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本刊消息
我刊1篇论文入选“2025年度湖北省科技期刊百篇优秀论文”
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
more..本刊公告
2026年第11期杂志已出版并快递给作者
2026年第10期杂志已出版并快递给作者
2026年第9期杂志已出版并快递给作者
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
more..耦合Transformer-BiGRU和SWAT模型的淮河流域月径流预测研究
刘晓丽;汪世君;鉴于传统水文模型与单一数据驱动模型在水文过程的非线性特征捕捉上存在局限性，为提高水文预报的精度，以淮河中上游出水口蚌埠站为例，构建了一个耦合SWAT水文模型和Transformer-双向门控循环单元(BiGRU)深度学习模型的混合模型(STFBG),该模型将基于SWAT水文模型模拟蒸散发、地表径流数据以及降水等气象数据作为输入，融合Transformer在全局依赖关系识别中的优势以及BiGRU在时序特征提取中的能力，提升模型对径流序列特征的捕捉性能。通过与SWAT-长短期神经记忆网络LSTM (S-LSTM)、SWAT-Transformer(S-Transformer)、SWAT-BiGRU(S-BiGRU)三个单一耦合模型的对比，评估模型性能。结果表明，物理-数字耦合模型的构建有效提升了径流的预测精度，显著改善了数字模型在径流预测中易受预报因子相关性影响的问题；STFBG模型在整体以及峰值的预测中展现出更高的预测性能，验证期决定系数R2达0.886,较S-LSTM、S-Transformer、S-BiGRU分别提升了3.384%、3.626%、2.904%。可见STFBG模型能够提高对研究区径流的非线性特征的识别能力，提高径流预报精度，可为流域水资源管理及防洪抗旱提供参考。
暴雨移植下潍坊市主城区洪涝模拟及驱动机制分析
刁文浩;李庆国;李浩然;陈洋;杨文泰;刘玉玉;为了解易受台风暴雨影响的沿海城市的洪涝过程，移植郑州“7·20”特大暴雨，基于CAflood模型进行潍坊市主城区洪涝模拟，分析了极端台风暴雨条件下的洪涝灾害特征，并采用地理探测器解析洪涝驱动机制。结果表明，移植暴雨下，淹没水深大于1.0 m的区域占研究区总面积的11.95%,近1/2区域淹没水深超过0.15 m,高风险区集中于白浪河水系沿岸低洼带；自然因子主导风险格局，DEM解释力最高(0.480),其次为相对高程(0.247)与河网密度(0.175);交互效应揭示自然-社会-经济多维耦合机制，人口密度与DEM、土地利用的交互作用呈非线性增强，q值分别提高至0.54、0.36,GDP与河网密度交互为0.25。研究成果可为中小城市极端暴雨洪涝防御提供参考。
2025年甘肃兰州“8.7”暴雨山洪天气成因分析
严昌盛;曹大成;王鹏;王婷;张荣刚;基于地面雨量站逐时降水、高空观测、多普勒天气雷达、FY2G亮温及ERA5再分析资料，系统分析了2025年8月7日甘肃兰州一次暴雨山洪过程的天气成因。结果表明，该过程具有极端性强、雨量大和时段集中等特征，强降水主要落区位于兰州南部榆中县；副高与大陆高压贯通，其西侧偏南气流输送暖湿空气，与西风带短波槽东移所携冷空气在兰州地区交汇形成切变线，构成强降水的有利环流背景，同时祁连山、兴隆山等山脉的地形抬升使降水量增大；在低层辐合、高层辐散的垂直环流背景下，持续的上升运动、充足的水汽与适宜的热力条件相互叠加，促使中小尺度对流系统不断合并、增强，触发了显著的“列车效应”;环境场上干下湿的不稳定层结、较低的抬升凝结与自由对流高度，配合弱垂直风切变，为强对流的发生提供了极为有利的热力与动力条件。研究结果可为该区域暴雨山洪的预报预警工作提供理论依据。
通航蓄水约束下平原复式河道行洪响应机制与伴生风险量化评估
李玥璿;付意成;陈立峰;孙鹏;林晓龙;平原复式河道在“防洪-通航”双重约束下面临行洪机理复杂与伴生风险识别滞后的难题。以山东省小清河为例，融合机载激光雷达与无人船声呐技术构建高精度“空-地-水”一体化地形基底，耦合MIKE11一维水动力模型与改进型动态风险识别算法，实现洪水演进过程与风险空间的精细化映射。结果表明，综合治理工程重构水力边界后，同等量级洪水位较治理前降低1.2～1.9 m,显著扩大防洪安全裕度；常态化通航蓄水改变河道水动力特性，使中下游洪水波速提升约19.9%,洪峰到达时间提前0.17～0.83 h,应急预警窗口显著压缩；基于浸没风险势能场分析，量化了侧向回水顶托与穿堤涵闸排涝能力衰减的耦合致灾路径，揭示了底高程受限水工设施的功能衰减规律及滩地毛细浸没的高敏感空间分异特征。据此提出“闸群动态预泄+关键河段精准疏浚”的协同管控策略，为平原航道复合功能优化与防洪排涝精细化管理提供了定量依据。
地形复杂区域降雨空间插值方法及时空尺度效应分析
苏遥;李玉奎;刘沁薇;王立双;为提高复杂地形区降雨空间分布刻画精度，基于江西省西南部山区2016～2019年3 516个雨量站数据和0.5、1、2 km空间分辨率DEM,比较IDW、OK、CK、TPS、ANUSPLIN五种方法在日、月、年时间尺度下的插值效果。结果表明，ANUSPLIN在各时间尺度均表现最优，日尺度RRMSE为9.36 mm,较IDW、OK、CK、TPS分别降低约28.1%、17.1%、11.2%、14.2%;1～2 km分辨率在精度与稳定性之间平衡较好。引入高程因子并合理选择时空尺度可显著提升复杂地形区降雨插值精度，为数字孪生流域降雨数据质量控制及洪水预报计算提供可靠支撑。
金沙江上中游流域多源卫星降水数据融合
侯建刚;马晶洁;江安平;蒲文辉;马可欣;卫星降水产品能有效弥补地面观测降水信息的不足，但单一产品存在随机误差和系统误差。以地面雨量站点数据为参照，从降水数值一致性检验与降水事件探测性能方面评估了金沙江上中游流域IMERG、CMORPH两种卫星降水产品的适用性，并结合滑动窗口订正法和贝叶斯加权平均法，实现两种卫星降水产品数据的融合。结果表明，IMERG、CMORPH两种卫星降水产品在金沙江上中游流域的适用性存在显著差异，CMORPH产品表现出更低的误差，但其与地面观测降水事件的相关性略低于IMERG;IMERG相较于CMORPH具有更高的降水事件命中率，但同时在中雨及以上量级的误报率也较高。融合降水数据集显著提高了降水估算精度，明显改善了大雨及以下量级降水事件的探测性能，与原始IMERG、CMORPH产品相比，均方根误差分别降低58.6%、27.9%,相关性均提升31.7%,偏差分别减小115.37%、2.29%。相较于CMORPH,融合降水数据集的命中率超过0.11;相较于IMERG,融合降水数据集的误报率降低0.22以上；融合降水数据集的关键成功指数较两种原始产品提升均超过0.12,可为洪水预警预报以及梯级水库调度决策提供可靠的降水数据支撑。
陕西黄河古贤水资源配置工程全生命周期数字孪生建设思路
刘寰;孟晨;潘澳旋;魏娜;王毅林;党荔蔓;陕西黄河古贤水资源配置工程具有输水线路长、控制节点多、参建主体多、建设与运行周期长等特征，对工程全生命周期一体化管理提出了更高要求。为此，围绕“全生命周期、全要素、全业务、全空间”的建设目标，分析工程数字孪生建设需求，提出“总体设计、分步实施、数据驱动、应用牵引、安全可控”的建设思路，构建涵盖基础设施、数据资源、数字孪生、业务应用、安全保障和系统集成的总体架构，明确主要建设内容和典型业务场景。研究表明，在可研阶段统筹开展数字孪生顶层设计，有利于促进规划设计、建设施工、运行调度和运维管理等阶段的数据贯通与业务协同，可为陕西黄河古贤工程规划论证、建设施工和长期安全运行提供支撑，并为黄河流域重大水资源配置工程全生命周期数字孪生建设提供参考。
基于LSTM-Transformer模型的生物滞留设施土壤湿度预测
金夏;何彦锋;陈强;杨逸帆;陈雷;张翔;生物滞留设施(BRF)是海绵城市雨水管理体系中的关键低影响开发措施，其土壤湿度动态变化直接影响设施的蓄渗、净化和蒸发等水文功能，其变化过程具有显著的强非线性和长依赖性特征，但传统机理模型面临参数获取难、计算复杂等挑战。以典型BRF——雨水花园为例，提出一种融合长短期记忆网络(LSTM)与Transformer的混合深度学习土壤湿度预测模型，使用易于获取的日尺度气象与土壤数据作为输入，在训练集、验证集、测试集上的纳什效率系数(NNSE)分别达到0.987、0.712、0.896,能够有效捕捉降雨后的土壤湿度快速响应与干旱期的缓慢消退等典型过程。研究结果为BRF土壤湿度预测提供了一种结构清晰、计算高效且适用于实际工程的解决方案，不仅有助于提升雨水花园等海绵设施的水文性能评估与运行管理智能化水平，也为类似绿色基础设施的动态监测与预测提供了可借鉴的方法框架，具有较好的推广应用前景。
丹江口水库氮磷浓度特征和营养阈值分析
赵肥西;秦赫;彭晓然;贾海燕;辛小康;王超;丹江口水库作为南水北调中线工程水源地，水质安全至关重要。基于2015～2024年水质监测数据，系统分析了水库氮磷浓度的时空分布特征，并采用频率分布法与受试者工作特征曲线法确定了不同水域的营养盐阈值。结果表明，氮磷浓度呈现空间异质性，库湾总氮、总磷平均浓度分别为1.52、0.069 mg/L,显著高于丹江口库区和汉江库区；总磷与叶绿素a的相关性显著高于总氮，各水域氮磷质量比(24.8～91.5)均远高于Redfield比值(7.2),证实磷是藻类增殖的关键限制因子；总磷营养阈值呈现区域特异性，库湾为0.067 mg/L,明显高于丹江库区的0.020 mg/L和汉江库区的0.022 mg/L,这种空间分异主要受营养盐背景、水深、风浪及光照条件等多重环境因子共同调控。研究结果可为水源地富营养化防控提供科学依据。
满管流污水检查井水质垂向分布及取样优化
王铖;郭帅;管网高水位运行背景下，传统水质采样方式因无法适配高水位下的水质垂向分层特征，其代表性不足成为制约外来水精准排查的瓶颈。为此，选取两类典型管段共11口检查井，基于水深H与管径D的比值将工况划分为非满管流状态(H/D<1)、低水位满管流状态(1≤H/D<2)、高水位满管流状态(H/D≥2),采用定位取样器(AIS-100)进行等间距分层采样，结合快速消解分光光度计法测定化学需氧量(COD)质量浓度，分析水质垂向分布规律，评估《水质采样技术指导》取样方法适用性，并探索高水位满流井的优化取样区域。结果表明，《水质采样技术指导》单点取样深度规则适用于H/D<5的高水位满管流井中，在H/D>5的高水位满管流井中《水质采样技术指导》取样方法适用性受限。基于垂向分层特征与伯努利方程揭示的流速分布机制，可识别出“过渡层下半段及下部排除淤积物层”构成的“活水区”,为高水位满管流井外来水排查的最优取样区域。该研究可为满管流污水井的精准取样、外来水排查及管网水质监测方法优化提供一定支撑。
青铜峡库区湿地植被水深演变特征分析及生态阈值确定
高静雅;朱长军;王世岩;刘畅;杜飞;赵仕霖;林金妮;果明媚;青铜峡库区湿地是黄河水沙冲淤变化下形成的滩涂湿地，其形成发育长期受黄河上游来水和青铜峡水库调度多重影响，已经形成了较为稳定的生态系统。上游黑山峡拟建工程投运后将改变入库径流条件，明晰植被适宜水深阈值及量化上游水利工程典型调度情形下的植被响应对库区生态保护修复及优化上游水利工程调度具有重要意义。为此，以青铜峡库区湿地植被为例，基于工程建设前后丰/平/枯/特枯四种典型水文年水深模拟结果，结合湿地植被淹水阈值，分析了植被生长区域平均水深以及不同区间(最适0.13～0.47 m,适宜0～0.64 m,不适>0.64 m)下植被空间分布特征。结果表明，工程调度在不改变6～7月上升、8月回落的季节性规律的同时产生了不同程度的涨水。水位抬升和沿程地形差异作用下，植被不同区域空间分布变化集中在中上游河段，表现为丰/平水年河缘适宜带转化为不适带，植被不适区增大；枯/特枯水年岸缘新增适宜，适宜区扩大。总体形成了工程调度后河缘不适带向外扩张，贴岸适宜带向陆侧退缩的格局。研究结果揭示了工程运行条件下湿地水深变化与植被生长环境适宜性的初步规律，为库区湿地的生态调度与生态保护提供了定量参考。
基于多注意力增强物理感知网络的弯管水流模拟研究
杨戊照;弯管作为关键水力结构，其运行安全与水力性能对整个工程调度具有重要影响。弯管内部流动过程复杂，存在明显的非线性和不稳定性特征，传统试验方法能提供准确的流场数据，但其周期长、成本高，难以覆盖多工况。计算流体力学(CFD)模拟虽然精度较高，但计算成本呈指数增长。因此，提出多注意力增强物理感知网络(MAPNet),基于改进多层感知器架构，通过注意力模块动态捕捉90°弯管内流场特征。结果表明，MAPNet模型在训练集、验证集、测试集中相关系数R2值均接近于0.99,均方根误差RRMSE值均低于0.1 m/s,综合表现优于随机森林、支持向量回归、多层感知器和卷积神经网络算法。在基本保持CFD模拟精度的前提下，大幅度提升了预测效率，为水利工程内部流动场模拟提供了新路径。
近坝不同方量滑坡诱发涌浪传播特征及对工程影响分析
丁新潮;李鹏峰;贺翠玲;苏正洋;游铭;王凯玉;黄河上游近坝库岸滑坡体失稳后易诱发次生涌浪灾害，对工程建筑物及人员安全构成严重威胁。以黄河上游某水电站右岸Hp08滑坡体为例，考虑滑坡体局部滑动、次级滑动、整体滑动3种破坏模式，基于SPH方法开展三维滑坡涌浪数值模拟研究，分析不同方量下滑坡诱发涌浪传播特征及其对工程建筑物的影响。结果表明，初始涌浪高度与对岸涌浪爬高随着滑坡方量的增加而增大，局部、次级、整体滑动下初始涌浪高度分别为1.6、3.5、4.0 m,对岸爬坡高度分别为8.9、20.1、26.5 m。涌浪传播至坝前将引起水位抬高，对坝体产生较强的冲击作用，局部、次级、整体滑动下的坝前涌浪高度分别为2.2、4.3、5.1 m,作用于大坝的冲击力分别为2.3×104、4.7×104、5.5×10~4kN。整体滑动时涌浪接近坝顶高程，具有较高的漫坝风险，对工程影响最为显著，建议采取工程措施。
斜向不规则波作用下直立式防波堤越浪及受力研究
徐超;黄哲;李艳丽;宋国华;汪峰;为研究斜向不规则波作用下环抱形直立式防波堤的越浪量及波压力分布特性，以指导某港口延伸堤头工程的设计，综合采用物理模型试验与数值模拟相结合的方法进行研究。首先，系统梳理并比选了适用于斜向波的直立堤越浪量计算方法(包括FRANCO C法、美国海岸工程手册法及大连理工大学法等)与波压力计算方法(包括合田良实法、永井庄七郎法、港口与航道水文规范法等)。依据弗劳德相似律(几何比尺1∶55)开展整体物理模型试验，在长40 m、宽30 m的波浪港池中，模拟了不同水位即波向组合条件下的作用工况，测量了防波堤堤顶越浪量及波压力分布情况。试验结果表明，偏正向作用是波浪作用下的越浪量最大；波压力沿堤身分布呈先增大后减小的规律，最大值出现在静水面附近；越浪量试验结果与FRANCO C法计算结果最为接近，波压力分布则与合田良实法吻合良好。此外，基于OpenFOAM建立了三维精细化数值波浪水池，经物理试验数据验证，该模型在模拟波浪传播、越浪过程及波压力分布时误差可控(波压力平均误差约6%),具有良好的准确性。研究结果可为类似环抱形直立式防波堤工程设计提供可靠的方法参考和实践依据。
基于随机森林算法的波波娜水库入库含沙量预测
赵子轩;余湾;戴文鸿;波波娜水库实测水沙序列短、缺测时段长，受上游水库调蓄扰动，水沙关系复杂，传统方法难以满足入库含沙量预报精度要求。为此，构建了波波娜水库高精度入库含沙量预测模型，提升预测精度。采用随机森林算法(RF)构建模型，基于波波娜水库2016～2024年逐日入库流量及含沙量数据，定义排沙因子以量化上游排沙事件的影响，选取坝前水位、水位变化、入库流量等为输入变量，用网格搜索法优化模型参数，以绝对平均误差MMAE、均方根误差RRMSE、决定系数R2评估模型性能。结果表明，引入排沙因子的RF模型(模型A)效果突出，相比未引入该因子的模型(模型B),R2从0.846升至0.966,RRMSE、MMAE大幅降低，MMAE降至0.608 kg/m3;与GA-BP、PSO-BP模型对比，RF模型在精度、稳定性上优势明显；经2019～2020年长时间序列验证，模型A的R2达0.908,泛化能力强。可见，RF模型适用于缺资料区水库入库含沙量预测，引入上游调度信息可提升预测精度，为复杂水沙关系预测提供了可靠方法，有助于合理安排排沙，提高水库运行效率与安全性。
长江徐六泾河段冲淤演变特征及其对管廊工程的影响
王良才;刘攀;瞿天元;黄勇;为评估长江徐六泾河段近期河势演变对苏通GIL管廊运行的影响，基于长江徐六泾河段1998～2025年多期实测水下地形资料，定量研究了该河段冲淤演变特征，结合冲淤演变特征及工程数学模型和动床物理模型试验研究成果，分析近期河床演变对苏通GIL管廊工程的影响。结果表明，徐六泾河段白茆小沙沙体、北侧边滩、徐六泾主槽、南侧金泾塘夹槽的平面变化规律与范围基本在历史变化范围之内，河段深泓部位及走向基本一致，整体滩槽格局未发生显著调整，河势总体保持稳定，2014～2025年河段累计净冲刷507×10~4m3,年均0.004 2×10~8m3,呈轻微冲刷态势；管廊工程断面呈现冲淤交替特征，-30～-50 m主深槽南北摆动≤60 m,最深点高程-46.34 m,高于管廊设计时采用的300年一遇极限冲刷高程-51.3 m,隧道埋深裕度满足规范要求，结构安全。鉴于工程区近期冲刷趋势及长江上游梯级水库运行后下游水沙条件长期变化，预测未来10年河段仍维持轻微冲刷，建议将水下监测频次降低至每年一次，建立深槽摆动与冲刷深度预警体系，为隧道长期安全运行提供技术保障。
基于AE和DIC的单向加热养护下岩石—混凝土界面剪切破坏特性分析
宿辉;张鑫;白延杰;穆智勇;刘绍兴;南博文;为揭示高地温引水隧洞单向加热环境对混凝土支护体系界面力学性能的影响，设置5种单向加热养护工况，开展2种岩性下岩石-混凝土界面直剪试验，系统分析了剪切强度、变形等力学性能变化规律。结合数字图像相关技术(DIC)与声发射(AE)监测手段，进一步探明了加载过程中岩石-混凝土界面损伤的时空演化特征及破坏机制。结果表明，随着养护温度增加，花岗岩-混凝土(HC)、砂岩-混凝土(SC)界面的抗剪强度均呈先增后减趋势，均在60℃时强度达到峰值。与常温相比，HC、SC抗剪强度分别升高28.6%、49.8%。砂岩因表面粗糙多孔，其界面抗剪强度显著高于花岗岩。随温度升高，HC、SC峰值剪应变呈先减后增趋势。HC剪切带平直集中，SC剪切带呈波状并向两侧扩展。温度变化显著影响岩石-混凝土声发射活动。60℃下试样AE活动更加集中，破坏转折点后移，继续升温则AE能量释放增强、破坏过程更为剧烈。裂纹扩展以张拉型为主，其占比随温度先增后降，60℃时HC占比为77%。高温养护导致声发射b值下降提前，各温度养护下HC试样b值波动较大，b值骤降可作为界面失稳的临界预兆。研究为高地温引水隧洞混凝土支护结构安全服役提供了重要理论依据。
双掺生物质灰-矿渣对再生混凝土强度特性的影响
孙双福;陈守开;田羽彤;刘洋;生物质灰和矿渣具有火山灰活性，将其替代水泥作为绿色胶凝材料具有显著的经济和环保意义。为此，以再生混凝土为研究对象，通过试验测试了生物质灰-矿渣替代水泥(替代率为7%～42%,替代梯度为7%)对其坍落度、表观密度及力学性能的影响，并借助核磁共振技术表征了不同替代率下再生混凝土的孔隙结构。结果表明，随着生物质灰与矿渣替代率的增加，再生混凝土的坍落度与表观密度均呈线性下降趋势，力学性能则呈现先升高后降低的趋势。当替代率为21%时，抗压强度和劈拉强度达到最大值，分别为45.6、3.7 MPa,此时再生混凝土的孔隙率最小，有害孔占比最少。研究结果证明了生物质灰-矿渣替代水泥的可行性，为进一步推动高附加值固废利用与绿色建材发展提供了数据支撑。
西北地区掺防水剂砂浆抗硫酸盐侵蚀性能研究
吴向东;赵啟旸;杨林;朱永和;彭志宇;赵旗;为提高西北地区砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能，采用多掺量某防水剂，通过砂浆的孔隙率、水接触角以及硫酸盐部分浸泡侵蚀后砂浆试件的外观形貌、质量变化率、硫酸盐结晶爬升高度、抗压强度比以及XRD等指标，研究部分浸泡环境中某防水剂对砂浆抗硫酸盐侵蚀性能的影响。研究表明，防水剂的加入可有效增加砂浆表面的水接触角并降低砂浆的毛细吸水系数及失水率；在硫酸盐溶液部分浸泡侵蚀过程中，随防水剂掺量的增加，试件外观破坏减轻，硫酸盐结晶爬升高度降低，质量损失逐渐减小，试件质量下降的时间推迟；当侵蚀至180 d时，添加防水剂可增加试件的抗压强度，减少钙矾石及石膏等侵蚀产物的含量。掺入防水剂可通过降低试件的毛细吸水率，减少硫酸盐的侵入量，增强部分浸泡环境下试件的抗硫酸盐侵蚀性能。
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、磷石膏和少量的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。对此，将巴氏芽孢杆菌作为矿化微生物，以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、7 d抗压强度分别提高10.39%、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，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。
数据驱动的缆机吊运混凝土入仓单循环时间预测模型
李东;赵春菊;丁钇;郑祥;贺俊;王放;为提高缆机吊运混凝土入仓单循环时间的预测精度，提出一种基于监测数据驱动的组合预测方法。首先基于缆机运行监测数据提取单循环时间序列，进而采用完全自适应噪声集合经验模态分解(CEEMDAN),将受多因素影响而强波动的原始序列分解为不同频域的模态分量，简化时序复杂度；随后利用Transformer编码器全局依赖建模能力，捕捉各时间步的模态特征，挖掘工况相似性；同时采用双向长短记忆网络(BiLSTM)学习的前后时序信息，识别由卸料点等变化引起的波动规律；最后经全连接层输出预测结果。某高拱坝的应用结果表明，所提模型的平均绝对误差MMAE可达17.02,相关系数R2为0.954,预测精度显著优于对比模型，验证了该方法在缆机效率预测中的有效性与泛化能力，可为施工进度仿真与缆机调度提供数据支持。
输水隧洞喷射混凝土初期支护变形特征模拟及预测
乔少博;史宇豪;高强;冉金林;任路明;王东星;输水隧洞常穿越复杂地质区域，其初期喷射混凝土支护的稳定控制及参数优化是保障后续施工与运行安全的关键。为此，以环北部湾广东水资源配置工程地心输水隧洞为研究对象，基于ABAQUS构建隧洞开挖-支护有限元模型，系统探究了模型在不同围岩等级、隧洞埋深与喷层厚度条件下的力学响应。结果显示，针对Ⅲ级围岩，100 mm厚的喷层在任一隧洞埋深条件下均处于弹性状态，且最大位移仅3.1 mm;针对Ⅳ级围岩，当隧洞埋深大于150 m时，100 mm厚的喷层出现应力停滞现象，表明支护产生局部破坏，但通过增大喷层厚度可确保结构稳定；相比之下，Ⅴ级围岩及支护稳定性难以采用单一参数评估，因此融合主成分分析与多元二次回归，构建了“隧洞埋深—喷层厚度—综合变形因子”非线性映射模型，为复杂地质条件下输水隧洞喷射混凝土支护参数优化提供了理论依据。
双洞泄洪组合开度下交通廊道风速分布规律CFD数值模拟
赵勇;王树强;钱正林;刘美红;王娟;孙军锋;张俊;张晓勇;张伟;耿纪;范庆;为研究泄洪洞运行过程中交通廊道内强风效应及其对安全通风设计的影响，以金沙江流域某大型水电站为例，基于ANSYS Fluent建立全尺寸三维数值模型，结合RNGκ-ε湍流模型系统分析正常蓄水位(水头825 m)时，双洞联合运行条件下三种组合(~#1~#2、~#1~#3、~#2~#3)在不同闸门开度下的风速分布规律。结果表明，交通廊道风速随着闸门开度的增加呈先增后减的趋势，特别是在6 m开度时，风速峰值可达43.2 m/s。不同组合条件下，风速变化规律存在显著差异，相邻洞组合(~#1~#2、~#2~#3)的风速峰值更为显著，而非相邻洞组合(~#1~#3)的风速变化则相对平缓。进一步分析表明，在交通廊道靠近隧洞出口的区域，风速分布梯度显著增强，局部高风速区更加集中，表明局部区域的通风效果存在较大差异。该研究为泄洪洞交通廊道内的风速优化设计提供了理论依据，并为通风系统的优化及人员安全防护设计提供了参考。
尾坎形式对阶梯溢洪道消能特性的影响
陈建龙;张小莹;侯建秀;为深入明确尾坎形式对阶梯溢洪道消能特性影响并对其进行体型优化，采用计算流体力学方法对某工程阶梯溢洪道进行数值模拟。通过定义尾坎边长与台阶高度的比值a/H为尾坎尺寸，在原体型基础上提出4种不同尾坎尺寸的体型，对比分析各体型溢洪道内水面线、流场结构、压强分布、空化数及消能率的变化规律。结果表明，尾坎布置对于水面线的影响并不显著，仅在上游局部区域出现水面抬升且抬升幅度较小，水流均呈现滑行流态；台阶面旋涡范围与强度随尾坎尺寸的增加而增大；台阶水平面最小压强出现在相对台阶竖直面0.4倍长度附近，台阶竖直面最小压强在相对台阶水平面0.9倍高度附近，两者压强最小值均随尾坎尺寸的增加而增大，尾坎迎水面最大压强位于其底部，并随着尾坎尺寸的增加逐渐减小，前两级台阶竖直面出现了不同程度的负压区；台阶面紊动能和紊动能耗散率均随尾坎尺寸的增加呈下降趋势；消能率随尾坎尺寸的增加而增大，但增长幅度较缓，结合消能效果与空化风险，a/H=0.53的体型较优。
短历时强降雨事件过程中降雨量与管道排水流量响应特性及影响因素
龚昌凯;刘甲春;赵中华;胡炜;冯国光;随着城市化进程的加快和极端降雨事件的频发，城市排水系统面临着愈加严峻的考验。在宁波市选定研究区域，通过布设自动监测设备和应用InfoWorks ICM模型，对典型短历时强降雨事件过程中降雨量与管道排水流量的响应特性及其影响因素进行了分析。研究结果表明，排水流量对降雨量的响应存在一定的滞后性，且在不同降雨强度及历时条件下，排水系统的响应特性由线性逐渐转向非线性饱和状态并受制于管径设计。不同区域的径流系数、绿地率及管网设计参数(如管径、坡度、布局)对排水效率影响显著。高绿地率区域具备较好的雨水渗透能力，能有效缓解管道排水压力；而管径偏小、布局单一则易导致局部溢流与积水。模拟分析发现，5年一遇已成为区域排水系统溢流的主要阈值，在更大强度降雨下管网超负荷现象普遍。研究结果为城市排水系统优化设计与内涝风险管控提供了参考依据。
泵站弯管内壁在颗粒冲蚀下的磨损演化及预测方法
申正香;赵新军;谈守玮;苏贵平;曾继来;泵站输水管弯曲段作为输水系统中的关键结构部件，在固、液两相流工况下运行时内壁易受到冲蚀磨损，导致流道几何形貌改变，该磨损演化过程不仅影响局部流动特性，还可能降低系统输送效率与运行稳定性，准确预测弯曲段在长期服役过程中的磨损行为，对泵站的安全设计与运维决策具有重要意义。基于节点单元移动量评估方法，在UDF(User-Defined Function)网格移动原则中加入判据，改进壁面动态磨损预测方法，对90°弯曲段管路15 000 h内颗粒冲击、磨损率分布、几何形貌变化特性进行了计算分析，揭示了磨损机理。结果表明，随着冲蚀时间的增加，磨损导致内壁形貌改变，影响流动状态及颗粒冲击特性，使磨损变形区域向出口延伸；初始时刻内壁磨损率最大，节点单元移动量评估方法有效避免了局部磨损率随磨损时间的增加出现明显大于周边区域的现象，解决了磨损状态预测失准问题；内壁磨损形成的凹坑沿流动方向向出口段蔓延，磨损严重区域包括弯头处60°～90°的区域内以及从弯曲段出口向管路出口距管径5倍的圆周区域。研究结果为弯管流道磨损特性预测及抗冲蚀磨损防护提供了参考。
泵站全站经济运行特性表与能源单耗分析
朱明明;柳辉;陈佳伟;秦景;纪宸;王超;江磊;何中政;梯级泵站经济运行是一类典型的高维度、强耦合、非线性的混合整数规划问题，高效求解难度大。参考水电站经济运行特性表，提出了泵站全站经济运行特性表编制方法，细化了考虑多机组运行的特性表插值使用方法，明确了线性和最邻近插值的使用条件，并分析了泵站提水能源单耗指标。以典型变频和工频泵站为例开展分析，发现插值和理论最优结果误差会随着插值矩阵的离散精度增大而增加，但控制流量和扬程离散精度分别为0.1 m3/s、0.1 m时，可将误差控制在0.02%以内。变频泵站能源单耗主要受扬程影响，工频泵站能源单耗受扬程和流量共同影响，但工频泵站在实际运行中流量调整范围较小，泵站提水能源单耗优化主要依靠扬程控制。
东庄混凝土双曲拱坝封拱温度优化方案研究
南康宁;胡银涛;李萌;周秋景;程恒;封拱温度是高拱坝温度控制的关键指标，对大坝施工期防裂与运行期结构安全具有重要影响。过低的封拱温度虽有利于运行期应力安全，但会增加施工期混凝土开裂风险、抑制强度发展，并导致温控成本上升和工期延长；而过高的封拱温度则可能在长期运行中引起拉应力，威胁大坝安全。因此，需统筹考虑结构安全、成本与工期，对封拱温度进行优化。以泾河东庄水利枢纽混凝土双曲拱坝为例，基于初始设计方案，结合最新混凝土材料试验与库水温数据，建立了东庄拱坝的有限元模型，对不同封拱温度方案进行应力复核分析。结果表明，采用修正后的材料参数及边界条件后，封拱温度可从原方案(高程804～750 m为10℃、750～630 m为9℃、630～578 m为10℃)安全提高至(高程804～750 m为12℃、750～630 m为11℃、630～578 m为12℃),从而节约温控成本、加快施工进度，对类似工程的温控设计具有参考价值。
某混凝土面板砂砾石坝工程枢纽区渗流场三维有限元分析
祝玉珊;邓成进;杨柱;吕庆超;江海;渗流特性与防渗安全是混凝土面板砂砾石坝工程设计及长期稳定运行的关键研究内容。为系统掌握复杂条件下高混凝土面板砂砾石坝的三维渗流场分布规律与防渗体系工作性能，以某混凝土面板砂砾石坝工程为例，基于枢纽区天然地下水参数反演结果，采用三维有限元法建立包含坝体分区、防渗结构与地质构造的精细化数值模型，开展未蓄水、正常蓄水位、防渗帷幕参数敏感性及防渗体系失效等多工况渗流模拟。计算结果表明，正常蓄水位下，混凝土面板与防渗帷幕联合阻渗作用显著，坝体各分区渗透坡降均满足允许控制标准，工程防渗体系整体安全可靠；防渗帷幕渗透性对枢纽渗控效果影响明显，降低帷幕渗透系数可有效降低坝体浸润面与总渗流量；周边缝和垂直缝止水失效、面板开裂等工况会造成浸润面抬升、渗流量显著增大，对工程渗流安全构成威胁。施工阶段应严格控制面板施工质量、接缝止水可靠性及砂砾石料填筑密实度，运行期需强化渗流实时监测。研究结果可为同类工程防渗设计优化、施工质量管控与运行期安全评估提供理论参考和技术借鉴。
抽蓄电站土石坝蓄-泄循环变形计算方法
刘博;张争;郭志扬;汪逸凡;魏匡民;针对蓄-泄循环引起的土石坝附加变形问题，首先开展筑坝堆石料的循环剪切试验，发现循环剪切引起的塑性应变与循环剪切次数之间可采用幂函数形式表达，其中循环塑性体积应变对土体围压有明显的依赖性，而循环塑性剪应变对固结比有明显的依赖性。进而提出了一个计算循环塑性累计变形的数学模型，并将该数学模型在有限元程序中开发实现，模拟一座抽蓄电站土石坝在长期蓄-泄循环下的变形发展过程，得到了长期蓄-泄循环引起的坝体附加变形量值与分布规律。结果表明，所提模型可较好模拟土石坝蓄-泄循环引起的塑性变形，为抽蓄电站土石坝循环塑性变形区设计提供了技术支撑，该模型可推广应用于同类工程计算分析。
基于分解重构与自适应特征融合的混凝土拱坝变形监控模型
穆永波;张彩荷;漆一宁;方正;针对变形监测序列非平稳、非线性、多测点协同变化特征显著，以及多测点直接耦合易引入冗余干扰、削弱有效特征的问题，提出一种融合神经基展开时间序列分析(N-BEATS)、细粒度特征软选择机制与双向长短期记忆网络(BiLSTM)的混合预测模型。该模型首先利用N-BEATS将监测序列解耦为趋势项与季节项特征；随后通过细粒度软选择机制筛选高相关特征分量，实现多测点变形信息的高质量融合；最后借助BiLSTM捕捉时序依赖并完成预测。工程实例表明，该模型能够有效挖掘多测点变形数据的时空互补特性，较传统方法在预测精度上具有明显优势，具备良好的工程应用价值。
基于贝叶斯网络的大坝安全隐患诊断方法
龚士林;孙辅庭;陈铿;黄维;针对一线大坝安全管理人员隐患诊断经验欠缺的问题，提出了一种基于贝叶斯网络的大坝安全隐患诊断方法。首先，通过对历史大坝隐患问题案例进行收集和分类，提取出各种类型的隐患问题、异常表现和隐患原因，作为贝叶斯网络节点，并基于隐患问题案例对这些节点进行关联性分析，构建贝叶斯网络节点之间的有向边，形成贝叶斯网络结构；其次，借助度中心性算法分析贝叶斯网络中父节点的先验概率，并通过贝叶斯公式计算子节点的条件概率，形成贝叶斯网络中各节点的条件概率表；然后，基于贝叶斯网络后验概率逆向推理方法，对目标大坝隐患问题进行概率求解，实现大坝隐患问题的精准诊断和隐患溯因；最后，以一座国内土石坝实际发生的隐患问题为例，验证所提出方法的可靠性。结果表明，所提方法可实现大坝安全行业典型案例、专家经验的高效利用，只需输入大坝的异常现象，通过贝叶斯网络推理便能得到可能的大坝隐患问题及对应的概率，为大坝运行安全管理提供了技术支持。
抽水蓄能地下厂房上下协同快速开挖围岩稳定性分析
翁振华;于洋;潘建立;刘建国;熊友亮;张延冰;张志恩;徐琳琳;熊涛;刘强;抽水蓄能电站作为当前应用最广泛的大规模储能技术，其地下厂房具有规模宏大、地质条件复杂的主要特征，传统分层开挖模式普遍存在建设周期冗长、初期投资高昂、围岩卸荷集中及变形控制难度大等问题，在一定程度上制约了工程建设效率与安全水平。为实现抽水蓄能地下洞室安全高效开挖施工，针对地下厂房施工场景，提出分层拉槽、错距扩挖、上下协同的快速开挖施工方法。研究过程中，借助FLAC3D数值模拟软件，系统对比分析了该工法与传统七层依次开挖方案，重点探究两者对围岩位移、应力分布及塑性破坏特征的影响规律。分析表明，上下协同开挖方法通过构建三级应力释放体系，可将Ⅶ层开挖完成后的围岩最大位移控制在4.01 cm;相较于传统方案，顶拱最大拉应力峰值降低70.0%,岩壁梁区域拉应力与压应力峰值分别降低32%、50%,使得围岩应力分布更趋均匀，一定程度上减弱了层间干扰与卸荷集中效应。结果表明，在合理错距控制、分步开挖和及时支护条件下，上下协同开挖方案可在一定程度上兼顾施工效率与围岩稳定性，可为类似抽水蓄能地下洞室快速开挖方案比选提供参考。
抽水蓄能电站拦污栅在偏流作用下的流激振动
温源涛;郭港归;刘亚坤;张帝;卢洋亮;在强湍流条件下，拦污栅易受水流激振作用而发生破坏，且平面转弯段导致偏流条件下进/出水口大流量侧的拦污栅破坏风险显著增大。采用大涡模拟方法，分析了栅后卡门涡街的脱落频率及栅条附近的脉动压强分布，并基于模态分析获取整栅固有频率，结合瞬态动力计算探讨单栅条的振型、频率、应力等变化规律。结果表明，在偏流条件下，平面转弯段外侧流道的流量与流速明显增大，其脉动压强系数相较于均匀流工况提高了47%;外侧两流道的主频峰值分别为15.47、35.87 Hz,较均匀流提高14.7%;同时，随着距栅条尾缘距离的增加，涡街脱落频率受紊流抑制效应逐渐减弱；整栅的前两阶固有频率分别为15.00、31.63 Hz,与涡脱落频率较为接近，存在共振风险，此外，第五阶振型对应的固有频率为67.21 Hz,与相应涡脱落主频之比为1.87,低于规范的2.50。因此，受偏流影响，外侧流道拦污栅同时承受剧烈脉动压强与卡门涡街的双重影响，可能导致主梁和次梁发生振动和静疲劳破坏。而增加栅条厚度可有效降低最大应力与位移，从而减少破坏的可能性。
水轮机顶盖螺栓直径参数与材料特性寿命
田海平;莫剑;张浩;赵翰学;梁若冰;李超顺;顶盖螺栓在运行过程不仅起到联接密封作用，还承受复杂荷载，螺栓失效易引发严重安全事故。为探究螺栓参数对疲劳寿命的影响，以湖南省大东江水电站机组为例，建立了包含顶盖、座环、螺栓的精细化三维有限元模型，基于疲劳累计损伤理论，结合45号钢、35CrMo钢2种材料在95%可靠度下的S-N曲线，并采用Goodman模型进行平均应力修正，对比分析M58、M64、M72三种直径的螺栓在额定工况下的疲劳寿命。结果表明，各工况下结构变形量均较小，螺栓最大等效应力均低于许用等效应力，满足静强度要求，且45号钢螺栓最大等效应力低于同规格35CrMo钢螺栓；螺栓直径与螺栓使用寿命成正比例关系。根据疲劳仿真分析，45号钢螺栓寿命远超30年，满足电站使用要求，而35CrMo钢螺栓寿命普遍偏低，M58和M64规格无法满足20～30年的正常使用年限，存在疲劳破坏风险。研究结果对传统上倾向于选用高强度合金钢的选材观念提供了重要的补充与修正，具有明确的工程指导价值。
模拟尾水扰动下混流式水轮机高负荷工况空腔涡带演变特性研究
李浩彬;周大庆;王浩博;于安;在电站实际运行中，下游尾水水力扰动可能会对机组稳定性带来潜在影响。基于SSTκ-ω湍流模型对原型水轮机进行两相流空化数值计算，探究尾水管内部空腔涡带在有无外加尾水扰动作用下的发展规律，揭示了在多种频率和幅值的尾水扰动作用下机组内部的水力干涉特性。研究结果表明，外加尾水扰动会引起尾水管空腔的周期性结构变化，造成机组出力波动；不同程度的扰动均会加剧主频成分的压力脉动，尾水扰动频率与尾水管涡带频率接近时会产生共振效应，且在接近额定工况下尾水扰动造成的水力损失较小；因尾水扰动直接作用于尾水管内部流态，熵产损失主要分布在尾水管内部。
基于熵产分析的长短叶片水泵水轮机泵工况驼峰形成机理研究
聂靓靓;李黎浩;王权;孔吉宏;李超顺;随着我国大力推进构建以新能源为主体的新型电力系统，抽水蓄能电站的建设与维护投入大幅上涨，机组稳定运行成为关注热点。水泵水轮机作为能源转换的核心部件，研究其运行稳定性具有重要意义。因此，聚焦可逆式长短叶片水泵水轮机泵工况的驼峰区，通过试验验证数值计算设置的准确性，结合数值计算溯源驼峰形成时机组内部流动状态，通过对额定开度下驼峰区机组内部流态分析，发现扬程下降形成驼峰的原因是转轮进口失速涡和无叶区动静干涉形成的流动分离共同作用导致，引入熵产分析，对驼峰区流动失稳程度和能量耗散位置进行量化补充。研究结论为相关研究提供了分析方法和思路上的参考。
500 MW冲击式机组配水环管水压试验应力监测
苏大;徐灵;王梓同;关磊;姜展超;徐建;洪子涵;为研究世界首台500 MW巨型冲击式机组配水环管水压试验过程中的结构应力特性，对其~#1～~#5岔管进行结构应力实时监测和分析，重点关注内壁月牙肋与管壁焊接区域在水压载荷下的应力响应。试验结果表明，各测点的主应力和当量应力的最大值均小于材料的允许应力值，安全裕度较大；监测数据及时动态地反映了各岔管的实际应力分布状态，结构设计合理，消除残余应力效果明显。水压试验应力监测取得的原始试验数据，为下一步更大装机容量冲击式机组配水环管的设计优化、制造、安装及水压试验提供了参考依据。
基于模糊PSS的水电机组低负荷区低频振荡抑制策略研究
艾远高;甘泉;翟玉杰;陈浩;朱斌;周子皓;许颜贺;为应对“双碳”目标下新型电力系统对调节电源日益增长的需求，三峡等大型水电机组需频繁在低负荷区运行，但这易引发威胁机组及电网安全的低频振荡问题。因此，提出了一种基于人工旅鼠算法的模糊电力系统稳定器(ALA-FPSS)的抑制策略。首先，在MATLAB/Simulink仿真平台中，搭建了包含调速器、水轮机、发电机及励磁系统的水电机组单机无穷大系统联合仿真模型；为模拟机组在低负荷区所受到的周期性扰动，采用正弦波信号注入系统，以复现低频振荡过程。其次，设计了一种以发电机转速偏差及其变化率为输入的双输入模糊PSS控制器；选用新兴的人工旅鼠优化算法，针对不同工况对模糊PSS的关键参数——输入量化因子Kw、Ka及输出比例因子Ku进行寻优整定。最后，通过多工况仿真验证了所提策略的有效性。仿真结果表明，与无PSS、常规PSS、PSS2B、PSS4B等模型相比，经人工旅鼠算法优化的模糊PSS控制器能够更有效地抑制机组的低频振荡，显著缩短调节时间，增强系统的动态稳定性。该方法不仅对工况变化表现出良好的鲁棒性和自适应性，也为解决大型水电机组在复杂运行条件下的稳定控制问题提供了新思路。
基于iTransformer-BCa的水电机组全生命周期劣化趋势监测与预警方法
陈启萍;闵万雄;胡学锋;孙文昊;水电机组作为水电站的核心设备，其运行状态直接影响电站的安全性和发电效率。机组在长期高负荷和复杂工况下运行时，受累积应力、材料疲劳及结构磨损等因素影响，其运行性能逐渐劣化，振动信号在不同阶段表现出显著变化。为实现机组从健康运行到预警再到故障失效的全过程状态识别，提出了一种基于iTransformer与BCa的水电机组全生命周期振动监测与故障预警方法。该方法通过iTransformer模型实现高精度振动信号预测，捕捉机组运行状态的动态演化特征，并结合BCa方法对预测残差进行非参数重采样，构建自适应预测区间，以量化预测不确定性并增强异常识别能力。试验结果表明，所提方法能够有效刻画机组在健康、预警及故障阶段的振动变化规律，准确量化健康运行状态的波动范围，并在异常状态下实现实时预警，显著提升了故障检测的准确性与可靠性。研究结果验证了该方法在水电机组全生命周期智能监测与预警中的应用价值。
改进灰狼算法的水电巡检机器人时间最优轨迹优化
赵康康;梅再武;张聪;针对水电巡检场景下，传统优化算法存在的种群分布不均、搜索方向单一等缺陷，提出一种基于改进灰狼优化算法(IGWO)的水电巡检机器人时间最优轨迹规划方法。该算法采用多维Logistic-Sobol映射改善初始种群在水工建筑物等复杂环境中的分布，并通过余弦扰动增强收敛因子对水流扰动的适应性，同时引入自适应权重机制动态调节全局探索与局部搜索能力。基于3-5-3多项式构建水电巡检机器人的轨迹模型，通过IGWO实现多项式参数空间内的全局优化，生成满足约束的最短时间轨迹。仿真与试验表明，IGWO相比GWO算法，轨迹规划时间缩短29.8%,验证了算法在提升作业效率方面的显著优势。
电化学储能系统对水电机组调峰运行效果的影响
刘志超;许永强;龚科;杨立勇;在高比例新能源并网背景下，水电机组独立调峰容易出现启停频繁和低负荷振动等风险，威胁安全稳定运行。为缓解这一问题，引入电化学储能系统，与水电协同承担调峰任务。电化学储能的参与不仅提升了系统总发电量，减少了弃电与缺电，还显著降低了水电机组的启停次数和振动区运行时间，改善了运行风险。研究表明，电化学储能能够在多能互补基地中发挥关键的柔性调节作用，对提升新能源利用水平和保障水电机组安全运行具有重要意义，亦为类似区域高比例新能源系统的储能配置与调度优化提供了参考。
水库调度通用场景大模型构建方法研究
费一涛;许嘉盈;易鑫阳;徐一超;刘诗雨;刘颉;蒋志强;袁晓辉;传统水库调度模型高度依赖人工经验且功能孤立，导致流域协同调度响应迟滞、效率低下，难以应对多水源协同和多目标优化等复杂决策需求。为解决水库调度模型建模难题，提出一种面向水库调度通用场景的大模型构建方法。首先，基于水库调度规程库等文件，自顶向下构建水库调度知识图谱；进一步融合检索增强生成框架，生成可解释水库调度方案；最后利用LoRA参数高效微调技术对基础大模型注入调度知识，提升水利知识理解力与决策可解释性。为精准评估模型在核心调度场景下的性能优势，将其与既有主流通用大模型进行对比测试。结果表明，所提模型的水库调度策略生成准确度达90%,能够精准捕捉水库调度领域专业语义，显著提升水库调度智能决策的准确性、安全性与场景适应性。
三峡水库旱限水位分期调控对大通站最小生态流量的影响
玉钟钰;吴碧琼;张海荣;张行南;向小华;张增信;三峡水库设计未纳入抗旱补水功能,长江中下游枯水期生态流量保障压力突出,亟需优化生态流量调控方案。基于1956～2023年大通站逐日实测数据,采用随机森林模型构建天然流量过程,结合年内展布法、Tennant法及分期比例法,系统分析三峡水库运行及旱限水位分期调控对最小生态流量及其保障率的影响。结果表明,三峡运行后,大通站最小生态流量从9 633.5 m3/s调整为9 362.9 m3/s,保障率从37.5%降至25%;划分的防洪期、蓄水期、保供期和集中消落期4个阶段适配调度需求,旱限水位分期调控使最小生态流量均值提升6.3%,保供期保障率增幅达10%。随机森林模型模拟结果可靠(R2=0.89,相对误差3.5%),三峡运行对最小生态流量保障有一定的抑制作用,而旱限水位分期调控可显著优化该指标。研究结果为水库生态调度及分期调控优化提供了科学参考。
考虑航运新形势下水位抬升影响的万安水库调度图优化
郭雪东;程晨;侯进进;吴来群;张利升;随着赣粤运河工程建设的推进,作为其关键节点的万安水库面临着通过水位抬升以保障航运条件的新需求,其原有的调度运行方式将发生变化,亟需开展相关调度运行研究。针对万安水库以发电量最大和枯水期旬际下游尾水位波动稳定性为目标,引入廊道约束以缓解优化调度线形态畸变问题,构建水库调度图优化模型,采用自适应粒子群算法(APSO)进行高效求解,模拟分析了正常蓄水位抬升至98、99、100 m三种方案的优化调度图,并与常规调度图进行比较分析。结果表明,水位抬升可显著提升万安水电站发电效益,常规调度图各方案较现状分别增加发电量0.08×108、1.57×108、2.8×10~8kW·h,其发电水头和水量利用率均相应提升;优化后的调度图在发电量损失不超过0.5%的前提下,枯水期最大旬际下游尾水位变幅可降低1.3%～1.6%,避免了水位陡涨陡落,为航运调度部门制定通航旬/周计划提供有利条件,也可提升下游日内航运平稳性;其中正常蓄水位100 m方案的发电效益最大,多年平均发电量达14.32×10~8kW·h。研究可为类似运河工程建设中受影响水库的调度运行提供参考。
强潮河口大型排水口构筑物冲刷及防护试验研究
王瑞锋;李志永;陈步青;杨火其;陈刚;针对强潮河口环境下大型排水口构筑物面临的严峻局部冲刷问题,采用比尺为1∶70的正态动床物理模型试验,系统研究了“洪—潮—排涝”多元动力耦合作用下的冲刷形态演化规律。研究揭示了洪水冲刷显著强于潮汐冲刷的普遍规律,并指出排涝射流对结构头部核心冲刷区具有减冲效应(案例约3%),其物理机制在于射流对主流的干扰与能量耗散。试验表明出水口方形头部诱发的稳定角涡是形成局部深坑的关键。基于此,提出了依据冲刷坑形态进行防护高程优化的设计方法,即通过试验,确定将级配块石(50～200 kg)群体抛投于水深约8m处,可依靠群体嵌固效应有效抵御设计洪水和涌潮冲击,使头部区域最低冲刷高程显著抬升8～9 m。研究成果不仅深化了对强潮河口复杂冲刷机理的认识,更为同类工程的冲刷预测与动态防护设计提供了关键参数与科学依据。
跨河建筑物对复杂地形条件下河流洪水的影响
李玲玲;张经泾;姚福成;刘文康;在河道滩地与河道主槽地势变化较大的复杂地形中,跨河建筑物对洪水流场的扰动尤为显著,且传统的均匀网格往往难以兼顾计算精度与效率。因此,基于高分辨率数字高程模型(DEM),构建分区域局部加密网格的二维水动力模型,通过特征点水位、流速动态监测,系统评估不同工况下跨河建筑物对潮白河的洪水影响。结果表明,局部加密网格能够显著提高水位和流速计算精度,50年一遇洪水标准,潮白河现状工况,京哈高速桩柱群结构布置形式产生的壅水影响较大,最大壅水高度达0.172 m;京唐高铁分散桩柱布置形式产生的壅水影响较小,最大壅水高度为0.004 m;京哈高速、京唐高铁建设后,监测点位置洪水流速普遍减小,减小幅度为0～0.30 m/s,京哈高速前形成局部高速区,洪水流速增加0.35 m/s。研究结果可为其他复杂地形条件下跨河建筑物洪水影响分析提供技术参考。
基于AHM-CV-灰色关联TOPSIS的长江经济带水利投资效益评价
刘彤;刘杰;张竞文;许瀚之;高玉琴;针对长江经济带水利投资效益评价的迫切需求,构建了涵盖经济、社会、生态环境三大维度的区域水利投资效益评价体系。耦合属性层次法(AHM)与变异系数法(CV)确定指标综合权重,运用灰色关联TOPSIS法对长江经济带11个省市2014～2020年水利投资效益进行定量评价。结果表明,时间维度上,研究期内长江经济带水利投资综合效益持续上升,由0.43增至0.48,年均增长率达1.91%,其中2015、2017、2020年增长最为显著;空间格局上,呈现“下游>中游>上游”的梯度递减分布,同时表现出“北高南低”的特征,长江以北地区效益水平普遍高于长江以南地区;分项效益结构上,经济效益增幅最大(10.06%),社会效益居中(9.68%),生态环境效益增幅最小(9.39%),存在“重经济轻生态”现象。研究结果为长江经济带水利投资优化配置和区域协调发展提供了科学依据,所构建的评价模型可为其他区域水利投资效益评价提供方法借鉴。
低枯流量情景下鄱阳湖湿地水体更新对赣江尾闾枢纽调度的响应
夏忠喜;朱其胜;郑向国;为抬升枯水期尾闾水位、改善供水和通航条件，江西省建设赣江尾闾水利枢纽，通过调控主支、北支、中支和南支分流比例改变赣江入湖水量的空间分配。为评估低枯流量条件下四支分流调控对鄱阳湖湿地水动力及水体更新的影响，以鄱阳湖国家级自然保护区和南矶湿地国家级自然保护区为重点研究区域，基于MIKE 21 FM构建二维水动力—对流扩散耦合模型。设置外洲站来流量为300、400和500 m³/s，并设计3种四支分流工况；采用保守示踪剂法，将示踪剂浓度衰减至初始值37%所需时间定义为换水周期。结果表明：来流量由300 m³/s增至500 m³/s时，鄱阳湖保护区淹水面积由约130 km2增至约180 km，南矶湿地由24.0～26.9 km增至126.3～129.1 km。鄱阳湖保护区平均流速为0.01～0.03 m/s，同一来流量下不同分流工况的平均换水周期差值不超过4.2 d。3种来流下GK3较GK1使南矶湿地平均换水周期缩短9.9%～21.3%；其中，300 m³/s来流下换水周期大于300 d的区域面积由12.3 km减至1.4 km。两处保护区在400 m³/s情景下的平均换水周期均高于其他来流情景，表明区域平均值受新增淹没缓流区的影响。研究结果揭示了四支分流调控效应的空间差异，提高中支和南支分流比例可显著改善南矶湿地弱连通区的水体更新条件；在本文设定情景下，GK3的综合调控效果相对较好。
基于侧向土壤水再分配的沙子岭流域山区水文模型改进
王东东;杜军凯;贾仰文;陈鑫;仇亚琴;谈幸燕;侧向土壤水再分配机制对湿润山区产流过程具有重要影响,是提升山坡水文模型模拟精度的关键环节,然而现有水文模型中多缺少对该机制的合理刻画。以抚河流域上游沙子岭2008～2023年日径流模拟为例,考虑地形和土壤各向饱和导水率差异,通过耦合侧向(饱和)壤中流和地下径流过程,对WEP-L分布式水文模型进行了改进,并进一步揭示了侧向(饱和)壤中流机制对土壤水再分配和产流过程的重要影响。结果表明,模型改进后,率定期(2008～2018年)年日径流NNSE提升0.07,验证期(2019～2023年)日径流NNSE提升0.11,RRE指标变化不明显;在洪水事件模拟中,洪峰平均误差改善最明显,验证期该指标减少了29.79%,其次为径流深误差,减少了19.62%;模型改进后含水层多年蓄变量平均值分别由177.48 mm降为6.96 mm,同时壤中径流量显著增加。改进模型主要通过减少洪峰模拟误差来提升整体模拟性能,并通过耦合地下径流和壤中流计算给出了更合理的含水层蓄变量动态变化,适用于湿润山区小流域的水文模拟,在流域水资源管理方面具有深入发展和应用的价值。
概率约束下射阳港闸下调度水位管控研究
靳一涵;徐慧;向龙;贾喜田;针对有限排水条件下感潮闸下港道的淤积量控制问题，以里下河流域含射阳港的沿海五港为研究对象，基于2012—2020年实测资料及二维水动力—泥沙模拟，构建“平衡需水量—冲刷概率—多情景配水”调度框架。采用移动分块Bootstrap估计各港平衡需水量的不确定性；分别以单调约束Logit模型和Theil–Sen对数模型表征汛期冲刷概率与非汛期淤积量；通过经验分位数匹配衔接时段统计水位差与闸门局部控制水位差。结果表明，四港汛期平衡需水量合计为40.81亿m³，非汛期计入川东港生态需水后为68.98亿m³。汛期模型Brier得分为0.2592，非汛期模型预测误差低于常数基准。在三种配水情景中，Sc情景可行性较好，推荐局部控制水位差为0.457～0.582 m。水沙模拟表明，该区间对应的平均排水流量为78.4～105.5 m³/s、平均冲淤厚度为-0.423～-0.391 m；可在减少排水量的同时维持河道整体净冲刷。调度水位差适用于给定边界和开闸规则，为实际调度管理提供重要参考依据。
季节性河流生态水量计算与补水需求分析
吴放;陈勇;原康琦;缪正强;褚俊英;周祖昊;于新哲;刘佳嘉;针对季节性河流丰枯变化显著,生态水量不足导致生态系统受损的问题,基于WEP-L分布式水循环模型重构长系列天然径流过程,集成Tennant法、Qp法及频率曲线法构建生态流量计算模型,并引入近零流与断流时长双阈值约束构建生态补水计算模型以实现季节性河流逐日生态流量计算和补水需求分析。以山东省五龙河为例的应用表明,团旺站生态流量目标呈夏季高、其余时间低的显著季节特征,最大值出现在8月中下旬,为22.04 m3/s;最小值出现在6月上旬,为0.31 m3/s。受双阈值约束,75%与95%频率典型年补水需求均高度集中于7～9月;75%典型年累计补水41 d共658.46×10~4m3, 95%典型年补水期则延长至88 d且总量升至4 046.44×10~4m3。研究实现了生态需水的科学厘定与生态补水措施的精准评估,为季节性河流生态修复提供了技术支撑。
南水北调工程生态补水的综合生态功能及其协同作用机制研究
卢路;田巍;陈庆伟;李建;刘聪;王超;南水北调东中线一期工程通水以来,持续向华北受水区实施大规模河湖生态补水,深刻改变了区域水生态格局,但现有研究多停留在效益枚举层面,缺乏系统化的功能分解框架与多功能协同机制解释。以华北受水区生态补水为例,在系统梳理已有研究的基础上,提出生态补水综合生态功能的“三维系统分解框架”,将工程生态功能解构为河湖生境修复、地下水蓄补治理、区域生态安全屏障三个维度,并从地表水—地下水垂向耦合、水量—水质—生境要素链条传导、“点—线—面”空间尺度协同三条路径论证多功能协同机制。结果表明,三条路径分别作用于不同功能维度,共同构成“底层水文耦合—中层要素传导—高层格局涌现”的层级协同体系,2018～2024年三维度耦合协调度由0.42提升至0.91,其增幅超过维度间协调耦合水平保持不变情形下理论预期的29.4%,整体效益显著大于各维度功能的简单加总,体现出典型的协同超加性。研究结果可为生态补水工程的科学调度与多功能协同效益提升提供理论依据。
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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