程中，其周边地表出现最大沉降值的点距离地下连续墙大5~10m，而且地表沉降最大影响范围并未超过2倍开挖深度；地下连续墙变形在各开挖阶段均呈现中间大两端小的抛物线形式，最终产生的最大侧向位移值为22.1mm，位于距离地表开挖深度的1/2~2/3处。最后通过对比分析地基加固和未加固4种工况可知，提高土体的弹性模量能够显著地抑制坑底隆起变形，然而对坑外的地表沉降及地下连续墙水平位移影响并不大，因此在实际施工过程中，不能盲目的增大水泥掺入量，以免造成浪费。
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的影响产生随机误差、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，分别使用基于巴特沃斯、基于汉宁窗、以及基于谐波小波三种滤波方法对水泵机组振动信号进行滤波处理并对比分析。结果表明，基于巴特沃斯、基于汉宁窗的两种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，而谐波小波滤波几乎能够完全滤除干扰。频谱分析结果也表明，对于特定频段的滤波，谐波小波滤波频段范围比较小的时候优势更加明显。采用基于谐波小波滤波的方法对水泵机组运行振动信号滤波效果更好，有助于准确提取振动信号的特征。
针对大型泵站水泵机组运行时振动信号易受多种因素的影响产生随机误差、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，分别使用基于巴特沃斯、基于汉宁窗、以及基于谐波小波三种滤波方法对水泵机组振动信号进行滤波处理并对比分析。结果表明，基于巴特沃斯、基于汉宁窗的两种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，而谐波小波滤波几乎能够完全滤除干扰。频谱分析结果也表明，对于特定频段的滤波，谐波小波滤波频段范围比较小的时候优势更加明显。采用基于谐波小波滤波的方法对水泵机组运行振动信号滤波效果更好，有助于准确提取振动信号的特征。
摘要：
气候变化影响着水资源的时空分布,对未来的水力发电具有重要影响,研究气候变化下水力发电未来的演变规律,对水电中长期预测具有重要意义。因此,本研究以黄河上游为例,采用Mann-Kendall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模型；然后利用统计降尺度方法(SDSM)对两种气候模式(CanESM2和GFDL_ESM2G)下的三种气候变化情景(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5)进行降尺度处理,并将其驱动水文模型预测未来径流；最后,构建了黄河上游梯级联合发电调度模型,揭示了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90年代,且2000年之后径流量显著减少；气候变化将导致未来汛期6~9月份径流增加,非汛期显著减少；随着时间的变化,不同RCPs下,龙刘两库的梯级发电量呈“增加-减少-增加”的趋势变化特征。研究结果可为流域水管部门水资源规划方案的精准实施提供参考。
气候变化影响着水资源的时空分布,对未来的水力发电具有重要影响,研究气候变化下水力发电未来的演变规律,对水电中长期预测具有重要意义。因此,本研究以黄河上游为例,采用Mann-Kendall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模型；然后利用统计降尺度方法(SDSM)对两种气候模式(CanESM2和GFDL_ESM2G)下的三种气候变化情景(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5)进行降尺度处理,并将其驱动水文模型预测未来径流；最后,构建了黄河上游梯级联合发电调度模型,揭示了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90年代,且2000年之后径流量显著减少；气候变化将导致未来汛期6~9月份径流增加,非汛期显著减少；随着时间的变化,不同RCPs下,龙刘两库的梯级发电量呈“增加-减少-增加”的趋势变化特征。研究结果可为流域水管部门水资源规划方案的精准实施提供参考。
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，研究以国际水电协会发布的水电数据为参照，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，受疫情持续转好与2050碳中和目标双重影响，增量虽未达到预估的2%但仍有回升。结合全球水电资源开发情况，分析了全球水电开发的潜力，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、美国总体水电潜力名列前茅，不丹、冰岛、巴布亚新几内亚、圭亚那、加蓬人均水电潜力较大。
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，研究以国际水电协会发布的水电数据为参照，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，受疫情持续转好与2050碳中和目标双重影响，增量虽未达到预估的2%但仍有回升。结合全球水电资源开发情况，分析了全球水电开发的潜力，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、美国总体水电潜力名列前茅，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：
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,主要分析了流固耦合、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,利用动力系数法对闸门动力响应做出评价。研究结果表明,闸门基阶振动受水体影响较小,低阶振动受支臂影响较大。同时,闸门典型工况下的流激振动位移响应最大值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。
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,主要分析了流固耦合、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,利用动力系数法对闸门动力响应做出评价。研究结果表明,闸门基阶振动受水体影响较小,低阶振动受支臂影响较大。同时,闸门典型工况下的流激振动位移响应最大值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：
由于管道材质、环境腐蚀等诸多因素的影响，易致使管道产生泄漏。跨海引水管道泄漏处常处于海底，地形地质条件复杂且管线长，泄漏位置难以准确探测。为了解决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，并使用BP神经网络模型和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方法对于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，同时使用相对均方根误差（RMSE）和相关系数（R）对于预测结果进行评价。实验结果表明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，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。
由于管道材质、环境腐蚀等诸多因素的影响，易致使管道产生泄漏。跨海引水管道泄漏处常处于海底，地形地质条件复杂且管线长，泄漏位置难以准确探测。为了解决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，并使用BP神经网络模型和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方法对于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，同时使用相对均方根误差（RMSE）和相关系数（R）对于预测结果进行评价。实验结果表明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，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：
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。
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：
为适应水库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AHP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，提出一种改进均衡系数取值方法，并基于此构造出一种分析大坝安全状况的改进变权AHP，通过将其应用到某实际工程中，比较了由传统变权AHP和改进变权AHP分别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情况，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可能导致的“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，可为后续除险加固工作的开展提供参考依据。
为适应水库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AHP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，提出一种改进均衡系数取值方法，并基于此构造出一种分析大坝安全状况的改进变权AHP，通过将其应用到某实际工程中，比较了由传统变权AHP和改进变权AHP分别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情况，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可能导致的“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，可为后续除险加固工作的开展提供参考依据。
摘要：
滑坡失稳引起的涌浪灾害链严重威胁水电站枢纽工程的安全性。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,提出了适用于复杂分汊河道的涌浪远场传播计算方法,解决了涌浪在复杂分汊河道远场传播分析的关键问题。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了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2785m工况下两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。计算结果表明：滑坡沿折断带滑动时滑坡涌浪至大坝浪高为9.32m；沿强弱倾倒分界面滑动时滑坡涌浪至大坝浪高为14.73m。本文提出的方法可对复杂分汊河道涌浪远场传播分析提供理论支撑。
滑坡失稳引起的涌浪灾害链严重威胁水电站枢纽工程的安全性。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,提出了适用于复杂分汊河道的涌浪远场传播计算方法,解决了涌浪在复杂分汊河道远场传播分析的关键问题。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了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2785m工况下两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。计算结果表明：滑坡沿折断带滑动时滑坡涌浪至大坝浪高为9.32m；沿强弱倾倒分界面滑动时滑坡涌浪至大坝浪高为14.73m。本文提出的方法可对复杂分汊河道涌浪远场传播分析提供理论支撑。
摘要：
泵闸下泄水流具有明显的三维特性,常规的一维和平面二维模型无法精确模拟其复杂的三维流态,三维数值模拟技术逐渐成为研究泵闸流态的主流趋势。本文以赵家沟东泵闸工程为研究对象,分别采用准三维MIKE 3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MIKE 21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比较。结果表明：准三维MIKE 3软件无法满足泵闸流态精细化模拟的需求,其模拟结果与物模试验存在差别,而仍与平面二维MIKE 21软件模拟结果类似；仿真三维FLOW-3D软件模拟结果与物模试验结果接近,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。
泵闸下泄水流具有明显的三维特性,常规的一维和平面二维模型无法精确模拟其复杂的三维流态,三维数值模拟技术逐渐成为研究泵闸流态的主流趋势。本文以赵家沟东泵闸工程为研究对象,分别采用准三维MIKE 3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MIKE 21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比较。结果表明：准三维MIKE 3软件无法满足泵闸流态精细化模拟的需求,其模拟结果与物模试验存在差别,而仍与平面二维MIKE 21软件模拟结果类似；仿真三维FLOW-3D软件模拟结果与物模试验结果接近,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。
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2019,39(1):1-6, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2019.01.001
摘要：
鉴于近30年来数值天气预报有了长足的进步，而在洪水预报中试图推行流域水文模型却进展缓慢这一现状，试图寻找洪水预报精度与数值天气预报精度的差距原因。通过对大气模式(型)和流域水文模型的比较，围绕预报方法及预见期、初始场和边值场、数据同化和融合等问题，论述了数值天气预报的成功经验和流域水文模型在洪水预报应用中存在的问题，期望洪水预报能从中得到启示，在不远的将来实现流域水文模型与数值天气预报的无缝衔接，以进一步提高洪水预报精度，增长洪水预报预见期。
鉴于近30年来数值天气预报有了长足的进步，而在洪水预报中试图推行流域水文模型却进展缓慢这一现状，试图寻找洪水预报精度与数值天气预报精度的差距原因。通过对大气模式(型)和流域水文模型的比较，围绕预报方法及预见期、初始场和边值场、数据同化和融合等问题，论述了数值天气预报的成功经验和流域水文模型在洪水预报应用中存在的问题，期望洪水预报能从中得到启示，在不远的将来实现流域水文模型与数值天气预报的无缝衔接，以进一步提高洪水预报精度，增长洪水预报预见期。
2020,40(1):1-9, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.01.001
摘要：
为合理综合量-质-域-流四要素评价区域水资源承载力，提出了基于量-质-域-流四要素和风险矩阵的水资源承载力评价模型(QQSS-RM)。首先，构建量-质-域-流四要素子系统下48个初步评价指标，用专家咨询信息和遗传层次分析法(AGA-AHP)计算四要素子系统中各评价指标的权重，通过筛选和分析采用8个综合评价指标构建区域水资源承载力评价指标体系；其次，参考相关文献和专家意见得到8个综合评价指标的4个评价等级标准；最后，构建基于量-质-域-流四要素和风险矩阵的水资源承载力评价模型。将QQSS-RM用于西辽河流域3个水资源三级区的水资源承载力评价，结果表明:西拉木伦河及老哈河、乌力吉木伦河和西辽河下游区间3个水资源三级区的水资源承载力评价等级分别为超载、临界超载和超载，评价结果显示西辽河流域的水资源承载状况较差。该评价结果与西辽河流域的水资源承载状况基本保持一致，表明QQSS-RM应用于区域水资源承载力评价有较好的推广价值。
为合理综合量-质-域-流四要素评价区域水资源承载力，提出了基于量-质-域-流四要素和风险矩阵的水资源承载力评价模型(QQSS-RM)。首先，构建量-质-域-流四要素子系统下48个初步评价指标，用专家咨询信息和遗传层次分析法(AGA-AHP)计算四要素子系统中各评价指标的权重，通过筛选和分析采用8个综合评价指标构建区域水资源承载力评价指标体系；其次，参考相关文献和专家意见得到8个综合评价指标的4个评价等级标准；最后，构建基于量-质-域-流四要素和风险矩阵的水资源承载力评价模型。将QQSS-RM用于西辽河流域3个水资源三级区的水资源承载力评价，结果表明:西拉木伦河及老哈河、乌力吉木伦河和西辽河下游区间3个水资源三级区的水资源承载力评价等级分别为超载、临界超载和超载，评价结果显示西辽河流域的水资源承载状况较差。该评价结果与西辽河流域的水资源承载状况基本保持一致，表明QQSS-RM应用于区域水资源承载力评价有较好的推广价值。
2012,32(2):79-82, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2012.02.019
摘要：
基于国内外接触冲刷的研究成果，分析了渗流接触冲刷的发生机理，比较了在无黏性土层、砂砾石层与黏土层接触面上发生接触冲刷的不同机理，总结了不同土层间接触冲刷的研究进展，并提出这一领域待研究的关键问题。
基于国内外接触冲刷的研究成果，分析了渗流接触冲刷的发生机理，比较了在无黏性土层、砂砾石层与黏土层接触面上发生接触冲刷的不同机理，总结了不同土层间接触冲刷的研究进展，并提出这一领域待研究的关键问题。
2020,40(2):1-5, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.02.001
摘要：
针对生态灌区建设与管理存在的产业与资源低效、灌溉水质恶化、生态多样性降低等问题，以乡村振兴战略为理论指导，从乡村振兴战略20字总要求出发，探讨乡村振兴战略思想下的生态灌区建设与管理，提出了农业质量产量底线、生态与环境底线和资源开发利用上限的生态灌区建设与管理三条红线，指出生态灌区应向粮食增产提质和其他产品有效供给、生态环境优美宜居、资源保护与高效利用方向发展，为实现生态灌区可持续型绿色发展提供科学参考。
针对生态灌区建设与管理存在的产业与资源低效、灌溉水质恶化、生态多样性降低等问题，以乡村振兴战略为理论指导，从乡村振兴战略20字总要求出发，探讨乡村振兴战略思想下的生态灌区建设与管理，提出了农业质量产量底线、生态与环境底线和资源开发利用上限的生态灌区建设与管理三条红线，指出生态灌区应向粮食增产提质和其他产品有效供给、生态环境优美宜居、资源保护与高效利用方向发展，为实现生态灌区可持续型绿色发展提供科学参考。
2020,40(3):1-7, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.03.001
摘要：
黄河河口鱼类春季生态需水主要满足河道淡水鱼类栖息地及产卵场、河道洄游鱼类上溯通道和近海洄游鱼类低盐产卵场需求。综合考虑鱼类生活习性，径流传播以及与近海淡咸水混合时间和小浪底水库运行以来月均流量特征，鱼类需水应重点关注3—5月。依据河道淡水鱼类和洄游鱼类的生活习性，从洄游通道的全程连续性出发，需要的低流量为240 m3/s。结合自然时期流量脉冲特征，每年需要一次4月中旬持续8 d的峰值为890 m3/s的流量脉冲；在此条件下，春季入海径流量为21.6亿m3，已满足近海洄游鱼类低盐产卵环境要求的21亿m3冲淡水量。小浪底水库运行以来，平均春季径流量已达到21亿m3。通过优化年内或年际调度模式，满足鱼类春季生态需水具有很大可行性。
黄河河口鱼类春季生态需水主要满足河道淡水鱼类栖息地及产卵场、河道洄游鱼类上溯通道和近海洄游鱼类低盐产卵场需求。综合考虑鱼类生活习性，径流传播以及与近海淡咸水混合时间和小浪底水库运行以来月均流量特征，鱼类需水应重点关注3—5月。依据河道淡水鱼类和洄游鱼类的生活习性，从洄游通道的全程连续性出发，需要的低流量为240 m3/s。结合自然时期流量脉冲特征，每年需要一次4月中旬持续8 d的峰值为890 m3/s的流量脉冲；在此条件下，春季入海径流量为21.6亿m3，已满足近海洄游鱼类低盐产卵环境要求的21亿m3冲淡水量。小浪底水库运行以来，平均春季径流量已达到21亿m3。通过优化年内或年际调度模式，满足鱼类春季生态需水具有很大可行性。
2015,35(4):1-5, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2015.04.001
摘要：
通过对SWMM模型结构和参数的剖析,证明其对城市雨洪形成过程的描述是符合迄今为止人们对城市产汇流规律的认知的。采用的产流分析方法以水文学为基础,汇流分析方法以水力学为基础,其物理概念清晰。包含的参数大多具有几何意义或物理意义,但有些参数之间存在互补性或相依性,这就要求在率定这些参数时应设法减少“异参同效”的影响。汇水区出口的雨洪过程的复合采用同时刻叠加的方法,表明来自不同部分洪水的相互干扰是被忽略的。
通过对SWMM模型结构和参数的剖析,证明其对城市雨洪形成过程的描述是符合迄今为止人们对城市产汇流规律的认知的。采用的产流分析方法以水文学为基础,汇流分析方法以水力学为基础,其物理概念清晰。包含的参数大多具有几何意义或物理意义,但有些参数之间存在互补性或相依性,这就要求在率定这些参数时应设法减少“异参同效”的影响。汇水区出口的雨洪过程的复合采用同时刻叠加的方法,表明来自不同部分洪水的相互干扰是被忽略的。
2019,39(2):1-6, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2019.02.001
摘要：
为了应对水文、气候和生态系统变化背景下环境流量研究的新挑战，梳理了国内外环境流量研究成果，指出目前环境流量研究主要存在5个方面的不足，也是该研究目前的前沿问题与挑战:(1)全球环境变化与非稳定性；(2)生态水文过程的动态模拟，重点是水文情势静态评价向动态特征评价研究的转变；(3)生态水文关系的时空特性，重点是生态系统状态、过程变量和物种特征的耦合研究，环境流量的生态特征和时空尺度研究；(4)环境流量评估的关键指标；(5)环境流量预测的生态学延展。为解决这些问题，提出了人类世背景下环境流量研究的发展方向，认为未来环境流量研究应加强生态目标的动态适应性管理，加强局域到区域的生态学基础研究，完善基于过程的生态水文响应机理，强化环境流量分阶段实施的非水文指标耦合，加强适应性管理方式下的环境流量评估和实践，以保障适应性管理框架下的生态完整性。
为了应对水文、气候和生态系统变化背景下环境流量研究的新挑战，梳理了国内外环境流量研究成果，指出目前环境流量研究主要存在5个方面的不足，也是该研究目前的前沿问题与挑战:(1)全球环境变化与非稳定性；(2)生态水文过程的动态模拟，重点是水文情势静态评价向动态特征评价研究的转变；(3)生态水文关系的时空特性，重点是生态系统状态、过程变量和物种特征的耦合研究，环境流量的生态特征和时空尺度研究；(4)环境流量评估的关键指标；(5)环境流量预测的生态学延展。为解决这些问题，提出了人类世背景下环境流量研究的发展方向，认为未来环境流量研究应加强生态目标的动态适应性管理，加强局域到区域的生态学基础研究，完善基于过程的生态水文响应机理，强化环境流量分阶段实施的非水文指标耦合，加强适应性管理方式下的环境流量评估和实践，以保障适应性管理框架下的生态完整性。
2019,39(3):18-23, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2019.03.004
摘要：
为全面了解全球水电发展现状，分析各国水电市场开发潜力，指导水电企业开拓国际市场，将全球划分为北美洲、南美洲、非洲、欧洲、中亚和南亚、东亚及环太平洋地区六大区域，阐述全球各区域水电发展现状，以及重点国家水电开发情况和发展目标，结合各国水力资源和开发情况，分析全球水电市场开发潜力。结果表明:全球水电总装机容量总体持续增加，但年度增量呈下降趋势；非洲、南亚及东南亚地区未来水电开发潜力较大，就技术层面分析，印度尼西亚、秘鲁、刚果(金)、塔吉克斯坦、尼泊尔、安哥拉、缅甸、玻利维亚等国未来水电市场前景广阔。
为全面了解全球水电发展现状，分析各国水电市场开发潜力，指导水电企业开拓国际市场，将全球划分为北美洲、南美洲、非洲、欧洲、中亚和南亚、东亚及环太平洋地区六大区域，阐述全球各区域水电发展现状，以及重点国家水电开发情况和发展目标，结合各国水力资源和开发情况，分析全球水电市场开发潜力。结果表明:全球水电总装机容量总体持续增加，但年度增量呈下降趋势；非洲、南亚及东南亚地区未来水电开发潜力较大，就技术层面分析，印度尼西亚、秘鲁、刚果(金)、塔吉克斯坦、尼泊尔、安哥拉、缅甸、玻利维亚等国未来水电市场前景广阔。
2019,39(4):1-6, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2019.04.001
摘要：
为核查淤地坝水毁原因及对入黄泥沙的影响，基于西柳沟和罕台川小流域19座淤地坝决口现场调查资料，分析得出2016年“8·17”暴雨降雨过程和入黄水沙的特征。针对淤地坝结构和运行特点，结合现场对淤地坝水毁情况尤其是决口部位冲蚀形态的详细查勘，从降雨以及淤地坝规划、设计、施工、管理等方面分析了淤地坝水毁原因，定性给出了淤地坝决口形式及拦沙效果。提出优化坝系布局和建设标准，改进放水建筑物结构并强化施工质量管理，重视预警预报等非工程措施建设等建议。
为核查淤地坝水毁原因及对入黄泥沙的影响，基于西柳沟和罕台川小流域19座淤地坝决口现场调查资料，分析得出2016年“8·17”暴雨降雨过程和入黄水沙的特征。针对淤地坝结构和运行特点，结合现场对淤地坝水毁情况尤其是决口部位冲蚀形态的详细查勘，从降雨以及淤地坝规划、设计、施工、管理等方面分析了淤地坝水毁原因，定性给出了淤地坝决口形式及拦沙效果。提出优化坝系布局和建设标准，改进放水建筑物结构并强化施工质量管理，重视预警预报等非工程措施建设等建议。
2019,39(3):1-5, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2019.03.001
摘要：
以长江上游水库群(溪洛渡、向家坝、紫坪铺、瀑布沟、亭子口)为研究对象，提出了长江上游水库群联合防洪调度系统非线性安全度策略，构建水库群防洪库容优化分配模型，深入探讨水库群系统非线性安全度策略的防洪效果。结果表明，与线性安全度策略相比，非线性安全度策略在不降低对下游防洪效果的基础上，通过增加使用其他水库的防洪库容，以减小使用溪洛渡水库的防洪库容，使得各水库防洪库容的使用相对均衡，使各水库均衡地分摊防洪区域的防洪风险，充分发挥水库群的防洪效益，保障水库群系统稳定安全运行。
以长江上游水库群(溪洛渡、向家坝、紫坪铺、瀑布沟、亭子口)为研究对象，提出了长江上游水库群联合防洪调度系统非线性安全度策略，构建水库群防洪库容优化分配模型，深入探讨水库群系统非线性安全度策略的防洪效果。结果表明，与线性安全度策略相比，非线性安全度策略在不降低对下游防洪效果的基础上，通过增加使用其他水库的防洪库容，以减小使用溪洛渡水库的防洪库容，使得各水库防洪库容的使用相对均衡，使各水库均衡地分摊防洪区域的防洪风险，充分发挥水库群的防洪效益，保障水库群系统稳定安全运行。
2019,39(1):7-14, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2019.01.002
摘要：
从资源维、社会维、经济维、生态维、环境维5个维度，明确了我国水治理的目标，并系统设计了我国水治理评估指标体系；采用层级等权赋权法和目标一致性法，综合评估我国水治理的现状，并预测2020—2050年水治理的变化趋势。结果表明，改革开放以来，我国水治理指数从低于0.235快速提升至接近0.70，其中2010—2015年是我国水治理的加速期，水治理指数提升了50%左右；预期2020年我国水治理指数将超过0.85，实现水资源消耗利用与经济发展协调；2030年我国水治理指数将接近0.95，实现水环境污染排放与经济发展协调，水安全保障能力显著提升，基本实现水治理目标；2050年我国水治理指数将达到最优值1，实现水资源利用、水污染排放、水灾害损失、水生态退化面积的“零增长”，全面实现人水和谐。
从资源维、社会维、经济维、生态维、环境维5个维度，明确了我国水治理的目标，并系统设计了我国水治理评估指标体系；采用层级等权赋权法和目标一致性法，综合评估我国水治理的现状，并预测2020—2050年水治理的变化趋势。结果表明，改革开放以来，我国水治理指数从低于0.235快速提升至接近0.70，其中2010—2015年是我国水治理的加速期，水治理指数提升了50%左右；预期2020年我国水治理指数将超过0.85，实现水资源消耗利用与经济发展协调；2030年我国水治理指数将接近0.95，实现水环境污染排放与经济发展协调，水安全保障能力显著提升，基本实现水治理目标；2050年我国水治理指数将达到最优值1，实现水资源利用、水污染排放、水灾害损失、水生态退化面积的“零增长”，全面实现人水和谐。
2021,41(2):1-7, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2021.02.001
摘要：
针对水库调度图寻优过程中的调度线形态畸变的问题，提出了改进廊道约束和改进粒子群-逐次逼近法。该方法以粒子群算法和动态规划逐次逼近法的混合算法为框架，通过引入改进廊道约束、特殊个体进化方式、外部精英集策略等改进策略来优化进化过程，使得所得解集尽可能接近多目标问题的真实Pareto前沿。福建省池潭水库调度图多目标优化问题的实例分析表明，该算法能有效控制寻优过程中的调度线形态畸变，具有良好的优化性能。
针对水库调度图寻优过程中的调度线形态畸变的问题，提出了改进廊道约束和改进粒子群-逐次逼近法。该方法以粒子群算法和动态规划逐次逼近法的混合算法为框架，通过引入改进廊道约束、特殊个体进化方式、外部精英集策略等改进策略来优化进化过程，使得所得解集尽可能接近多目标问题的真实Pareto前沿。福建省池潭水库调度图多目标优化问题的实例分析表明，该算法能有效控制寻优过程中的调度线形态畸变，具有良好的优化性能。
2019,39(3):6-10, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2019.03.002
摘要：
以水资源良性循环理论为基础，针对京津冀水资源复杂问题，提出自然水资源循环的循环通畅和社会水资源循环协同均衡的总体调控思路，并从富自然调蓄水、污水集中与分散处理相结合、统一调控管理、消耗水管理及水市场协同发力5方面提出应对策略，旨在实现良性水循环，以支撑区域水资源可持续利用和绿色发展。
以水资源良性循环理论为基础，针对京津冀水资源复杂问题，提出自然水资源循环的循环通畅和社会水资源循环协同均衡的总体调控思路，并从富自然调蓄水、污水集中与分散处理相结合、统一调控管理、消耗水管理及水市场协同发力5方面提出应对策略，旨在实现良性水循环，以支撑区域水资源可持续利用和绿色发展。
2017,37(4):1-7, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2017.04.001
摘要：
论述了流域水文模型结构和参数的水文学基础、物理上的耦合关系，以及集总式流域水文模型与分布式流域水文模型的本质区别，讨论了2种模型解算方法的特点，以及在参数率定中产生异参同效的原因和减少异参同效影响的措施；提出了一个比较客观的模型验证和相互比较的方法。
论述了流域水文模型结构和参数的水文学基础、物理上的耦合关系，以及集总式流域水文模型与分布式流域水文模型的本质区别，讨论了2种模型解算方法的特点，以及在参数率定中产生异参同效的原因和减少异参同效影响的措施；提出了一个比较客观的模型验证和相互比较的方法。
摘要：
为了更好地利用宕渣进行公路路基填筑,保证宕渣路基的工程质量,通过分析宕渣路基的工程特性,总结了宕渣路基填筑施工过程中的施工工艺及检测方法,指出了设计宕渣路基和填筑时应注意的问题。
为了更好地利用宕渣进行公路路基填筑,保证宕渣路基的工程质量,通过分析宕渣路基的工程特性,总结了宕渣路基填筑施工过程中的施工工艺及检测方法,指出了设计宕渣路基和填筑时应注意的问题。
2017,37(3):1-6, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2017.03.001
摘要：
回顾梳理了我国水资源承载力研究的发展历程，将其分成“概念提出、初步研究、逐步完善、艰难发展、开创新时代”5个阶段；在对研究方法对比分析的基础上，把水资源承载力计算方法分为经验公式法、综合评价法、系统分析法3大类，并重点介绍了基于模拟和优化的控制目标反推模型(COIM)方法及应用情况。认为未来几年水资源承载力研究的重点包括:在水资源承载力计算方法选择上，全国层面宜采用经验公式法，更详细的研究宜采用系统分析法；在研究方向上，应构建水资源承载力计算模型和预警系统平台；应着重开展变化环境下水资源动态承载力研究；应与现代治水成果、与寻找“和谐平衡”结合。
回顾梳理了我国水资源承载力研究的发展历程，将其分成“概念提出、初步研究、逐步完善、艰难发展、开创新时代”5个阶段；在对研究方法对比分析的基础上，把水资源承载力计算方法分为经验公式法、综合评价法、系统分析法3大类，并重点介绍了基于模拟和优化的控制目标反推模型(COIM)方法及应用情况。认为未来几年水资源承载力研究的重点包括:在水资源承载力计算方法选择上，全国层面宜采用经验公式法，更详细的研究宜采用系统分析法；在研究方向上，应构建水资源承载力计算模型和预警系统平台；应着重开展变化环境下水资源动态承载力研究；应与现代治水成果、与寻找“和谐平衡”结合。
2020,40(1):17-24, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2020.01.003
摘要：
滑坡堰塞坝相关的地质灾害链每年给我国造成了大量经济损失和人员伤亡，通过数据统计，分析了2008—2017年我国滑坡堰塞坝的触发因素及其分布规律。结果表明，2008—2017年我国形成的有记录的滑坡堰塞坝超过100座，大地震和强降雨是其最主要的触发因素，触发案例占统计总量的90%以上。地域分布上，西南地区是滑坡堰塞坝相关灾害的重灾区，堰塞坝数量占统计总量的80%以上。四川省因接连发生汶川地震、芦山地震，堰塞坝数量远远大于其他地区；排名第2的是台湾省，由于每年均遭受台风的影响，2008—2017年台湾地区形成的有具体数据记录的滑坡堰塞坝11个，占总量的10.2%；其次是云南省、重庆市等省市。时间分布上，除2008年之外，我国滑坡堰塞坝的形成数量基本上在正常范围内波动。
滑坡堰塞坝相关的地质灾害链每年给我国造成了大量经济损失和人员伤亡，通过数据统计，分析了2008—2017年我国滑坡堰塞坝的触发因素及其分布规律。结果表明，2008—2017年我国形成的有记录的滑坡堰塞坝超过100座，大地震和强降雨是其最主要的触发因素，触发案例占统计总量的90%以上。地域分布上，西南地区是滑坡堰塞坝相关灾害的重灾区，堰塞坝数量占统计总量的80%以上。四川省因接连发生汶川地震、芦山地震，堰塞坝数量远远大于其他地区；排名第2的是台湾省，由于每年均遭受台风的影响，2008—2017年台湾地区形成的有具体数据记录的滑坡堰塞坝11个，占总量的10.2%；其次是云南省、重庆市等省市。时间分布上，除2008年之外，我国滑坡堰塞坝的形成数量基本上在正常范围内波动。
2017,37(5):1-8, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2017.05.001
摘要：
为合理模拟渡槽损伤，客观评价渡槽结构安全，依据渡槽破坏实例，结合他人数值仿真、模型试验研究成果，归纳总结渡槽地震、风致、水毁、耐久性典型破坏特征。重点分析简支梁式渡槽桩基、支撑结构、槽身可能破坏模式。结果表明:桩基存在土体支承不足、桩身抗压能力不足、桩顶位移超限破坏模式；墩底易发生弯曲或剪切破坏，牛腿易剪切破坏，排架柱两端、连梁节点附近易破坏；槽身纵梁可能发生弯曲、剪切、弯剪组合失效，端横梁易损伤，底板跨中及两端、侧墙与肋板底部、上部拉杆易开裂；渡槽还存在开裂、碳化、剥落剥蚀、渗漏、钢筋锈蚀、接缝止水等耐久性破坏。
为合理模拟渡槽损伤，客观评价渡槽结构安全，依据渡槽破坏实例，结合他人数值仿真、模型试验研究成果，归纳总结渡槽地震、风致、水毁、耐久性典型破坏特征。重点分析简支梁式渡槽桩基、支撑结构、槽身可能破坏模式。结果表明:桩基存在土体支承不足、桩身抗压能力不足、桩顶位移超限破坏模式；墩底易发生弯曲或剪切破坏，牛腿易剪切破坏，排架柱两端、连梁节点附近易破坏；槽身纵梁可能发生弯曲、剪切、弯剪组合失效，端横梁易损伤，底板跨中及两端、侧墙与肋板底部、上部拉杆易开裂；渡槽还存在开裂、碳化、剥落剥蚀、渗漏、钢筋锈蚀、接缝止水等耐久性破坏。
2016,36(3):1-4, DOI: 10.3880/j.issn.1006-7647.2016.03.001
摘要：
论述了“大数据”方法的特点和优势，即用密集的数据替代数学公式来精细地表达水文现象的时空变化或微分方程的解，讨论了水文学需要“大数据”方法的理由，以及获取水文大数据的技术支撑。认为“大数据”方法可能引发科学思维方法的创新，可能成为解决水文学一些困难问题的途径之一。
论述了“大数据”方法的特点和优势，即用密集的数据替代数学公式来精细地表达水文现象的时空变化或微分方程的解，讨论了水文学需要“大数据”方法的理由，以及获取水文大数据的技术支撑。认为“大数据”方法可能引发科学思维方法的创新，可能成为解决水文学一些困难问题的途径之一。
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