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期刊信息/Journal information
南水北调与水利科技（中英文）
河北省水利科学研究院
南水北调与水利科技（中英文）

河北省水利科学研究院

徐振辞 许新宣

双月刊

2096-8086

nsbdqk@263.net

0311-85020639;85020535;85020630

050057

石家庄市泰华街310号

南水北调与水利科技（中英文）/Journal South-to-North Water Transfers and Water Science & TechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《南水北调与水利科技》期刊是经国家科学技术部和国家新闻出版总署批准的我国惟一以南水北调为主体的科技期刊。该刊由河北省南水北调工程建设委员会办公室主管，河北省水利科学研究院主办，中国水利水电科学研究院、中国地质科学院水文地质环境地质研究所等单位为合作单位。本刊宗旨：坚持社会主义办刊方向，宣传党和国家的治水方针政策，加强水利技术创新，加速科技成果转化，促进水利学术交流，传播水利科技知识，提高科技成果水平。本刊特色：以举世瞩目的南水北调工程为办刊主体，宣传南水北调工程的伟大意义，回顾南水北调工程的历史背景，追踪南水北调工程的最新动态，反映南水北调工程的热点、难点问题，展现南水北调工程的技术创新成果。从而促进水利科技学术交流，提高水利科技水平，推动水利现代化。
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收录年代

    基于多模型比选耦合的降水预测

    武少振任智慧赵雪花杨默远...
    99-109页
    查看更多>>摘要：变化环境下水文时间序列的模拟预测难度不断加大,以往研究大多聚焦在模型的不同组合尝试与应用探索,但缺乏针对不同组合模型适用性与稳定性的系统研究.选择经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)、总体平均经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)、改进的总体平均经验模态分解(modified ensemble empirical mode decomposition,MEEMD)和变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)4种常用的分解算法,与多元线性回归(multivariable linear regression,MLR)、随机森林(random forest,RF)、BP神经网络(back propagation,BP)、卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)和长短期记忆神经网络(long short-term memory,LSTM)5种具有代表性的模型结合,构建 20种基于"分解-预测-重构"模式的组合模型,并以华北地区密云、官厅两流域年和汛期降水为例,进行模型适用性与稳定性综合对比分析.结果表明:单一模型对密云流域年降水和汛期降水的预测结果优于官厅流域,但整体预测结果均不理想;结合分解算法后的组合模型预测结果明显优于单一模型,且该预测结果存在正负误差抵消现象,因此有助于进一步提高组合模型的整体预测精度;与基于EMD系列的分解算法相比,VMD算法对模型预测精度提升效果最显著,组合模型适用性和稳定性整体上表现为VMD-MLR＞VMD-LSTM＞VMD-BP＞VMD-CNN.

    中长期预测数据驱动模型组合模型时间序列分解非平稳性

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    京津冀平原浅层地下水漏斗演变规律与影响因素

    南天曹文庚任印国孙龙...
    110-121页
    查看更多>>摘要：为研究华北地区河湖生态补水对地下水漏斗演变的影响,以京津冀平原浅层地下水漏斗 2003年至 2022年的相对变化作为识别目标,从气象因素、地形因素、人为因素和含水层水力学特性 4个方面进行考虑,选取 8个具体指标构建特征变量数据集,使用逻辑回归(logistic regression,LR)、支持向量机(support vector machine,SVM)和随机森林(random forest,RF)方法建立漏斗演变识别模型,并利用敏感度、特异度和决定系数R2 对拟合效果进行对比评价,结果显示随机森林为最优模型.进而利用模型分析研究区地下水漏斗演变规律,阐明具体因素对漏斗演变的影响作用.研究表明:京津冀平原区浅层地下水漏斗在 2010年之前整体呈扩张趋势,之后在部分地区呈现缩减和消失的态势.河湖补水前,地下水漏斗发展主要受开采影响,其重要度约 50%;2018年后河湖补水对抑制漏斗扩张发挥了较为明显的作用,重要度达 16%.从发展过程来看,地下水开采依然是控制京津冀平原浅层地下水漏斗变化最重要的因素.对比宁柏隆和高蠡清两个典型浅层地下水漏斗的发展变化可知,河道生态补水对宁柏隆漏斗变化的贡献率接近 10%,而对高蠡清漏斗变化影响的重要度仅为 1%,因此持续的河流生态补水对宁柏隆漏斗水位恢复会产生积极影响,而对于高蠡清漏斗则需要以水源置换压减农业灌溉地下水量为关键手段实现水位恢复.

    京津冀平原地下水降落漏斗多源数据驱动模型机器学习演化机制

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    多孔介质中多环芳烃与细菌共运移数值模拟

    王瑾彤曾献奎吴吉春
    122-130页
    查看更多>>摘要：地下水中微生物等胶体对多环芳烃的运移具有促进作用,为进行多环芳烃污染的精准、高效修复,需要建立准确、可靠的多环芳烃与细菌胶体共运移数值模拟模型.研究基于室内砂柱荧蒽运移系列实验,采用Hydrus中Colloid-Facilitated Solute Transport(C-Ride)模块构建荧蒽与细菌FA1共运移数值模型,并采用马尔科夫链蒙特卡洛方法(Markov Chain Monte Carlo,MCMC)进行模型参数不确定性分析,定量刻画荧蒽在水动力和微生物胶体作用下的运移过程.结果表明:基于Hydrus C-Ride模块和MCMC参数不确定性分析,能够准确地刻画荧蒽和细菌FA1的共运移过程;细菌FA1促进了荧蒽在多孔介质中的迁移速度,且导致荧蒽在多孔介质中运移回收率的增加,即由 55.06%提升至 76.16%,其中吸附至可移动胶体迁移和随水流迁移贡献的回收率分别为 41.46%、34.69%.研究成果对于指导地下水污染微生物修复方案的优化设计具有重要的理论和现实意义.

    细菌胶体荧蒽共运移数值模拟马尔科夫链蒙特卡洛方法

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    松花江流域NPP时空演变及其对极端气候的响应机制

    贾朝阳郭亮崔嵩付强...
    131-147页
    查看更多>>摘要：为探究全球气候变化条件下松花江流域陆地生态系统健康程度的变化特征,基于 2000-2020年MODIS MOD17A3HGF数据集,采用趋势分析、相关性分析、M-K检验、地理探测器和相对重要性分析等方法,结合气象站点数据和土地利用数据,分析植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)时空演变特征及其对极端气候事件的响应机制.结果表明:松花江流域年均NPP值为 407.45 g/m2(以C计,下同),以年均 4.82 g/m2 的速率显著上升(p<0.01);极端降水事件对植被NPP空间分异性的影响强于极端气温事件,极端气候指数间交互作用的影响大于单一极端气候指数的影响,流域及农田和草地生态系统NPP主要受总降水量(PRCPTOT)与年平均最低气温(TMIN)交互作用的影响,森林、湿地和聚落生态系统NPP分别受中雨日数(R10 mm)与年平均最高气温(TMAX)交互作用、强降水量(R95P)与TMIN交互作用和R10 mm与暖夜日数(TN90P)交互作用的影响;时间尺度上PRCPTOT、TMAX和TMIN是植被NPP的主要影响因素,空间尺度上PRCPTOT和TMIN是多年平均NPP的主要影响因素.研究结果可为量化气候变化背景下区域生态系统健康程度和应对极端气候事件措施的制定提供科学依据.

    松花江流域净初级生产力极端气候事件陆地生态系统时空演变规律驱动因素地理探测器

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    水利工程质量监督全过程全方位定量评价模型构建

    栾清华王月李阳裴梦桐...
    148-157页
    查看更多>>摘要：为促进我国水利工程质量监督管理工作运行的高效化,确保工程监督的有效性和权威性,基于AHP(analytic hierarchy process)原理,针对水利部督查小组的现场检查情况,依据水利部下达的相关文件,结合负分制和一票否决制,将定性问题定量化,构建一套涉及水利工程建设、运行、管理全过程全方位的质量监督管理评价模型,共包含 7层 2 112个指标.在综合试错的基础上,计算得出不同层级和不同指标的权重,然后选用该模型分析评价 2020年 7个省份受督查水利工程项目的质量管理与安全生产管理监督数据,间接说明模型的实用性和易操作性.评价结果表明:7个省份均在合格以上,整体质量管理情况较好,但得分差异显著,其中最高得分 90.6、最低得分65.6,相差25分;不同类型管理评价结果显示,安全生产管理得分普遍高于质量管理得分;各参建单位评价结果显示,建设单位和勘察设计单位的情况最优、评分基本达到满分,而质量检测单位和施工单位得分最低、需重点加强相关监管.评价结果为水利工程监督管理工作提供了科学的数据支撑,构建的评价模型也为水利工程质量监督定量化提供了易实操的普适性工具.

    水利工程质量管理评价层次分析法负分制一票否决

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    盐浸-干湿-冻融耦合作用下混凝土坝强震开裂机理

    张宇张志伟徐强张雪...
    158-165页
    查看更多>>摘要：为探究混凝土坝在盐浸侵蚀、干湿循环、冻融循环因素影响下的强震破坏规律,通过材料劣化试验和数值模拟方法开展大坝强震开裂机理研究.针对坝体不同位置开展盐溶液侵蚀、干湿循环以及冻融循环劣化试验,基于材料试验结果,构建混凝土重力坝扩展有限元模型,模拟混凝土材料劣化前及劣化后混凝土坝强震开裂破坏情况.结果表明:多因素耦合作用导致混凝土材料劣化,强震作用下会降低大坝承载能力,增加大坝倒塌破坏风险.考虑混凝土多种劣化因素影响,所得结论可用于高寒地区混凝土坝的抗震设计.

    混凝土坝盐溶液侵蚀冻融循环干湿循环破坏模式

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    水利工程建设中压实质量高效检测方法对比

    张心欣任晓磊王永亮曹林宽...
    166-174页
    查看更多>>摘要：为提高压实度检测效率、保证测量精度,运用压实质量快速检测技术,在某防洪治理工程中,对某段堤防进行碾压试验,将压实质量检测技术中运用较为广泛的环刀法同普氏贯入法、核子密度仪法和谐波法等快速检测方法进行对比分析,得到各种方法同环刀法的相关关系.结果表明:随碾压次数的增加,环刀法所测压实度结果呈上升趋势,振动碾压 2～3次后,基本达到本工程填筑设计压实度的要求,随碾压次数的增加土体压实度基本稳定,压实度会出现小幅波动;普氏贯入法试验结果与环刀法相差不大,其相对误差可控制在±10%以内;普氏贯入法和谐波法的压实度检测结果可与环刀法建立良好的相关关系,其线性方程的相关系数R2 均大于 0.95,而核子密度仪法在试验中表现一般,所建立线性方程的相关系数R2 仅为 0.37.试验结果可为压实质量的快速检测以及智能碾压技术在水利工程中的应用提供技术支撑.

    压实度环刀法普氏贯入法核子密度仪法谐波法

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    拱坝振动台动力破坏模型试验及其结构动力特性

    仇建春龙长林郑东健吴昊...
    175-185页
    查看更多>>摘要：研究拱坝结构抗震性能及破坏形态的重要手段为拱坝振动台动力模型试验,试验配制一种以重晶砂、重晶石粉和水泥为主要成分的模型材料,结合选用的振动台所具备的条件及模型材料的力学性能,设计拱坝振动台试验模型,并测试和获取其在不同地震荷载下的动力响应.选择某一工况进行分析,该工况下结构开始出现明显裂缝损伤并逐渐发展.通过分析该工况下结构动应变响应,分析其损伤出现的时间,由此将该工况分为 4个时段.通过计算分析不同时段多个加速度响应测点的加速度放大系数,并引入模态参数辨识的数值子空间辨识算法和ARX模型辨识法,计算不同时段+拱坝模型的自振频率和阻尼比,并将其与损伤发展情况相对比,以分析拱坝模型损伤发展情况及其结构动力特性.研究结果可为拱坝振动台试验制作和结果分析提供价值性参考,并可为拱坝结构动力特性参数识别和损伤诊断方法提供验证素材.

    拱坝振动台动力响应频率阻尼比

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    引江济淮工程(河南段)水资源调配系统设计与开发

    李赫刘进翰左其亭甘容...
    186-195页
    查看更多>>摘要：为强化引江济淮工程(河南段)水资源统一调配,基于Spring Boot和Vue前后端分离开发的模式,利用天地图API、WebGL、Echarts等技术设计研发引江济淮工程(河南段)水资源调配系统.从设计思路、功能界面、关键技术 3个角度论述系统设计思路和实现过程,从而实现地理信息服务、供需水预测、水资源优化配置、水资源优化调度等功能,实现水量分配可视化、运行调度智能化和跨流域调水管控一体化.系统测试结果表明:引江济淮工程(河南段)水资源调配系统的建立提高了受水区水资源精细化管理的水平,解决了引江济淮工程(河南段)跨流域调水的配置难题,为受水区水资源高效利用提供有效的技术支撑.

    引江济淮工程(河南段)水资源调配系统SpringBoot框架Vue框架前后端分离开发模式水资源和谐配置

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    糙条对溢洪道连续弯段水流特性的影响

    马豪牧振伟张红红
    196-208页
    查看更多>>摘要：为探究溢洪道连续弯段水流特性及糙条消能工水力学特性,通过开展 27组正交模型试验,结合消能率和超高变异系数筛选最优工况,采用RNG k-ε紊流模型与体积分数法(volume of fluid,VOF)对布设糙条和不布设糙条的溢洪道进行水流特性数值模拟对比研究.结果表明:糙条的布设使溢洪道沿程水深增加且变化剧烈;糙条能够抑制菱形波和折冲水流的产生,通过改善两弯段流态使水面均匀性提升 38.0%和 44.7%;布设糙条后,两弯段纵向流速均值被降低了 45.16%和 44.83%,各断面凹岸纵向流速的最大值沿水深下移;糙条的存在加剧了水流紊动,使两弯段纵向紊动强度均值增加了 117.98%和 71.05%,纵向紊动强度集中在凹岸衰减、凸岸增强,且各断面凹岸的最大值沿水深上移;糙条增大了床面动水压力,减小了两岸压力差,对压力分布形式有显著改善效果,有助于保护底板和边壁不易被冲蚀.研究成果可为溢洪道连续弯段设计及安全运行提供参考.

    糙条消能工溢洪道连续弯段超高变异系数水面均匀性

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