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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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    基于农业灌溉模式优化的白杨河流域用水结构预测分析

    唐宇鹏雷雨王振华宋利兵...
    49-53页
    查看更多>>摘要：为明确新疆白杨河流域用水结构发展方向,依据 2020 年白杨河流域用水数据,针对流域农业灌溉用水量极高问题,通过优化不同灌溉模式,得到优化后的农业灌溉用水量,同时依据新疆近 16 年各类型用水量变化趋势,预测规划年其他用水类型的发展趋势,并运用洛伦茨曲线、基尼系数、信息熵和均衡度分析白杨河流域用水结构变化.结果表明,2030 年总用水量为 3.11×108 m3,较 2020 年减少 34.22%,其中农业灌溉用水量从分区到流域均表现为随时间下降趋势,2030 年减少 42.11%;城乡生活用水量和生态环境用水量均表现为上升趋势,2030 年增加 0.65%;工业用水量和畜牧渔业用水量均表现为下降趋势,2030 年减少 12.69%;两年相比,农业、城乡生活、工业和畜牧渔业用水在流域空间分布上变化增大,除畜牧渔业用水,其他类型用水均处于"绝对平均"状态,而生态环境用水在流域空间分布上的变化减小,如 2030 年农业、城乡生活、工业、畜牧渔业和生态环境用水的基尼系数相较于 2020 年的变化分别为 0.019 3、0.051 2、0.051 4、0.051 0、-0.051 3;2030 年用水结构的信息熵和均衡度均高于 2020 年,用水结构演变趋于合理且逐渐稳定,即白杨河流域用水结构正在朝着均衡、稳定的方向发展,但仍需进一步优化水资源配置.

    白杨河流域用水结构信息熵洛伦茨曲线基尼系数

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    京津冀地区收入水平与家庭水能耦合差异研究

    赵霞朱永楠王艳朋何凡...
    54-58页
    查看更多>>摘要：家庭生活中用水和用能环节高度相关.随着人民生活水平的提高,家庭用水需求、相关器具及能耗呈差异化发展趋势.从居民生活水能耦合关系出发,构建了生活用水及相关能耗计算方法,并以京津冀地区为例开展生活用水及用能调查,分析了不同收入的用水量及能耗差异.结果表明,京津冀地区居民平均用水量为 134.5 L/(人·d),相关用能量为 3.7 kW·h/(人·d),能耗强度为 32 kW·h/m3;日用水量与家庭收入呈正相关,能耗呈负相关,低收入与高收入家庭日均用水及相关用能差异分别为 9.3%和 4.1%,能耗强度差异约 12%.其中洗浴用水在不同收入人群间日均差异最大,达 13 L/(人·d).建议持续加强节水器具和节能型产品普及与推广,提高居民资源节约意识,促进资源综合节约和管理.

    居民生活水能耦合差异京津冀收入水平

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    不同植物类型的湿地系统氮磷去除效果及微生物多样性分析

    何艳芸冯民权王毅博
    59-63页
    查看更多>>摘要：为了解植物类型对组合人工湿地净化效果的影响及其与微生物群落的关系,对 3 种植物类型组合人工湿地的氮磷去除效果及微生物群落结构进行试验研究.结果表明,从污染物整体去除效果来看,选用菖蒲组合湿地作为最佳处理组合,该组合湿地对 CODcr、NH4+-N、NO3--N、TP 的去除率分别为 65.01％～77.45％、72.63％～80.21％、72.63％～80.21％、68.63％～79.14％.高通量测序分析表明,菖蒲组合人工湿地相对于芦苇和香蒲湿地显示出更高的微生物丰富度和多样性;马赛菌属、假单胞菌属、硝化螺菌属是人工湿地中主要的脱氮除磷菌属,也是人工湿地高效生物脱氮除磷的原因之一.对不同植物类型的根际土壤微生物群落结构多样性进行分析,为人工湿地植物的选择提供一定的参考依据.

    湿地植物微生物氮磷

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    镁改性赤泥强化去除雨水径流氮磷污染物效果

    薛恬鑫李京玲王洪浩
    64-67,72页
    查看更多>>摘要：传统生物滞留系统存在填料层组成单一,氮、磷去除效果不稳定的问题,为评估赤泥作为生物滞留系统填料层改良剂的可行性,以拜耳法赤泥为原料制备载镁改性赤泥,通过改性试验、等温吸附试验和材料表征,探究镁改性赤泥对雨水径流氮、磷的去除效果与吸附机理.结果表明,利用 MgCl2 溶液制备改性赤泥的优选浓度为 0.5 mol/L;改性赤泥(RM0.5)对 NH4+-N 和 PO43--P 的平均去除率分别可达 41.83%、97.24%,相对于原状赤泥(RM)分别提高了 17.15%、5.74%;RM和 RM0.5 对 NH4+-N 的吸附符合 Langmuir 模型,RM0.5对NH4+-N的理论饱和吸附量为 1.383 mg/g,是RM的 1.83 倍,而RM和RM0.5 对PO43--P的吸附更适合用Freundlich模型描述;改性后赤泥表面更为粗糙,且表面生成了镁氧化物覆盖层,可进一步实现对氮、磷的去除.RM0.5 略优于 RM对PO43--P的去除效果,而在对 NH4+-N 的去除上,RM0.5 明显优于 RM,因此在处理高浓度含氮雨水径流时,更倾向于选择 RM0.5 作为填料改良剂.

    赤泥改性赤泥生物滞留系统铵态氮磷酸盐等温吸附

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    基于AHP-熵权法的鄞西平原河网水环境改善效果综合评价

    宋炳坤刘俊尹文昊张晓峰...
    68-72页
    查看更多>>摘要：随着城市化的发展,河流间原有的联系被打断,水动力条件变差,继而引发水质污染、水生态功能衰退等问题.以鄞西平原为例,提出一种基于层次分析-熵权法的水环境改善效果评估方法,在水动力、水质参数的基础上,综合考虑经济效益和感官参数,全面评估水环境改善方案的效果.量化比选研究区提升效果,最终确定方案 3 为研究区改善效果最优方案.研究表明,基于层次分析法和熵权法的综合评价方法相较于传统仅考虑水动力、水质或其他单一因素的评价方法,能够克服定性数据和主观赋权对评价结果的影响,更加全面地评价不同连通方案的提升效果,实现了方案综合评价与优选.

    平原河网地区水系连通层次分析法熵权法

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    基于机器学习算法的滑坡土壤含水率预测方法研究

    杨小平段生锐蒋力刘光辉...
    73-77页
    查看更多>>摘要：土壤含水率是影响坡体稳定性的决定因素之一.针对滑坡体内部土壤水分信息难以准确感知的问题,建立了一种基于机器学习算法树突神经网络的土壤含水率预测模型(DDNN),通过分析土壤水分垂向变化特征和数据相关性确定关键的影响因子后,将水分预测模型 DDNN 与 GA-BP、RF、RBFNN 三种算法进行对比试验.发现DDNN预测模型的拟合优度R2 最高为 0.998,均方根误差和平均绝对误差均最小,分别为0.091、0.059,其预测精度明显高于其他三种算法.并采用关系谱探究了相关影响因素对土壤含水率的敏感程度.结果表明,敏感度由高到低依次为气温、降水、初始水分、风速、地温,研究结果可为滑坡体稳定性分析提供技术方法支撑.

    机器学习算法树突神经网络滑坡体土壤含水率预测相关性敏感性

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    干湿循环与加载先后顺序对砂泥岩混合料压缩特性的影响

    李辉王俊杰向蓉宋少贤...
    78-82页
    查看更多>>摘要：为研究干湿循环与加载先后顺序对砂泥岩混合料压缩特性的影响,针对不同干湿循环次数、浸水时间和水温处置下的砂泥岩混合料,开展先干湿循环后加载、先加载后干湿循环的单向压缩试验.结果表明,两种试验方法所得砂泥岩混合料压缩量均随干湿循环次数增加、浸水时间增长、水温增高而增大;压缩量与干湿循环次数呈对数关系、与浸水时间呈幂函数关系、与水温呈线性关系,并推导出相应的压缩量计算公式;试验结果及理论分析均得出先干湿循环后加载的压缩量大于先加载后干湿循环的压缩量.

    砂泥岩混合料压缩特性试验方法干湿循环浸水时间水温

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    玄武岩纤维再生混凝土高温水冷损伤试验研究

    王晓磊许登钰李彦苍刘历波...
    83-87页
    查看更多>>摘要：为研究消防喷水灭火对纤维再生混凝土力学特性的影响,以玄武岩纤维(BF)体积掺量和历经最高温度为变化参数,共设计 90 个玄武岩纤维再生混凝土(BFRC)标准立方体试块,进行高温喷水冷却和抗压强度—声发射(AE)试验,探讨BF体积掺量和历经最高温度对BFRC 力学性能的影响.结果表明,当温度升到1 000℃,试块表面脱落,骨料全部露出,试块的完整性遭到严重破坏;试块的剩余抗压强度在温度为 200～400℃时下降趋缓,抵抗高温的效果明显;BFRC 的高温喷水冷却受压损伤过程可分为初期压密与裂纹萌生阶段、裂纹扩展汇集阶段和峰后破坏阶段,各阶段的声发射振铃累计计数具有明显差异;拟合得到消防喷水灭火后BFRC抗压强度计算公式,可为评估不同BF体积掺量及历经最高温度对BFRC抗压强度的影响提供参考.

    高温喷水冷却玄武岩纤维再生混凝土剩余抗压强度振铃累计计数

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    基于ORD的面板堆石坝建模关键技术与应用

    王海建
    88-91页
    查看更多>>摘要：针对面板堆石坝在大坝前期设计阶段方案比选多、工作量大的问题,结合面板堆石坝结构设计原理,提出一种基于 ORD软件的参数化建模方法,即利用 OpenRoads Designer 软件研究创建面板堆石坝 BIM模型的关键环节和要点,并实现将坝体结构转换为一系列逻辑约束的组件来创建坝参数化模板,并将其应用于贵州省望谟县某面板堆石坝方案比选中.实际应用结果表明,该方法用于面板堆石坝建模和前期设计方案比选切实可行,大大提高了设计效率,且成果输出展示更直观,为面板堆石坝BIM技术应用提供了新思路.

    BIMOpenRoadsDesigner面板堆石坝模板创建逻辑约束

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    句容抽蓄上水库筑坝料E-B模型分期反演参数对比分析

    陈洪春徐剑飞王柳江李瑞平...
    92-96页
    查看更多>>摘要：为预测句容抽蓄上水库坝体和库盆在竣工期和蓄水后产生的变形,利用施工期上库主坝和库盆的变形监测资料,对填筑料 E-B模型参数进行分期反演.在此基础上,采用第三期反演参数,对竣工期和蓄水后的库盆变形特性进行预测和分析.研究表明,利用早期短时序坝体变形监测资料得到的模型反演参数偏大,随着坝体填筑高度的增加,采用后期长时序变形监测资料反演得到的模型参数逐渐减小并趋于真实值;在 E-B模型中引入初始应力状态参数S0 可以考虑现场压实坝料的超固结特性,S0 越大,坝体变形越小,经历高强度碾压后的填筑料S0 在 0.40～0.55 之间;基于第三期反演参数的库盆竣工期沉降计算结果与实测结果总体吻合较好.研究结果可用于指导工程实践.

    超固结分期反演E-B模型高填方库盆抽水蓄能

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