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2025年12期
2025年潘家铮讲座特邀论文

室内和现场试验联合本构参数智能标定在土石坝变形预测中的应用

王克;张建民;王睿;

利用有限元数值进行大坝变形预测的精确程度取决于本构模型和参数的选取,现有基于邓肯—张模型和室内大三轴试验的参数标定方法存在无法考虑实际坝料的剪胀性、原位特性和室内试验缩尺效应的问题,预测结果常偏离实际情况。利用非线性剪胀模型,提出坝料本构参数的室内和现场试验联合智能标定方法,引入超大三轴和原位荷载板试验成果,预测大坝变形并与监测成果进行对比。结果表明,考虑剪胀性、原位特性和减小缩尺效应均能提升大坝变形的预测精度。

2025 年 12 期 v.43 ; 国家自然科学基金重大项目(52494971);国家自然科学基金青年科学基金项目(A类)(52425904)
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水文水资源与环境

基于二维水动力和物元可拓模型的洪水风险评估

李嘉宁;赵雪花;张晓斌;刘欣;贾少航;

为弥补传统单一洪水风险评估方法无法全面捕捉洪水灾害的多样性、复杂性、随机性的不足,以易受洪水侵袭的运城盐湖为例,将情景模拟分析与指标系统评估相结合,运用二维水动力模型模拟不同情景洪水演进过程,并利用Sentinel-1数据验证淹没范围,解决了缺少实测资料区域模型验证的难题。提取演进结果作为致灾因子指标,与承灾体指标共同构建洪水风险评价体系,并运用物元可拓模型进行洪水风险评估。结果表明,在复杂环境条件下,所提出的风险评估方法能够更加全面、精确地评估研究区的洪涝风险。洪水风险呈现明显的空间异质性,高风险区集中于盐湖南北两岸,且随着重现期增大,较高风险和高风险区域占比逐步上升,100年一遇情境下较高风险区比10年一遇增加3.84%,高风险区增加1.09%;同时,中风险区域逐步向较高风险区域转移,在防洪预警方案中应重点关注高风险区域及可能转变为较高、高风险的区域。研究结果为防洪预警和风险管理提供了科学依据。

2025 年 12 期 v.43 ; 国家自然科学基金区域创新发展联合基金项目(U22A20613); 山西省科技创新人才团队专项(202204051002027); 山西省运城盐湖保护利用研究院项目(YHYJ-2023009)
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基于现实风险评估的变电站洪涝灾害预警模型研究

姚德贵;李哲;梁允;柯佳颖;揣小明;吴孟龙;

洪涝灾害易引发变电站设备故障、电力供应中断等问题,构建精准的洪涝灾害预警模型是提升变电站灾害应对能力的关键技术手段。不同于传统单一考虑固有风险的评估模式,提出一种基于固有风险与动态风险相结合的动态评估模型,通过融合实时环境变量实现对变电站洪涝风险的动态量化分析。首先,系统识别并量化变电站固有风险因素,构建变电站固有风险评估模型;接着,结合降水量等实时气象数据,采用逻辑回归模型构建现实风险评估体系,通过深度剖析历史降水数据与气象变化规律,实现对洪涝灾害发生概率的精准预测;再通过模型训练与测试,提高模型预测准确度;最后,在考虑降水量等外部环境扰动的基础上,根据受灾概率,建立变电站洪涝灾害的四色预警等级划分模型。结果显示,所提模型预测准确率可达95.65%,能够实时反映外部环境变化对变电站的影响,有效提升洪涝灾害预测的准确性,为变电站的灾害防控提供科学依据。

2025 年 12 期 v.43 ; 国家电网项目(5500-202324180A-1-1-ZN)
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基于水动力模型的大石河流域变电站防洪能力评估

王帅;王彦卿;张红萍;石磊;任晓华;郝晓丽;

当前极端暴雨洪涝灾害频发,变电站被淹事件时有发生,对电网系统的安全稳定运行构成了严峻威胁,亟需开展变电站防洪能力评估。以大石河流域变电站为研究对象,基于水动力学原理,构建大石河一二维耦合的水动力模型,收集大石河“23·7”洪水数据对模型进行验证,并针对不同重现期洪水下大石河流域变电站的防洪能力开展评估。结果表明,模型能够准确地复盘和模拟流域内洪水淹没过程;经评估的12座在运变电站中,有2座防洪能力不足10年一遇,2座不足50年一遇,1座不足100年一遇。研究为大石河流域的变电站防洪规划提供了重要科学支撑,有助于针对性地提升北京地区电力系统的防洪安全性与可靠性。

2025 年 12 期 v.43 ; 国网北京市电力公司科技项目(520223240007)
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CEEMDAN分解与机器学习耦合模型在林海水库入库径流预报中的多尺度适用性分析

徐兴帅;刘莹;周毓彦;刘沛显;李恩重;朱少石;

应对水旱灾害极端水文事件时的快速预警往往依赖于精准的径流预报,而径流数据的非线性、非稳态特点给机器学习模型在寻求数据间的“输入-输出”关系时带来了挑战,序列分解数据预处理方法与机器学习模型的结合能够有效提取数据间的趋势性。以林海水库为例,针对7、15、30 d的预见期,分别构建支持向量机回归(SVR)和长短期记忆网络(LSTM)径流预测模型,进一步将CEEMDAN分解与两者分别组合,探究在不同时间尺度下机器学习模型在牡丹江中上游流域的预报效能和适用性。结果表明,在各个预见期下,LSTM的预报精度普遍优于SVR,且CEEMDAN分解能够不同程度地提升模型的预报精度,特别在汛期,能显著减少SVR与LSTM的预报误差。

2025 年 12 期 v.43 ; 黑龙江省牡丹江市林海水库工程林海水库水文预报与风险调控关键技术研究(LHSK-KYHT02-2024); 中国大坝工程学会青年人才项目(WR110199A0012024)
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位于感潮河段受工程影响的挂定角水文站水文监测能力恢复评估

胡彩霞;陈畅;

针对水文监测能力受临近桥梁防船撞设施工程影响显著的挂定角水文站,利用感潮河段二维水动力模型进行工程影响识别,并通过工程实施前后的对比监测等补救措施进行实测影响分析,同时对补救实施后的水文监测能力恢复情况进行评估。研究结果表明,防船撞设施工程对挂定角水文站水位、流速监测影响显著,通过采取对比观测、水位数据一致性修正、代表流速关系率定等补救措施可使该站监测能力得以恢复,对补救实施效果进行评价,可满足测站水位、流速的测验任务和精度要求,为其他相关研究提供借鉴。

2025 年 12 期 v.43 ;
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顾及时空变化的流域降雨数据插补技术研究

纪国良;义崇政;马瑞;张力;仇红亚;费畅;

在流域场次来水预报过程中,由于雨量站监测设备原因,导致部分监测数据缺失,对来水预报精度具有较大影响,单纯利用一种插值方法无法解决多个站点多个时刻数据缺失的情形。针对雨量站监测数据插补问题,为充分利用时间、空间两个维度信息以补齐缺失降雨监测数据,分析了雨量站数据缺失原因,将时间序列分析与空间插值方法进行耦合,提出了一种顾及时空变化的雨量插补方法,可有效解决一个降雨过程中无规律性数据缺失问题。在北方中小流域进行实践验证,发现该方法可提高来水预报精度,对提升流域防洪能力具有重要意义。

2025 年 12 期 v.43 ; 中国长江三峡集团有限公司科研项目(0704225)
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1981~2024年雅鲁藏布江流域中游不同等级降水变化趋势

杜军;黄艳丽;高佳佳;黄志诚;

为分析不同区域不同等级降水时空变化特征,基于1981~2024年雅鲁藏布江中游15个气象站逐日降水量资料,采用气候倾向率、Pearson相关系数、M-K和Cramer等方法,揭示近44年雅鲁藏布江中游不同等级降水时空变化。结果表明,近44年雅鲁藏布江中游年降水量、降水日数、降水强度的倾向率分别为6.51 mm/10a、-0.79 d/10a、0.10 (mm·d-1)/10a。其中,小雨量、日数和频率均减少,强度增大;中雨量、日数和频率增加,强度减小;大雨量、日数、强度和频率均增加。中游小雨总量与强度、中雨总量与日数在2000年代发生了突变,大雨总量、日数和频率的突变点均出现在2010年代初,其他等级降水未发生突变。中游中雨量对年降水量的影响最大,小雨日数对年降水日数的贡献最大,年降水强度主要受小雨强度的影响。

2025 年 12 期 v.43 ; 西藏自治区重大科技专项(XZ202402ZD0006); 西藏自治区科技计划项目揭榜挂帅专项(XZ202303ZY0002G)
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基于数值模拟法的济宁市兖州区地下水源地保护区划分

李明傲;王全荣;

在安全饮用水多屏障方法中,水源地保护区的划分是防止饮用水污染的第一屏障。为了更科学合理地确定地下水源地保护区范围,依托济宁市兖州区的地下水源地,通过整理该区域的源汇项以及水文地质条件等信息,使用MODFLOW建模技术构建地下水渗流模型,在此基础上利用MODPATH模块进行粒子反向示踪模拟,以水源地粒子反向追踪100、1 000 d的轨迹为标准确定了水源地一级、二级保护区范围,大大提高了保护区划分的精度,其中沈官庄水源地、白杨水源地和六股路水源地一级保护区的面积分别为22 400、15 480、3 306 m2,将3个水源地1 000 d示踪粒子外围轨迹线连接形成的几何面作为二级保护区范围,面积为1.39 km2。根据划分的保护区,可提出适当的地下水源地保护措施,确保地下水资源的可持续利用。

2025 年 12 期 v.43 ; 国家自然科学基金优秀青年基金项目(42222704)
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基于水动力响应的白洋淀水质迁移规律研究

赵浩楠;朱永涛;潘增辉;韩会玲;刘宏权;马园园;李源;

白洋淀是华北地区重要的平原湖泊湿地,其水质状况对区域生态环境具有重要影响。为科学研判白洋淀重点断面水质的时空变化规律及其成因,基于MIKE 21模型构建了水动力-对流扩散模型,模拟白洋淀非汛期化学需氧量(COD)、总磷(TP)的迁移特性和分布规律。结果表明,河道水入淀时,入流流量与断面物质的浓度分担率呈正相关关系,与断面水体的物质浓度呈负相关关系,马棚淀水动力条件受限于入淀量不足,导致水质下降,TP浓度达0.043 mg/L;鸪丁淀区域地形复杂,水动力条件弱化,断面水质对河道入流的响应速度较慢;白沟引河、引黄入冀补淀入流与枣林庄枢纽出流是主淀区水质变化的关键因素。通过调控河道入淀流量与适当出流,可显著提升白洋淀水质。研究结果为优化白洋淀水资源调度与水环境治理提供了技术支持。

2025 年 12 期 v.43 ; 水利部重大科技项目(SKS-2022016)
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基于综合水质指数的兴隆河水质时空分析

王博;徐宜雪;郑淋峰;任春坪;

为探究兴隆河水环境污染问题,基于河流7个水质自动站数据,运用综合水质指数(WWQI)法进行水质时空分析,评价跨界流域水质整体状况,并通过回归分析识别重点参数,构建和筛选出最优最小水质指数(W_(WQImin))模型。结果表明,兴隆河流域全年整体水质为“良好”,平均WWQI指数为74.17,但存在显著季节性差异,四季中夏季水质最差,其最低值为65.63;水质空间变化存在显著差异,其中,上游水质最差,三庙河汇入处水质较好,而兴隆河干流沿岸乡镇生活污水和农田是流域水质恶化的重要污染源;兴隆河流域W_(WQImin)模型由NH3-N、DO、TP、CODMn共4项关键参数构成,该模型的决定系数R2、百分比误差PPE分别为0.857、3.24%。综合水质指数法可作为该跨界流域水质评价工作的重要工具。

2025 年 12 期 v.43 ; 四川省科技重点研发项目(2023YFS0379,2024YFNH0006); 四川省科技计划项目(2022JDR0350)
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洪泛湿地韧性状态评估指标体系构建研究

刁造伟;胡芳;刘心愿;刘聚涛;

洪泛湿地韧性对水资源、水环境、水生态和水安全具有重要保障作用,构建洪泛湿地韧性状态评估指标体系,有助于系统地反映湿地整体韧性的状态,使得在制定洪泛湿地保护策略及可持续发展规划等方面更为精准有效。基于文献可视化分析对洪泛湿地韧性内涵予以明确,采用TCI模型结合相关性分析、随机森林重要度分析、专家咨询等方法构建了洪泛湿地韧性状态指标体系。结果表明,生态韧性内涵可总结为“抵抗力-恢复力-适应力”,构建的指标体系包含“人口密度”等15项指标,其中抵抗力、恢复力与适应力均为5项指标,信息贡献率为91.67%,能够准确反映洪泛湿地的韧性状态,为洪泛韧性湿地构建提供理论依据和方法支撑。

2025 年 12 期 v.43 ; 国家重点研发计划(2023YFC3209000-05)
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水力学

淹没植被半覆盖明渠的流速分布及阻力特性研究

赵震;王伟杰;赵汗青;何龙飞;贾凤聪;郑彩玲;

利用室内长直水槽模拟淹没植被半覆盖明渠条件,探究了非植被与植被覆盖区的流速垂向分布规律以及该条件下的植被阻力特性。结果表明,在植被顶部以下区域平面自由剪切紊流向植被覆盖区的入侵厚度明显小于其向非植被覆盖区的入侵厚度。非植被覆盖区的流速分布满足幂律公式,植被覆盖区的植被层和自由水层流速分布分别满足幂律和对数律。对于非植被覆盖区,随着垂直测线在横向上向植被覆盖区移动,幂函数的系数β逐渐减小、幂值1/w逐渐增大;对于植被覆盖区,零平面位移、粗糙高度与淹没度之间分别呈负、正相关关系,但任一工况对应二者沿水槽宽度方向的变化并不显著。植被拖曳力系数Cd在植被区的中心附近达到横向最大值,且随植被雷诺数Re的增大而减小,并提出了适用于淹没植被半覆盖明渠的Cd计算公式,相应的相关性系数达到0.842 7。

2025 年 12 期 v.43 ; 国家自然科学基金项目(52209083,52579083); 国家重点研发计划(2021YFC3200903); 中国南水北调集团东线有限公司科研项目(DXZ-2022-123-SZ-ZX); 北京市自然科学基金项目(8232052)
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长江口北支弯道凹岸滩槽演变特征及保护措施研究

李溢汶;吴巍巍;丁盛;

采用长江口北支弯道凹岸青龙港至大新港段河道2014~2021年实测地形资料,定量分析了该段河床平面、断面形态调整特点、滩槽容积变化及影响因素,基于MIKE 21数值模型对不同地形条件下的水动力过程进行了模拟,计算了新增保滩措施的效果。结果表明,长江口北支凹岸青龙港至大洪闸段堤前深潭呈冲-淤-冲的演变过程,最大冲深约3 m;凹岸中部堤前500 m范围内滩槽冲刷,-10 m等深线发展连通成槽、距离堤岸仅60 m左右,-5 m高程以下河槽容积年际间变化频繁、整体冲刷,2014~2021年间年均侵蚀约42×10~4m3/a;相同水文条件下,滩面涨落流速随滩槽冲刷减小、淤积增大;在凹岸中部增设保滩丁坝群后,堤前100~200 m范围内滩面流速整体减小,短丁坝工程对周边区域的水动力影响较小。总体来看,长江口北支弯道凹岸冲多淤少、深槽发展,建议加强保滩工程建设。

2025 年 12 期 v.43 ; 国家重点研发计划政府间国际科技创新合作项目(2022YFE0117500); 上海勘测设计研究院有限公司科研项目资助(2023SL(81)-001)
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泥沙

溃坝洪水作用下河床侵蚀的SWE-SPH数值模拟研究

田丽蓉;邵颂东;吴玉帅;顾声龙;

为研究溃坝洪水对河床的侵蚀与沉积动力学过程,采用光滑粒子流体动力学(SPH)方法,建立浅水方程(SWE)与Exner方程耦合的河床演变模型SWE-SPH,用于预测溃坝洪水传播过程中的河床侵蚀过程。通过一维溃坝和陡坎流基准测试,验证了SWE-SPH模型在动床侵蚀模拟中的有效性,其河床高程计算结果优于有限体积法。二维平坡渠道的侵蚀性溃坝流模拟的结果表明,在主流区域,模型能准确预测冲蚀分布特征,定量分析显示其具有较高的预测精度;但在边界附近,由于未考虑壁面粗糙度对水流结构和泥沙输移的影响,侵蚀沉积模拟结果存在一定偏差。研究表明,SWE-SPH方法在洪水冲刷模拟中具有良好的可靠性,未来需重点改进边界条件处理机制,引入壁面粗糙度效应模型以进一步提升模拟精度。

2025 年 12 期 v.43 ; 国家自然科学基金面上项目(52369016); 国家重点研发计划(2024FE0201900); 青海省“昆仑英才·高端创新创业人才”项目
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新疆和田玉龙喀什水库排沙效率影响因素研究

孙书琪;董占地;王志国;

新疆玉龙喀什水库水流含沙较高,运用后期库区淤积严重。基于水库泥沙物理模型试验结果,研究不同条件下的水库深孔排沙洞排沙产生的坝前冲刷漏斗,分析不同的坝前水位、冲刷流量、运行方式与排沙效果的关系,并找出影响泄洪排沙洞排沙效率的主要因素。结果表明,坝前水深和冲刷流量是影响排沙效率的主要因素,开启发电洞不影响水库清淤,降低坝前水位和增加出库流量均有利于冲刷效率的提高,在坝前水位为2 080 m、下泄流量为676 m3/s时形成的冲刷漏斗冲刷效果最好。研究结论为解决该水库淤积速率过快和水库清淤提供了参考。

2025 年 12 期 v.43 ; 国家自然科学基金项目(U22A20237)
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工程勘测设计

基于砂土与壤土的流态固化土工程性能及植生特性对比研究

马亨通;郄志红;吴天齐;张帆;吴鑫淼;

预拌流态固化土作为一种新型岩土工程材料,其性能受配合比、土壤类型、含水率等因素的影响。为探究不同土质制备的流态固化土的力学特性、抗冲刷性能及植生效应的差异,以砂土和壤土为基料制备流态固化土,对比分析其抗剪性、抗冲性、植生性能以及植物生长条件下流态固化土的抗冲性,并通过扫描电镜观察固化土的微观结构与试验结果相验证。结果表明,抗剪强度随固化剂掺量的增加而增大,固化剂掺量较低时砂土固化土抗剪强度要优于壤土固化土,当固化剂配合比大于水泥掺量4%、水泥激发剂掺量2%时情况相反;随固化剂掺量增加,固化土冲刷量先减少后趋于稳定,且壤土固化土抗冲性始终优于砂土固化土;随固化剂掺量增加植生情况明显恶化,相同固化剂掺量下,砂土固化土出苗率较高,但壤土固化土植株株高更优;植物覆被可显著提升固化土抗冲能力,且对壤土固化土的改善作用优于砂土固化土。

2025 年 12 期 v.43 ; 河北省水利科技计划项目(2022-13)
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干湿循环下黄土强度与微观结构特性分析及其关联性研究

张映珍;王海娟;葛方勇;王春霞;罗成;

为预防渠道边坡经历干湿循环后产生失稳等问题,对喀什地区代表性黄土开展了干湿循环下的直剪试验和微观结构试验,分析其强度及微观结构在干湿循环下的变化规律,建立了黄土抗剪强度参数与微观结构参数的回归方程。研究表明,随着干湿循环次数的增加,黄土抗剪强度与抗剪强度参数减小;黄土大、中颗粒与大、中孔隙数量增多,颗粒与孔隙的丰度、圆形度增大,概率熵、定向分维数减小,颗粒结构趋复杂,孔隙结构趋简单;颗粒平均圆形度、分布分形维数和孔隙平均丰度是影响黄土粘聚力的显著微观参数;预测黄土粘聚力时,以颗粒显著微观参数构建的二元回归方程精度优于以孔隙显著微观参数构建的一元回归方程。该结果可为黄土地层上经历干湿循环的工程提供参考。

2025 年 12 期 v.43 ; 国家自然科学基金项目(52369012); 新疆叶尔羌河錾高水电站工程渠道结构研究与验证评价技术咨询服务(XHZS-A-JF-2022-011)
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应变感测光缆-非饱和土界面耦合特性研究

程琳;曹阳;马春辉;孙永康;

分布式光纤应变传感(DFOSS)技术为滑坡失稳的一种有效监测手段,光缆-土体变形协调性是该技术能否准确获取滑坡变形监测数据的关键,其中土体含水率对光缆-土体变形协调性的影响十分显著。因此,通过光缆-土体界面耦合特性试验仪,探究不同含水率下黄土土体试样中光缆-土界面的破坏机制。结果表明,光缆应变监测结果准确地反映出缆-土界面渐进性破坏特征,试验特征参量(拉拔力、应变、界面剪应力)随着拉拔位移的增大而增加至峰值后缓慢减小;应变软化模型能够较好地描述力-位移关系;采用考虑拉拔力的光缆-土体变形耦合系数K定量描述光缆-土体之间的耦合性能,当K=90%~100%、60%~90%、30%~60%、0~30%时,两者的耦合性分别为强、较强、较弱、弱。

2025 年 12 期 v.43 ; 陕西省科技厅2023年陕西省自然科学基础研究计划(面上项目)(2023-JC-YB-358)
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雨型效应对土钉支护边坡稳定的研究

朱家豪;陆烨;何鑫;

为探讨不同雨型下土钉支护边坡的稳定性,以成都某边坡工程为背景,结合数字图像相关(DIC)技术和FLAC3D数值软件开展不同雨型下的土钉支护边坡室内模型试验及模拟。结果表明,土钉的存在可提升边坡稳定性,并改变了边坡的破坏模式。不同雨型下土钉支护边坡的破坏始于坡脚处面层开裂,并集中于降雨峰值阶段附近突发扩展,演变为局部牵引式破坏;后峰型降雨引发的边坡变形破坏最严重,支护结构受力最大,均匀型降雨与之相反。研究结果可为土钉支护边坡遭遇不同雨型时防护措施选择提供参考。

2025 年 12 期 v.43 ;
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干湿循环条件下白鹤滩坝肩边坡玄武岩力学特性劣化试验研究

安文武;张昺榴;刘战鳌;詹润禾;王文豪;张景昱;

白鹤滩水电站库水位周期性变化,使岸坡岩体经受干湿循环作用。为研究运行期坝肩边坡岩体劣化效应,以白鹤滩典型玄武岩为例,开展干湿循环作用下玄武岩力学特性劣化试验。结果表明,玄武岩岩块的力学特性随试验周期增加而减小,呈先快后慢的非线性劣化趋势;在单轴压缩、巴西劈裂试验中,玄武岩试样逐渐表现为张拉-剪切复合破坏;在直剪试验中,试样剪切破裂面附近逐渐出现裂隙;玄武岩内部孔隙发育,是造成纵波波速和力学参数劣化的原因。研究成果可为白鹤滩水电站坝肩边坡的长期稳定性分析提供支撑。

2025 年 12 期 v.43 ; 中国三峡建工(集团)有限公司科研项目(BHT/0933); 国家自然科学基金项目(U22A20600,52009067)
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水工结构、水工材料与水利工程施工

考虑卸荷松弛作用的水工隧洞穿越断层破碎带围岩稳定分析研究

周荻莎;倪晖;张存慧;张雨霆;黄康;

水工隧洞穿越断层破碎带等不良地质洞段容易诱发顶拱围岩变形垮塌等灾害,采用何种支护措施加固围岩,确保施工过程中的围岩安全是勘察设计阶段必须解决的关键技术问题。提出了考虑卸荷松弛作用的断层破碎带围岩稳定分析方法,应用于不同支护措施和不同类型初始地应力场对断层破碎带围岩稳定的影响分析。研究结果表明,考虑超前支护措施后,隧洞围岩的松弛范围得到有效控制,可以避免施工过程中可能遭遇的顶拱围岩变化垮塌,因此实施超前支护措施是必要的。同时,在现有支护设计方案下,隧洞围岩稳定性均可以得到保证,不同类型的初始地应力场不是断层破碎带围岩稳定的控制条件。研究结果可为隧洞穿越断层破碎带的支护设计和围岩稳定分析评价提供有益参考。

2025 年 12 期 v.43 ; 国家自然科学基金项目(U2340229); 水利部重大科技项目(SKS-2022103); 北京江河水利发展基金会水利青年科技英才项目(JHYC202305); 中央级公益性科研院所基本科研业务费项目(CKSF2025189/YT)
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SAP多孔轻质混凝土相似材料力学特性试验研究

黄鹏;赵靖伟;张凯;梅贤丞;

基于脆性缓冲理论的隔离缓冲技术在穿越活断层隧洞的抗错断研究中具有重要的工程意义,而制备具备脆性的相似材料是将脆性缓冲技术应用于模型试验研究的必要条件。为研究一种新型的缓冲层填充材料——以高分子吸水树脂(SAP)作为造孔剂的多孔轻质混凝土的相似材料,提出了一种以石膏、硅藻土和水为基础,SAP集料为造孔剂的相似材料,设计了15组不同配比的试验组,通过单轴压缩试验研究了SAP多孔混凝土相似材料的配比,总结了其强度和耗能特性的变化规律。结果表明,随着SAP集料体积分数的增加,材料的抗压强度下降,试样能量耗散率上升,脆性增强;在SAP集料体积分数不变的条件下,随着SAP集料粒径的增加,材料的抗压强度下降,试样能量耗散率上升,脆性增强,试样更加破碎。

2025 年 12 期 v.43 ;
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基于动态安全度的地震作用下洞室围岩稳定性量化评价方法

倪晖;张红权;张雨霆;邓刘平;

地震荷载作用下的地下洞室围岩动力稳定性的量化评价是在我国高地震烈度区进行水能资源开发和引调水工程所需解决的一项关键技术问题。首先辨析了开挖卸荷和地震振动的荷载性质、作用持时、影响效应,认为两类荷载作用差异较大,现有的围岩静力稳定性评价体系不能直接应用于动力稳定性评价;然后提出了表征围岩动力稳定性的围岩相对动位移、围岩峰值应力、围岩塑性区深度和支护峰值应力等评价指标,并提出基于动态安全度的围岩动力稳定性指标和量化判据。工程应用案例表明,所提方法能够实现地下洞室围岩在地震荷载作用下的动力稳定性量化评价,为高地震烈度区地下洞室工程建造提供了定量评价的工具。

2025 年 12 期 v.43 ; 国家自然科学基金项目(U2340229); 水利部重大科技项目(SKS-2022103); 北京江河水利发展基金会水利青年科技英才项目(JHYC202305); 中央级公益性科研院所基本科研业务费项目(CKSF2023316/YT)
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基于机械法的某竖井施工变形数值分析

卢少壮;陈英杰;荣明;

为解决机械法竖井施工过程中竖井沉降受到土体开挖、地下水位变化、地层扰动等多重因素影响难以进行预测的难题,以某基于机械法的竖井为例,提出了一种基于有限元软件利用流固耦合仿真分析的方法,对机械法竖井施工产生的沉降进行仿真模拟,并结合开挖案例进行对比分析。结果表明,机械法竖井周边竖向位移最大处为圈梁外边缘三轴搅拌桩加固区域与土层接触面6.9 mm,深层土体水平位移最大处为竖井深17m处,向井内偏移11.66 mm。模拟数据与监测数据变化规律一致,两者最大位移误差为8.5%。研究阐明了机械法竖井沉降仿真模拟的具体应用流程,为机械法竖井施工沉降计算提供了新的方法。

2025 年 12 期 v.43 ; 国家自然科学基金项目(51668063)
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水利枢纽、水工建筑物

基于熵权-TOPSIS法的曲线型退水渠糙条布置型式优化试验研究

巩银鑫;张红红;牧振伟;孙容泷;李琪;刘新卫;

糙条对曲线型退水渠水流有导流和降速的双重作用,为探究曲线型退水渠内糙条的较优布置型式,基于熵权-TOPSIS法建立多目标评价体系,综合选取影响糙条导流降速效果的糙条长度L、糙条相对高度、糙条角度、糙条高度比、糙条间距、糙条厚度作为研究因素,各设置3个水平,以导流降速效果综合衡量指标为响应变量,采用正交试验法进行统计分析。结果表明,糙条对曲线型退水渠水流的降速效果优于导流效果;糙条相对高度、糙条长度和糙条角度是影响糙条导流降速效果的显著性因素;影响糙条导流降速效果的因子重要性排序为糙条相对高度>糙条长度>糙条角度>糙条厚度>糙条高度比>糙条间距;糙条较优布置型式为糙条长度为0.8w、糙条相对高度为0.8h1、糙条角度为60°、糙条高度比为1.5、糙条间距为γ/9、糙条厚度为w/30,该型式下,曲线型退水渠水流的导流效果、降速效果和导流降速综合效果较无糙条方案分别提升了0.450、0.603、0.521。研究成果可为同类消能工研究提供参考与借鉴。

2025 年 12 期 v.43 ; 国家自然科学基金项目(52269019); 新疆维吾尔自治区2024年自然科学青年基金项目(2024D01B44); 2024年研究生“新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室”课题项目(ZDSYS-YJS-2024-31)
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王甫洲水利工程围堤排水沟大渗流量比测分析

吴晓亚;黄耀英;颜剑;熊斌;高磊;潘刘明昊;

土石坝渗流量测量值受到多种复杂因素的影响而存在一定离散性,这导致基于少量几次渗流量测量值进行比对时,难以获得稳定可靠的比对结果。分别采用浮标法、常规流速仪法和多普勒流速仪法测量王甫洲水利工程围堤排水沟大渗流量,进而统计分析多次渗流量测量值,获得不同渗流量测量方法测量值的概率密度函数,然后类比混凝土抗压强度标准值的定义,基于80%保证率下的测量值进行比对。研究结果表明,相对三测线三测点法测量渗流量来说,一测点一测线法测量的渗流量相对误差最小,修正后的浮标法测量的渗流量相对误差次之,多普勒流速仪法测量的渗流量相对误差最大。基于80%保证率下的流速上限值测量的渗流量同时反映了流速的均值与离散型,得到的不同渗流量测量方法的比对结果更加可靠。

2025 年 12 期 v.43 ; 国家自然科学基金项目(52239009)
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土工膜-混凝土面板联合防渗的库坝工程结构安全分析

何雷辉;刘东;宋龙;王辉;

抽水蓄能电站对上水库的防渗安全要求很高,尤其当采用库底和库周全库盆联合防渗时,防渗系统的结构安全尤为重要。依托某抽蓄电站上水库工程,建立“库-坝”整体三维有限元模型,开展坝体和防渗体系应力变形计算,重点分析混凝土面板堆石坝、库周面板和库底土工膜的结构安全性。结果表明,正常蓄水位下,坝体向顺河向位移、沉降极值分别为-5.02、1.73、22.46 cm;混凝土面板挠度极值为13.73 cm,大、小主应力极值分别为1.76、-0.87 MPa;面板垂直缝、周边缝的拉开变形极值分别为0.29、0.33 cm;库底土工膜挠度极值为132.77 cm,主拉应变极值为-0.80%。综合分析计算成果,蓄水期和运行期,计算预测的坝体应力变形分布规律及极值合理;面板拉、压应力极值未超相应的强度允许值,且面板接缝变形极值小于止水片允许变形量;库底土工膜拉应变有较高的安全裕度,防渗系统能发挥正常防渗作用,“库-坝”整体满足安全运行要求。

2025 年 12 期 v.43 ; 水能资源利用关键技术湖南省重点实验室开放研究基金(PKLHD202004)
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重力坝失稳的年失效概率计算方法研究

吴铭皓;林潮宁;杜效鹄;陈文龙;刘晓青;

为比较大坝风险分析中不同年失效概率计算方法的适用性和精度,系统研究了年失效概率的三种计算方法,即基于极端工况的分位点计算方法、基于年概率分布模型的计算方法和基于基准期的平均计算方法,从理论依据、计算结果等角度进行对比,针对计算方法的合理使用进行探讨并基于某重力坝进行算例分析。结果表明,极端工况分位点法的计算概率最大,年概率分布模型法次之,基准期分布法最小。研究发现,基于极端工况的分位点法保守性强且计算高效,适用于快速风险评估;在数据完整的情况下可以采用年概率分布模型法以提高精度;基于基准期的平均计算方法适用于针对重要工程的长期风险分析。研究为不同条件下的风险分析方法选择提供了理论依据,对于提升水利工程风险量化与防控水平具有参考价值。

2025 年 12 期 v.43 ; 国家重点研发计划(2022YFC3005403); 国家自然科学基金青年基金项目(52309151)
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基于VMD的供水管道漏损检测研究

何立新;管涌康;张峥;程楠;张宏洋;龙岩;

供水管道漏损不仅会造成经济损失,还会带来安全隐患,对供水管道漏损的检测一直是行业研究的焦点。采用变分模态分解(VMD)方法对由主动关阀引起的水锤压力波动信号进行分析,通过提取模态的特征参数,运用支持向量机(SVM)分类模型对5种特征组合进行训练与测试,用于检测管道漏损。结果表明,VMD方法能够有效分离压力波动信号中的有用信号成分并减少噪声干扰,融合模态频率与能量比的SVM分类模型在试验管道与真实管网中准确率分别为96.12%、92.26%。该结果验证了利用VMD对压力波动分析能够有效识别管道漏损,降低检测成本。

2025 年 12 期 v.43 ; 国家重点研发计划(2023YFC3209400)
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基于DyGKAN图神经网络的供水管网泄漏定位模型

汪淋;李宁;

为探究DyGKAN图神经网络在供水管网模拟泄漏定位方面的效果,提出了基于DyGKAN图神经供水管网泄漏定位模型,该模型在对特征的捕捉过程中优化了注意力机制的计算流程,能够更好地评估邻居节点特征的重要性。同时,在时间维度上,设计了多尺度时间卷积模块(MTCN)捕捉不同周期变化特征,从而实现时间维度上多尺度特征的融合。此外,在解码器部分,采用了KAN神经网络,其激活函数动态变化的特点显著提升了模型的非线性捕捉能力和表达能力。进而在案例管网上进行模拟泄漏,利用布置在管网节点上的压力传感器捕捉节点特征,输入模型进行训练,借助对管道的分类和回归指标,验证了DyGKAN模型的有效性。最后利用此模型与其他模型对案例管网进行泄漏定位试验,试验证明DyGKAN模型的定位效果显著,定位误差小于5%,定位精度在90%以上。

2025 年 12 期 v.43 ;
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软土地基上立交地涵渗流-应力耦合及敏感性分析

周剑;甘磊;蔡勇;邵勇;

立交地涵是水利与交通工程领域重要建筑物,其在软土地基上的渗流-应力耦合变化规律尚需探讨。建立立交地涵三维有限元模型,开展设计洪水位下立交地涵渗流-应力耦合分析及考虑地基渗流-应力耦合后的土体参数敏感性分析。结果表明,地基渗流-应力耦合后地连墙底部土层渗透坡降更大,设计洪水位工况下为0.480,同时塑性区范围扩大,地基最大沉降由涵身段向涵首段延伸,最大沉降相比未考虑耦合作用增大了12.78%;地涵结构存在受拉破坏隐患,土层密度、压缩模量、结构弹性模量对结构受力特性影响程度较大,所占权重分别为43.3%、21.5%、31.1%,密度、压缩模量对地基沉降影响显著,所占权重分别为58.1%、37.9%,密度对地基渗透坡降影响显著,所占权重为69.5%。研究成果可为类似工程设计提供借鉴。

2025 年 12 期 v.43 ; 江苏省重点研发项目(RHSD2/FW-2024-03)
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基于模态重构与TCN-KAN的大坝变形预测模型

黄律龙;张磊;赵二峰;黎祎;陈子双;

鉴于大坝变形的准确预测对确保工程安全运行至关重要,提出了一种基于改进完全自适应噪声集合经验模态分解(ICEEMDAN)与TCN-KAN组合模型的大坝变形预测方法。首先,对大坝变形实测数据进行精细化分解,通过模糊熵分析筛选和重构模态分量,将变形实测序列划分为重构分量和随机分量;其次,利用时间卷积神经网络与Kolmogorov-Arnold网络模型分别进行分量预测。应用实例表明,所提模型在预测精度上具有显著优势,为大坝变形性态的预测提供了一种有效方法。

2025 年 12 期 v.43 ; 国家自然科学基金项目(52079046)
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机器视觉接力技术在长距离大坝表面变形监测中的适用性研究

彭月平;龚红玉;游文荪;宋爽;姚鸿梁;

当坝长超过150 m时,机器视觉测量误差较大,精度不满足需要。为将机器视觉技术应用于长距离水库大坝表面变形监测中,提出了机器视觉接力测量技术,阐述了该技术的原理,并在户外搭建接力测线,通过人为改变靶标、转点测量仪的位姿,模拟在实际应用场景中转点测量仪、靶标发生位移变化时机器视觉接力系统测量的准确性。试验结果表明,机器视觉接力测量技术受转点测量仪位姿变化的影响很小,误差满足现行规范要求。进而在江西省黄泥埠水库构建了机器视觉接力测量系统,通过变形实时监测与人工变形监测结果对比,验证了机器视觉接力测量技术的可行性。

2025 年 12 期 v.43 ;
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基于RIME-LSTM-Transformer的混凝土坝变形预测模型

周煜;王煜;谭雪怡;刘永涛;周明明;

提升混凝土坝位移变形预测的精度,可以更好地分析其运行状态和健康状态。针对混凝土坝变形位移数据呈现明显的时间序列特征和多变量输入单变量输出的特征,融合长短期记忆网络和自注意力机制的优势,同时使用霜冰优化算法对融合模型的参数进行寻优,构建了基于RIME-LSTM-Transformer的混凝土坝变形预测模型。实例分析结果表明,该模型的评价指标均得到了提高,相较于传统模型,该模型更适用于长时间序列数据分析,显著提高了混凝土坝位移变形的预测精度与迭代效率。

2025 年 12 期 v.43 ; 国家重点研发计划(2018YFC1508603); 江苏省水利科技项目(2021068,2022011)
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水能利用及水电站工程

某水电站地下厂房热环境实测与节能潜力分析

赵文贵;谢方祥;杨鸿;何保民;

水电站地下厂房热环境直接影响设备运行效率和人员工作安全。针对某水电站地下厂房的通风空调和热环境现状进行了现场实测,分析了通风空调系统的送排风参数、厂房不同区域的全年逐时温度,并研究了不同洞室的节能潜力。结果表明,空调系统送风量均满足设计要求,但厂房内漏风严重,使得排风量仅为设计值的75%~80%左右;夏季主厂房空气温度基本控制在28℃以内,GIS室控制在35℃以内,冬季均控制在10℃以上;夏季室外空气经进厂交通洞后温度降低约3.5℃,进厂交通洞有较大的节能潜力;送风竖井全年大部分时段对空调机组出口的空气有升温作用,空调工况时平均温升1.6℃;水轮机层壁温低,对空气有显著的冷却效果,可利用水轮机层空气对母线洞进行降温。研究结果可为水电站通风空调系统优化和天然冷源利用提供参考。

2025 年 12 期 v.43 ; 乌东德水电站通风空调关键技术的拓展研究项目(5223020015)
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入流角度对河道型侧式进/出水口水力特性影响规律研究

蔡付林;邢方域;付春风;周骏;

抽水蓄能电站侧式进/出水口布置在有水流通过的河道库区内时,进/出水口及明渠内水流会与河道水流存在复杂的相互作用。为研究河道水流进入明渠至进/出水口内,在不同的入流角度下各水力特性的影响规律,以某抽水蓄能电站下水库为例,拟定11种角度的入流角,分析进流工况引水明渠内部的流态及流速分布的影响。结果表明,在对称水库地形条件下,入流角度的变化会显著影响明渠内水流结构,导致拦污栅断面流速分布均匀性降低,并诱发不利环流的产生;在进流工况下,随着入流角度的增大,进/出水口与河道主流接近垂直布置时,明渠内环流强度减弱,拦污栅断面流速均匀性得到了改善。

2025 年 12 期 v.43 ;
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基于摄影测量的钢岔管多次加载循环水压试验变形监测及残余效应分析

范钦红;伍卫平;

为研究高强钢岔管在多次水压循环加载下的变形特性及残余效应,采用摄影测量技术进行高精度变形监测。通过分析各监测点在不同内水压下的变形量、残余变形量、残余变形率及变形线性系数,系统评估了结构的塑性变形与残余应力消除效果,并结合X射线衍射法(XRD)对焊缝区域的残余应力测试结果进行了佐证。结果表明,摄影测量技术能有效捕捉钢岔管的变形过程,最大变形量不超过3.6 mm;第2次循环后测点变形与水压的线性关系更为显著,且残余变形率显著降低,可见多次加载有效促进了残余应力的均衡化。

2025 年 12 期 v.43 ; 中国长江电力股份有限公司科研项目(Z412302015)
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“定频+变频”恒压供水能效分析

胡大明;陈佳中;赵柯慧;尚渝钧;崔红军;郭小宝;王彤;

变频供水具有节能、可靠和灵活的优势,是二次供水的主要方式。单变频控制方式水泵并联运行时,定速泵在高效区末端工频运行,处于高效区最低点,变频泵运行存在过渡低效区;而相邻台数水泵并联运行高效区存在重叠现象,重叠区内相邻台数水泵效率值存在差异,因此水泵机组变频控制方式仍存在一定的优化空间。基于此,提出“定频+变频”控制方式,应用数解法分析水泵变频恒压的改性特性曲线和能效,对比“传统单变频”、“前切式全变频”、“后切式全变频”及“定频+变频”等4种变频控制方式的切泵点与运行区间,结合案例小区数据从水泵全流量效率和日总功耗(按轴功率计)两个维度模拟分析了4种方式的能效水平。结果表明“定频+变频”相较于其他3种控制方式,大部分工况点水泵效率有不同程度提升,且最高日总功耗(按轴功率计)最高可降低12.9%,具有一定的节能潜力。

2025 年 12 期 v.43 ; 西安市二次供水水箱智慧错峰供水研究项目(2022-K41)(2022)
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混流式水轮机叶道涡演化及其能量耗散特性研究

兰岗;赵弦;龚莉;王钊宁;郭鹏程;申小华;

混流式水轮机运行在低部分负荷工况时,易诱发明显的叶道涡现象,并伴随剧烈的能量耗散,对水轮机安全稳定运行具有重要影响。基于数值模拟技术系统分析了叶道涡演化过程,并结合熵产理论探究了机组内部能量耗散规律。结果表明,叶道涡在转轮内呈现周期性演化过程,空泡体积脉动频率与转轮转频接近,且叶片出水边与下环交接处空泡体积脉动现象最为剧烈;受空化影响,叶片吸力面附近出现与叶道涡对应的漩涡流动,随空化发展,转轮出水边附近的横流、回流、分离流等湍流持续增强;尾水管锥管段和肘管段以广泛的回流主导;机组内能量耗散与叶道涡具有相同的演化周期,且能量耗散领先空泡体积演化过程,能量耗散主要集中在转轮和尾水管区域,空化强烈且流态复杂的区域能量耗散较快;脉动熵产占主导地位,壁面熵产也是能量耗散的重要部分。

2025 年 12 期 v.43 ; 陕西省创新能力支撑计划(2024RS-CXTD-31)
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含不同转轮特性机组的抽蓄电站导叶关闭规律与流道优化

钱瑭;程奇;杨志炎;舒柯栋;马泽宁;郭文成;

为了解含不同转轮特性机组抽蓄电站导叶关闭规律与流道优化,首先建立含不同转轮特性机组的仿真模型,然后分析了不同关闭方式与关闭时间对机组动态特性的影响,最后研究了管道及调压室关键参数变化对系统过渡过程的作用规律。结果表明,两台机组(一台直线关闭、另一台折线关闭)时,尾水管压力和机组转速方面调保质量更好,适当延长关闭时间能缓解水锤压力;增大引水洞径能改善蜗壳压力与转速,但会恶化尾水压力;机组动态特性对引水管道长度变化敏感,而尾水管道长度改变对其影响不大;增大调压室大井直径能缓解涌浪波动,而阻抗孔直径升高会引发涌浪增强和压力增大。

2025 年 12 期 v.43 ;
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材料与润滑对水电机组推力轴瓦性能影响综述及发展趋势分析

曾晓虎;苏雷;帅继超;

推力轴承作为水轮发电机组轴向载荷传递的核心系统,其性能直接决定机组安全性与服役寿命。作为推力轴承中直接承受接触应力的关键组件,推力轴瓦的材料特性、润滑状态、磨损行为对轴承系统可靠性具有决定性影响,因此系统综述水电机组推力轴瓦领域的关键技术进展与挑战就具有十分重要的意义。在材料方面,从传统巴氏合金到金属-塑料材料的迭代,显著提升了轴瓦的承载能力与抗疲劳特性;在润滑与瓦面防磨损技术方面,通过油膜动态调控与表面织构优化,有效缓解了高变载工况下的边界润滑失效风险与瓦面磨损问题。随着数智化工业的发展,智能润滑策略、融合多物理场建模与数据驱动的瓦面磨损预测方法以及基于数字孪生的轴承系统PHM技术或将成为水电机组推力轴瓦智能运维的核心支撑。

2025 年 12 期 v.43 ;
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水电优化调度

基于改进出力分配的梯级电站蓄能调度图研究

王小君;毛玉鑫;李鹏;林水平;王祥;袁晓辉;王何予;

随着西南地区水电的开发和金沙江下游大型水电站的规划建设和投运,金沙江下游水资源的调度灵活性得到了显著提升。为探索更为合理的水库调度策略,利用梯级水库蓄能调度图指导水库群的联合优化调度,对于合理、高效利用水资源具有重要意义。针对利用K判别系数法在绘制梯级水库蓄能调度图中凸显的缺陷,引入水库蓄供水控制线用于控制各水库的蓄供水量,用以调整梯级电站总出力在各水库间的出力平衡分配,进而绘制梯级水库联合蓄能调度图。并以此梯级蓄能调度图为基础,对金沙江下游梯级4库的长系列调度方案进行模拟。结果表明,引入水库蓄供水控制线后,金沙江下游梯级4库的出力保证率得以提升且弃水量明显减少,因而利用梯级水库蓄能调度图能有效提高水资源的高效可持续利用与管理,为梯级水库联合优化调度运行提供了方法。

2025 年 12 期 v.43 ; 长江电力股份有限公司项目(Z242302026)
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考虑源网荷欠均衡和联络线耦合的特高压电网抽水蓄能跨省柔性调度研究

刘洋;黄牧涛;史彬;

特高压交流电网建设的不断完善使跨省多区域电力资源配置能力得到提升,为解决区域内电力系统间联络线耦合分档和备用容量不足的问题,引入抽水蓄能(简称“抽蓄”)电站作为柔性调控节点,对抽蓄电站参与特高压电网跨省柔性调度进行深入探究。研究计及抽蓄电站运行、多电网负荷和风电出力特征,制定灵活的联络线功率分档策略并添加联络线耦合约束,构建以多电网剩余负荷峰谷差之和与弃风量最小为目标函数的协同调用模型。结果表明,在送电比例Rg分别取RA=0.448、RB=0.552时,电网A、B剩余负荷峰谷差分别下降2 540、1 665 MW,峰谷差之和降低10.2%。在优先消纳风电模式下,弃风率降至0。同时通过调整联络线功率档位验证了模型在特高压环网多场景中应用的潜力。

2025 年 12 期 v.43 ; 国家电网有限公司科技项目(5100-202404010A-1-1-ZN)
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治河工程与防洪工程

锚阵布置对堤防溃口水流特性影响数值分析

徐斌;崔峰;丁大飞;王哲;张芳婷;庞锐;

为研究在高流速、高水位溃口水力条件下阵列锚封堵技术中锚阵布置形式对溃口水流的影响规律,选取某河道的溃口模型,基于FlOW-3D软件对溃口的水流变化规律进行三维数值模拟,计算单条锚索不同挂笼数量、不同锚索布置及不同锚阵位置下的口门区域水位、流速变化及流速分布等水力特性。结果表明,锚阵整体布置在临河侧且成双排交错布置不仅起到很好的缓流作用,还可以有效降低封堵时的水位,较好地改善溃口的水力条件便于后续施工。研究提出了几种锚阵布置形式并提供数据支撑,可为阵列锚封堵技术在极端溃口条件下的应用提供参考。

2025 年 12 期 v.43 ; 国家重点研发计划(2023YFC3011400); 国家自然科学基金项目(52479094)
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农田水利工程及水土保持

基于改进FAHP-CRITIC法的农业水权分配研究

陈雷;何军;潘少斌;张锐;赵树君;魏冲;

针对农业水权分配过程中专家偏好表征缺失与群体认知差异消解的问题,选取资源适配性、用水高效性、发展可持续性和制度有效性准则建立农业水权多层次分配指标体系,结合群决策理论和聚类分析改进模糊层次分析法(FAHP),引入信息熵改进的CRITIC法,构造改进FAHP-CRITIC耦合模型,以天门市重点中型灌区为对象开展实证应用,并与三种常见水权分配方法进行对比。结果表明,改进FAHP-CRITIC耦合模型的农业水权分配结果相较现状水权变幅在-13.21%~19.31%之间,满足灌区取水许可刚性约束,符合灌区用水规律,具有更强的科学性和实用性,可为南方湿润区同类型灌区农业水权动态调整提供参考。

2025 年 12 期 v.43 ; 国家自然科学基金项目(42401030); 湖北省水利重点科研项目(HBSLKY202411)
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1984 01
1983 01

藏东南水电工程智能建造与绿色建造发展前景

李世东;周建平;

“十五五”期间,藏东南诸河流域已明确成为我国水电开发的核心战略区域。鉴于该区域生态系统脆弱敏感、生态保护红线刚性约束强,水电工程建设必须实现开发与保护的协同推进,绿色建造与智能建造的深度融合成为关键路径。对此,首先系统梳理水电工程智能建造技术的发展现状与特殊要求,进而深入剖析智能建造向绿色建造升级的核心内涵、技术逻辑与实践必要性;重点聚焦纯清洁能源电力系统支撑藏东南水电工程绿色建造的关键技术,最终提出契合藏东南高原生态特征的绿色建造优化策略与实施路径。研究成果可为该区域水电工程在生态约束下的可持续开发提供理论支撑与实践参考,助力实现水电开发与生态保护的双赢目标。

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破堤改造背景下河口湿地生态设计及可行性研究

柴先墩;赵鹏;吴耀;王斌;张伟;刘东升;

河口破堤改造通过改变潮流与泥沙输运动态,对区域生态系统产生显著影响。因此,在破堤改造背景下开展区域生态系统恢复研究具有重要的现实意义。本文依托横沥岛尖项目,开展了区域生态系统的设计实践,通过构建水道二维潮流-泥沙数值模型,评估了岛尖外围现状堤防拆除对生态系统设计可行性的影响。结果表明:从泥沙冲淤角度,两种外围堤防拆除情形下,夹江内潮流强度及冲淤分布差异不显著,夹江内年淤积量0.06~0.15m/a,为生态系统的构建提供了可行性基础。从日常运行水位的角度,情形二更有利于红树林恢复、提升物质循环效率,具备应用优势。本研究为河口地区破堤改造与生态系统协同修复提供了科学依据。

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运行23年的大型水轮发电机定子线棒绝缘老化状态检测分析(Ⅱ)

黎志兴;李鑫;陈钰林;范志鹏;叶红扶;管少博;王博功;付强;

本文对运行23年的18kV/300MW水轮发电机的10根旧定子线棒进行了电气性能检测和剩余寿命评估。通过交流电流检测试验和电老化试验,检测了旧定子线棒绝缘老化程度及其耐电老化能力。利用D图像法、局部放电参数法和击穿电压法三种方法预测了发电机定子线棒剩余使用寿命。研究结果表明,50%的旧定子线棒出现第一和第二电流急增点,另外50%旧定子线棒没有出现第二电流急增点;选择的4根旧定子线棒耐电老化性能仍然较好。在不考虑过电压等影响因素下,三种方法预测的定子线棒剩余使用寿命仍能达到20年左右。但是从性能检测结果可知线棒已出现老化迹象,今后老化速度会逐步加速。

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流域梯级水光互补系统弃电风险控制方法

王昱倩;李红刚;管镇;周毅;艾显仁;

近年来风电、光伏等新能源大量接入流域水电并与水电打捆运行,部分时段局部地区已出现受阻弃电,并呈现明显加剧趋势,随着流域清洁能源一体化基地快速建投,该问题可能更加突出。为了判断何种情况下将出现弃电风险、风险严重程度,以及如何采取合理措施降低或消除风险,本文根据长系列模拟计算,按照半定量风险矩阵评估原理,采用1-4评分法对流域梯级水电、光伏联合调度系统的弃电风险进行半定量定级,针对不同级别风险定量制定控制策略。应用于澜沧江流域小湾-漫湾梯级水光互补系统并取得较好效果,理论上可推广至该流域或者其他流域的梯级水光互补系统,思路上可推广至未来流域清洁能源一体化基地水风光储多能互补联合调度运行。

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基于DeepSeek-RAG技术的水利行业智能问答系统研究

程功;王洁;果利娟;尹桂平;哈斯格日乐;

为了解决目前在线大语言模型在水利行业应用中出现的长尾知识、时效性、AI幻觉和垂直领域回答不准确等问题,本文通过结合检索增强生成(RAG)功能,构建个人知识库,融合DeepSeek本地部署,达到以较小成本解决在水利行业中在线大语言模型使用时存在的相关问题。本文在提出本地布置DeepSeek-RAG问答系统方案的同时,对该方案进行了定性和定量的测试,结果表明基于DeepSeek-RAG技术本地部署水利行业智能问答系统对水利行业的垂直领域的回答有了针对性的显著增强,并对行业内部相关信息的时效性、可解释性有了一定提升,同时在一定程度上解决了在线大语言模型的AI幻觉问题。

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基于遗传算法的区域水资源优化配置模型

贺北方,周丽,马细霞,王效宇,贺建辉

基于可持续发展理论 ,以社会、经济、环境的综合效益最大为目标 ,建立区域水资源优化配置模型。利用大系统分解协调技术 ,将模型分解为二级递阶结构 ,同时探讨了多目标遗传算法在区域水资源二级递阶优化模型中的应用

2002 年 03 期 ; 河南省自然科学基金项目 ( 0 0 4 0 4 1 0 0 0 );; 河南省自然科学基金 ( 95 4 0 0 4 2 6 0 0 )
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水环境健康风险评价模型及其应用

曾光明,卓利,钟政林,张盼月,李新民

简要介绍了水环境健康风险评价模型及其应用.实例说明,通过水环境健康风险评价,一方面可以定量地描述环境污染对公众健康的危害,使评价指标落实到人体健康上;另一方面可以直接得出环境污染物的主次,从而为环境风险管理提供科学依据.在我国,环境健康风险评价暂时没包括在常规环境评价工作中.但在今后的评价工作中应该逐步开展这方面的工作.

1997 年 04 期 ; 国家自然科学基金,国家教委留学回国人员基金,机械部跨世纪人才基金
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超级电容器储能技术及其应用

张步涵;王云玲;曾杰;

超级电容器是近年发展起来的一种新型储能元件,具有功率密度高、寿命长、无需维护及充放电迅速等特性。叙述了超级电容器的分类、储能原理和性能特点,介绍了超级电容器目前的应用领域及应用中需要关注的问题。

2006 年 05 期 ;
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水权和水市场——谈实现水资源优化配置的经济手段

汪恕诚

从宏观决策角度 ,论述了水资源所有权、使用权和水市场问题 .结论是 :明晰产权和水权是实现水资源优化配置的前提 ;有偿水权的提出是建立水市场的理论基础 ;资源水价是水价组成中最重要、最活跃的部分 ;水价的调整和水市场的建立是水资源优化配置的重要手段 ;政府宏观调控、民主协商、水市场调节三者有机结合是实现水资源优化配置的体制保证 .

2001 年 01 期 ;
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边坡稳定性分析方法研究现状与趋势

丁参军;张林洪;于国荣;张永祥;

介绍了国内边坡稳定性分析方法的研究现状与发展动态,阐述了各种定性、定量分析方法的基本原理、特点及适用范围,并针对现有边坡稳定性分析方法存在的利弊,提出了深入研究边坡稳定性分析方法的趋势。

2011 年 08 期 v.29;No.132 ; 云南省自然科学基金资助项目(2008ZC017M)
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ABAQUS混凝土塑性损伤本构模型参数计算转换及校验

曾宇;胡良明;

针对混凝土结构设计规范中的混凝土本构模型经过换算需与ABAQUS损伤塑性模型对应统一的问题,引入了在ABAQUS内对压缩和拉伸通用的损伤因子计算方法,对混凝土损伤塑性本构模型的参数计算转换方法进行了研究与试验,确定了利用塑性应变值来判断各种强度等级混凝土损伤塑性参数的可用性。在ABAQUS中用简支梁模仿真数值模拟试验验证了参数的正确性与计算转换方法的可靠性,并说明了ABAQUS损伤塑性模型的不足之处。

2019 年 06 期 v.37;No.226 ;
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太阳能光伏发电的现状及前景

李芬;陈正洪;何明琼;徐静;

从太阳能电池产业/技术、光伏市场及应用等方面综述了世界光伏产业的发展现状,根据国家近年出台的一系列有关扶持太阳能发电的法规、政策和规划,对我国的光伏产业发展进行了梳理,并对未来光伏发电前景进行展望,以期对我国未来光伏市场的有序开发和行业发展提供借鉴。

2011 年 12 期 v.29;No.136 ; 科技部2010年度公益性行业(气象)科研专项基金资助项目(GYHY201006036);; 华中区域气象中心科技发展基金资助重点项目(QY-Z-201010)
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边坡稳定性分析方法研究现状与趋势

丁参军;张林洪;于国荣;张永祥;

介绍了国内边坡稳定性分析方法的研究现状与发展动态,阐述了各种定性、定量分析方法的基本原理、特点及适用范围,并针对现有边坡稳定性分析方法存在的利弊,提出了深入研究边坡稳定性分析方法的趋势。

2011 年 08 期 v.29;No.132 ; 云南省自然科学基金资助项目(2008ZC017M)
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太阳能电池的研究现状与发展趋势

张红梅;尹云华;

针对目前太阳能电池中占重要地位的硅太阳能电池、化合物半导体和染料敏化太阳能电池的研究现状进行了调研,对研究热点、存在问题及发展方向进行了总结,同时讨论了三类太阳能电池各自的优势和不足。

2008 年 06 期 v.26;No.106 ;
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超级电容器储能技术及其应用

张步涵;王云玲;曾杰;

超级电容器是近年发展起来的一种新型储能元件,具有功率密度高、寿命长、无需维护及充放电迅速等特性。叙述了超级电容器的分类、储能原理和性能特点,介绍了超级电容器目前的应用领域及应用中需要关注的问题。

2006 年 05 期 ;
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期刊简介

期刊名称: 水电能源科学

Water Resources and Power
主管部门: 教育部
主办单位: 中国水力发电工程学会 华中科技大学
刊期: 月刊
电话: 027-87542126
Email: sdny@hust.edu.cn
国内统一刊号(CN): CN42-1231/TK
国际标准刊号(ISSN):1000-7709

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