- 孙瑜辉;王庆杰;岳春芳;
基于“分解—集成”策略的径流预测模型是现有研究中提高预测精度的主流方式之一。分解—集成建模方式主要有后验试验(HE)、预测试验(FE)和自适应预测试验(AFE)3种方式，已有研究主要聚焦于HE的改进，忽视了各建模方式的实用性研究。基于此，在梳理各类建模方式特性的基础上，以天山山系中两条典型的内陆河为例，选用BP神经网络(BP)、支持向量机(SVM)和随机森林(RF)为基准预测模型，基于变分模态分解(VMD)和互补集合经验模态分解(CEEMD)分别构建多种分解—集成预测模型，并探索了AFE与基准模型交叉融合后的预测能力。仿真结果表明，HE建立时提前使用了测试数据信息，与预测实际不符；FE在测试数据分解时受端点效应影响严重，预测精度极低；AEF符合逐时段观测—滚动分解—实时建模预测的实际，基于VMD和CEEMD的AFE模型对径流极大值的预测精度较高。在AFE类模型中，VMD的适应性更强，可实现流域汛期月径流的高精度预报。基于VMD分解的自适应交叉融合模型能够取得与HE模型相当甚至更高的预测精度，对径流预测精度的提高具有实际意义。
2025年03期 v.43;No.295 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1627K] [下载次数：238 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：2 ] - 丁紫涵;桑国庆;刘微;张海坤;
山洪灾害在我国频发，对人民的生命、财产造成损失，系统评估雨量监测站网对防灾对象的监测效果是开展山洪防御工作的前提。为此，提出了一种面向山洪灾害防灾对象的雨量监测站点覆盖度评估方法。首先，基于汇流面积和洪水来源对防灾对象进行分类，然后按照类型属性和距离约束进行聚类分析，形成特征相似的防灾对象簇群作为评估对象；建立考虑地形因素的站点覆盖半径计算模型，量化各站覆盖区域；在此基础上，构建面向防灾对象的覆盖度计算模型，评估雨量监测站网对防灾对象的覆盖能力。在潍坊市大石河小流域的应用结果表明，相较于传统雨量站评估方法，该方法可实现雨量站对防灾对象监测的全面量化评估。
2025年03期 v.43;No.295 7-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 2080K] [下载次数：228 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 吴雪梅;辉尚强;赵雨婷;覃光华;李红霞;
鉴于降雨雨型对山洪预警指标计算及预警精度有很大影响，以四川省清溪河流域为例，首先，基于K均值聚类方法进行特征雨型识别，并与《手册》型设计雨型进行对比；然后，利用动态时间弯曲法(DTW)进行流域实际降雨与不同雨型的相似性分析判别；最后，利用水文模型试算出各雨型条件下的动态临界雨量，并判断验证预警效果。结果发现，《手册》型设计雨型与研究流域差异较大，出现场次仅占研究场次的2.34%,聚类雨型对大多数场次降雨过程具有较好的适用性，其中聚类Ⅲ型出现频次接近50%;不同雨型计算出的临界雨量相差较大，以24 h历时为例，居中集中型的《手册》型雨型对应临界雨量值最低，偏前均匀型的聚类Ⅱ型对应临界雨量值最高。研究表明，根据雨型判断选择相应预警指标，能显著提升山洪预警的准确性和可靠性。
2025年03期 v.43;No.295 12-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1443K] [下载次数：472 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 林诚杰;孙彤;王洁;季静静;梁峰铭;谈松林;刘宇;
为探究不同多源融合降水产品在小流域短历时降水和洪水预报中的模拟性能，以韩村、马村和恭城3个不同气候区的山区小流域为例，利用8个统计指标综合评估了3种多源融合降水产品(AERA5-Asia、CMFD、MSWEP)数据集在日、小时时间尺度上的模拟精度，进一步利用评估降水和实测降水数据驱动改进的SCS-CN水文模型，探究了多源融合降水产品在不同气候区洪水预报中的适用性。结果表明，3种降水产品在日降水尺度的模拟均优于小时尺度，且AERA5-Asia和CMFD表现较优，其中AERA5-Asia在日和小时尺度上捕获降水的性能较好，对小雨的模拟效果最好，而CMFD对大雨及其以上量级降水反演精度更高，MSWEP与实测降水一致性较差且偏离较大，倾向于高估小雨、低估大雨的趋势；在径流模拟方面，3种降水产品对高、中洪水的模拟效果优于低洪水，且AERA5-Asia和CMFD对高洪水的洪峰模拟结果优于实测降水，研究结果可为中小流域降水融合改进及洪水预报提供参考。
2025年03期 v.43;No.295 17-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1626K] [下载次数：371 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 张宁;陈文华;李国永;
全球气候变化背景下，研究降水变化趋势及其与大规模海气活动指标的关联对区域水资源管理有重要意义。以国际河流怒江下游一级支流勐波罗河流域40余年日降水数据及印度洋偶极(IOD)模式指数(DMI)为支持，利用Mann-Kendall趋势及突变分析、Spearman相关分析等方法分析了该区降水量及降水集中程度的时间变化规律及雨季降水量、降水集度指数、年降水日数与季节DMI之间的关联。结果表明，1981～2021年流域年降水、降水日数呈减小趋势而降水集中度呈增加趋势。流域雨季降水、降水日数与季节DMI表现出不同程度的负相关，尤其是雨季降水与上一年秋季、同年春季、夏季DMI关联度较高。该关系的空间分异可能是流域地形与大尺度西南季风驱动的水汽分配叠加的结果。
2025年03期 v.43;No.295 22-25+64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1510K] [下载次数：79 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：4 ] - 唐建华;
2022年夏秋季节长江流域发生了历史罕见的特大干旱，造成入海流量锐减，严重影响了长江口水源地的淡水供应。为研究长江流域的干旱特征，基于多源卫星降水产品CHIRPS,结合流域主要水文站的流量资料，分析了2022年度流域干旱的时空分布特征及其演变规律；在此基础上，分析了流域特大干旱对长江口淡水供应的影响；结合长江口咸潮入侵数学模型情景模拟，探讨了特旱情况下加强流域水量调度提高长江口水源地供水保障的方式。研究表明，2022年长江流域特大干旱具有自上而下、自北向南发展的态势，下游最为严重；干旱自7月开始持续至年底，7～9月为干旱最严重的时段；从全流域看，7、8、9月干旱重现期分别约20～40、40～60、10～20年一遇，7～9月重现期约130～150年一遇；受此影响，长江口咸潮大幅提前，青草沙水库咸潮最长持续时间达98 d,创历史纪录；通过流域水量调度，在长江口小潮前7～8 d增加大通流量，对于降低青草沙水库取水口的盐度最为有利，所形成的取水窗口期也最佳。
2025年03期 v.43;No.295 26-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1938K] [下载次数：267 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 杨家香;
为探究湖北省用水结构演变规律，基于2003～2023年各类用水数据，采用信息墒、均衡度、洛伦兹曲线对用水结构演变进行分析。结果表明，在时间尺度上，2003～2023年湖北省用水量持续增长，用水结构信息墒和均衡度均呈上升趋势，近10年上升更快，各类用水整体趋向均衡。在空间尺度上，17个地级行政区的用水结构信息墒、均衡度存在较大差异，且发展趋势不尽相同。从洛伦兹曲线来看，农业用水空间分布较均匀，且相对稳定；工业用水空间分布在波动中趋向集中；生活用水空间分布差异呈增大趋势；生态用水空间分布差异最大，且变化较大。研究结果可为湖北省加强水资源管理与保护、增强人水和谐提供参考。
2025年03期 v.43;No.295 32-35+84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1456K] [下载次数：187 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 李轩;吴永强;王佳伟;杨伟超;张天洋;
为提高气象波动下城市用水量预测精度，通过季节性分解的趋势—季节性—残差程序(STL)将城市时用水量分解为趋势分量、季节性分量和残差分量3部分，使用季节性自回归移动平均模型(SARIMA)对季节性部分进行捕捉，利用支持向量机(SVM)提取趋势部分与气温、降水、风速、气压和相对湿度5个气象因素之间的关系，利用长短时记忆网络(LSTM)对波动性明显的残差部分进行关系捕捉，构建了SVM-SARIMA-LSTM用水量实时预测模型，并利用衡水市3个月时用水量数据和气象数据训练SVM-SARIMA-LSTM模型，以随后1周的实测数据作为验证集对模型预测性能进行评估。结果表明，SVM-SARIMA-LSTM模型的平均绝对百分比误差(E_(MAP))比SARIMA模型低4.502%,均方根误差(E_(RMSE))降低了39.084%,确定系数R~2提高了9.965%,最大绝对误差(E_(maxA))减小了55.946%,具有较好的应用价值。所建模型通过整合关键气象因素，准确地捕捉到城市用水量的季节性趋势及非季节性波动，展现了优良的泛化性。
2025年03期 v.43;No.295 36-39+6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1417K] [下载次数：692 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：3 ] - 张维嘉;袁云霏;汪丽;任军俊;黄伟;
鉴于水环境容量核算能够为河道污染物总量控制提供科学的定量依据，采用河流一维模型对研究河道进行水环境容量核算，结合水环境容量核算结果对研究河道水质进行预测，分段分析了研究河道水环境容量与污染物排放量，并将分河段水质预测结果与实测水质进行对比，分析主要污染超标因子。结果表明，研究河道A污水厂排口-B中水厂排口上游河段在地表Ⅳ类水标准下水环境容量大于污染物排放量，实测水质为地表Ⅳ类水；研究河道其余河段在地表Ⅴ类水标准下水环境容量大于污染物排放量，实测水质基本为地表Ⅴ类水。因此可从源头削减污染量，如提升支流水质、减少尾水排河等；Ⅳ类水河段在河岸布设植草沟，构建立体水域生态系统；V类水河段在排口周围布设浮动湿地，构建多层级的立体水域生态系统。该方法在河流水质预测方面精准，且对水体超标因子种类预测准确，可用于指导河流治理工作。
2025年03期 v.43;No.295 40-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1350K] [下载次数：519 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：3 ] - 杨康达;胡成;李亚峰;袁鹏;刘佳驹;董新宇;
针对由气候条件和城市化引起的城市溢流污染问题，以2023年黄河下游某市区域内全年降雨数据为参考，设置不同的降雨事件，对研究区进行溢流污染分析和绿色控制设施优化研究。采用SWMM软件对研究区进行溢流模拟，分别得到不同降雨和LID面积条件下的溢流量，利用多目标粒子群优化算法求解LID最优布局方案。结果表明，研究区2023年溢流污染的季节性差异明显，降雨对溢流污染起着重要推动作用。随着LID设施总面积的增加，溢流削减量和溢流削减频次均随之提高，但LID的单位面积溢流削减效果增加量呈降低趋势。此外，不同降雨条件也对研究区LID优化效果影响明显，对于一般降雨、较大降雨、极端降雨和连续降雨，LID的最大溢流削减率分别为100%、53.3%、26.9%、74.7%。在制定溢流污染控制方案时，应综合考虑区域气候条件、地理情况和排水体制等特征，以确保LID布局方案的最优效果。
2025年03期 v.43;No.295 46-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1647K] [下载次数：207 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 黄星宇;刘俊;吴天航;周悦;张良;鲁征圣;
为探索更全面、系统的低影响开发(LID)组合方案，以宿迁市宿城区某排水片区为例，构建SWMM与LISFLOOD-FP模型耦合的一二维水文水动力模型，选用透水铺装、植草沟、绿色屋顶、雨水花园4种LID设施，设置4种不同LID组合方案，综合考虑内涝风险、经济成本及社会效益3类指标，运用层次分析法与熵权法进行组合赋权，利用灰色关联分析，决策LID最佳布局方案。结果表明，各方案均能有效降低城市内涝风险，方案1(60%透水路面+10%植草沟+55%绿色屋顶)为研究区最佳LID布局；包含雨水花园的LID组合综合效益不高，但能够显著提升城市美观度与群众满意度，可布置在内涝风险较低区域。研究成果可为其他相似城市海绵城市建设提供借鉴。
2025年03期 v.43;No.295 51-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1840K] [下载次数：499 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：2 ]
- 周靓;殷德胜;郑保敬;陈博夫;谢旋;彭辉;叶永;吴振宇;
针对边坡开挖过程中岩体应力与变形变化可能导致的边坡失稳问题，提出了一种融合比例边界有限元法(SBFEM)和有限元法(FEM)的边坡开挖快速仿真新方法。该方法在模拟边坡的开挖过程时，利用边坡包含的地层、结构面和地形等信息，建立不含开挖面的初始有限元网格；将开挖面的信息作为动态参数实时输入，通过几何拓扑计算，将初始有限元网格分割为被开挖面切割的单元和未被切割的单元，未被切割单元仍为常规有限单元，切割单元被分解成比例边界单元或有限单元的组合，从而得到SBFE-FE的融合网格；将融合网格再次分成保留域和开挖域两部分，在开挖过程仿真时，利用数组计算方法常用流程，由保留域提供刚度矩阵，开挖域提供开挖荷载矩阵，从而实现开挖过程的自动快速仿真。采用FORTRAN语言，编写了相应的二维计算程序。通过算例研究，将新方法的结果与传统有限元法的结果进行对比。结果表明该方法具有较高的精度，能将复杂的有限元建模工作变成计算机的计算工作，降低前处理的难度，适合在多种开挖方案比选、开挖工况复杂等情况下应用。
2025年03期 v.43;No.295 74-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1475K] [下载次数：143 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 单景松;刘然舒;徐林功;吴淑印;梅佳鸿;
为分析透水混凝土设计空隙率与实际空隙率的差异，考虑成型方法、骨料级配、水泥浆用量、水灰比等因素，测试新成型和硬化试件空隙率、骨料间隙率等体积参数。结果发现，相比于振动成型和旋转压实法，击实法新成型试件空隙率更接近设计空隙率，击实100次时，硬化试件空隙率随级配变粗而增加，随浆骨比增加而非线性降低，随水灰比增加而增加。浆骨比为0.23、0.27、0.31时，硬化试件空隙率分别降低2.7%、0.4%,水灰比由0.25增加到0.35时硬化试件空隙率增加了0.8%。硬化试件的实际空隙率显著高于设计空隙率，两者差异随级配变粗而增大，随浆骨比的增加而变大，随水灰比的降低而减少，由设计空隙率预估实际空隙率时应根据压实水平和混合料组成综合修正。该研究的试验成果和预估公式可为实际工程中预估硬化试件实际空隙率提供依据。
2025年03期 v.43;No.295 79-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1450K] [下载次数：168 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 张晓闯;陈波;王雄锋;葛龙甄;徐宁;
为明确不同试验制度对超高性能混凝土(UHPC)抗冲磨性能的影响，通过单掺与混掺纤维的方式，研究不同试验制度下UHPC的抗冲磨性能，探讨不同试验制度对UHPC抗冲磨性能影响。结果表明，水下钢球法(1 200 r/min)测得UHPC的抗冲磨强度为(51.0～71.6) h/(kg/m~2),随着纤维掺量(1.0%～2.0%)的增加而增大。掺入纤维后抗冲磨强度增长幅度为8%～41%,最优组为单掺2%体积掺量钢纤维组。高速水下钢球法(4 000 r/min)测得UHPC的抗冲磨强度仅有(8.0～17.6) h/(kg/m~2),掺入纤维后抗冲磨强度增长幅度为2.5%～120.0%,最优组为1%钢纤维与1%聚丙烯纤维混掺组，随着纤维掺量的增加，抗冲磨强度呈现先增大后减小的趋势。水下钢球法动力小，钢珠难以突破纤维构成的三维网络，试块磨蚀特征并不明显，表面中心处纤维并未裸露，不能准确反映UHPC抗冲磨性能；高速水下钢球法动力大，磨蚀特征明显，表面磨蚀均匀，且花费时间少，磨蚀效率高，能准确反映出UHPC的抗冲磨性能。
2025年03期 v.43;No.295 85-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1352K] [下载次数：251 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：2 ] - 常玉鹏;杨凌云;孟书一;刘广乾;
研究砂砾石料缩尺效应对精准预测砂砾石坝的强度特性有重要意义。通过室内大型静三轴试验和基于PFC~(3D)软件的数值模拟计算，分析了原级配砂砾石料强度特征及剔除法、等量替代法、相似法、混合法4种不同缩尺方法对砂砾石料力学性质的影响。结果表明，PFC~(3D)软件具有较好的数值模拟效果。四种不同缩尺方法(σ_1-σ_3)-ε_1特征差异性明显，原级配砂砾石料具有较高的强度和明显的塑性破坏特征。原级配砂砾石料在经过不同缩尺方法缩尺后，其粘聚力c均会被降低，而内摩擦角φ的变化则与所采用的缩尺方法有关。研究成果为进一步反推原级配砂砾石料强度参数奠定了基础。
2025年03期 v.43;No.295 89-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1567K] [下载次数：430 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 张亚楠;杨孙浩;朱轩毅;李凡;
为探究骨料参数对胶凝砂砾石材料宏观力学行为的影响，利用改进等效化理论模型进行参数关系研究，并通过有限元方法模拟室内单轴压缩试验，结合遗传算法反演分析确定等效化理论模型所需的细观组分参数；在此基础上，探究骨料参数与胶凝砂砾石宏观力学性能之间的关系。研究发现，骨料占有率较优范围为35%～55%,超过55%时骨料占有率达到体积阈值，且有限元模拟结果不再发生改变；砂率增加，骨料占有率降低，峰值应力也随之降低；砂率增大，应力—应变曲线切线斜率减小，即弹性模量变小，且二者存在一定的线性关系，该关系可为胶凝砂砾石配合比设计提供依据。
2025年03期 v.43;No.295 93-95+16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1420K] [下载次数：158 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 孙爱军;邵经纬;朱中原;张南南;强晟;
水工大体积薄壁类结构采用的混凝土具有发热快、温升高、温差大等特性，且施工期温度时空梯度大，故混凝土温度监测频次高、温度控制难度大。为此，基于物联网设备与技术，研发了一种适用于大体积薄壁类混凝土的自动温度测控系统，并改进了冷却水流量控制算法。该系统可根据指定频次自动监测混凝土温度，每小时自动调节混凝土冷却水流量和水温，增加了无线流量测量系统、电量监控功能、报告生成等功能，能避免因混凝土温控措施调整不及时而造成的开裂风险，提高了混凝土施工质量。系统在陶家路泵站施工期间进行了测试，结果表明，该系统能够更好地实现水工大体积薄壁混凝土施工期的温度自动控制，提升了预报预警的及时性和数据的完整性，且方便、准确、高效、经济。
2025年03期 v.43;No.295 96-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1743K] [下载次数：207 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：2 ] - 王洪钰;苏超;王文君;
为提高水工混凝土结构表面缺陷检测的效率及准确性，提出了一种边框级缺陷检测模型DetDamage。该模型首先采用轻量化主干网络进行特征提取，降低整体计算成本；然后通过多级特征融合网络对特征图进行融合和增强；最后通过解码头合并得到预测结果。测试结果表明，DetDamage对于四类缺陷分别可以实现77.24%(裂缝)、87.43%(剥落)、82.61%(露筋)、83.67%(渗漏)的检测精度，平均检测精度为82.74%。这表明该模型在水工混凝土表面缺陷的检测中具有良好的效果和可行性。
2025年03期 v.43;No.295 101-105+151页 [查看摘要][在线阅读][下载 1728K] [下载次数：221 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：2 ] - 张旭强;杨晶;吴洋;
为研究往复疲劳荷载下再生钢纤维增强混凝土裂纹发展及损伤演化规律，开展了不同纤维体积掺量(V_f=10%、15%、20%)和长径比(l/φ=30、60、90)钢纤维增强混凝土往复轴压试验，通过声发射技术追踪钢纤维增强混凝土的损伤累积过程及破坏类型。试验结果表明，在单调或往复疲劳荷载下混凝土累积AE信号曲线均呈现“缓-陡-缓”三阶段特征，AE信号数与纤维体积掺量成正比，与纤维长径比成反比；素混凝土试件的RA值(800 ms/V)低于钢纤维增强混凝土试件(1 400 ms/V),钢纤维增强混凝土的破坏模式以拉伸裂缝为主，而素混凝土以剪切裂缝为主。
2025年03期 v.43;No.295 106-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1482K] [下载次数：417 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：2 ] - 王辉;史翔;何世钦;胡兴淼;翟子策;
徐变是堆石混凝土的基本性能之一，由于试验研究难度较大且耗时较长，目前对堆石混凝土徐变性能的研究较少。为此，基于材料—结构耦合分析方法，建立堆石混凝土徐变试验有限元模型，研究了不同影响因素下的徐变发展规律。结果表明，与自密实混凝土不同，加载龄期对堆石混凝土徐变的影响较小，以加载龄期28 d徐变系数为基准，3、7、14、90、180、365 d的徐变系数与其徐变系数比值分别为1.06、1.03、1.01、0.98、0.97、0.94;自密实混凝土强度对堆石混凝土徐变影响也不大，以RFC-C15的徐变系数为基准，RFC-C20、RFC-C25、RFC-C30徐变系数分别降低了3.2%、7.3%、10.1%;堆石率是堆石混凝土徐变的重要影响因素，徐变随堆石率增加而减小，建立了不同堆石率的堆石混凝土与自密实混凝土徐变应变的关系。研究结果可为进一步明确堆石混凝土的徐变规律提供方法和依据。
2025年03期 v.43;No.295 110-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 1448K] [下载次数：176 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 谢湖;万晨;郑龙;杨葛;刘华青;黄建文;
计划评审技术(PERT)作为一种重要的项目管理方法，已广泛应用于各种复杂项目的进度管理中。传统PERT模型假设工序持续时间同分布(均服从Beta分布)、工序间相互独立、关键线路固定，与工程实际存在偏差，导致工期模拟精度受限。为此，建立了基于Clayton Copula函数的PERT优化模型。首先，通过历史数据拟合并确定不同类别工序持续时间的分布形式，揭示工序持续时间分布的多样性；其次，针对相邻工序之间普遍存在的依赖关系，采用Spearman秩相关系数定量描述相邻工序间的相关性；在此基础上，运用Clayton Copula函数构建相邻工序持续时间的联合分布，并利用蒙特卡罗(MC)法对工序持续时间、关键线路及工期分布进行模拟，确定关键线路及各工序的关键度指标。实例应用结果表明，该模型能真实反映工序持续时间的分布特征和相邻工序间的相关性，有效识别了关键线路，精准模拟项目工期分布，可以为项目进度管理提供可靠的决策支持。
2025年03期 v.43;No.295 114-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1623K] [下载次数：174 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 黄书岭;于国起;张雨霆;王祥祥;郁培阳;
输水隧洞穿越断层破碎带地层易发顶拱垮塌失稳破坏，现有地下洞室拱效应分析方法还缺少能够考虑围岩卸荷应力重分布的塌落深度解析分析方法。为此，提出了考虑围岩重分布应力加持作用的顶拱自稳高度概念，结合圆形隧洞围岩径向和切向应力解析解，基于三角形塌落拱形态，推导得到顶拱自稳高度和考虑围岩重分布应力加持作用的实际塌落深度解析表达式，实现了基于迭代法的顶拱塌落深度。案例分析结果表明，所提解析分析方法能够更准确地预测地下洞室顶拱围岩塌腔深度并确定围岩支护力，为穿越断层破碎带的隧洞施工提供更准确的动态设计依据。
2025年03期 v.43;No.295 119-122+118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1337K] [下载次数：227 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ]
- 冯业林;王芳;黄青富;李国英;
目前，面板堆石坝动力分析中地震动输入极少考虑地震动强度特征对面板动力安全性态的影响。对于土石坝来说，地震动位移及地震引起的塑性永久变形会对大坝防渗体系应力变形产生重要影响，这两者均与地震动强度分布特征密切相关。以拟建240 m高面板坝为例，研究了地震动强度分布特征对面板堆石坝坝体及面板动力响应的影响，分析了坝体塑性变形与面板动应力变化过程之间的联系。研究表明，不同地震动强度分布对面板拉、压应力极值发生时刻具有较大影响。因此，建议面板堆石坝抗震设计中除考虑频谱特性、峰值加速度、地震持时等因素外，还应根据地震场地条件提出合理的地震动强度分布特性，提升面板坝动力分析的可靠性。
2025年03期 v.43;No.295 123-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 1816K] [下载次数：149 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 宋琰;张汉云;章寰宇;王皓臣;涂千蛟;
某已建重力坝泄洪坝段在运行过程中，坝头下游面出现深层裂缝。为评估裂缝对坝段抗震性能的影响，建立泄洪坝段-地基相互作用模型分析了开裂坝体的地震动力响应，基于热—应力耦合接触模型模拟坝头裂缝，分析了裂缝开度随季节温度的变化，根据非线性动力时程分析的结果，预测坝头带裂缝及裂缝开度最大时，溢流坝段在设计地震作用下裂缝扩展的可能性，分析了坝体的强度和建基面抗震稳定性。结果表明，设计地震作用下，该坝头裂缝发展的可能性较小，坝头裂缝对坝段整体的抗震性能影响不大。
2025年03期 v.43;No.295 128-131+78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1586K] [下载次数：170 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 崔旖璇;柴革红;朱旭华;程宏远;强晟;
结构化网格在抗畸变性和数值稳定性等方面更具优势，但其生成过程复杂耗时，如何快速生成高质量结构化网格是数值模拟领域的难点之一。针对考虑浇筑分块的重力坝混凝土结构网格生成，提出了一种基于参数化分割的模型分块方法。在BIM软件CATIA中建立重力坝的参数化模型和曲面，利用宏脚本简化分割命令，通过参数化曲面将模型分割为可自动生成结构化网格的子块；通过有限元前处理软件HyperMesh将子块划分为结构化网格，从而实现参数化建模与结构化网格自动生成的协同工作。以某重力坝工程为例，用该方法进行结构化网格生成，并通过雅可比比率等指标评估单元质量。结果表明，通过该方法，仅需修改部分模型结构并输入关键参数，即可快速生成分解为子块的重力坝模型，并划分适用于施工期温度场应力场计算的结构化网格，使得重力坝整体温控仿真有限元模型的建模时间缩短了80%以上。这种参数化前处理方法有望在数值模拟领域广泛应用，为其提供更快捷、更精确的结构化网格生成方案。
2025年03期 v.43;No.295 132-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 1808K] [下载次数：339 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：3 ] - 张翌娜;赖煜;王勇;张建伟;王文轩;
基于某水库坝基混凝土-基岩胶结面原位直剪试验，建立混凝土-基岩胶结面的直剪试验三维精细化仿真模型，研究了不同加载工况下混凝土-基岩胶结面处的损伤演化过程及破坏机理。研究表明，不同法向应力作用下峰值剪切位移随法向应力的增加基本呈逐渐递增趋势，抗剪强度的峰值范围为1.074～2.073 MPa,最大误差为8.48%,满足工程要求；不同法向力作用下，模拟计算了混凝土-基岩胶结面的损伤演变过程，并与原位直剪试验结果进行对比，验证了模拟结果的准确性；不同加载工况下混凝土-基岩的破坏模式可归纳为胶结面破坏、混合剪切破坏及基岩破坏三类，且破坏模式与法向应力的大小相关，随法向应力的增大，沿胶结面剪断的面积逐渐增加，断裂面趋于平整。研究结果可为类似混凝土重力坝设计、坝体抗滑稳定及风险分析提供理论基础。
2025年03期 v.43;No.295 137-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 1743K] [下载次数：255 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 石贵飞;王俊;刘杰;刘宇锋;姚富宝;肖长安;
提高地震原始记录的信噪比对隧洞超前地质预报至关重要，滇中引水工程隧洞中常用TGS法开展超前地质预报，针对隧道TGS地震数据采集时容易受到大量干扰信号的影响进而产生较大的噪音。为了提高地震数据的质量，首先模拟TGS采集模式，并结合滇中引水工程隧洞实际设计资料有针对性地建立多个地质模型，通过正演模拟得到大量高质量的隧洞地震数据，并加入噪声；其次引入LSTM深度学习网络寻找加噪地震数据与原始地震数据之间的复杂非线性关系；最后将在滇中引水项目隧洞中采集到的真实数据输入到训练好的LSTM网络进行去噪重构。实际应用效果表明，采用基于LSTM深度神经网络的去噪重构方法可有效提升地震数据的质量，并在一定程度上提升在滇中引水工程开展超前地质预报的预测效果。为地震数据去噪领域的研究提供了一种新思路。
2025年03期 v.43;No.295 142-146+100页 [查看摘要][在线阅读][下载 2236K] [下载次数：255 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 冉鲁光;周小燕;李双平;张斌;刘祖强;王华为;李建川;
针对大坝边坡深部位移监测的自动化需求，开发了一种基于物联网的钻孔测斜机器人系统，并创新性地结合一维卷积神经网络模型(1D CNN)实现边坡变形模式的智能预测。通过自主研发的硬件主控板，实现了测斜仪的自动化控制及数据的实时采集和传输。基于采集的深部位移数据，1D CNN模型自动提取曲线特征并进行分类，识别出多种变形模式(如变形稳定、剪切滑动等),从而对边坡变形趋势进行智能化预测，有效支持地质灾害预警。试验表明，测斜机器人在A、B向的测量精度分别达±0.82、±1.04 mm/30 m,且1D CNN模型在曲线分类上表现优异。该系统通过高精度监测与自动化分析，显著提升了大坝边坡的监测效率和预警水平，具备广泛应用的潜力。
2025年03期 v.43;No.295 147-151页 [查看摘要][在线阅读][下载 1556K] [下载次数：181 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：2 ]
- 阴鑫月;鲁传银;赵克宇;王玉川;尹进步;曾宗耀;
针对现有水电站水力过渡过程计算方法的不足，推导了基于波追踪法的水电站引水发电系统水轮机、分叉管、调压井等水力过渡过程计算边界模型，通过坦桑尼亚尼雷尔水电站甩负荷等工况的计算与模型试验结果对比，验证了该计算方法和模型的准确性；依据计算结果讨论了引水隧洞波速和导叶关闭时间对调压井涌浪极值的影响。结果表明，压力钢管波速不变的情况下，引水隧洞波速取较小值时，调压井的涌浪最高水位升高，衰减周期变长；调压井涌浪最高水位随导叶关闭时间呈开口向下抛物线形状，存在一极大值。
2025年03期 v.43;No.295 152-157页 [查看摘要][在线阅读][下载 1942K] [下载次数：163 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 刘心宇;杨浩;王维;张双全;袁晓辉;
多级离心泵的径向前导叶是水力设计的难点，导叶流道沿流动方向的扩散过大会导致内部生成漩涡和回流，进而产生较大的水力损失。本文以某用于三机式抽水蓄能机组的大型三级立式离心泵为研究对象，用数值方法对比分析了三个径向前导叶设计方案。结果显示，径向前导叶内部损失与其导叶通道的扩散度关系密切，当径向前导叶整体扩散度较大时，会导致通道内出现大范围的漩涡回流区域，影响过流部件之间的匹配。当导叶通道整体扩散度较小，局部扩散度较大时，能避免大范围的漩涡区域形成，但会出现局部小范围的流动分离。当导叶通道整体和局部扩散度均较低时，导叶进、出口速度呈现明显周期性，流动性能最好。
2025年03期 v.43;No.295 158-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 2159K] [下载次数：177 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 梁兴;马志巍;熊文龙;周泊;曹寒问;
针对长短叶片泵参数优化问题，以叶片进口角、叶片出口角和叶片数量为变量，以泵扬程、效率为优化目标，采用拉丁超立方设计40组试验组成样本集，并利用CFD方法计算泵性能。在数值模拟的基础上，基于BP神经网络泵性能预测模型构建长短叶片泵双目标优化函数，并采用NSGA-Ⅱ算法寻优，进而开展双目标泵参数优化研究。结果表明，基于BP神经网络预测泵性能较准确，其中效率偏差最大为1.98%,扬程偏差最大为1.82%。NSGA-Ⅱ算法所获得的最优方案在额定工况下比原型泵扬程、效率分别提高了7.4%、1.8%;对比优化前后泵内流速分布、压力脉动等，最优方案有效改善了流动的均匀性，减小了水力损失和压力脉动，使得叶轮内部流动更加稳定，为长短叶片泵参数优化设计提供了理论依据。
2025年03期 v.43;No.295 163-167页 [查看摘要][在线阅读][下载 1514K] [下载次数：309 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 桂中华;赵毅锋;丁景焕;李善颖;严乙桉;马伟超;
可变速抽水蓄能技术已成为抽水蓄能行业新兴发展与研究方向，双馈抽水蓄能机组可主动调节机组转速，具有运行调节的速动性、高效性和灵活性等优势。为此，提出了一种基于变速试验的双馈抽水蓄能机组协联寻优策略。首先通过变速试验获取3组特征毛水头条件下双馈抽水蓄能机组变速运行数据；然后采用两组BP神经网络对试验数据进行数据概化；最后以最高效率追踪为搜寻目标，考虑变速范围和同步转速规避限制条件，确定了不同毛水头和有功功率运行条件下的最优机组转速和最优导叶开度的协联曲线。可见，所提协联寻优策略可为双馈抽水蓄能机组协联控制与变速运行提供策略指导。
2025年03期 v.43;No.295 168-172页 [查看摘要][在线阅读][下载 2181K] [下载次数：283 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 张启航;张孝远;张宇翔;高玉峰;马驰;
抽水蓄能机组(以下简称抽蓄机组)在高比例新能源电力系统中担任调能角色，对其设备开展实时健康评估对机组本身及其互联电力系统的安全均有重要意义。针对当前研究在揭示机组性能退化的不确定性、状态评估实时性方面存在的不足，提出了一种结合小波阈值降噪(WNR)和稀疏高斯过程回归(SGPR)的抽蓄机组健康状态评估方法。该方法首先采用WNR对监测数据进行降噪以提升数据质量，然后采用抽蓄机组健康运行时刻的数据基于SGPR构造抽蓄机组的健康基准模型(HBM)。在评估时刻，采用在线采集的性能参数与HBM预测得到的健康性能参数的偏差来量化机组的劣化情况。区别于传统的点估计方法，SGPR的输出作为机组性能的合理区间，可量化机组劣化中的不确定性。实例验证表明，与其他方法相比，所提方法在95%置信水平下，拥有最好的区间覆盖率及狭窄的区间宽度，并在计算耗时上相较于传统的高斯过程回归(GPR)方法降低了90%。工程实际检修数据验证了所提方法的有效性。
2025年03期 v.43;No.295 173-176页 [查看摘要][在线阅读][下载 1516K] [下载次数：273 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 何一纯;李超顺;杨云鹏;
水电站因工作时间长、内部结构复杂及运行环境等因素导致水电机组部件逐步老化受损，使电站运行存在重大安全隐患。水电机组劣化趋势预测能反映机组的运行安全，为此提出一种基于多层感知机(MLP)和注意力机制的双向长短时记忆(Attention-BiLSTM)相结合的劣化趋势预测模型(MLP-BiLSTM-Attention),首先将机组各工况数据与各个振摆数据进行相关性分析，获取关键部分之间的高度相关性；然后提取较高相关度特征值并输入改进后的MLP模型构建健康模型，利用实际机组运行数据与健康模型数据构建机组劣化度，劣化度信息输入Attention-BiLSTM预测网络实现劣化度预测；最后通过多种模型对比验证了所提模型的可行性和有效性。
2025年03期 v.43;No.295 177-181+100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1552K] [下载次数：675 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：1 ] - 潘天航;蔡金华;高元;张冰;孟宪宇;耿欣;冯康康;
水电机组振动信号包含噪声及多种信号耦合，采用经验模态分解方法进行信号处理会由于极值点丢失而发生模态混叠。为此，提出一种基于改进经验模态分解算法，即首先对振动信号进行微分计算来放大极值点；然而对微分信号进行经验模态分解并计算各阶信号能量特征占比，由此剔除噪声干扰等无效分量后对信号进行重构；最后计算出信号的频率特性进行故障诊断。使用该算法对国内某水电站振动异常的摆度信号进行分析，能够有效屏蔽掉干扰信号，更准确地判断出故障类型。
2025年03期 v.43;No.295 182-185+162页 [查看摘要][在线阅读][下载 1575K] [下载次数：448 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：2 ] - 王炜;朱蕾;许存华;张建新;彭辉;黄自万;邓云辉;袁晓辉;
由于水电机组和调速器实际物理性质比较复杂，难以从理论上直接推导出其模型参数。为此，提出一种改进的分数阶粒子群优化算法，针对水轮机调速系统一次调频模式，首先根据实际设备的物理结构、运行机理分析建立了水电机组调速系统的调节器模型、随动装置模型及机组被控对象模型；然后应用小波阈值降噪法对水电机组一次调频试验数据进行预处理后，采用改进分数阶粒子群优化算法对各分块模型进行参数优化辨识；最后将各部分模型连成整体进行仿真校验。结果表明，改进分数阶粒子群优化算法在水电机组一次调频参数辨识中的精度提升效果明显。
2025年03期 v.43;No.295 186-190页 [查看摘要][在线阅读][下载 1485K] [下载次数：355 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 钟子威;祝令凯;郭俊山;郑威;巩志强;商攀峰;
为更精准地预测抽水蓄能机组劣化趋势，提出了一种基于Transformer和自回归滑动平均(ARMA)双数据驱动模型的抽水蓄能机组劣化趋势集成预测方法。该方法先利用完全自适应噪声集成经验模态分解对CatBoost模型构建的劣化序列进行分解，再根据分解所得分量的不同时间尺度特性，利用Transformer模型对非线性分量进行预测，利用ARMA模型对线性分量进行预测，最后将预测值叠加得到最终预测结果。利用某抽水蓄能机组监测数据进行试验，结果表明，所提方法具有较好的预测性能，能够有效提高抽水蓄能机组劣化趋势预测准确性。
2025年03期 v.43;No.295 191-195页 [查看摘要][在线阅读][下载 1781K] [下载次数：329 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：1 ] - 陈亦真;宋旭峰;李超顺;
为确保水电机组安全稳定运行，提出一种基于RFECV-RF和PCA-LightGBM的水电机组劣化趋势评估方法。首先利用基于随机森林的交叉验证递归特征消除方法(RFECV-RF)对工况参数进行筛选，并利用主成分分析(PCA)方法对关键工况参数进行降维处理，提取其中的关键信息；然后以轻量梯度提升机(LightGBM)拟合工况参数与振摆值之间的映射关系建立健康模型；最后根据机组运行数据与健康模型，生成机组劣化度，实现对机组劣化状态的评估。实例分析结果表明，与其他模型相比，所提模型精度更高、运算资源消耗更少。
2025年03期 v.43;No.295 196-199+172页 [查看摘要][在线阅读][下载 1359K] [下载次数：195 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 蔡文方;冯陈;鲍文龙;范森林;汤络翔;郑源;
为了支撑能源转型、提高风光能源利用率、优化电力系统运行，建立了一种新型的压缩空气抽水蓄能系统(PHCA)整体模型，综合分析了蓄能罐子系统、水力子系统、水泵水轮机系统、机械子系统的运行特点，采用最佳效率点控制方法对水泵水轮机转速进行调节，并从压力配置和无量纲流量设置方面进行仿真计算。结果表明，所建模型能使水泵水轮机快速稳定工作在高效效率区中；在蓄能罐采用较低/较高压力比时，可获得更高的蓄能罐效率；降低水泵水轮机无量纲流量值会同时影响蓄能罐效率和水泵水轮机效率，综合来看水泵水轮机效率下降对总效率的影响更大。研究结果可为压缩空气抽水蓄能系统的设计与运行提供参考依据。
2025年03期 v.43;No.295 200-204页 [查看摘要][在线阅读][下载 1378K] [下载次数：757 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：2 ] - 李梓嘉;周佳;彭方旭;
在“双碳”战略目标的引领下，新能源进入快速发展时期，抽水蓄能电站作为调节电源与光伏进行配套开发，可解决光伏电量消纳难的问题，利于充分开发利用光伏资源。对此基于抽水蓄能电站与光伏配套开发互补运行模型，对各方案进行8 760 h运行模拟，并根据弃光率、光蓄整体发电量、开发成本等冲突目标建立综合评价体系，采用熵权TOPSIS法对各方案进行综合评价。结果表明，抽水蓄能电站与光伏配套开发模式下，各方案光伏弃光率相较于无抽水蓄能方案下降了28%～34%,并采用熵权TOPSIS法对抽水蓄能电站与光伏配套开发各方案进行综合评价，评价结果合理，与实际配套开发需求相符，验证了8 760 h运行模型与熵权TOPSIS法在抽水蓄能电站与光伏配套开发配置中的可行性。
2025年03期 v.43;No.295 205-209+195页 [查看摘要][在线阅读][下载 1455K] [下载次数：604 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：2 ] - 夏鹏;袁聪;刘斌;汤络翔;
抽水蓄能机组转速较高，油槽中润滑油波动比较剧烈，极易引起轴承油槽甩油及油雾问题。为探究油槽在不同工况下的气体压力分布，对推力轴承和下导轴承在发电空载工况、抽水调相工况，以及油雾吸收装置在不同阀门开度下的若干测点进行气体压力试验。并在此基础上，建立了简化的推力轴承和下导轴承几何模型，通过对比模型与试验测点压力值，肯定了模型的准确性与可靠性。最后，对于推力轴承和下导轴承内流场进行分析。结果表明，在空载发电工况下，油槽测点压力变化主要受到主轴离心力的影响。当油雾吸收装置的阀门开度在50%时，能够形成一定压差，将油槽上方的油雾排出。随着阀门开度增大，压差进一步增大，油槽内部的油雾能够以更快的速度、更短的时间被排出。油槽的温度场、压力场、速度场及润滑油分布情况主要受重力、离心力及润滑油冷却方式的影响。
2025年03期 v.43;No.295 210-214页 [查看摘要][在线阅读][下载 2272K] [下载次数：78 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]