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本刊消息
喜报！《水电能源科学》期刊被 Scopus 数据库收录
【重要通知】《水电能源科学》官方微信公众号已开通！
《水电能源科学》武汉地区编委/青年编委暨期刊高质量发展座谈会在汉召开
本刊将于2026年3月25日举行武汉地区编委/青年编委暨期刊高质量发展座谈会
2020～2025年期间《水电能源科学》优秀副主编/优秀编委/优秀审稿专家评选结果
2026年2月7日 水电能源科学编辑部从编辑角度讲写论文技巧公益活动（第1讲），欢迎大家参加
水电能源科学编辑部与长江勘测规划设计研究有限责任公司机电设计研究院举行编辑—作者、读者面对面交流活动
2025年审稿专家名单
本刊采访《大咖面对面 》及与部分编委交流活动
《水电能源科学》尝试设“栏目特约主编”把关提升论文质量
本刊被EBSCO数据库收录
热烈祝贺我刊两篇论文入选“2024年度湖北省科技期刊百篇优秀论文”
本刊更新网页告示
本刊入选中国科技期刊提能拓展计划项目
本刊邀请华中科技大学学报（自然科学版）王昕副主编兼主任、骆瑾副主任前来交流指导工作
more..本刊公告
2026年第8期杂志已出版并快递给作者
2026年本刊暑假放假消息
2026年第7期杂志已出版并快递给作者
2026年第6期杂志已出版并快递给作者
2026年第5期杂志已出版并快递给作者
2026年第4期杂志已出版并快递给作者
2026年第3期杂志已出版并快递给作者
2026年第2期杂志已出版并快递给作者
2026年本刊春节放假（2月10日至3月4日）通知
2026年第1期杂志已出版并快递给作者
2025年第12期杂志已出版并快递给作者
《水电能源科学》中国知网网络首发公告
《水电能源科学》论文学术不端的认定及处理办法
《学术出版规范——期刊学术不端行为界定（CYT174—2019）》
2025年第11期杂志已出版并快递给作者
more..基于山坡关键带结构特征的壤中流水深和流量过程研究
黄凌霄;张洁;王成斌;孙宇潇;王倩;王刚;山坡壤中流过程是流域水文循环的重要组成，其响应特征受关键带结构的显著调控。为深入揭示不同山坡结构特征下壤中流及其流量过程的响应规律，基于山坡蓄量运动波方程，构建了不同坡度、剖面形状、平面形状的24种理想山坡，系统分析不同降雨强度下山坡壤中流水深剖面分布及流量过程。结果表明，坡度是控制系统稳定时间的主导因素，陡坡稳定时间约为缓坡的60%;剖面形状显著影响壤中流空间分布，凹形剖面的稳定水深整体高于直形与凸形，凸形剖面排水能力最强；平面形状主要调控坡脚水文响应，收敛型与高斯型山坡坡脚稳定水深约为发散型和平行型的2倍，而发散型山坡对坡脚流量过程变化最为敏感。研究结果揭示了山坡关键带结构特征对山坡壤中流及流量过程的调控机制，为深化复杂山坡产流机理认知及无资料区水文模拟提供了理论支撑。
基于城市雨洪模型的变电站洪涝灾害预报研究
林刚毅;朱宏声;朱超凡;陈尚登;孟奕舟;胡义明;变电站、变电所作为关键生命线设施，在城市防洪涝工作中处于十分突出的位置。为此，以上海古北220 kV变电站为例，构建面向防洪涝目标的小范围水文特征单元，采用城市雨洪模型(SWMM),输入实测降雨过程和华东区域中尺度数值模式(SMS-WARMS)的模拟降雨过程，对比分析运算结果。发现该技术在变电站或变电站群防洪涝领域存在两个问题，首先气象模型和小范围SWMM模型的空间尺寸不匹配，造成内涝水位运算结果波动较大；其次因为研究区面积较小、调蓄作用弱，少量扰动即可造成预报水位和实际水位出现很大差异。对此提出4项改进措施，即划分水文特征单元时，研究区面积应超过5 km2;将多个变电站置于一个水文特征单元内作为一个研究整体，提高预报准确性；构建多模式降水集成的陆气耦合水文模型，提高降水预报精度和稳定性；采用虚拟水闸动态修正方法，解决小范围水文特征单元中不可预见扰动导致的模型预报失真问题。这些措施对于数字水文技术在变电站、变电站群防洪涝精细化决策管理上具有重要意义。
基于GWO-GOA算法的多参数洪峰流量计算公式的参数修正
何灏川;陈春锦;针对早期《水文手册》数据陈旧、更新滞后，且按经验参数计算难以客观反映实际洪峰的问题，构建灰狼化蚱蜢优化算法(GWO-GOA),并将其应用于多参数洪峰计算公式的参数修正。针对GOA算法搜索范围广，但针对性不高等不足，植入GWO等级领导框架、重构位置更新机制、引入椭圆衰减控制参数a,形成GWO-GOA算法；以8组基准函数对比验证GOA、GWO与GWO-GOA算法性能。以鲁北水文站为参照站，基于水文比拟与多参数洪峰公式构建双目标函数，采用GWO-GOA算法进行计算。GWO-GOA算法的收敛精度与速度均显著优于原算法，且有效抑制早熟。经GWO-GOA算法计算，得出多年平均洪峰流量Qm和参数C_多、n最终取值，经一致性检验结果合理，表明参数校核方案可行。GWO-GOA兼具探索与开采优势，可为洪峰公式参数修正提供新途径。
基于雷达融合产品的降水短临外推方法对比及改进
朱坚;向征;龚昭荟;王沁;赵晓涵;胡浩林;为找到适合当地气象条件的短临预报方法，采用3种临近预报模型(拉格朗日线性外推、S-PROG和ANVIL)对山东省一次强降水过程的雷达回波进行外推预报及评估，发现ANVIL算法在关键预警区域的命中率最高，并在强回波生消过程模拟方面显示出潜力，但该算法在模拟回波生消过程中极易忽视弱回波从而影响回波整体结构。为此引入局部—全局联合优化策略和非线性灰度变换预处理进一步对算法进行改进，改进算法可有效平衡数据保真度与平滑约束之间的矛盾，从而更好地保持降水雷达图像的结构和梯度。定量评估结果表明，改进后的ANVIL算法在强对流天气短临预报中表现最优，特别是在模拟回波生消过程和暴雨衰减阶段具有优势。同时，不同强度回波的预报效果呈现明显差异，强度较弱回波(<20 dBZ)预报最准确。
南水北调中线工程对北京地下水系统生态修复效应评估
张辉;卢路;王超;刘聪;南水北调中线工程自2014年年底通水以来，已累计向北京供水超过100×10~8m3。为定量评估南水北调工程供水对北京地下水系统的生态修复效应，严格识别通水政策的因果影响，弥补现有研究缺乏因果推断的不足，以2014年通水为政策干预节点，构建准自然试验框架，采用断点回归设计(RDD)和水量平衡法，基于1980～2024年北京平原区地下水平均埋深和漏斗区面积双指标，系统评估南水北调工程供水对地下水系统的修复效应。断点回归结果表明，南水北调工程通水在2014/2015年断点处产生了统计显著的政策效应，其中地下水平均埋深的断点效应τ1=4.16 m(p<0.001),漏斗区面积的断点效应τ2=-225.9 km2(p<0.05);安慰剂检验、带宽敏感性检验和控制变量敏感性检验均验证了估计的稳健性。水量平衡分析显示，2015～2024年之间南水北调工程供水累计替代地下水开采55.9×10~8m3,多年平均开采替代率为59.1%;地下水储量累计增加约101.9×10~8m3,综合回补效率约42.4%。研究揭示了“供水替代→开采减少→水位回升→漏斗收缩”的传导机制，为跨流域调水工程的生态效应评估提供了方法参考，亦为北京地下水可持续管理提供了科学依据。
挡潮闸闸型对闸口水动力特性及泥沙淤积的作用机制
汪彦;王丰来;夏艺;马俊峰;郑国诞;为分析挡潮闸闸型对闸口水动力特性及泥沙淤积的影响，以钱塘江八堡船闸为例，探究单闸门挡潮闸与双闸门挡潮闸方案相较于未修建挡潮闸时对八堡船闸闸口水动力、通航水流和泥沙淤积的影响。通过数值模拟对比发现，单闸门方案通过缩小过水断面，使导航堤内环流流速降低35%,流态更稳定；双闸门方案因双孔分流形成东西向环流，流速分布不均且流态复杂。两种方案对航道通航条件影响较小，但单闸门设计方案在闸口流速稳定性和淤积控制方面更具优势，研究结果可为河口船闸设计提供参考。
不同板理倾角板岩强度特征与破坏机制的SHPB试验研究
徐伟杰;陈国龙;徐枫;周德志;胡夏炽;杨超;为探究板理面倾角对板岩的动态力学特性及裂纹发育机制的影响，采用SHPB装置对5种板理面倾角(θ=0°、30°、45°、60°、90°)的板岩试样开展动态压缩试验，并借助高速摄影机和数字图像(DIC)技术实时监测动态破坏过程。结果表明，各试样动态压缩强度σm均呈现σm0°>σm90°>σm30°>σm45°>σm60°的规律；σm随加载速率■的增大而增加，但不同θ试样的增幅有明显区别，其中θ=0°试样的增幅最大，而θ=60°试样最小。在破坏方面，θ=0°时主裂纹垂直板理面发育；θ=30°、45°、60°时主裂纹沿板理面方向扩展导致试样剪切破坏；θ=90°时，裂纹均沿板理面方向扩展造成试样的劈裂破坏。且随着■的增大会产生更多的次生裂纹，导致试样的破坏更加细碎。不同板理面倾角下板岩的破坏机理差异是导致岩体强度变化的核心要素，在实际工程分析中应予以重点考虑。
近断层脉冲型地震动作用下水电站厂房响应特性
杨阳;杨利;李闯;王宗凯;宋志强;因低频能量集中和大速度脉冲，近断层地震动的脉冲对水电站厂房的抗震安全性构成显著威胁。为研究不同近断层地震动脉冲特性对厂房动力响应的影响，以某坝后式水电站厂房为研究对象，建立了三维有限元模型，选取了破裂向前脉冲、滑冲脉冲及无脉冲型三类共12条地震动记录，探讨了近断层地震动脉冲特性对厂房动力响应及损伤特性的影响。结果表明，无脉冲型地震动响应幅值及损伤程度显著低于近断层地震动；破裂向前脉冲型地震动因其低频脉冲特性与厂房自振周期耦合，导致地震响应最大、损伤程度最严重；滑冲脉冲因其长周期特性，响应结果稍小，而无脉冲型地震动结果最小。相较于无脉冲型地震动，脉冲型地震动下的损伤耗散能增加了4.7倍。在近断层区域的厂房抗震设计中，需考虑破裂向前脉冲型地震动的影响。
保温板拆除时机对特高拱坝温度与湿度的影响
白治朋;刘西军;文勇波;朱茜;王炎;汪振;李卓建;梁羽翔;合理选择保温板拆除时机可有效减少混凝土产生裂缝的可能，为明确特高拱坝保温板的最优拆除时机，以某特高拱坝为例，基于实测温度数据，采用有限单元法模拟分析保温板拆除前后坝体温度场与湿度场的变化规律，对比分析了2027年与2030年冬、夏季拆除保温板后坝体表面应力及湿度场响应特征。结果表明，冬季拆除保温板会因温差增大导致坝体表面以拉应力为主，最大拉应力约0.9 MPa;而夏季拆除则因温差较小，坝体表面以压应力为主，最大压应力约0.6 MPa。此外，保温板拆除后混凝土湿度场显著下降，表面湿度扩散加快，说明保温板能有效降低内外温差，减缓水分蒸发。研究结果为特高拱坝施工中保温拆除时机的合理选择提供了一定参考。
强震区面板坝钢塑格栅加筋砂砾石料动力特性试验研究
陈瑞;周旭锐;针对强震区高混凝土面板砂砾石坝坝顶地震响应剧烈、易失稳问题，以新疆卡拉贝利工程为背景，开展钢塑土工格栅加筋堆石料静动力特性试验。通过大型三轴试验，对加筋与未加筋堆石料进行不同围压下静力压缩、不同固结比下动力变形及多工况残余变形试验，对比分析加筋前后堆石料力学特性演化规律。结果表明，加筋使堆石料黏聚力提高25 kPa,内摩擦角由50.07°增至51.91°,最大动剪切模量平均提升5%;加筋后动剪切模量比与阻尼比随剪应变变化规律与未加筋料基本一致；加筋使轴向残余应变减少40%～50%,体积残余应变减少30%～40%。加筋可有效提高堆石体强度与刚度，显著抑制残余变形，提升坝顶抗震稳定性。研究成果揭示了加筋堆石料静动力特性及残余变形抑制规律，为强震区高面板坝抗震设计提供了试验依据。
基于分形矩阵模型的堆石料级配上包络线预测方法
王峰;罗联军;余红松;李想;余海涛;级配是控制堆石体填筑质量的关键性技术指标。筑坝过程中，在振动碾的碾压下，由于颗粒破碎导致级配不断变化，使得堆石料级配上包络线较难预测。传统的级配设计上包络线，本质为基于大量坑测法数据的经验拟合曲线，具有缺乏模型计算依据，现场数据采集量大等不足。对此，基于分形矩阵模型，通过在建最高土石坝——双江口水电站(315 m)大粒径堆石料的颗粒强度试验，测得原型堆石颗粒的破碎耗能，并通过Weibull分布和分形分布求取细观颗粒参数。通过引入最大碾压输入能量，求取堆石料的级配上包络线。最后通过与现场坝料数据对比，发现新方法计算值和设计值较为接近，表明新方法可以较好地预测现场堆石料的级配上包络线。
基于POA-CNN-BiLSTM-Attention模型的地下洞室结构变形监测研究
朱宝强;郭法旺;高文琦;程琳;针对传统大型地下洞室变形监测方法存在的时效性差、难反映结构变形等问题，提出一种基于深度学习的分布式光纤应变—位移智能转换方法，并采用物理模型试验进行验证。首先，设计了某工程城门洞型地下洞室的地质力学模型，通过环向分布式光纤传感网络获取全场应变数据，结合同步位移监测构建数据集；在此基础上，建立了融合卷积神经网络(CNN)、双向长短期记忆网络(BiLSTM)与自注意力机制(Attention)的混合神经网络模型，并引入豪猪优化算法(POA)对模型关键超参数进行动态寻优，形成了POA-CNN-BiLSTM-Attention转换模型架构。研究结果表明，提出的POA模型在最优工况下(λ=1.0)展现出卓越性能，其平均绝对百分比误差(MMAPE)为0.825%。相较于未优化的基准模型，核心误差指标RRMSE大幅度降低，位移转换绝对精度提升64.9%。
基于多策略改进蜣螂算法的供水泵站优化调度
王丁葳;吴永强;牛豫海;王佳伟;李天翔;针对城市供水泵站能耗高、运行效率低的问题，建立了以泵站总输入功率最小为目标函数的节能优化模型，并引入混合混沌初始化、动态参数调整、柯西变异、莱维飞行和动态反向学习策略对蜣螂优化算法(DBO)进行改进，提出一种混合多策略协同蜣螂优化算法(HMCDBO)用于求解泵站节能优化调度模型。6种基准函数性能测试表明，HMCDBO算法相较于DBO、GA和PSO,在收敛速度与寻优精度上均具有更优表现。最后结合X市工程实例对所提算法进行验证。结果表明，HMCDBO算法可精准求解复杂约束下的最优水泵组合方案，在保证供水需求的前提下，提供了更加合理的运行方案，平均日节能率为13.5%。
大流量混流泵站进、出水池水流特性模拟与验证
张鹏;欧阳丽;贺怀杰;陈雪妮;高旭;沿海平原受暴雨和外海潮位顶托双重影响，需通过泵站与水闸联合排涝以保障流域安全。以桃渚平原流域排涝闸站工程为例，结合数值模拟与物理模型，系统分析闸站在泵站抽排和水闸自排工况下的流态与速度特性，并开展数模、物模对比验证。研究结果表明，在泵站抽排工况下，数模与物模在速度量级上吻合良好，各泵组开启组合流态均平顺，无水跃与强旋涡。为优化水力性能，推荐按“~#3→~#2→~#4→~#1→~#5”顺序逐台开启以达到最佳对中状态。研究结果为排涝闸站排涝能力评估与运行优化提供依据，也可为类似滨海排涝工程提供参考。
考虑变形测点时空协同效应的混凝土坝变形监控模型
董甲甲;耿玉龙;杨顺群;蓝祖秀;漆一宁;苏怀智;混凝土坝作为大体积整体结构，其变形监测量间往往存在复杂的关系。为探究变形监测量间潜在关联并提升监控模型预测精度，综合利用小波变换法、核均值聚类法与双向门控循环单元，构建了考虑测点间时空协同效应的混凝土坝变形监控模型，首先采用经验小波变换法，提取原始监测序列中的低频信号替代传统时效分量，并将其与监测序列间的差分距离和绝对距离作为各测点的相似度评判准则；然后结合核均值聚类法对某混凝土拱坝的多个水平位移监测点进行分析，再将变形监测点聚类为多个关联测点簇后，以某测点和其簇内关联测点分别作为效应量和影响因子集，使用双向门控循环单元算法构建了混凝土坝变形监控模型；最后通过eMAE、eMSE、eRMSE、R2等指标将所提模型与常用的机器学习算法进行对比。结果表明，所提模型精度均高于对比模型，且预测效果更优。
坝顶增模堆石区对蓄水期超高心墙堆石坝坝体变形协调性和抗震性能的影响
朱晟;王继敏;宁志远;范智强;钟春欣;邓韶辉;杨娱琦;针对300 m级超高心墙坝坝顶蓄水开裂和震害问题，依托两河口水电站，提出了超高心墙坝坝顶设置增模堆石区的设计理念，并通过孔隙率与相对密度双控填筑标准、现场与室内试验、黏弹塑性静动力有限元分析，系统研究了坝顶增模堆石区对蓄水期坝体变形协调性和抗震性能的影响。结果表明，确定增模堆石区最佳填筑标准为孔隙率≤20%、相对密度0.71,相应施工参数为松铺厚度1 m、加水量5%、32 t振动碾压10遍，现场检测合格率达94.7%;增模堆石区可显著改善坝顶变形协调性，如计算横向变形倾度由1.2%减小到0.9%,降低25%,有效抑制坝顶蓄水裂缝，但对大坝整体应力变形分布影响较小；坝顶增模堆石区可明显提高大坝的抗震性能，有效减小心墙堆石坝地震反应的“鞭梢效应”,如设计地震工况下最大震陷量降低25%,上游坝坡潜在最危险滑弧的计算滑移量减少16%。合理设置增模堆石区可同时提高坝顶抗裂性能和大坝抗震安全性，研究成果对超高心墙堆石坝设计与建设具有重要参考价值。
基于XGBoost-SHAP的空腹重力坝变形可解释性智能预测模型研究
许晓军;晁阳;陈为雄;李同春;针对大坝安全监控中机器学习模型的“黑箱”问题，提出融合XGBoost与SHAP框架的协同模型。基于变形物理机制构建水压、温度和时效分量特征向量，经标准化和时序分割后，通过网格搜索优化XGBoost超参数建立高精度预测模型；以平均绝对SHAP值≥0.02为阈值量化因子贡献，同步实现特征筛选与机理解析。湖南镇空腹重力坝应用表明，模型测试集拟合优度R2达0.948～0.976,SHAP解析揭示温度分量为核心驱动因子(贡献占比63.8%～74.9%),显著高于水压分量和时效分量。该模型通过“预测—解析”协同机制，为空腹重力坝安全诊断提供可量化、可溯源的决策工具。
跨活断层引水隧洞洞内明钢管对断层错动的适应性研究
满新勇;韩金明;王贞琴;张佳丽;李翔宇;苏丹;为分析跨活断层引水隧洞洞内明钢管对断层错动的适应性，采用有限单元法分析了结构在断层蠕滑和黏滑错动变形下的受力变形特性。研究发现，在断层蠕滑作用下，与正常运行工况相比，洞内明钢管位移显著增加，但应力变化较小；断层沿某个面发生黏滑错动时，在错动面附近形成约1/2倍断层影响带宽度的变形区，尽管错动量高达2.5 m,钢管应力仅在支承环附近有所增加，且能满足安全要求；伸缩节和滑动支座的设置有效减轻了断层错动变形对钢管的影响，但断层发生黏滑错动时，部分伸缩节横向和轴向变形量同时超过100 mm,支座滑移量最大可达200 mm,可能在伸缩节和支座处出现破坏；断层黏滑破坏性巨大，结构要完全适应则需要较多的伸缩节，代价较高，且会降低结构的稳定性和抗震性，考虑到断层黏滑是小概率事件，建议设计侧重于控制破坏范围，减小灾害损失。
空化颗粒耦合作用下离心泵叶片磨损特性研究
乔金宇;柏钦成;李梦鸽;韩军;崔立明;赵伟国;含沙水情况下，离心泵叶轮流道内空化的发生会显著改变颗粒的路径与聚集状态，使基于非空化假设的叶片磨损预测产生偏差。针对泵内气、固、液多相耦合流动特征，采用数值模拟方法，耦合Schnerr-Sauer Cavitation Model空化模型、Discrete Phase Model颗粒运动模型及Oka Erosion Model磨损预测模型，在颗粒浓度26 kg/m3及粒径25、50、75μm条件下，系统研究了空化对叶轮流道内颗粒分布重构及磨损特性的影响机理。结果表明，未发生空化时，颗粒沿叶片吸力面向叶轮出口输运，并在出口区域形成高浓度堆积，导致吸力面出口磨损显著增强；空化发生后，叶轮入口气相结构导致流道内主导流动模式，使颗粒整体由吸力面向压力面迁移，颗粒堆积峰值明显降低并分散至更广泛区域，叶片区域颗粒堆积浓度下降到未空化时的1/4,从而引起磨损集中位置由吸力面出口转移至压力面中段，磨损率最大值是未空化时的1/10～1/3。相同空化强度下，颗粒粒径决定局部磨损强度，空化主要通过改变颗粒聚集位置调控磨损空间分布，而非单纯放大磨损幅值。研究结果揭示了空化通过颗粒输运重构，影响叶片磨损演化的内在机制，为含沙水情况下离心泵磨损预测与抗磨损设计提供了依据。
高水头水泵水轮机不同开度下轴向水推力特性
吴道科;舒崚峰;莫剑;针对高水头水泵水轮机在非设计工况下因转轮间隙流动引起的轴向水推力脉动问题，采用CFD数值模拟方法，通过构建包含密封间隙及均压管的三维模型，研究了不同导叶开度对轴向水推力特性的影响机制，分析了水轮机工况不同开度下转轮流态、轴向力分布及脉动特征。结果表明，导叶开度通过控制流量大小间接影响轴向力，在40～50 m3/s流量区间轴向力值差异较大，降幅最高达57%。间隙内剪切层失稳现象及涡结构，易诱发低频轴向力脉动，其轴向力脉动幅值远大于主流道，可达6～8倍。均压管的存在可有效降低间隙轴向力8%～40%,尤其对小流量工况效果更为显著。研究结果可为提高水泵水轮机运行稳定性提供参考。
基于MFO-VMD-MSCNN的水泵水轮机发电工况下空化故障诊断
聂靓靓;王权;孔吉宏;何志宏;肖龙;周鑫;师博威;李超顺;针对水泵水轮机空化故障精准诊断难题，提出一种基于飞蛾扑火优化算法(MFO)、变分模态分解(VMD)和多尺度卷积神经网络(MSCNN)的故障诊断模型。首先，利用MFO算法以功率谱熵为适应度函数对VMD的参数进行优化，其得到最优的分解参数；然后，输入水泵水轮机的声发射信号进行VMD分解，提取分解各IMF分量，构建多维特征向量；再将特征向量输入到多尺度卷积神经网络(MSCNN)模型中进行故障诊断，输出诊断结果；最后通过水泵水轮机在水轮机工况下的不同导叶开度、单位转速的诊断试验及与不同模型的对比试验。结果表明，所提模型在多工况下平均诊断准确率达98.70%,优于多种传统模型，且具有较高的精度与稳定性。
基于导叶接力器行程与流量关系辨识的水轮机效率试验研究
谭威;丁科;朱悦;付亮;针对现有水轮机真机效率试验方法需安装大量测试设备、工程量大、现场适用性受限，难以便捷、精准完成真机效率测试的问题，提出一种基于导叶接力器行程与流量关系辨识的真机效率试验方法。首先通过真机测试与模型换算，建立导叶接力器行程与模型水轮机导叶开度的关系曲线；再结合水轮机模型综合特性曲线计算流量，同步采用水力测试仪器采集水轮机各部位压力与发电机有功功率数据，实现水轮机真机效率试验。同一电站的对比验证表明，该方法测得的水轮机真机流量与超声波测流结果的误差在3%以内。将该方法应用于重庆回龙寨电站机组改造后的效率测试中，发现~#1机组改造后，在20.08 m水头下的水轮机最高效率达93.95%。由此可见，所提试验方法可实现水轮机真机效率的精准测试，兼具可操作性强、成本低的优势，为水电机组能效特性的精准获取与水电站高效运行提供了新的技术路径。
计及稳定余量的水电机组一次调频PI参数优化研究
汪广明;汪文元;易谦;赵坤杰;袁晓辉;将稳定余量的概念引入水电机组一次调频建模仿真，在兼顾水电机组调节系统稳定性的同时，通过改进灰狼算法优化水电机组调节系统的PI参数以提升一次调频的调节性能。首先，通过构建水电机组一次调频系统数学模型，推求机组一次调频系统的稳定余量。然后，建立考虑稳定余量的机组一次调频PI参数优化模型，提出改进灰狼优化算法优化得到一次调频PI参数。最后，通过算例验证在考虑系统稳定余量的前提下，优化得到的PI参数既保证了机组一次调频的稳定性，又提升了其调节性能。
单向隔离约束下水电站高密度数据跨区传输与分层存储优化
王登贤;明星宇;杨华澍;夏建华;林雨欣;方馨婷;李福青;符向前;针对水电站跨安全区高密度数据传输在单向隔离条件下面临的通信不可确认、数据完整性与可用性难以保障及海量数据存储效率低等问题，提出一种单向隔离约束下水电站高密度数据跨区可信传输与分层存储优化方法，在正向隔离约束下，通过构建“数据分片—时间序号—哈希校验”相结合的可信传输机制，实现接收端对高密度数据完整性的自主验证；基于数据生命周期差异，设计“原始文件—秒级明细—分钟汇总—天级统计”四级分层存储架构，并结合冷热数据分离与分库分表策略提升存储与查询效率。以某大型水电站17套辅助自动化系统为验证对象，系统实现34×104点/s高密度数据稳定跨区传输，传输完整性达99.93%,存储成本降低42%,典型查询响应时间不超过300 ms。工程应用表明，该方法可在不改变既有安全防护体系的前提下，有效支撑水电站高密度数据的安全汇聚与应用。此外，给出面向单向通信约束的端到端工程实现要点，包括校验清单的周期性广播与接收端去重补齐机制，为同类场景提供可复用的工程范式。
水电站高密度实时数据的边缘采集与鲁棒预处理研究
徐龙;汪林;丁萁琦;王登贤;任刚;方馨婷;符向前;针对水电站多套辅助自动化系统在同步高频采集条件下易引发网络拥塞、数据质量难以保障的问题，提出面向水电站高密度实时数据的边缘错峰采集与鲁棒预处理方法。深度融合工业物联网(IIoT)与边缘计算技术，基于云边协同架构构建边缘分布式采集体系，通过物理资源解耦降低多系统并发采集过程中的资源竞争风险；从时域调度机理出发，在边缘侧引入相位偏移错峰调度机制，利用毫秒级时域规划实现采集流量的确定性整形与平滑分布，从物理机理层面缓解网络通信冲突；并构建涵盖时序重构、缺失值补偿与异常抑制的鲁棒预处理流程，结合本地环形缓存机制保障高密度数据链条的连续性与完整性。某大型水电站17套辅助自动化系统工程应用表明，系统实现了20 ms级高频数据采集，全站数据处理规模达34×104点/s,数据完整率由95.2%提升至99.93%。工程应用结果表明，该方法在不增加网络硬件资源的前提下，有效缓解了高密度数据采集场景中实时性与系统稳定性之间的矛盾，为水电站智能运维提供了高质量的数据基础。
水电机组原位连接螺栓相控阵超声检测
李阳;邓韬;张彤昊;何云;李久航;李红川;陈博文;针对水电机组原位连接螺栓一侧端头埋入基础设备，仅露出一侧端面，A型脉冲超声检测时采用直探头和小角度纵波探头放置在螺栓露出的端面检测，声场不能覆盖整个螺栓全体积，尤其是长径比较大螺栓的对侧螺纹区域，达不到标准规定的采用直探头、小角度纵波探头在螺栓两侧端面和斜探头在螺栓杆部进行超声检测的要求。为此，分别采用相控阵线性阵列探头和环形阵列探头，通过对两种不同长径比螺栓进行模拟仿真、对比试块测试和实际螺栓检测，并对两种探头的扇形扫描、电子扫描模式结果进行对比分析。结果表明，线性阵列探头采用扇形扫描模式时对本侧螺纹和长径比较小螺栓具有较高灵敏度，而对长径比较大螺栓的对侧螺纹区域存在检测盲区；环形阵列探头采用电子扫描模式可有效检出长径比较大螺栓对侧螺纹区域有一定深度裂纹，且不受螺栓端面中心孔的影响，有效解决了长径比较大原位螺栓检测对侧螺纹存在盲区的问题。
中小型流域梯级水电站群机组负荷分配方法
龚科;江政;张元元;杨立勇;邱晓松;传统梯级水电站群短期调度通常先确定电站出力再分配至机组，需反复校正约束以保证水量平衡，降低了计算效率与解集质量。为此，提出一种以机组为最小单元的中小型流域梯级水电站短期调度模型。该模型包含两层：内层采用基于水位启发信息的层推法确定机组启停与出力；外层是以水位经济区间上下限为决策变量，通过多核并行禁忌增量动态规划求解不同水位经济区间下的机组出力。两层交替迭代直至发电量变化满足精度要求，最终得到各电站最优水位经济运行区间及机组出力过程。某流域5座日调节电站实例表明，该方法可快速制定日发电计划，机组出力过程平稳，且能显著提升梯级总发电量，适用于中小流域梯级电站的短期调度。
双核驱动框架下梯级水电逐月发电能力边界评估
刘晓阳;陈佳;朱燕梅;黄炜斌;郭乐;张博涵;针对传统水电站发电能力评估中水文动态适应性不足与边界不完备的问题，提出一种融合丰—平—枯典型年优化与双核驱动框架的逐月边界评估方法。构建“理论极限层—运行实践层”动态耦合评估框架，理论层耦合水量平衡与月极值水情捕捉极端潜力，实践层集成优化调度实测极值。大渡河梯级系统应用表明，双核驱动使年均最大出力提升10.21%,最小出力占比11.98%;揭示以瀑布沟为界的出力空间分异规律——上游“之”字形波动(调节主导)、下游“凹”字形变化(泄流主导)。研究可为水电系统调度与电网风险防控提供理论支撑。
基于抽水蓄能灵活调度效益的水风光蓄协同优化调度
陈志鼎;王俊杰;徐孝朋;张文健;陈象怡;为应对高比例新能源并网所导致的波动性与消纳挑战，提升抽水蓄能电站在多能互补系统中的经济调度价值与灵活调节作用，以水—风—光—蓄多能互补联合发电系统为对象，开展以抽水蓄能灵活调度效益最大化为导向的短期优化调度研究。引入分时电价机制，构建以系统总发电量最大化、剩余负荷波动最小及抽水蓄能灵活调度效益最大为核心的多目标优化调度模型，并采用融合混沌映射初始化种群与自适应交叉与变异策略的改进NSGA-Ⅲ算法进行求解。案例结果表明，所提模型与改进算法在各类典型场景和极端场景下均实现技术性能与经济效益的协同优化，在保障风光消纳与水电高效运行的同时，显著提升了抽水蓄能灵活调度效益指标。该短期策略不仅强化了抽水蓄能的调节主导作用，在确保自身经济效益的同时充分发挥了水电与抽水蓄能的协同调节能力，也为清洁能源基地的规划与调度运行提供理论参考。
基于PSO-HKELM的穿管堤防边坡稳定预测
黄锦林;赖煜;张建伟;王兵鹏;邢帅;边坡的安全稳定性一直以来是岩土工程领域的一个重要研究课题，其由多种复杂条件决定。而穿管堤防作为一种特殊的堤防结构，“穿管”这一要素的存在使得预估边坡安全更困难。为克服传统稳定性评估中存在的参数少、精度差等问题，提出一种基于粒子群优化的混合核极限学习机(PSO-HKELM)穿管堤防边坡稳定预测模型，并采用该模型预测了广东省北江大堤某穿管堤防工程边坡安全稳定系数，同时，将预测结果与PSO-ELM、PSO-SVM、ELM、SVM模型预测结果进行对比。结果表明，基于PSO-HKELM的穿管堤防边坡稳定预测模型误差最小，预测精度最高，均方根误差仅为0.057 6,具有良好的适用性与较高的优越性。
基于滩地淹没与堤岸冲刷的东辽河下游洪水风险分析
王隆凡;张皓;刘世轩;刘江凌;彭勇;平原区河道面临堤防内滩地淹没与堤河邻近段水流冲刷堤防的复合灾害。对此，以东辽河下游王奔—福德店段作为研究对象，基于高分辨率地形数据构建了Telemac-2D二维水动力模型，系统模拟了50～2 000 m3/s恒定流与2～100年一遇非恒定流共28个洪水情景，计算了河道淹没面积与平均水深，并提取了18处堤河邻近段的单宽流量(水深×流速)。水动力模拟结果表明，河道流量小于500 m3/s时，淹没面积与堤河邻近段单宽流量随河道流量急剧增加。当河道流量超过500 m3/s,受堤防约束淹没面积趋于稳定；河道平均淹没水深近似线性增长；团结村、保安村等堤河邻近段单宽流量持续增加，最高可达5.5 m2/s;丁家堡等堤河邻近段因漫溢分流致使单宽流量增长放缓甚至回落。从河道淹没面积、水深和堤河邻近段单宽流量等多个维度，量化了多流量情景下河道洪水淹没与堤防风险非线性演变规律，为流域防汛抢险与险工段治理提供了依据。
大型交流励磁发电电动机通风噪声特性研究
李佳;谭书馨;张海波;程诗明;骆林;刘传坤;贺昕;为研究大型交流励磁发电电动机通风噪声特性，首先采用RANS湍流模型开展电机通风系统的流场仿真，结合SNGR分析模型识别出铁心风道为最主要通风噪声源；然后采用LES湍流模型与FW-H声比拟方程计算不同转速下的通风噪声频谱特征，并通过流体相似模型试验验证了计算方法的有效性。在此基础上进一步对比计算了槽口气隙对电机通风损耗与噪声的影响规律。结果表明，转子槽口气隙对电机通风损耗的影响不超过5%,但对近场基频噪声影响接近17.2 dB;定子槽口气隙对电机通风损耗影响可忽略不计，但其对近场宽频噪声影响超过10 dB;消除槽口气隙能够降低电机远场噪声≥5.5 dB。研究结果为大型交流励磁发电电动机通风系统设计和噪声治理提供了理论依据和参考。
两河口对孟底沟截流施工期安全度汛的防洪调度方式研究
魏勤;丁金涛;陈平;王宇;洪水过程不确定性分析是水库防洪调度方式研究的重要基础。然而，现有研究较少将上游水库坝址洪水与下游区间支流洪水进行联合分布分析。本文以雅砻江中游两河口水电站及其下游在建的孟底沟水电站为研究对象，应用高斯Copula函数构建了两河口坝址洪水及两河口－孟底沟区间洪水的年最大洪峰流量和最大15日洪量的四变量联合分布。采用拉丁超立方抽样（LHS）技术模拟生成干支流洪水特征样本，并通过概率相似性匹配对应的历史洪水过程，形成若干洪水场景。在此基础上，结合风险度量指标—风险价值（VaR）和条件风险价值（CVaR），综合评估了不同起调水位下的防洪风险。研究表明：所提出的Copula-LHS洪水场景生成框架能有效表征洪水变量的相关性，基于VaR与CVaR的防洪风险评估模型可为防洪调度策略的风险量化提供可靠依据。据此提出了两河口水库在汛期分阶段的起调水位控制建议，为孟底沟截流施工期的安全度汛提供了理论支持与决策参考。
考虑水电调节约束与储能SOC保持的水风光储互补系统优化调度
刘杨;吴红梅;谢奥;李尚哲;针对水风光储互补系统日前调度中水电调节边界、储能荷电状态可持续性及源荷预测误差共同影响运行结果的问题，建立计及水电出力、爬坡、可用水能、储能SOC保持和源荷裕度修正的线性优化模型。模型以综合运行成本最小为目标，将弃风弃光、外购电、储能吞吐和并网功率波动纳入统一评价，并说明裕度修正对水电上下调余量和储能期末SOC的传导作用。算例表明，在保持同等资源配置的条件下，所提方法可降低弃风弃光率、外购电量和并网功率波动，同时避免储能过度透支。研究结果可为水风光储联合运行的日前计划编制提供参考。
基于物理和数据驱动混合建模的径流时空分析及驱动研究
高海东;孙颖娜;为提高径流模拟精度并识别主要驱动机制，以东北地区呼玛河流域为研究对象，构建物理模型与数据驱动模型耦合的径流时空分析框架。采用SWAT模型模拟日尺度径流，并利用长短期记忆神经网络(LSTM)进行后处理修正，引入SHAP方法解释输入特征贡献；基于SRM融雪径流模型，结合高程分带、气温、降水和积雪覆盖数据，计算3—5月融雪期融雪径流与降雨径流贡献；采用随机森林模型识别SRM输出、气象因子、积雪覆盖率和雪储量等变量的重要性。结果表明，SWAT–LSTM模型测试期NSE和R2均为0.90，PBIAS为1.74%；SRM模型在2006—2012年各水文年中NSE和R均高于0.70，Dv控制在±8%以内。融雪期融雪驱动比例为15.0%—76.4%，降雨驱动比例为23.6%—85.0%，表明春季新增径流受融雪和降雨共同控制。雪储量高值区主要位于流域西部及中高海拔地区。随机森林结果显示，SRM模拟径流贡献率最高，为17.6%，积雪覆盖、气温和前期降水也是重要驱动因子。研究表明，该框架可兼顾径流模拟精度提升与驱动机制识别，为区域水资源管理和春季径流预报提供参考。
掺矿化微生物石膏矿渣水泥的早期强度研究
王宇堃;寿思龙;孟永东;由矿渣、磷石膏和少量硅酸盐水泥制备的石膏矿渣水泥(SSC)是一种环境友好型的胶凝材料，但早期性能较低的缺陷限制了其在工程中的广泛应用。本文将巴氏芽孢杆菌作为矿化微生物，醋酸钙和尿素作为反应底物，以内掺不同浓度巴氏芽孢杆菌为变量，研究微生物浓度对石膏矿渣水泥砂浆抗压强度的影响。并结合X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、核磁共振(NMR)和扫描电镜(SEM)分析微生物对石膏矿渣水泥的改性机理。结果表明，内掺微生物能显著提升砂浆的早期强度，且增幅随菌液浓度的增加呈现先增大后减小的趋势，当内掺微生物浓度为1×107 cells/mL时达到最佳，3 d和7 d抗压强度分别提高10.39%和29.03%。微生物对砂浆强度的提升归因于MICP作用生成的碳酸钙填充砂浆内部孔隙，降低了砂浆的孔隙率，优化了孔径分布，并且与石膏矿渣水泥水化生成的钙矾石、C-S-H凝胶共同提供强度来源。
变负荷工况下混流式水轮机非定常流动特性及能量耗散机理研究
张智;刘珂;李虎;刘杨;吴文骏;张玉全;为揭示混流式水轮机变负荷运行中尾水管涡带、压力脉动与局部能量耗散的关联规律，本文采用SST k-ω湍流模型，对某原型机组四种典型导叶开度开展全流道三维非定常数值模拟，并结合压力脉动时频分析和湍流熵产方法研究流动失稳及耗散特征。结果表明：低负荷下转轮出口环量较大，尾水管直锥段形成大尺度偏心螺旋涡带，并诱发低压核心、局部回流和边界层分离；随导叶开度增大，涡带收缩，压力分布趋于均匀。无叶区压力脉动主峰稳定在18.75 Hz附近，主要受转静干涉影响；低负荷下时域波形叠加低频起伏，附加频率成分明显，工况接近高效率区及高负荷区后，频谱能量向叶频主峰集中，脉动周期性增强。尾水管在0.2～0.3fn频段表现出明显低频响应，WS1～WS3均可识别出对应主峰，但主峰幅值并非沿轴向单调衰减，说明低频脉动体现为偏心涡带作用下的连续空间响应和局部幅值差异。湍动能与湍流熵产分布表明，低负荷高耗能区集中于尾水管进口及直锥段涡带附近，涡带旋转、剪切和回流共同增强局部湍流耗散；负荷升高后，高湍动能区和高熵产区缩小，尾水管不可逆能量耗散降低。研究结果可为混流式水轮机宽负荷稳定运行和低频激振控制提供参考。
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
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．
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。
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 .
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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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