高层论坛

• 我国水利水电工程科学研究进展与前沿领域

  夏军;王庆明;

  水利水电工程科学是支撑水利高质量发展的重要基石。面向我国水安全保障新形势，阐述水利水电工程科学发展历程和取得成就，从水与气候、环境、生态、社会等方面探讨水利水电工程科学在保障水安全过程中遇到的挑战性问题、典型解决案例及研究进展等内容。结合我国当前“双碳”战略和“智慧水利”等新的治水需求和趋势，从“双碳”背景下水利水电工程科学的发展、智慧水利与水利水电工程建设管理两个角度，提出需解决的科学技术难题和前沿领域的发展方向，为水利水电工程科学的加速发展提供导向与推动作用。同时，帮助本科生、研究生或青年学者掌握基础知识，了解学科前沿，培养工作兴趣，为水利水电工程科学发展贡献青年力量。

  2025年04期 v.23;No.139 753-760页 [查看摘要][在线阅读][下载 1102K]
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智慧水网

• 水系统控制论：提出背景、技术框架与研究范式

  雷晓辉;龙岩;许慧敏;苏承国;

  现代水系统是一个复杂的巨型混联系统，涵盖数量庞大、类型多样的对象实体，运行管理与调度控制十分困难。现有的集中控制策略仍存在单点故障风险高、可扩展性和灵活性差、数据安全风险大、精细化管理程度不足等问题，亟须新的理论和技术来提高水资源管理效率和科学性。本研究系统综述流域水系、梯级水电站群、调水工程与灌区渠系、城市供排水系统等典型水系统控制研究的对象、目标、关键问题及方法体系。在传统研究水系统规划问题的基础上，引入控制论和信息论，提出水系统控制论，对系统进行建模、仿真、调度和控制，并阐述其技术框架与基本原理。首次构建统一的水系统控制研究范式，将复杂多样的水系统对象划分为被控单元和控制单元两大类别，依据建模方法进一步细分为产流单元、传输单元和控制单元3类，并确立精准建模、模型降阶、同步孪生及实时控制4个关键技术体系。水系统控制论的提出能够为解决当前水系统管理面临的挑战提供新的理论框架和方法指导，为推进智慧水利建设奠定重要基础。

  2025年04期 v.23;No.139 761-769+904页 [查看摘要][在线阅读][下载 1361K]
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• 水资源系统分析学科展望：从静态平衡到动态控制

  雷晓辉;许慧敏;何中政;龙岩;

  传统的水资源规划与分析学科主要依赖于简化的水量平衡方程，这种方法适用于较大计算步长的水资源供需分析。随着水利行业工作重心由供需平衡向精细化运行管理转变，水系统实时调度和控制的需求日益迫切，传统水资源系统分析学科的静态平衡理论方法局限性逐渐显现。为此，本文从水系统控制论的角度出发，分析现有水系统分析方法在模拟和优化方面的不足，把水资源系统的范畴拓展到涵盖流域水系、梯级水电、河渠输水、城市供排水等更广义的水系统范畴，并引入水系统控制论方法，提出“模型降阶-高效模拟-优化求解-预测控制”的水系统分析研究范式，旨在推动水资源系统分析学科体系从静态平衡向动态控制的研究范式拓展，为水利行业的精细化运行管理提供有力理论支撑与方法指导，以更好地应对复杂多变的水系统实际运行需求。

  2025年04期 v.23;No.139 770-777页 [查看摘要][在线阅读][下载 1180K]
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• 基于无人驾驶理念的下一代自主运行智慧水网架构与关键技术

  雷晓辉;苏承国;龙岩;张娇龙;

  为应对传统水网系统面临的运行效率低、安全风险高、人力成本大等挑战，借鉴无人驾驶汽车（autonomous vehicle, AV）在感知、决策、控制和系统架构方面的先进理念及等级划分标准，提出一种自主运行智慧水网（autonomous water network, AWN）的架构设计，并参照SAE J3016标准提出水网智能化等级（WN-L0至WN-L5）划分方案。继而引入类似AV的域控制器概念，构建水网调度域、水环境安全域、水机设备控制域、水工程设施设备安全域等核心功能域。阐述实现AWN所需的关键技术环节，并探讨端到端与模块化技术路线的可行性。通过展望AWN的未来发展趋势与面临挑战，旨在为未来智慧水网的建设提供理论框架、等级标准和技术路径参考。

  2025年04期 v.23;No.139 778-786页 [查看摘要][在线阅读][下载 1265K]
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• 自主运行智能水网的在环测试体系

  雷晓辉;张峥;苏承国;王二朋;徐海洋;何立新;

  基于无人驾驶汽车领域在环测试技术，构建面向无人驾驶水网的在环测试体系，涵盖模型在环、软件在环、硬件在环及人在环4个层级，可以实现从仿真到实际控制全过程的递进式验证，并且能够有效提升测试的系统性和实用性。系统梳理各类在环测试层级所对应的验证目标、技术手段、关键算法以及量化评估指标体系，重点探讨无人驾驶汽车领域中如传感器融合、场景仿真和故障注入等核心测试技术在智能水网系统测试中的迁移适用性。针对水网系统的专业特有需求，深入分析仿真建模的精度要求、同步孪生的实时响应能力以及人机协同决策机制所面临的关键问题。同时，围绕测试场景库的构建、虚实交互协议的统一以及多智能体协同测试等重要层面，提出具备工程实践应用价值的建议，为智慧水网系统的全生命周期验证体系提供理论支撑和可行技术手段。

  2025年04期 v.23;No.139 787-793页 [查看摘要][在线阅读][下载 1460K]
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水文水资源

• 黄河流域水-能源-粮食系统安全风险评价

  朱一丁;郭英;齐永青;申一林;郭媛媛;沈彦俊;

  为剖析黄河流域水-能源-粮食（water-energy-food,WEF）系统安全发展水平，以稳定性、协调性和弹性为准则层构建WEF系统安全评价指标体系，运用Copula函数和障碍因子模型分析2000-2022年黄河流域WEF系统安全风险概率和障碍因素。结果表明：黄河流域WEF安全水平指数整体呈现增加趋势，弹性是影响黄河流域WEF系统安全水平的关键；黄河上游兰州以上段、黄河上游兰州-头道拐段、黄河中游、黄河下游的三维安全风险概率（S=0.6,C=0.6,R=0.6）分别为0.477、0.380、0.460和0.446,WEF系统不安全概率呈现出黄河上游兰州-头道拐段>黄河下游>黄河中游>黄河上游兰州以上段；水库调蓄能力、清洁能源生产占比、有效灌溉率、地下水取水耗能、万元GDP用水量是阻碍WEF系统的主要障碍因子。研究结论可为黄河流域水-能源-粮食系统安全发展提供理论依据。

  2025年04期 v.23;No.139 794-805页 [查看摘要][在线阅读][下载 1683K]
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• 变化环境下洮儿河下游地下水位变化趋势

  王明君;彭勇;徐博;李昱;

  在气候变化加剧和人类活动增强的背景下，探讨变化环境下的地下水位时空变化趋势对流域水资源综合管理具有重要意义。以洮儿河下游为研究区，设置15个气候变化情景和3个地下水开采情景，采用反距离权重法和分位数映射法对未来气象数据进行空间插值和偏差校正，并基于SWAT-MODFLOW耦合模型预测不同情景下地下水位的变化趋势。结果表明：洮儿河流域未来气候趋于暖湿化；未来40 a内，地下水位难以恢复到2000年前的水平，河道与地下水系统可能长期处于脱节的状态；未来降水量的增加将改善洮儿河下游地下水的补给条件，有利于地下水位的恢复，但在中部地下水开采强度高的灌区，地下水位的恢复依旧面临巨大挑战。建议整合地下水限采、节水灌溉、地表水置换地下水等水资源管理措施，并加强对地下水位的监测，此类举措有利于中部灌区地下水位的恢复以及地下水资源的可持续利用与保护。

  2025年04期 v.23;No.139 806-819页 [查看摘要][在线阅读][下载 5553K]
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• 尼洋河上游流域径流变化特征与归因

  马煜斐;姜亦泓;王富强;吕素冰;刘艳丽;

  以尼洋河上游流域为研究对象，率定新安江-ET模型，探究气候变化和植被变化对径流变化的影响，为流域水资源规划管理提供理论依据。采用Pettitt检验和非参数Mann-Kendall检验分析年叶面积指数（leaf area index,ILA）系列和年径流深系列的变点和趋势性特征。在此基础上，构建基于遥感ILA的新安江-ET模型，定量估算气候变化影响量与植被变化影响量。结果表明：新安江-ET模型在该流域径流模拟中具有很好的适用性，率定期和验证期模拟径流与实测径流的纳什效率系数（Nash-Sutcliffe efficiency,E_(NS)）分别为0.81和0.88；在气候变化影响下，径流的变化量仅为2 mm，占径流变化量的3.2%；相比之下，植被变化的影响更为显著，林地面积减少与草地面积增加使得变化期径流量与基准期相比增加了61 mm，占径流变化量的比例高达96.8%。由此可知导致尼洋河上游流域径流量变化的主要因素是流域植被覆盖的变化，为该流域的生态平衡及经济社会的可持续发展提供了理论支持。

  2025年04期 v.23;No.139 820-829页 [查看摘要][在线阅读][下载 1730K]
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• 山东省水环境承载力时空演化规律及驱动因素

  李爱华;李艺;吕铃钥;李鹏飞;张鸽;薛家聪;姚逸斐;

  构建涵盖承载力大小、承载状态及开发利用潜力3个维度的动态评价体系，分析2017-2021年山东省水环境承载力的时空演变及驱动因素。结果表明：山东省水环境承载潜力与承载力大小及状态变化趋势高度一致，整体呈波动式缓慢提升，年际波动较小；空间上，沿海城市的承载力在各方面均略逊于内陆城市；水资源天然条件与环境污染状况是近年来影响承载力的主要因素，且水污染对承载状态和潜力的影响在减弱，而经济社会发展相关指标作用日益显著。基于此，提出强化水资源统一管理与调配、加大环境治理投入、在水资源丰富区加强保护、在农业区提高水资源利用效率，以及在经济稳健区优化产业结构等建议，为山东省水环境承载力的综合评价与科学管理提供参考。

  2025年04期 v.23;No.139 830-838页 [查看摘要][在线阅读][下载 1527K]
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• 基于PSR-Markov模型的水-经济社会协调发展时空演变

  袁昕恬;王婷;刘彬;沙金霞;游进军;王文睿;

  结合相邻地区正负效应，耦合“压力-状态-响应”（pressure-state-response, PSR）模型与马尔科夫（Markov）模型，构建河北省水资源与经济社会协调发展评价模型，并通过分析河北省及各地级市的协调发展程度及邻域效应，揭示其时空演变规律。结果表明：从时间演变看，河北省PSR系统整体与内部协调度自2019年持续上升，2021年达到最大值，发展前景良好，但短期难以跨等级跃升或衰退；从空间分布看，协调发展程度呈现中南部高、北部低的特点，高协调区多集中于经济发达的地级市，如唐山市、石家庄市。相邻地级市的协调发展类型显著影响周边地区，“中水平”和“低水平”地区协调发展情况易受周边地区影响而趋同。研究可为河北省水资源刚性约束下的高质量发展提供参考借鉴。

  2025年04期 v.23;No.139 839-848页 [查看摘要][在线阅读][下载 1499K]
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水资源高效利用

• 新质生产力导向下的现代化节水产业体系构建策略

  曹鹏飞;易雅宁;王宏洋;胡庆芳;费丽丽;

  节水产业作为水利新质生产力的重要组成部分，当前存在内生动力不足、行业竞争不强、科技创新不够、体制机制不健全、产业体系不完善等问题。以节水产业体系为切入口，通过识别节水产业涉及的供给侧、需求侧、流通侧三方面主体和政策、市场、科技三方面配套体系，按照新质生产力对创新的要求，探索构建“三主体+三体系”的现代化节水产业体系，推动节水产业整体性创新。在此基础上提出：优化节水产业布局，实现产业合理分布和协同发展；健全节水产业政策制度，营造更为有利的发展环境；推动节水科技创新与产业化应用，提升节水产业核心竞争力；培育壮大节水市场主体，激发节水产业市场活力；打造节水产业聚集区，形成产业集聚效应等具体措施。研究成果可为进一步深化我国节水产业新质生产力研究，推动节水产业高质量发展提供参考。

  2025年04期 v.23;No.139 849-857页 [查看摘要][在线阅读][下载 1383K]
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• 河湖水生态产品价值核算与实现机制研究进展

  沙宇聪;田付玮;戴江玉;吴时强;吴修锋;刘倩倩;

  通过文献调研与荟萃分析，梳理河湖水生态产品的内涵、价值核算指标及方法、价值实现机制等研究现状与存在问题，总结当前水生态产品价值实现机制及构建建议。水生态产品的定义并未统一，其与生态系统服务、经济产品以及自然资源等概念的边界尚不清晰。价值核算指标存在同义不同名、名称使用混乱等问题，核算方法包括功能价值法、当量因子法以及能值分析法等，但存在核算过程复杂、结果主观性强等问题，亟须建立指标更全面、数据易获取、计算更简便的水生态产品价值核算指标体系。价值实现机制可归纳为市场化交易机制和长效化保护机制2类，面向核算指标可分为6种价值实现模式及18种价值实现具体形式。

  2025年04期 v.23;No.139 858-872页 [查看摘要][在线阅读][下载 1589K]
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• 南水北调中线水源区生态产品价值实现路径

  沈东亮;史晓刚;李玉英;周波;王伟;明广辉;

  聚焦南水北调中线水源区生态资源价值实现不足的现状，结合区域生态资源特征与管理短板，系统梳理英国在自然资本核算、生物多样性保护、碳汇交易与生态补偿机制等方面的典型做法，提出适用于中线水源区的本土化路径。结果表明：构建统一的生态产品核算框架、培育多元参与的市场机制、健全配套政策与法治保障体系、加大公众与社会组织协同力度是推动生态价值有效转化的关键支撑。研究成果为提升水源区生态产品市场化程度、培育生态经济新动能提供了有针对性的路径参考。

  2025年04期 v.23;No.139 873-882页 [查看摘要][在线阅读][下载 1248K]
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• 库区取水与光伏消纳的多场景水电站运行特征

  杜孝东;苏佩超;杜世逾;王振;井志强;王学斌;

  以国内某流域的梯级水电站及其规划的光伏电站为研究对象，考虑流域不同来水时期、库区取水方案、光伏出力类型等因素，设置8种典型场景，构建多重综合利用约束的短期水光互补运行模型，并对相应场景进行模拟，分析不同场景下梯级水电站的运行特征。结果表明：汛期大流量典型场景下，B_1水电站日内水位呈现波动性上升特征，B_2和B_3水电站不参与调峰，其日内水位维持不变，B_4水电站视其下泄流量大小来确定是否参与调峰；枯水期小流量典型场景下，B_1水电站日内水位呈现波动性下降特征，B_2和B_3水电站参与调峰，一期库区取水方案与二期库区取水方案相比B_2水电站日内水位变化较大，B_4水电站作为反调节水电站，1个昼夜内一般进行2～3次径流调节。该研究成果可为承担多重综合利用任务的梯级水电站实际运行提供参考。

  2025年04期 v.23;No.139 883-891页 [查看摘要][在线阅读][下载 1676K]
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• 基于Stacking集成模型的膜下滴灌谷子作物系数预测

  马健涛;郭向红;雷涛;白艳茹;高晓丽;张家晔;赵鹏帅;

  为准确模拟膜下滴灌不同水肥处理谷子作物系数（crop coefficient,K_c），以水肥有关K_c的双因素方差分析为前提，采用随机森林（random forest,RF）、类别提升（CatBoost）、轻量级梯度提升机（LightGBM）、支持向量机回归（support vector regression,SVR）、深度学习（DL）作为次级机器学习模型，基于Stacking策略以多元线性回归构建集成元模型（linear stacking model,LSM）对不同水肥处理膜下滴灌谷子K_c进行预测，并进行模型间模拟结果精度比较。结果表明：不同水肥处理间K_c日际变化趋势基本相同，但灌水因素和氮肥施用量对K_c均有显著影响；在次级机器学习模型中，树类模型（RF、CatBoost与LightGBM）相对SVR和DL模型估测精度较好，而相比次级模型，LSM模型提高了谷子K_c的模拟精度；依赖日序数、太阳辐射强度、风速、日均水汽压和土壤含水率建立的LSM模型能够准确模拟膜下滴灌谷子K_c，决定系数（R2）和均方根误差(root mean squared error, E_(RMS))分別为0.91和0.11，且当土壤含水率特征加入时模型误差明显降低。研究成果可为膜下滴灌田间水分精准管理提供技术支撑。

  2025年04期 v.23;No.139 892-904页 [查看摘要][在线阅读][下载 3725K]
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• 灌区冬小麦灌溉节点优化及产量效应模拟

  栾清华;毕宏铠;张常昊;王利书;周玉良;张海生;翁白莎;

  为探究有限灌水情形下冬小麦最佳灌水节点，优化区域农田水资源管理，在实地调研的基础上，选择邯郸军留灌区为研究区，于2023年设计并开展了灌水试验；在此基础上考虑灌区土壤异质构成，构建灌区不同试验点的环境综合气候模型（environmental policy-integrated climate model,EPIC），并针对不同灌水情景开展冬小麦生长过程及产量模拟分析。结果表明：一水或两水灌溉在起身-拔节期适当延后均有利于提高产量，提高了7.2%～29.1%；土壤中层（20～40 cm）与底层（40～110 cm）黏粒含量较高会降低灌水对作物的增产效应以及根系发育从而对产量产生抑制作用，并且灌水节点滞后，土壤质地异质性造成的产量差异显著性增强。研究成果对区域优化灌水制度、实现节水保产具有一定的现实意义。

  2025年04期 v.23;No.139 905-914页 [查看摘要][在线阅读][下载 2702K]
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洪涝灾害与应对

• 基于双层排水模型的城市内涝模拟

  邵银龙;李晓晨;廖美廷;马景胜;周小日;穆祥鹏;许凤冉;白音包力皋;

  城市化进程的加快和极端天气的增多加剧了城市内涝问题，对城市排水系统的建模与研究提出更高的挑战。针对传统模型难以准确模拟地表与管网水量交互的问题，构建基于雨水口与街道、管网耦合的双层排水模型，并以三明市三元区的城市排水系统为案例进行验证和应用。分析不同暴雨重现期下地表积水特征，模拟不同雨水口布置模式对街道和管网之间水量交互的影响，揭示雨水口对于城市洪涝模拟的作用。结果表明：双层排水模型能够较好地识别易涝点，模拟街道排水条件下的水流行为，具有较高的可靠性和适用性。相比采用孔堰流量公式的洼地模式雨水口，采用流速计算泄流量的坡面模式雨水口的雨水捕获率可提高18%～80%，且对布置间距不敏感。这是因为坡面模式雨水口充分考虑了街道坡度对泄流量的影响，更能贴合山地城市街道雨水汇流的实际现象，研究结果为山地城市洪涝防治与排水设施优化设计提供科学依据。

  2025年04期 v.23;No.139 915-924+941页 [查看摘要][在线阅读][下载 2259K]
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• 暴雨中心演变对延河流域洪水过程的影响

  周伟;李静思;王雨涵;陈光照;王兴桦;张凡;侯精明;

  全球气候变化导致极端降雨发生频率显著增加，暴雨中心演变更加多样化，迫切需要揭示暴雨中心演变对延河流域洪水过程的影响。通过显卡加速的地表水及其伴随输移过程模型（GPU accelerated surface water flow and associated transport model,GAST）和暴雨管理模型（storm water management model,SWMM）产流模块，模拟不同暴雨中心条件下的延河流域（河庄坪镇-姚店镇）洪水过程，分析延河流域洪水过程的变化。结果表明：当遭遇百年一遇洪水时，相对于均匀降雨，暴雨中心在水库上游时，水库可以充分发挥其调蓄功能，受灾区位数量削减率达到78%，最大水深削减率为56%；暴雨中心在水库下游时，水库的调节能力受限，受灾区位数量削减率仅为22%，最大水深削减17%；洪水淹没风险从大到小依次为现状条件下的均匀降雨、“上拦”方案实施后的均匀降雨、实施“上拦”方案下的暴雨中心在水库下游、实施“上拦”方案下的暴雨中心在水库上游。研究结果有助于量化暴雨中心演变对延河流域洪水过程的影响，指导延河流域防洪工程体系建设，从而提升延安中心城区的防灾韧性。

  2025年04期 v.23;No.139 925-933+955页 [查看摘要][在线阅读][下载 2660K]
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• 基于抽站法的不同降雨输入下洪水模拟误差分布特征

  袁奕;李彬权;肖洋;王克军;陈云瑶;张涛涛;李匡;

  选取江西赣江上游峡山站以上集水区为研究区，建立用于洪水过程模拟的三水源新安江模型，基于抽站法原理，从洪水量级与雨量站网密度等方面分析水文模型模拟误差规律。结果表明：新安江模型适用性较好，满足洪峰、洪量及峰现时间预报许可误差的合格率为69%，平均确定性系数为0.76；模型的相对误差随着流量值的增加而减小，且相对误差均值总体呈先增后减再增的变化趋势；增加雨量站数量可提高降雨数据精度和模拟精度。同时，雨量站点空间布设对模型降雨输入精度也有很大影响，站网规划时需平衡雨量站数量、布设结构及误差允许范围，尽可能地保证水文模型中面平均降雨量输入的准确性和可靠性。

  2025年04期 v.23;No.139 934-941页 [查看摘要][在线阅读][下载 3655K]
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• 缺管网资料地区城市源汇雨洪模型构建及应用

  赵长森;李毛毛;段震;张幼成;邵南方;

  为解决城市化进程加快和极端天气事件增多背景下传统城市雨洪模型在缺官网资料地区应用难的问题，构建不依赖地下管网的城市雨洪模型，耦合雷达高精度降水场，利用暴雨径流模型（LCM）下渗理论计算产流，根据源汇理论实现道路分水；计算管网系数替代传统管网资料，并基于街道遥测水文站流量反馈率定参数。结果表明：模型在密度高、尺度小的武汉市青山区和密度低、尺度大的密云水库流域北京段的纳什效率系数（Nash-Sutcliffe efficiency coefficient,E_(NS)）分别为0.70、0.63和均方根误差（root mean square error,E_(RMS)）分别为0.05、11.38 m~3/（5 min）；有效识别青山区潜在积涝点122处、密云水库流域北京段350处。模型突破了以往暴雨中心难捕捉、地下管网数据难获取的瓶颈，降低了多参数水文模型异参同效影响，更适合小尺度高密度城镇化单一下垫面雨洪模拟。本研究可有效支撑解决含黄河水源涵养区在内的小尺度、高密度地区城市雨洪问题，为缺资料地区暴雨科学防御调度提供有力支撑。

  2025年04期 v.23;No.139 942-955页 [查看摘要][在线阅读][下载 2130K]
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生态与环境

• UV/H₂O₂高级氧化技术去除新污染物

  张道义;孙文俊;尹文选;张元娜;邹康兵;刘旦宇;

  为探究UV/H_2O_2在给水深度处理中有机物和新污染物去除有效性，以某水厂（珠江水为原水，采用常规处理工艺）砂滤出水为处理对象，构建以UV/H_2O_2高级氧化技术为核心的深度净水中试系统。基于气相色谱-四极杆飞行时间质谱联用仪（GC-QTOF MS）技术，对UV/H_2O_2高级氧化进出水的有机物种类进行全筛查分析，并根据筛查结果重点评估UV/H_2O_2高级氧化对全氟化合物、抗生素和内分泌干扰物的去除效果。结果表明：长期稳定运行下高锰酸盐指数和TOC平均去除率分别为36%和3.9%左右；UV/H_2O_2进水中共检出500多种有机物且新污染物相对含量较高，出水检出400多种，表明UV/H_2O_2对不同有机物的降解效果有显著差异；UV/H_2O_2高级氧化技术对典型抗生素和内分泌干扰物的去除率分别为2%～100%和38%，全氟化合物去除效果较差（-46%～35%）。全氟化合物出现负去除率的现象可能源于UV/H_2O_2对长链全氟化合物分步降解机制以及未知前体转化。

  2025年04期 v.23;No.139 956-964页 [查看摘要][在线阅读][下载 1461K]
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• 银川平原阅海湖与地下水交互关系

  方磊;蔡子昭;徐兆祥;马波;王成文;

  为查明阅海湖与地下水交互关系及其转化量，基于阅海湖-地下水观测剖面，采用自动监测、采样分析、相关统计、竖管试验等手段，构建阅海湖-地下水观测剖面，分析阅海湖及其周边地下水的相互关系、水化学特征、同位素特征和水动力场，建立达西模型以计算阅海湖与地下水转化量。结果表明：阅海湖水位高于东西两侧地下水，单向补给地下水；湖水直接来源黄河水补给，湖西侧地下水主要来源于农田灌溉，东侧地下水主要来源于西侧地下水径流补给；湖水的高水头动力场造成湖东西两侧地下水径流交替不畅，水中盐分聚集，水质咸化；湖底淤泥的渗透系数为0.001 9～0.005 5 m/d，渗透性差，采用剖面达西模型计算可知2023年度湖水补给地下水量为187.15万m~3。研究成果可为阅海湖的监测保护和生态需水量的合理确定提供支撑。

  2025年04期 v.23;No.139 965-974+1006页 [查看摘要][在线阅读][下载 3365K]
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• 西辽河流域地下水储量变化特征及其驱动因素

  于叶翔;章光新;孙敬轩;吴燕锋;章清松;李博;

  为厘清西辽河流域地下水储量变化特征及其驱动的关键因素，基于重构的长历时陆地水储量数据反演流域地下水储量，采用多元线性回归方程解析流域地下水储量变化的驱动因素贡献度。结果表明：2000年以来西辽河流域地下水储量年际呈显著下降趋势，下降速率为0.48 cm/a(6.61亿m~3/a,P<0.01)，空间上西拉木伦河及老哈河流域西南侧区域下降速率最明显，高达1.14 cm/a；地下水储量呈现春季和冬季较高、夏季和秋季较低的年内变化特征，4月达到峰值，8月达到最低值；构建多元线性回归方程（R~2=0.922,P<0.001）显示地下水储量变化的驱动因素为旱地灌溉面积、林地面积、降水量和蒸散发量，其中旱地灌溉面积扩张是关键驱动因素（贡献度59.34%）。进而提出加快推进节水农业与智慧化灌区建设以及国家水网建设的应对策略和建议。研究结果可为西辽河流域地下水合理开发利用及农业可持续发展提供科学依据。

  2025年04期 v.23;No.139 975-986页 [查看摘要][在线阅读][下载 2134K]
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• 银川平原高氟地下水分布及风险预测

  李祥志;宋乐;李英;赵志鹏;付宇;张荣;曹文庚;

  通过构建地下水氟预测模型，筛选出最优预测模型（随机森林模型），对银川平原高氟地下水分布和风险进行预测，定量评价各影响因子的相对贡献。结果表明：地下水高氟风险区集中分布于银川平原东部、南部及西南边缘地带，中心地带高氟风险地区分布较少；氟危害概率较高的区域达1 982.74 km~2，占银川平原总面积的24.57%，处于中风险及以上地区的人口约占该地区总人口数的5.38%；高氟地下水主要受地下水埋深、植被、地面高程、蒸散发量、坡度、温度、降水量等影响因子的控制。预测模型的构建为银川平原地下水氟风险的精确评估和有效控制提供了科学依据和理论支撑。

  2025年04期 v.23;No.139 987-996页 [查看摘要][在线阅读][下载 1612K]
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水利工程研究

• 强降雨作用下原状黄土土柱入渗试验

  申继先;赵本超;王探宇;董金玉;王波波;赵志强;葛玉;周海韵;

  为研究强降雨作用下水分在原位黄土中的入渗规律，在小浪底北岸灌区隧道冒顶灾害附近取得高120 cm、直径60 cm的原状土柱，并基于土柱开展多次降雨入渗模拟试验，监测得到土柱不同深度处土体含水量变化规律，揭示水分在原位黄土中的入渗过程。结果表明：试验初期土柱表层土体初始含水量低、基质势高，水分入渗速率快，而深部土体湿润锋锋面含水量变化平稳、基质势低，水分入渗速率慢；多次强降雨叠加作用下，土体导水性增强、湿润锋下移速率显著增加；基于监测数据分阶段建立幂指数和线性形式的湿润锋运动模型，可用于预测考虑强降雨叠加效应下原状黄土中湿润锋的运动过程。

  2025年04期 v.23;No.139 997-1006页 [查看摘要][在线阅读][下载 1544K]
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• 基于Inception-GRU模型的混凝土重力坝变形预测方法及应用

  董晓宁;王勇刚;白钰;赵灏;张野;康心语;钟雯;

  因为混凝土坝是复杂的动态系统，现有的预测方法多基于统计模型或机器学习模型，难以捕捉位移与多个特征因子之间的复杂耦合关系。为此，提出一种基于Inception和门控循环神经网络（gated recurrent unit,GRU）的混凝土重力坝变形预测模型，其中，Inception模块用于提取监测数据中的复杂特征，GRU模块则用于学习变形监测数据中的长期时间依赖性，两者结合能够获得更丰富的数据特征表示，有效提升预测性能。以某混凝土重力坝的长期监测数据为例，Inception-GRU模型在3个变形测点上的均方根误差（root mean square error,E_(RMS)）、平均绝对误差（mean absolute error,E_(MA)）和决定系数（coefficient of determination,R~2）的平均值分别为0.100、0.074和0.995；与卷积神经网络-门控循环单元（convolutional neural network-gated recurrent unit,CNN-GRU）、GRU以及支持向量回归（support vector regression,SVR）3种模型相比，所提模型在预测精度和泛化能力上均表现出一定的优势，为大坝安全监控提供新的方法和手段。

  2025年04期 v.23;No.139 1007-1014+1024页 [查看摘要][在线阅读][下载 1934K]
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• 基于地表设计地震动的成层地基-混凝土重力坝系统损伤特性

  李志龙;刘云贺;刘托弟;李闯;宋志强;

  为解决天然场地地基成层非均匀性及不同岩层间阻抗比差异的问题，克服传统地表设计地震动时简单折半输入方法的局限，需采用更精确的方法处理地震动输入，以提高抗震设计的准确性和可靠性。基于地表设计地震动，通过传递矩阵法求解成层地基任意位置的自由场运动，并结合黏弹性边界和等效节点力的方法，建立基于地表设计地震动的成层地基反演-输入模型。对某实际混凝土重力坝进行非线性地震响应分析，从坝顶相对位移、坝体损伤分布、坝体损伤耗能3个方面分析成层地基对重力坝地震响应的影响。结果表明：成层地基地震动反演-输入模型能够模拟地震波在实际地基岩层中的反射及透射现象；与层状地基相比，单层地基的坝体水平向相对位移最大增幅达87.6%，竖向相对位移最大增幅达97.1%；单层地基的坝体损伤程度更为严重，坝体损伤耗能最大扩大了6.5倍。不考虑地基的成层特性将导致对坝体响应结果的高估。

  2025年04期 v.23;No.139 1015-1024页 [查看摘要][在线阅读][下载 1978K]
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