水文水资源

  • 1957—2023年长江源区径流年内分配演变及预测

    马蕊;汪清旭;南措吉;杨阳;刘希胜;

    研究河川径流的年内分配变化,可以监测和评估气候变化对水资源的影响,为应对和适应气候变化提供科学依据。运用不均匀系数、变率指数、分摊熵、基尼指数、集中指数、余期望指数、赫式指数(I_(HHO))评价67年来长江源区径流年内分配不均匀程度,从中选取最适合的评价指标,并运用Kendall趋势检验、贝叶斯变点检验、Hurst指数法对指标进行时间序列分析,结合径流质心时间序列变化,探究并预测长江源区径流年内分配情况及态势。结果表明:长江源区径流年内分配不均匀,但不均匀程度在逐年减小,基尼指数对于描述不均性程度最为合适;长江源区径流年内分配程度于2004年发生突变,年际径流量显著增加的同时径流年内分配不均匀程度显著降低,径流质心时间的持续提前将导致长江源区径流年内分配不均匀性持续减小。

    2025年S1期 v.23 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 955K]
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  • 青藏高原理塘河流域融雪径流时空分布特征模拟

    张磊磊;陈根发;杨启良;徐丹;魏冲;董建华;唐俊龙;胡锦浩;王海鹏;

    以青藏高原东南部的理塘河流域为研究对象,以中国逐日降水数据集(CHM_PRE)驱动SWAT(soil and water assessment tool)模型进行日、月尺度径流模拟,并利用SWAT-CUP率定模型参数,探究CHM_PRE数据集对无资料高寒地区的径流模拟能力。结果表明:CHM_PRE可以很好地驱动SWAT模型模拟研究区径流过程,日径流模拟的纳什系数(E_(NS))介于0.69~0.76,月径流模拟的E_(NS)介于0.79~0.82,模拟结果相比实测结果低估了约15.2%~25.7%的径流量;研究区年均降雨量、融雪量和总径流量分别为751.61、264.05和346.39 mm,降水主要集中于6—9月,融雪主要集中于4—10月,主要的径流成分为地下径流;率定后的SWAT模型可以较好地模拟研究区径流的空间变异性,融雪量的空间差异高于降雨量和径流量;除秋季融雪、冬季降雨和融雪,研究区降雨量、融雪量和总径流量与海拔在年、季尺度上均呈显著正相关关系(P<0.001),海拔差异是导致水文空间差异的主要原因之一。

    2025年S1期 v.23 6-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 2037K]
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  • 雅砻江流域中长期径流预报

    李梦杰;刘琨;董义阳;殷兆凯;梁犁丽;

    以金沙江支流—雅砻江流域甘孜、雅江、泸宁、桐子林4个水文站点为研究对象,将前期径流、ENSO、IOD以及PDO作为预报变量,采用随机森林(RF)、相关向量机(RVM)以及长短期记忆神经网络(LSTM)3种算法,构建预见期13个月的逐月径流递归预报模型。此外,利用LSTM算法开发了多输出预报模型,并深入探讨不同预报因子对LSTM多输出预报模型性能的影响。结果表明:基于RF的递归预报模型效果最佳,位于研究流域上游的甘孜站点使用前期径流及ENSO作为预报因子时效果最佳,其余位于中下游的3个站点使用前期径流作为预报因子时效果最佳,引入IOD和PDO作为预报因子,并未有效提升预报的准确性。

    2025年S1期 v.23 14-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 226K]
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  • 气候变化对青海湖水量平衡的影响

    时璐;李燕;杨阳;

    通过分析青海湖流域各分区的气温、降水以及水资源量的变化,使用Sen+MK趋势检验、Pettitt突变检验以及改进Budyko假设归因等分析方法,对青海湖水资源量的演变原因进行深入探讨。结果表明:青海湖流域年平均气温和降水量均呈明显上升趋势,而蒸发量呈现出显著的下降趋势;青海湖流域的水资源量也呈现出显著的上升趋势;这一增长主要是由青海湖流域分区径流的增加驱动的,其中降水起到了主导作用,而下垫面和蒸发则起到了次要作用,同时降水、蒸发、径流对水位的影响力相近。

    2025年S1期 v.23 20-23+29页 [查看摘要][在线阅读][下载 204K]
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  • 安宁河流域灌溉发展潜力及水资源配置

    马彪;邵朋昊;王天宇;

    利用ArcGIS空间分析工具,采用层次分析法评价流域农业生产适宜性,分析耕地发展潜力;根据水土资源条件分析,考虑水利工程布局及其控制灌溉能力等,确定流域灌溉发展面积;提出“高水高用、低水低用”和跨流域区域水资源时空均衡配置原则,以及大中小微工程建设并举、传统水利和新能源融合发展的高山河谷地区农业灌溉发展思路,构建多水源、多用水户水资源配置模型,提出满足灌溉保证率要求的水资源优化配置方案。提出的灌溉发展和水资源配置思路对类似高山河谷地区具有借鉴意义。

    2025年S1期 v.23 24-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 314K]
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  • 长白山区需水量预测

    张晓辉;刘冬梅;宋阳;陈永明;高铭含;赵尉邦;

    为满足水资源管理及地区水资源适应性调控要求,为长白山区水资源高效利用及其安全保障提供数据支撑,以2018年为现状年、2035年为远景规划年,开展长白山区各县市分行业用水需求量预测分析。根据平水年(P=50%)、一般枯水年(P=75%)不同水平年来水条件,充分考虑生活、工业、城镇公共产业、农业、生态环境5个方面对水资源量的需求,进行研究区分行业需水量预测。

    2025年S1期 v.23 30-34+42页 [查看摘要][在线阅读][下载 186K]
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  • 长白山区松花江流域水资源多目标协同调配技术

    张晓辉;刘冬梅;陈永明;宋阳;高铭含;赵尉邦;

    针对长白山区生态系统退化、水资源开发利用率偏低等问题,以松花江流域为研究区,生态保护、发电、供水作为调控目标,构建研究区水资源多目标协同调控模型,实现不同时间尺度模型之间的相互衔接以及调控方案的滚动修正,结合水资源多目标决策分析技术研究,提出面向生态保护、发电、供水的水资源多目标协同调控方案,为长白山区松花江流域水资源高效利用及其安全保障提供技术支撑。

    2025年S1期 v.23 35-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 908K]
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  • 邢台市青山水库兴利调节探析

    尼文波;

    以青山水库为研究对象,通过长系列时历法系统分析天然入库径流演变规律及水库下游的用水规律,综合优选水库兴利调节方案。结果表明:青山水库入库水量包括本流域自产及从野沟门水库调入水量,多年平均入库总水量2 817万m~3,50%保证率入库总水量1 155万m~3。青山水库多年平均水面蒸发为1 200 mm,多年平均陆面蒸发为450 mm,则多年平均蒸发损失为750 mm,渗漏损失按年蓄水库容的6.0%计算。根据径流分析成果,基本生态水量为218万m~3/a;全年可供百泉复涌工程水量1 000万m~3。

    2025年S1期 v.23 43-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 152K]
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  • 内蒙古寒区优质水稻年际需水量及耗水规律

    章策;李博;李敏;温雅琴;宁慧峰;纪雪晴;

    通过田间试验,研究不同水氮处理对寒区水稻各阶段的耗水规律、水稻产量、水氮利用率的影响。结果表明:各处理水稻的生育阶段耗水量、总耗水量随灌水量减少而减小;同一水分处理下,耗水量随施氮量的增加呈上升趋势,籽粒产量随灌水量的减少呈降低趋势,随施氮量的增加呈增加趋势;相同施氮处理下,节水灌溉措施在一定程度上提高水分利用效率,氮肥偏生产力随灌水量的减少呈下降趋势,相同水分处理下,施氮可以增加水分利用效率,但不同程度减小了氮肥偏生产力。基于试验区水资源状况、综合考虑产量、水氮利用率,本试验条件下处理W_3N_1F_2的水氮组合[(控制灌溉(W_3),施氮量为135 kg/hm~2,两次追肥(分蘖肥和穗肥)]为适宜于当地水稻优质高产的水氮管理模式。探索寒区水稻优质高效水氮管理模式,为调整区域作物种植结构,高效节水提供理论依据。

    2025年S1期 v.23 47-53+60页 [查看摘要][在线阅读][下载 239K]
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  • 适用于城市排水规划的商丘市区长历时暴雨强度公式与设计雨型

    孙梦仙;史桂芬;

    基于商丘气象站1961—2021年5~1 440 min降雨资料,挑选每年各历时下的降雨最大值作为样本数据,使用P-Ⅲ分布曲线拟合与最小二乘法推求得到商丘市区长历时暴雨强度公式。结果表明:长历时公式与短历时公式结果十分接近,差值绝大部分在-0.02~0.01 mm/min。长历时公式计算值总体略偏小于实际值,偏差在-20%~10%。短历时雨型由芝加哥雨型法推求,雨峰系数为0.397,雨峰处的降雨强度随降雨历时的增大逐渐减小,随重现期的增大逐渐增大。利用同频率法确定长历时雨型,呈单峰型分布,雨峰系数为0.53;雨峰位置处于第152时段,即位于略早于整场降雨过程的2/3分位;第12~13 h为降雨量快速累积阶段,100 a重现期1 440 min整场降雨过程的累积降雨量达272.34 mm。

    2025年S1期 v.23 54-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1750K]
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  • 基于HEC-RAS模型灞河河段设计洪水及淹没范围研究

    王韬;彭定志;樊正龙;龚雨薇;罗群;古玉;

    为研究超标设计洪水对于城市型河流的影响,以陕西省西安市灞河部分河段为例,采用地区经验法、面积比拟法、水文比拟法、同频叠加法等不同方法计算河段100 a和200 a一遇设计洪水,结合HEC-RAS模型分析100 a和200 a一遇洪水的河道洪水位、水面线及淹没范围。结果表明:不同方法计算所得设计洪水结果相近;灞河、浐河河段100 a一遇及200 a一遇设计洪水未出主河道,且不同河段洪水流速差异显著;浐河支流桥梁在面对100 a一遇及200 a一遇设计洪水时存在较大风险。研究结果对城市型河道洪水防治和防洪工程设计具有重要参考价值。

    2025年S1期 v.23 61-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 3226K]
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  • 改进的多层LSTM深圳道路积水大数据预测模型

    周涛;李成林;殷峻暹;金惠英;姚文才;黄磊;

    针对近年来极端强降雨天气对深圳市带来的经济社会损失,提出一种改进的多层长短期记忆神经网络(long short-term memory, LSTM)道路积水大数据预测模型。以深圳市河湾流域58个内涝点的降雨积水数据为模型输入,并选取利用粒子群优化算法进行超参数寻优的回声状态网络(particle swarm optimization-echo state network, PSO-ESN)和传统LSTM为对比模型,比较三者在测试集上的纳什效率系数(Nash-Sutcliffe efficiency coefficient,E_(NS))。结果表明:改进的多层LSTM在26个有效点位中的21个点位上的测试集E_(NS)>0.8,达标率高达80.8%,远高于PSO-ESN和传统LSTM,证明该模型在研究区域进行道路积水预测工作的可行性。

    2025年S1期 v.23 66-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 465K]
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  • 南水北调工程沿线各省区市近20年水价调整情况及承受能力

    张杰;张东杰;杜孝忠;

    以南水北调工程沿线12个省区市近20年水价调整情况为基础,研究水费支出占居民可支配收入和工商业产值比值的变化趋势,从平均数看:水费占居民可支配收入比值从2003年的1.5%左右降低至2022年的0.5%左右,降幅达67%;水费占工商业产值比例从2003年的1.8%左右降低至2022年的0.3%左右,降幅达83%。结合部分国际城市水价及世界银行等机构对水价承受能力的研究,分析认为我国水价存在一定提升空间。针对水资源价值体现不充分和水价调整机制不健全的问题,提出逐步建立并形成覆盖成本、适度收益的水价形成和调整机制的建议,为推动南水北调后续工程加快建设和实现可持续发展提供有益参考。

    2025年S1期 v.23 72-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1013K]
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  • 县级水网建设规划编制的重点——以沾益区水网为例

    陈金明;杜璇璇;苏建广;赵绍熙;蒋汝成;吴霞;徐晓东;卯昌书;程刚;

    以水网内涵解析为基础,系统梳理国家规划体系与水利规划体系层级关系,结合省市级水网建设实践经验,深入探讨水网规划的战略定位与功能作用,并提出县级水网规划编制的关键技术路径。研究表明:水网具有“自然-人工”二元性、综合性与智能性特征,其结构由“纲、目、结”三要素构成,但不同层级水网的要素划分需基于其功能定位动态调整;水网规划在国家规划体系中属第四级专项规划,与流域综合规划同为水利规划体系的第二级规划,对区域专业规划、专项规划具有约束性;县级水网规划需聚焦资源工程底数摸排、系统规划集成、国土空间深度融合、供需平衡精准测算、多级水网衔接体系构建五大重点,注重“三区三线”约束下的空间布局优化;沾益区水网建设规划实践案例研究,为理论应用提供了示范。研究成果可为国家水网“一张网”的县域水网建设实践提供理论支撑与技术指导。

    2025年S1期 v.23 78-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 612K]
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  • 南水北调中线口门水价与终端水价的关系——以河北省受水区为例

    马啸;李宁;

    水价是影响调水工程良性运营的关键因素,厘清口门水价变化对终端水价的影响之于南水北调中线工程良性运行十分重要。以南水北调中线工程水价成本费用组成为切入点,通过梳理比较贷款本金、折旧费、原水费、工程维护费等不同因素变化对工程水价的影响,开展水价敏感性分析,提出影响中线工程水价的主要因素;以河北省受水区为例,通过合理确定河北省境内南水北调中线配套成本,研究工程口门水价变化对用户终端水价的影响。结合河北省受水区城镇居民水价承受能力分析,提出南水北调中线口门水价可能的调整空间,为南水北调后续工程水价形成和终端水价定价机制的完善提供理论支撑。

    2025年S1期 v.23 86-88+106页 [查看摘要][在线阅读][下载 169K]
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  • “洪泽新河”河湖分离方案研究

    冷晴;王海;秦晨晨;

    受洪泽湖泥沙淤积影响,淮河流域洪涝灾害问题长期存在。河湖分离的治理思路中“洪泽新河”方案是最主要的方案。“洪泽新河”方案,即淮干主流直入溧河洼,汇合怀洪新河,沿西大堤,开古河道,直达三河闸,另一部分沿南大堤分流入高良涧闸和二河闸。该方案可在一定程度上解决洪泽湖泥沙淤积问题,提升淮河流域防洪能力。根据河道特性初步拟定“洪泽新河”方案的分离河道河宽1 000 m、河底高程4.5 m,并建立一维水动力数学模型,对在河湖分离条件下的淮河中游蚌埠闸至入海口段的水位变化及其效果进行了研究。结果表明:当对淮河干流进行疏浚,并将蚌埠闸至小柳巷河道高程为4~17 m的范围统一疏浚到4 m时,上游来水量为百年一遇条件下,蚌埠闸闸下水位可降低至21.20 m,降洪效果最佳。

    2025年S1期 v.23 89-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 2248K]
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智慧水利

  • 数字孪生南水北调东线一期工程建设思路

    王新雷;唐磊;杨旭;刘梅;张明希;

    为解决数字孪生南水北调东线一期工程标准规范不统一、信息监测感知体系建设不完善、区域数据资源共享水平不高、通信网络带宽承载能力有限、水利模型适用范围较窄等问题,提出以“三个安全”为基,围绕水资源配置与调度管理核心任务,在全线或区间水资源配置与调度、工程运行管理、安全风险监控、应急调度等方面实现“四预”,系统阐述信息化基础设施、数字孪生平台、“1+N”业务应用系统、安全管理体系、标准规范等主要建设内容,为南水北调东线一期工程和跨流域、跨区域水网体系数字孪生建设提供了思路借鉴。

    2025年S1期 v.23 94-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 787K]
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  • 平原水库现代化运行管理矩阵的构建实践

    张肖肖;朱昌涛;王玉慧;柴丽娜;李义均;袁自瑛;赵连政;

    在胶东地区用水需求日益增长的新形势下,分析棘洪滩水库运行管理矩阵建设基础及存在的问题,提出水库矩阵建设应在工程标准化建设1.0版本上,依托数字孪生建设成果,聚焦平原水库工程、供水及水质3个方面的安全,探索平原水库矩阵建设主要内容,动态耦合水利专业模型及信息化监测数据,通过搭建水库现代化运行管理矩阵平原,实现供水精准调度、水质预演预测、水库溃坝模拟、天空地水工一体化动态全天候监测、AI智能识别、孪生映射等,全面提升水库运行管理的精准化、信息化及现代化。

    2025年S1期 v.23 101-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 200K]
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  • 长距离输水隧洞监测自动化系统应用

    彭立威;温帅;陈佰忠;

    振弦传感器在长距离输水隧洞监测中具备精度高、可靠性强、使用寿命长等优点,但受限于传输距离、电缆引线长度等因素限制。针对该问题,采用水下MCU数据采集、光电复合缆供电并传输信号、水下接驳的方式构建长距离输水隧洞监测自动化系统,并将其应用于南水北调穿黄工程输水隧洞安全监测中。结果表明:监测自动化系统具有较好的应用效果,对长距离输水隧洞监测工作具有一定的指导意义。

    2025年S1期 v.23 107-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 623K]
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  • 淮河干流蚌埠-浮山段水资源“四预”及动态监管应用系统设计与开发

    肖建峰;章武伟;任德常;陈红;田迪;朱非林;薛晓鹏;

    为推进淮河流域数字孪生建设,提升水资源调度和监管智能化水平,在数据底板建设的基础上,建设基础支撑平台、水资源专业模型平台、知识平台,并针对性开发水资源管理与调配相关业务应用,形成具有“四预”及动态监管功能的业务平台。构建水资源情势分析-来水预测-用水申报-动态预警-调度预演-二次会商-反向预演-调度预案-跟踪监管等全套水资源动态监管模式,优化预报成果分析、辅助管理者用水审核、支撑专家会商决策,全面实现水资源“四预”、调配方案动态跟踪及监管闭环。

    2025年S1期 v.23 112-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 805K]
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  • 北斗卫星导航系统在水库大坝变形监测中的应用

    杨珺;王浩渺;潘倩;赵真辉;

    全球导航卫星系统变形观测技术因可替换现有人工观测、实现全天不间断观测、有效节省工程运行成本而备受关注。基于百色水利枢纽工程,建设一套适用于水库大坝且全面支持北斗三号卫星信号的GNSS观测系统。通过对百色水利枢纽的GNSS变形监测系统数据解算与分析,监测到的水平位移精度高,整体数据缺失率低于规范要求,系统性能较好。该结果验证了北斗三号卫星系统的精准性与先进性,对北斗卫星导航系统在水库大坝变形监测的应用和推广提供借鉴。

    2025年S1期 v.23 119-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 403K]
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  • 无人船水下智能测量系统在水库水下测量的应用

    刘彦卿;许琪;王子康;吴博;郑宁;

    针对传统人工水域监测手段效率低、安全系数低、参数单一等问题,研究分析集成多传感器设备的无人船水下智能测量系统。通过在无人船平台上搭载单波束、多波束测深仪实现厘米级点云数据,构建水下平面、三维模型,结合DMS-600水质数字传感器来同步获取溶解氧、PH值等水质指标,利用侧扫声呐识别水下物体,配合GNSS高精度定位等技术手段,得到并分析河北某大型水库进水塔附近水下地形测量试验数据。该系统突破了传统人工作业模式,实现水文、地形、生态要素的一体化信息采集,显著提升了水域环境监测、水库水下测量效率,为智慧水利建设、水域生态评估提供了智能化解决方案。

    2025年S1期 v.23 123-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 358K]
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  • 水库水下地形与结构巡检不同声呐技术对比

    郎超;刘彦卿;何蒙;吴博;郑宁;

    以某大型水库为工程背景,通过使用无人船搭载单波束声呐、多波束声呐和侧扫声呐3种声呐装置对水下地形结构和水下建筑物进行测量,对比分析3种声呐技术在水库巡检工作中的应用效果。通过试验发现:多波束声呐测量范围广阔,适用于大范围地形建模;单波束声呐成本低、操作便捷,适合局部精确测深;侧扫声呐凭借高分辨率影像可清晰识别水下异物。并且无人船通过搭载高精度GNSS定位和惯性导航系统以及集成式测量平台,实现了水库水下地形的高效测绘与结构物检测,结合水质参数(温度、pH、浊度等)同步监测,为综合管理提供了数据支持。

    2025年S1期 v.23 128-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 478K]
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  • 水务数字孪生物联感知体系关键技术

    宗志锋;

    按照上海市水务海洋信息化“十四五”规划感知体系建设的要求,结合上海水务感知现状,构建由感知终端、感知网络、水务物联感知运行管理平台、数字孪生平台与业务应用所组成的感知体系架构。深入研究水务物联感知体系的多项关键技术,包括多协议设备接入与认证技术,实现感知设备的一站式接入适配与安全管理;全生命周期设备管理技术,实现运维的闭环管理,确保设备高效稳定运行;数据管理技术,实现数据整合、数据处理、数据治理与数据资产构建;场景规则引擎技术,实现场景关键参数的实时监测与评估;以及数据共享技术,形成全面覆盖、协同联动的水务数据推送与共享网络,为水安全保障、水环境治理、水资源管理等业务提供数据支撑与应用赋能。

    2025年S1期 v.23 133-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 376K]
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  • 基于多源数据融合的实时测量系统应用探索

    吴念辉;饶登峰;吕凯;黄育华;谢运斌;陈杰;

    针对建筑工程中BIM技术与三维激光扫描技术在融合及工程应用实施层面存在的动态测量能力不足、数据同步性与系统实时联动性欠缺等问题,开发一套多源数据融合的实时测量系统。该系统集成实时智能化放样技术、多源模型可视化分析技术以及BIM协同支持模块,实现了激光点云、BIM模型与测量机器人的高效融合。通过测量机器人获取施工现场的实时数据,并与扫描点云及理论模型进行对比纠偏,为现场决策提供技术依据。实际项目验证表明:该系统实现了实测点云、BIM设计模型和实时采集数据的灵活融合,在项目施工、设计与管理等不同阶段均能发挥作用,促进跨部门协同作业,提高工作效率和成果质量,为施工项目的全流程管理提出了新的解决方案。

    2025年S1期 v.23 137-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 512K]
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  • 土石坝防渗结构缺陷诊治方案垂直领域大模型构建方法

    叶玉麟;王凯航;赵明华;宋子屹;徐方才;张涵需;

    防渗结构渗漏缺陷的及时诊断对坝体稳定性与安全性至关重要,而目前缺陷情况的初步判断主要依靠专家经验与枚举法等,普遍存在主观盲目性强,经济性弱等问题。通过文献调研、专家咨询等方式搜集了国内广泛的土石坝渗漏案例,利用知识抽取模型对案例信息中的实体及其关系类型进行识别,构建了土石坝防渗结构缺陷诊断知识图谱。基于此,结合知识图谱与大语言模型(LLMs)搭建专业级垂直大模型,实现缺陷成因推断、检测方案推荐等功能。案例应用结果表明,该模型能够提高渗漏缺陷的初判效率与准确性,降低了传统诊断方法所需时间、人力、经济等成本,实现了土石坝防渗结构缺陷诊断方案的快速、准确、智能筛选。

    2025年S1期 v.23 142-147页 [查看摘要][在线阅读][下载 523K]
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  • 橡胶坝安全管理智能预警处置系统设计

    王兴超;

    传统橡胶坝安全管理模式具有经验为主、事后总结和人海战术等特点,存在成本高、效率低、事故多发等弊端。从橡胶坝安全管理中常见风险隐患入手,设计研发橡胶坝智能预警处置系统,并以台风洪水期间夹河梯级橡胶坝为应用案例,检验该系统的有效性和实用性。实践证明该系统能从根本上避免橡胶坝发生安全事故,降低运行风险和人力成本,提升监测效率,为无人值守橡胶坝的安全运行及橡胶坝安全管理提供参考与借鉴。

    2025年S1期 v.23 148-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 636K]
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生态与环境

  • 1980—2020年黄河流域河南段生境质量时空演变

    贾佳;田世民;

    基于1980—2020年7期30 m精度的土地利用遥感数据,以具有中下游双重属性的黄河流域河南段为研究对象,利用InVEST模型、空间自相关分析法、冷热点分析法和地理探测器探讨近40 a黄河流域河南段生境质量的时空演化规律、集聚特征和空间分异驱动因素。结果表明:1980—2020年,黄河流域河南段平均生境质量指数为0.548 9,整体呈现下降趋势,降幅8.12%,较低和高生境质量等级是主要类型;空间上呈现出显著的聚集特征,表现为“西南高东北低”的分布特征,高值区集中在西部丘陵区,低值区集中在东部平原区,而2000年后,高值聚集区范围不断紧缩,降低的生境质量主要分布在西部丘陵区、中东部建设用地等区域,以高和中等生境质量等级类型损失为主;坡度、气温和高程是影响生境质量空间分异的重要驱动因子,人口是重要的人为影响因子。

    2025年S1期 v.23 153-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 738K]
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  • 滦河流域水库群景观格局及生态风险时空变化

    徐翔宇;李心雨;李慧;梁佰军;何立群;王冠;

    以2001年、2007年、2013年、2019年4期土地利用格局为依据,应用景观格局指数分析方法,分析滦河流域4期土地利用格局及动态特征,采用生态风险评价I_(ER)模型和土地利用转移矩阵揭示生态风险的时空变化及转移特征。景观格局指数分析显示,景观类型的边界形状愈发复杂,聚集程度逐渐增强,团聚程度和延展趋势逐年上升,部分用地连通性有所提高,景观多样性变化较大。滦河流域整体风险呈多核分布:高风险区集中在水库出口;较高风险区沿河分布;中风险区主要位于较高风险区的外围。主要风险转移类型为“较高风险区转为中风险区”和“中风险区转为低风险区”。研究结果为优化流域景观格局、生态保护与高质量发展提供了参考。

    2025年S1期 v.23 159-164页 [查看摘要][在线阅读][下载 542K]
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  • 基于熵权贝叶斯模型的水生态系统健康评价方法及其应用

    于新哲;周祖昊;褚俊英;王坤;原康琦;饶杰;

    为克服传统综合指标法存在主观性强等问题,提出基于熵权贝叶斯模型的水生态系统健康评价方法对水生态系统健康状况进行评价,确定物理、化学和生物等综合指标,集成贝叶斯推理和信息熵方法,从而提高评价结果的准确性和可信度。利用该方法对太湖流域2009—2020年的水生态系统健康进行评价。结果表明:太湖水生态健康综合评分位于55.57~68.41,蓝藻密度、湖泊更新周期、总磷和鱼类保有指数是影响太湖水生态健康的主要因素,尤其是蓝藻应引起重视。太湖流域虽然取得了显著的治理效果,但整体仍然处于亚健康状态,仍需进一步采取措施。该研究成果量化分析了各指标对水生态系统健康的贡献,提高了评价结果的客观性和准确性,为水资源管理和环境保护决策提供科学依据。

    2025年S1期 v.23 165-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 980K]
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  • 北方城市生活污水再生系统冬季净化效果

    顾宝群;王博欣;曲世伟;艾万祥;张函熙;裴沙沙;

    为有效缓解北方城市水资源短缺的压力,通过构建“AAO生化处理工艺+阳光房保温型人工湿地”生活污水再生系统,探讨其冬季对实际生活污水的净化效果。结果表明:冬季进水COD、氨氮、TN、TP质量浓度分别为397±71、68.67±20.19、82.52±10.22、8.99±0.87 mg/L,经过AAO生化处理工艺去除了生活污水中大部分污染物,但出水水质仍高于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A的质量浓度限值。通过构建城市生活污水再生系统,采用阳光房保温和优选基质填料强化措施有效提升了水质,出水COD、BOD_5、氨氮质量浓度分别降低至35.0±2.90、6.72±0.78、1.29±0.97mg/L,优于《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920—2020)指标限值。

    2025年S1期 v.23 171-175+182页 [查看摘要][在线阅读][下载 1836K]
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  • 密云水库上游潮白河流域氮磷湿沉降特征

    王月锋;王宏亮;田彦哲;杨郁;李橙;徐玉;李帅帅;

    以密云水库上游潮白河流域为研究区,在2023年4—10月主要河流干、支流设置13个采样点,分析总氮(TN)、氨氮(NH_3-N)、硝酸盐氮(NO_3-N)、亚硝酸盐氮(NO_2-N)和总磷(TP)湿沉降质量浓度变化规律,探究该流域氮、磷湿沉降质量浓度及沉降量时空分布特征。结果表明:湿沉降氮、磷质量浓度均与降雨量呈负相关,所有点位重要场次降雨(降雨量>10.0 mm)TN、NH_3-N、NO_3-N、NO_2-N和TP平均质量浓度分别为2.08、1.43、0.67、0.09和0.05 mg/L;研究区降雨季TN湿沉降量为109~1 701 kg/km~2,TP湿沉降量为3.47~28.01 kg/km~2,氮、磷污染均呈现东南重、西北轻的特点。尽管氮、磷湿沉降量均处于较低水平,氮湿沉降引发的水生态环境风险仍值得高度关注。

    2025年S1期 v.23 176-182页 [查看摘要][在线阅读][下载 625K]
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  • 内蒙古高原红碱淖流域水化学和同位素特征及水体转换关系

    郝一;李瑞嘉;吴初;李晓萌;毛琛;袁帅;

    为精确刻画内蒙古高原红碱淖流域水化学特征和地下水循环模式,厘清水体之间复杂的交互补给关系,采集流域内地下水、地表水和降水等样品,综合运用水化学分析和同位素示踪技术,采用Piper三线图、Gibbs图、离子比值法、氢氧同位素分析和MixSIAR混合模型等方法对采集的水样进行分析。结果表明,浅层地下水水化学类型主要为HCO_3-Ca·Mg型,湖水水化学类型主要为Cl-Na型,河流水化学类型主要为HCO_3-Ca型和HCO_3-Na·Ca型水;流域内不同水体受岩石风化(硅酸盐、碳酸盐和硫酸盐)、蒸发浓缩和正向阳离子交换等多重因素的影响;流域内河流与地下水具有较强的水力联系,河流对地下水的贡献率为94%,红碱淖湖水主要接受大气降水补给,大气降水对湖水的贡献率为78.4%。

    2025年S1期 v.23 183-187页 [查看摘要][在线阅读][下载 413K]
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  • 榆横矿区采矿活动下地下水化学演化及水质评价

    赵立新;马国逢;梁向阳;刘瑞瑞;李荣荣;

    研究并揭示采矿活动下地下水的水质形成与演化机理,可为煤矿区水污染防控提供理论基础。以袁大滩井田为研究实例,运用Piper图、离子比分析法、氢氧同位素、自组织神经网络(SOM)、熵权水质指数(I_(EWQ))和主成分分析法(PCA)等方法对采矿前后采集的64个地下水样品进行分析。结果发现:研究区的地下水样本可以被划分为5个聚类。每个聚类(C_1~C_5)反映了采矿前后不同含水层的水化学特征。研究区水岩作用主要包括矿物(碳酸盐岩和蒸发岩)溶解和阳离子交换,这些过程受采矿活动不同阶段水化学环境的影响。对于地表水和浅层地下水来说,由于受到降水和融雪的稀释作用水质较好,受采矿活动的影响较小。相比之下,深层地下水的水岩作用更强,水质较差,受采矿活动的影响较大,研究结果为煤田水窖预防及环境问题管控提供理论支撑。

    2025年S1期 v.23 188-193页 [查看摘要][在线阅读][下载 1006K]
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水利工程研究

  • 某重力坝运行期纵缝变形规律及其对大坝安全影响

    王占军;童广勤;颜家军;梅晓龙;陈鸿丽;丁林;

    某重力坝纵缝灌浆后存在不同程度增开变形,其增开变形规律及对大坝安全影响备受关注。基于2010年蓄水至正常蓄水位运行以来典型坝段纵缝变形、坝体应力及变形等安全监测成果,结合坝段有限元仿真计算成果,综合系统分析运行期大坝纵缝变形规律及其对大坝安全运行的影响。结果表明:高水位运行以来,大坝纵缝下部闭合,顶部采用廊道并缝型式的纵缝中部张开度最大,顶部未并缝的纵缝张开度沿坝高逐渐加大;中上部增开度变化主要受气温和水荷载影响,增开度一般8月最大、2月最小,蓄水后增开度年变幅略有减小,蓄水至高水位对纵缝增开度变化没有明显影响;纵缝变形对坝体应力和变形的影响较小,坝体整体是安全的。

    2025年S1期 v.23 194-200页 [查看摘要][在线阅读][下载 811K]
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  • 泄洪洞壁面粗糙度对高速掺气水流特性的影响

    马斌;张子良;缑文娟;王天源;彭志;钟志鸿;

    基于1∶30比例尺的水工模型,采用模型试验方法,研究粗糙度对高速掺气水流的水力特性和掺气特性的影响。结果表明:不平整壁面会对高速掺气水流的底部掺气浓度及断面平均掺气浓度产生明显影响。底板粗糙度增加时,水流紊动加剧,时均压强和脉动压强增加,断面平均掺气浓度不变,但底部掺气浓度增大,最大增幅16.7%,有利于避免空化空蚀发生。

    2025年S1期 v.23 201-205页 [查看摘要][在线阅读][下载 542K]
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  • 不同缺陷特征对坝基防渗墙渗流性态的影响规律研究

    叶玉麟;葛元彬;赵明华;宋子屹;徐方才;

    混凝土防渗墙是处理深厚覆盖层中坝基防渗问题的主要手段之一,其隐蔽性与服役环境的复杂性导致大埋深工况下的墙体损伤开裂一般无法仅通过物探技术实现对其损伤部位的准确定位,导致维修加固工作难以展开。本研究以四川某水电站实际工程为研究对象,构建了精细化三维有限元渗流分析模型,揭示了不同缺陷工况下墙体与缺陷部位的渗流性态变化规律,系统分析了不同缺陷形式、尺寸、部位对墙体孔隙水压力与渗流量的影响程度;结果表明:三角形分叉缺陷与空洞缺陷工况下孔隙水压力较完整工况的变化率存在较大差异,分别约为4.0%与4.5%;此外,相较于纵向与横向缺陷,分叉缺陷与空洞缺陷引发的防渗墙断面渗流量增长倍率更大,最大可达到22.58倍和29.61倍,由以上两方面结果可以基本实现对防渗墙缺陷形式及尺度的判定,为实现基于渗流监测数据的防渗墙缺陷快速识别及定位提供技术支持。

    2025年S1期 v.23 206-212页 [查看摘要][在线阅读][下载 1001K]
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  • 城市更新深基坑工程变形安全评价方法研究——以昆明地区红层软岩为例

    曹文昱;张宗亮;刘强;赵翌博;

    本研究建立了针对昆明地区红层软岩的深基坑工程变形控制评价指标体系,创新性地使用多种变形指标,该评价指标体系涵盖支护结构、基坑土体和周边环境等方面,并且按照场地土类别来分别确定权重,还构建了基于专家经验和工程监测数据的基坑安全评价模型,后续可根据监测数据进行施工安全实时定量评估。研究过程中,首先针对昆明地区红层软岩特殊土质情况邀请专家进行变形指标打分,采用改进层次分析法确定主观权重,基于粗糙集理论并结合昆明地区深基坑工程监测数据进行客观权重确定,并通过博弈论进行组合赋权,并基于集对分析理论构建评价模型。最后依托实际工程应用,初步验证安全评价模型的准确性与可信度。

    2025年S1期 v.23 213-218页 [查看摘要][在线阅读][下载 401K]
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  • 南水北调中线工程运行期安全监测优化设计

    马啸;郝泽嘉;

    南水北调中线干线工程通水后,运行期安全监测需求已发生较大变化,建设期安装的安全监测仪器难以满足目前运行管理需要。在梳理南水北调中线工程监测现状,分析运行期需求基础上,引入安全监测仪器全生命周期(永久、长期、短期)的概念,提出南水北调中线工程运行期安全监测优化设计原则,并以深挖方渠道工程为例开展优化设计,为长距离调水工程运行期安全监测仪器优化提供借鉴。

    2025年S1期 v.23 219-222页 [查看摘要][在线阅读][下载 148K]
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  • 南水北调廊坊市“北三县”供水工程(北京段)建设难点及应对策略

    王雷;

    围绕南水北调廊坊市“北三县”供水工程(北京段)建设难点,提出应对策略。针对复杂的地质条件,通过开展详细的勘察分析工作、优化施工方案以及强化监测预警等措施,保障施工安全;针对顶管线路长的问题,采取专项技术措施,分类别开展顶管施工;对于征拆难度大的问题,建立沟通机制,加强与属地政府的合作,并做好与公众的沟通工作;针对建设工期紧的情况,优化施工计划,加强对施工进度的监控。这些策略旨在保障施工顺利推进,确保工程如期通水。

    2025年S1期 v.23 223-226页 [查看摘要][在线阅读][下载 312K]
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  • 基于阈值流速的三峡水库变动回水区典型桥梁枯水施工期研究

    童一心;孙开;杨峻;高一航;

    基于平面二维水流数学模型,采用反演法模拟不同来水流量条件下,三峡水库变动回水区典型桥梁的通航水流条件变化,寻找流速达到特定阈值(如1 m/s)时的流量,进而构建流速阈值条件下的水位—流量关系。研究表明:典型桥位断面超过流速阈值(1 m/s)时,流量均大于5 000m~3/s的阈值流量;只需关注上游临近水文站的流量不超过阈值流量,桥区通航水流条件就能满足要求,即可安排桥梁进行施工。研究可为桥梁枯水期的安全施工研究提供一定的科学依据和技术支持。

    2025年S1期 v.23 227-231页 [查看摘要][在线阅读][下载 740K]
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  • 再生骨料掺量对再生混凝土宏观力学性能的影响

    施张瑜;张亚楠;朱轩毅;朱俊龙;

    为探究再生骨料掺量对再生混凝土宏观力学性能的影响,利用ANSYS APDL构建不同再生骨料掺量(0%、25%、50%、75%、100%)的再生混凝土二维数值模型,开展单轴压缩的模拟试验,分析骨料掺量对再生混凝土应力-应变曲线的影响。结果表明:随着再生骨料替代率的增加,材料峰值应力先减小后增大,峰值应变不断增大;材料整体受力依赖于骨料强度的均衡性,骨料强度越均衡,材料整体强度越大;当再生骨料替代率超过50%,材料整体破坏面积增长较快;骨料掺量会改变再生混凝土微裂纹萌生、扩展的路径、损伤累计演化的过程,导致再生混凝土在最终完成破坏时面积、形状均不同,各项材料损伤程度也不同。

    2025年S1期 v.23 232-237页 [查看摘要][在线阅读][下载 1205K]
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  • Ⅰ级粉煤灰-铁尾矿-碳化硅轻骨料的制备及性能

    吴博;郑宁;牛涵;王彩辉;

    以Ⅰ级粉煤/铁尾矿为原材料,制备出性能优异的轻骨料,以碳化硅为膨胀剂,采用多步煅烧法制备性能优异的轻骨料,并对其进行强度、表观密度、吸水率及膨胀率等宏观分析,利用SEM及XRD进行微观机理研究。结果表明:所获得的轻骨料,其表观密度约为1.45 g/cm~3,颗粒强度约为7.23 MPa,吸水率约为2.19%,膨胀率约为3.75%,性能较好。同时显示,煅烧温度越低,烧结性越差,骨料骨架不密实,强度偏低;煅烧温度越高,且受热时间越长,体系中形成的液相流动性越大,轻骨料形态缺陷越严重;同样条件下,轻骨料的膨胀性越大,强度越低,同时影响其吸水率。

    2025年S1期 v.23 238-242页 [查看摘要][在线阅读][下载 535K]
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  • 基于二阶Godunov格式与虚拟边界法的水电站水力瞬变建模

    曾丕江;赵勇;陈刚;郑超;江出阳;杨铮;高杉雪;周领;

    采用二阶Godunov格式分别对水电站机组及其过流系统进行建模与求解,根据有限体积法对水锤控制方程进行离散,采用黎曼求解器中求解通量;提出虚拟边界法,实现水轮机与管线计算区域同时求解并达到的二阶Godunov格式求解精度;将所建模型与传统特征线法、水力瞬变实验结果进行对比,并分析库朗数对模型计算结果的影响。结果表明:针对水电站水力瞬变过程,当库朗数等于1时,所建二阶Godunov格式与传统的特征线法2种方法均不存在任何数值衰减,两者计算结果基本一致;当库朗数小于1时,传统的特征线法由于插值会引起数值耗散,引起较大计算误差。所建的二阶Godunov格式能有效模拟水电站输水系统的压力波动、机组转速、流量等重要参数动态变化,具有更好的准确性、稳定性和高效性。研究为水电站水力过渡过程提供了一种精准、稳定的计算方法。

    2025年S1期 v.23 243-247页 [查看摘要][在线阅读][下载 361K]
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  • 基于信号处理与机器学习方法的卧式离心泵振动特征分析与故障预测

    娄岩;

    为探索南水北调中线工程(北京段)亦庄调节池工程亦庄1号泵站卧式离心泵的振动特征分析与故障预测,通过时域、频域和时频分析提取振动信号的关键特征。应用支持向量机(support vector machine, SVM)、随机森林(random forest, RF)和卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)进行故障预测。通过信号处理与机器学习技术的融合,显著提高了卧式离心泵故障预测的准确性,为泵站运维提供了科学、有效的决策支持。未来研究方向应扩展数据集,增加异常工况下的数据,以提高故障诊断的准确性和及时性,定期评估和更新机器学习模型,集成最新算法和优化技术,应对复杂故障预测需求,同时适应泵站运营的动态变化。

    2025年S1期 v.23 248-251页 [查看摘要][在线阅读][下载 237K]
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  • 地震作用下泵站力学响应分析

    冯剑冲;

    基于Pro/Engineer三维建模CAD软件和商用有限元软件ABAQUS,建立睢宁二站结构与地基体系的三维精细有限元计算模型。根据场地类别和地震烈度,确定标准反应谱并拟合得到人工地震波。分别采用反应谱法和非线性时程分析法,进行不同强度地震作用下睢宁二站的地震响应计算。根据泵站的损伤和变形情况,确定泵站结构的抗震薄弱部位以及临界倒塌点的位置和响应值。研究成果可为南水北调泵站系统的安全运行和风险决策提供科学依据,也可为类似工程的抗震预警提供借鉴和参考。

    2025年S1期 v.23 252-256页 [查看摘要][在线阅读][下载 619K]
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  • 基于GEKO模型的高水头水泵水轮机偏工况水力损失特性

    何磊;易艳林;王万鹏;张驰也;高忠信;王正杰;

    基于GEKO湍流模型,对高水头水泵水轮机在偏工况下的复杂内部流场与水力损失特性进行数值模拟分析。探讨GEKO模型中重要参数C_(SEP)对水力损失分布、涡量及内部流场结构的影响。结果表明:在小开度工况下,较低的C_(SEP)值能够更准确地捕捉复杂流动分离现象,从而使模拟结果与试验数据高度吻合;在大开度工况下,由于流场相对稳定,C_(SEP)参数对模拟结果的影响较为有限。此外,转轮与活动导叶区域对C_(SEP)参数表现出较高敏感性,其水力损失和涡结构分布的变化趋势揭示了流动分离与能量传递过程中存在的差异。本研究验证GEKO湍流模型在高水头水泵水轮机流场预测中的有效性,也为其优化设计与数值模拟方法的改进提供了重要的理论依据和实践参考。

    2025年S1期 v.23 257-262页 [查看摘要][在线阅读][下载 849K]
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  • 基于GeoStudio软件的降雨入渗条件下引调水工程弃渣场稳定性分析

    华栋;臧庆吉;高涛;

    针对降雨对弃渣场边坡的影响,利用GeoStudio软件对其进行渗流稳定分析,选用VG模型模拟弃渣场的土水特性,将渗流分析结果作为稳定计算的基础,通过Morgenstern-Price法计算边坡安全系数。结果表明:随着降雨时长的延续,弃渣场稳定安全系数不断降低,降雨强度越大,安全系数下降的也越快,降雨时段末安全系数也越小。为将降雨对弃渣场边坡影响的程度降低,通过在渣场周边设置截排水设施/弃渣过程中渣体及时覆绿,提高弃渣场安全保障程度。

    2025年S1期 v.23 263-268页 [查看摘要][在线阅读][下载 669K]
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研究与探讨

  • 南水北调水文化建设内容、意义和策略

    李志海;董永咏;韩迪;

    采用文献整理、实地考察和多专业分析的方法,研究南水北调工程水文化的特点、内容,阐述南水北调工程水文化建设意义,并对南水北调工程水文化建设策略进行了思考。结果表明:南水北调水文化具有历史悠久性、内容博大性、广泛社会性、时代先进性;南水北调工程形成了融精神文化与物质文化于一体的现代水利建筑宝库。出土了大量的文物古迹,形成了以“负责、务实、求精、创新”为核心文化价值理念;南水北调水文化是中华水文化的新时代组成部分、延续塑造了社会主义先进文化、蕴含着强大的生命力;融合工程沿线文化形成品牌文化、根据定位加快文化创新、按照国家水网建设培育生态文化、借鉴经验传承精神文化、推进文化制度建设完善。

    2025年S1期 v.23 269-272页 [查看摘要][在线阅读][下载 155K]
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  • 鱼类过坝设施发展概述

    聂头龙;李佳敏;伍贤熙;黄筱云;程永舟;

    河流水资源的开发导致鱼类迁移通道的碎片化,而修建鱼类过坝设施则是重建河流生态连通性的主要方法。为全面了解这些设施的功能,开展国内外鱼类过坝工程设施的综述研究,梳理、阐述现有的过鱼设施结构形式、水力特性、类型和作用原理,明确其适用场景和通过效率。对比国内外过鱼设施的相关研究,指出国内在这一领域存在的不足,提出未来国内过鱼设施的研究方向。为全面理解过鱼设施运行机制以及鱼类过坝设施设计与建造提供参考,也为后续的研究工作奠定基础。

    2025年S1期 v.23 273-278页 [查看摘要][在线阅读][下载 286K]
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  • 离子侵蚀环境下预应力钢筒混凝土管耐久性研究进展

    罗纬邦;董晓农;窦铁生;李萌;陆云才;赵丽君;程冰清;

    离子侵蚀是影响预应力钢筒混凝土管(prestressed concrete cylinder pipes, PCCP)耐久性的关键因素。高盐渍地区富含的SO_4~(2-)/Cl~-侵蚀PCCP保护层,加速预应力钢丝锈断,引发灾难性爆管事故。基于此,本研究总结国内外PCCP耐久性研究进展,归纳荷载作用下离子侵蚀混凝土的试验方法和计算模型,分析PCCP的结构特点和荷载作用下的变形响应机理,为复杂侵蚀环境下PCCP耐久性设计和评估提供借鉴和参考。

    2025年S1期 v.23 279-284页 [查看摘要][在线阅读][下载 282K]
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  • 弱溶蚀介质渗透特性及其对绕坝渗漏的控制作用——以安徽石台抽水蓄能电站为例

    罗建锋;白伟;陈翔;代文豪;邵国卫;

    基于拟建安徽石台抽水蓄能电站下水库坝址区岩溶水文地质调查,结合下水库物探、钻探、原位试验等水文地质资料分析,查明弱溶蚀介质的水文地质特征,包括岩溶发育特征及透水率分布规律,对坝址弱岩溶发育区进行透水性分带;建立弱溶蚀介质渗漏量解析预测模型,结合绕坝渗漏带水文地质参数进行绕坝渗漏预测,评价弱溶蚀介质的工程渗漏效应。结果表明:坝址区弱溶蚀介质岩组可分为三类:纯碳酸盐岩组、次纯碳酸盐岩组、不纯碳酸盐岩组,约91.53%的弱岩溶岩组呈弱-微透水;将弱溶蚀介质岩组透水率随深度变化关系简化为负指数模型,地表以下70 m深度范围内弱风化岩体的透水率大于3 Lu, 70 m深度以下微新岩体的透水率小于3 Lu,绕坝渗漏量小于总库容的0.05%,绕坝渗漏造成工程地质及水文地质灾害的风险较小。

    2025年S1期 v.23 285-290页 [查看摘要][在线阅读][下载 720K]
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  • 隐伏溶洞对隧道围岩弹性波传播特性的影响

    方颖昌;李岳林;娄国充;李松奇;

    针对隐伏溶洞的特点建立含隐伏溶洞隧道围岩模型,围绕弹性波敏感度和衰减特征研究不同溶洞特征参数(充填介质、规模、方位、距掌子面距离等)对弹性波传播特性的影响。结果表明:隐伏溶洞的存在显著改变了弹性波的传播路径、波速及衰减特性,不同特征溶洞的传播特性具有明显差异性。具体而言,不同形态溶洞对回波波形、回波峰值及回波能量影响最大的是充填介质、方位及距掌子面距离,溶洞规模对其影响较小;对弹性波波速和敏感度影响最大的是溶洞距离,最大波速衰减达到1 513.16 m/s,敏感度为54.44%,溶洞规模和溶洞方位次之。不同溶洞特征的敏感度除不同充填介质最大差异为3.66%,其他特征溶洞敏感度差异均大于10%。弹性波在含溶洞隧道中传播时会发生阶段性衰减情况,不同溶洞特征吸收衰减系数不同,表现为充泥、充水和空腔溶洞依次递减,不同规模溶洞满足指数幂的形式逐渐减少。

    2025年S1期 v.23 291-296页 [查看摘要][在线阅读][下载 608K]
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  • 基于孤立森林和K均值算法的水位异常数据检测与水位计故障诊断

    李志;赵雅雯;许晖;

    水位计在水位监测中会由于设备故障或外部环境变化等原因导致测量值异常。为尽早发现故障并更换设备,需要对水位计测量数据进行异常检测并分辨异常原因。现有检测方法多为监督学习算法,不能满足自动处理数据与异常数据分类的需求,不能分辨异常原因。为提高水位监测的准确性,提出基于孤立森林算法和K均值算法的水位数据异常分析与设备故障诊断方案。首先使用孤立森林算法检测出异常数据,然后用K均值方法区分设备故障和外部环境因素(暴雨、台风等)原因引起的异常数据。根据真实设备异常造成的水位跳变等问题出现的次数及频率,对水位计的故障等级进行诊断。最后,利用实测水位数据验证所提方案的有效性。结果表明所提方案能有效地检测异常的水位数据和对水位计故障进行预警。

    2025年S1期 v.23 297-303页 [查看摘要][在线阅读][下载 757K]
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  • 长江口青草沙水库咸潮期溃坝模拟

    王世昭;朱勇;代斌;姚鹏程;

    针对长江口青草沙水库咸潮期高水位运行条件下长兴岛一侧坝体溃坝风险,采用比较分析、经验公式和土力学分析3种方法对溃口发展进行计算,研究溃坝洪水传播及对岛内重要防洪对象影响。结果显示,自坝体渗透破坏至洪水横穿长兴岛最快仅需7 h,最大溃口流量2 496 m~3/s,洪水横向扩散速度显著大于纵向速度;洪水对岛内振华重工长兴基地、长兴镇居住区等重要防护对象均产生不利影响,洪水最短抵达时间分别为4 h 55 min、3 h 45 min,最大淹没水深分别为4.93、5.19 m,近40%面积持续水深达1 m以上。研究成果可为平原区溃坝洪水分析、青草沙水库堤坝管理、长兴岛溃坝洪灾应急管理等提供重要参考依据。

    2025年S1期 v.23 304-310页 [查看摘要][在线阅读][下载 718K]
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  • 降雨对水库涉水岸坡侵蚀稳定的机理影响

    刘修水;

    水库消落区涉水岸坡的不稳定容易导致滑坡坍塌等地质灾害,严重威胁大坝安全,不但直接关系到水库结构的稳定和水质健康,而且还影响着人民生命财产安全以及经济社会发展,目前已成为人们普遍关心的重要问题。针对降雨对岸坡稳定性的影响进行了探讨,深入研究引发岸坡塌岸的影响因素,以便在今后的实践工作中,更科学地选择设计方案,从而采取相应的防护措施,提高水库岸坡的安全性和稳定性,为人民生命财产安全以及经济社会发展提供更有力的保障。

    2025年S1期 v.23 311-316页 [查看摘要][在线阅读][下载 5943K]
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  • 段家坝水库建设工程技术及工程效益分析

    王鹏;洪振国;

    以段家坝水库工程为研究对象,通过研究大坝材料分区、增加弃渣反压平台、高陡边坡防震措施、单排孔帷幕灌浆应用、齿槽结合抗滑桩抗滑稳定、输水与导流全结合等技术措施,及对工程效益进行分析。结果表明:工程地质和筑坝材料实际情况进行了大坝材料分区设计,实现了土石坝的就地取材、因地制宜、因材设计的原则,减少了填筑方量和坝基的开挖方量,大大节省了投资;单排孔帷幕灌浆技术在全强风化的花岗岩大坝基础上防渗的应用,大坝渗流量较小,有效地解决全强风化花岗岩的帷幕灌浆吃水不吃浆和灌浆压力过大地层的劈裂破坏的设计难题,缩短工期,降低工程投资;大坝顶宽度和坝顶超高,放缓上下游坝坡,在坝体下游坝底铺设适当厚度、透水性较大的排水层,大坝坝脚设排水棱体,下游坝坡表层设水平宽3.0 m大块石压重区等的抗震措施,对大坝边坡稳定性有较好的效果,经济价值明显。工程经济内部收益率大于社会折现率,经济净现值大于零,所有指标均能满足要求,工程的兴建在经济上是合理的,研究结果可为相关工程效益分析提供理论借鉴和参考。

    2025年S1期 v.23 317-320页 [查看摘要][在线阅读][下载 304K]
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