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水电能源科学
水电能源科学

邴凤山 张勇传

月刊

1000-7709

sdny@mail.hust.edu.cn

027-87542126

430074

武汉市洪山区珞瑜路1037号华中科技大学内

水电能源科学/Journal Water Resources and Power北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊主要报道水、电、能源及相关学科的新理论、新技术、新方法及工程应用成果，适当报道经验交流、技术革新和技术改造，涉及水电、电气与电子、能源与动力、土木与力学、环境工程、控制工程、计算机等多个学科。读者对象为从事水、电、能源开发与研究、生产、建设、设计施工、教学的科技和管理人员及大专院校师生。
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    闽江下游水文情势演变及其对压咸流量保证率的影响

    明昊文张丹蓉管仪庆王子元...
    1-5页
    查看更多>>摘要：针对近年来闽江下游河口自然水文情势发生变化致使咸潮上溯现象逐渐加剧的问题,选取闽江下游竹岐站 1950～2018 年逐日流量资料,采用 Mann-Kendall 法进行趋势和突变检验,确定 1997 年为径流突变年份.采用水文指标变化范围法(IHA/RVA)对突变前后两个时间序列 1950～1996、1997～2018 年的 32 个水文指标进行分析.结果发现除了低流量脉冲发生次数及历时和逆转次数为高度改变,其余指标均为中、低度改变,闽江下游水文整体改变度为 38.16%,为中度改变.采用两种压咸流量方案对两个时间序列代表年进行保证率分析,其中方案 1 压咸流量过程的最小值及总需水量较方案 2 少,压咸流量保证率高.压咸流量保证率突变后较突变前整体增加,尤其是在枯水年,压咸流量保证率大幅增加,但同时存在丰水年压咸流量保证率下降的问题.说明水库的投入运行影响下游径流过程,可以改善枯水期下游河口地区咸潮入侵问题,但也使丰平枯各年的压咸流量保证率趋于一致.

    闽江下游水文情势IHA/RVA法水文改变度压咸流量保证率

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    基于多层土壤湿度数据同化的小流域径流模拟

    黄媛媛祁永靓吴雪梅郭立...
    6-10页
    查看更多>>摘要：土壤水分状态在水文循环中起关键作用,对径流预报的准确性影响很大.以美国宾西法尼亚州中部的Shale Hills流域为例,研究多层实测土壤湿度数据同化对径流模拟的作用.首先利用新安江模型对研究区内2008～2012 年的日径流进行模拟,同时通过集合卡尔曼滤波算法构建基于新安江模型的水文数据同化模型,并设置未同化的开环试验作为对比,研究模型同化土壤湿度对改善径流模拟和土壤水分的能力.模拟结果显示,新安江模型在该流域有较好的适用性;相比于同化前,模型同化多层土壤湿度后径流量相对误差降低了5.2%,纳什效率系数从 0.62 提高到 0.66,土壤含水率的均方根误差从 16.4 mm减小到 3.0 mm.其次对单层土壤含水率同化结果进行比较,结果表明,下层土壤含水率同化比上层同化对径流模拟作用更明显,但仅加入上层实测土壤含水率同化能够降低下层土壤水模拟的不确定性.研究结果表明同化多层土壤湿度可提高径流模拟精度,同时也能够有效优化土壤水的模拟结果.

    新安江模型径流模拟数据同化多层土壤湿度

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    基于AHP-TOPSIS法的LID设施面积比例优选研究

    陈情情戎贵文刘波贺甜...
    11-14,10页
    查看更多>>摘要：为研究单项低影响开发(LID)设施的综合效益最优面积比例,因地制宜设计最优 LID 设施组合方案,在综合考虑经济、环境和社会因素基础上,利用层次分析法(AHP)确定指标权重、优劣解距离法(TOPSIS)评价综合效益,构建低影响开发综合效益评价体系,并将该低影响开发综合评价体系应用于淮南市某老旧小区.结果表明,绿色屋顶占屋顶面积 55%、透水铺装占不渗透面积 60%或下沉式绿地占绿地面积 60%,是单项低影响开发设施的最优面积比例;在不同降雨重现期下,根据单项低影响开发设施的综合效益最优面积比例所设计的组合方案对研究区径流量、洪峰流量、径流系数和 SS、COD、TN、TP 污染物量削减效果明显;在不同情景下,对比未布设低影响开发设施情况,所设计的组合方案对研究区的径流总量控制率提高了 45.59%～47.17%.

    低影响开发AHP-TOPSIS面积比例优选海绵城市老旧小区改造SWMM

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    基于流溪河模型的任河流域城口段暴雨洪水模拟

    谢向东林孝松李宏伟张吉祥...
    15-19页
    查看更多>>摘要：为准确、有效地预报任河流域城口段暴雨洪水,以DEM、土地利用和土壤类型数据为基础,利用流溪河模型构建任河流域 3 级河道模型,选取 20190627 暴雨洪水手动优选模型参数,借助 20170923、20180919 暴雨洪水验证模型适用性;考虑降雨移动方向,利用优选模型模拟 12 h降雨量为 30、60、90、120、150 mm等 5 种情景洪水流量,分析各情景模拟特征.结果表明,参数优选后,20190627 暴雨洪水洪峰误差减至 2.79%,峰现时间提前 5 h,模型模拟效果显著提升.20170923、20180919 两次暴雨洪水洪峰误差小于 20%、峰现误差小于 3 h,满足模拟精度要求,流溪河模型可用于研究区暴雨洪水模拟.多情景下,30、60 mm 降雨洪峰流量均小于150 m3/s;从 90 mm降雨开始,洪峰流量急剧增加,增长率高达 94.17%;降雨由上游往下游移动时洪水曲线至少出现 1 次峰值,反之洪水曲线仅有 1 次峰值,降雨量每增加 30 mm,峰现时间提前 1 h.流溪河模型在任河流域具有较好适用性,多情景模拟结果可为城口县设置暴雨洪水防治措施提供多视角支持.

    暴雨洪水流溪河模型任河流域多情景模拟城口县

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    基于GPU加速的溃坝洪水演进模拟研究

    康永德李伟许尔文任小凤...
    20-24页
    查看更多>>摘要：溃坝洪水演进与淹没范围快速模拟,对指导抢险救灾至关重要.为此,引入 GPU 加速技术,构建了一套高效高分辨率溃坝数值模型,与经典三驼峰溃坝试验对比发现,模拟结果与试验结果非常吻合,并利用该模型模拟了典型溃坝洪水演进及溃口流场、溃后水位变化情况.结果表明,模型能较好地模拟溃坝洪水演进,较好捕捉溃口发展过程及泥沙输移.t=200 s 时溃决流量出现小峰值 4 m3/s,t=450 s 时,溃决流量出现最大峰值 13.8 m3/s;随着下泄流量增大,溃口加速侵蚀和冲刷并逐渐连通,溃口由 0.21 m 扩大至 0.40 m.GPU加速比约为CPU的 10.33～13.75 倍,且网格数越多,加速效果越明显.

    溃坝水动力模型洪水演进GPU加速

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    甘肃省泾河流域流量监测站网布局优化设计

    牛晓宇张德栋雒仪邓念德...
    25-28页
    查看更多>>摘要：鉴于河流流量监测站网是收集流域内径流相关水文信息的重要网格系统,立足于甘肃省泾河流域流量监测站网现状,采用径流递变率法和线性内插精度法确定大河控制站数目的上下限,采用欧氏贴近度法确定区域代表性站点,进而提出站网布局的优化方案.布局优化后的甘肃省泾河流域流量监测站总数由 21 站增加至 27 站,包括增设大河控制站 1 站、区域代表站 5 站,迁移区域代表站 1 站;站网密度由原来的 1 476 km2/站优化至 1 148 km2/站.研究成果实现了对甘肃省泾河流域水资源在时间和空间分布变化上的控制,提高了站网的社会效益和经济效益.

    泾河流域站网布局径流递变率法线性内插精度法欧氏贴近度法

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    基于SPEI的黑龙江省干旱时空分布特征分析

    施巧姜宁孟凡香田肖冉...
    29-32页
    查看更多>>摘要：为分析黑龙江省干旱时空分布特征,利用黑龙江省 27 个站点 1961～2020 年的气象数据,采用Penman-Monteith公式计算不同时间尺度的标准化降水蒸散指数(SPEI),从时间尺度和空间尺度分析黑龙江省干旱的分布特征.结果表明,黑龙江省近 60 年来干旱趋势在逐渐减弱,慢慢呈现湿润化趋势;春、夏、秋季呈不显著湿润化趋势(P>0.05),冬季呈显著湿润化趋势(P<0.05);在空间上其北部、西北部和东北部为干旱频发区,且干旱程度上多以轻旱和中旱为主.黑龙江省整体上干旱趋势减弱,干旱时空分布具有较明显的季节性和区域性.

    SPEI指数干旱时空分布特征黑龙江省

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    潜水系统非稳定流抽水试验智能优化配线

    何立新李翔张峥张勇...
    33-37页
    查看更多>>摘要：精确求解水文地质参数是地下水数值模拟、地下水资源评价与开发的前提.为此,基于抽水试验降深—时间数据,采用随机权重粒子群优化(RandWPSO)算法对考虑给水滞后的博尔顿模型智能优化配线,实现潜水完整井非稳定流水文地质参数反演.结果表明,RandWPSO 算法选择的曲线拟合参数精度r/D 值为0.175 3,较人工选择的 0.2 精确度更高.该方法显著提高了反演参数精度,可为曲线族标准曲线拟合方法在实际工作中难以应用的问题提供借鉴.

    水文地质参数RandWPSO算法潜水含水层优化配线

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    湿地地表水与地下水交互作用可视化试验研究

    郜会彩陈柳安胡云进肖玉福...
    38-42页
    查看更多>>摘要：湿地独特的地形结构,导致地表水与地下水交互作用复杂,传统现场试验、室内模型试验和数值模拟难以很好地刻画湿地地表水与地下水的交互作用.对此,基于透明土原理,利用水凝胶颗粒和蒸馏水,配制成饱和透明土,构建湿地结构可视化模型,并采用粒子图像测速(PIV)技术获得不同试验工况下的湿地内部流场图;结合数字图像处理技术,揭示湿地内部水流的流动特性.结果表明,湿地丰水期时主要以地表水补给地下水为主,降雨量增大,河流对湿地两岸入渗效果影响区域增大,湿地表面积水深度由 0 mm增加至 2.5 mm;随着降雨量增大,湿地地表水补给到地下水系统的时间越短,降雨量为 10 mm 是降雨量为 20 mm 地表水补给到地下水系统时间的 1.2 倍.湿地枯水期时主要以地下水补给地表水为主,随着地下水压力增大,地下水向上补给的入渗速率依次增大,相同时间内地下水向上补给的距离依次增加.

    湿地地表水湿地地下水透明土粒子图像测速数字图像处理

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    机器学习在水务行业中的应用现状与发展前景

    李思敏产青青金鑫杨晶...
    43-48页
    查看更多>>摘要：机器学习是人工智能领域的主流算法,近年来水务行业的数据量呈指数级增加,以机器学习为主流算法的人工智能技术在水务行业中的应用逐步得到拓展.综述了机器学习在我国水务行业中的应用现状与发展前景.目前机器学习凭借其强大的数据挖掘能力在水资源优化调度、水处理厂运维、管网运维及城市雨洪管理方面具有较为广泛的应用,在水务信息化和数据资源深度挖掘与整合利用方面做出了突出贡献.未来机器学习能够助力双碳背景下污水厂提标改造,持续推动水务信息数字化向智能化转型.

    机器学习水务行业智慧水务人工智能算法

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