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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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    基于卷积神经网络的阅海湖水质指标反演模型构建

    闫翔郭中华石甜甜王颖...
    48-52页
    查看更多>>摘要：水质检测对水生态污染治理和环境保护有重要意义.以银川市阅海湖湿地为例,基于 Landsat-8 影像数据和取样水质参数实测值,首先建立了输入节点数为 8、卷积层为 2、归一化层、全连接层为 16-1 和 16-8-1、池化层和回归输出层均为 1 的卷积神经网络反演模型,对化学需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)、总氮(TN)4 项水质参数浓度进行反演.其次,选用不同的卷积核、全连接层和优化器进行对比试验.结果表明,卷积模型 14 适用于COD等浓度值>3 mg/L的水质指标反演,决定系数R2 为 0.91;卷积模型 10 适用于氨氮、总磷、总氮等浓度值范围在 3 mg/L以内的水质指标反演,决定系数R2 分别为 0.95、0.81、0.9;卷积反演模型的反演精度(R2,RRMSE)达到(0.91,4.44),优于BP神经网络和传统的水质反演方法.最后,对水质指标COD进行了数据可视化处理,制作卷积神经网络预测COD浓度值热图,结果表明在空间上阅海湖湿地 COD污染程度中间水域高于南部和北部水域.

    阅海湖湿地Landsat-8卷积神经网络水质反演COD

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    湖北恩施大龙潭水库氮磷营养盐时空分布特征分析

    王依晴黄向阳何鑫党鹏宇...
    53-56页
    查看更多>>摘要：为研究河流型水库氮磷等营养元素成分及变化规律,对湖北恩施大龙潭水库水环境因子进行了一整年的调查,分别调查了水库 10 个典型位置氨氮(NH+4-N)、亚硝酸盐氮(NO-2-N)、硝酸盐氮(NO-3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、磷酸盐(PO3-4)的含量,采用空间插值法对水库水质各项指标进行数据处理和方差分析,并分析了水库水质的时空变化特征.结果表明,水库中的硝酸氮、亚硝酸氮、总氮、总磷和正磷酸盐含量在空间分布上呈现干流高于支流,氨氮含量表现为支流高于干流,亚硝酸盐氮含量表现为下游高于上、中游,正磷酸盐含量表现为上游高于下游.时间分布上总氮含量表现为冬季比夏季高,氨氮含量呈现出"汛前升高、汛后降低"的变化,总磷含量夏季高于冬季.水库氮磷比的范围在 20∶1～40∶1 之间,磷是水库藻类增殖的主要限制因子.研究成果对水库水体富营养化控制、保障区域饮用水安全具有重要意义.

    大龙潭水库氮磷营养盐富营养化时空分布

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    非均匀散粒粗糙床面明渠水流流速结构PIV试验研究

    阎鑫铭钟亮李国际
    57-61页
    查看更多>>摘要：鉴于床面非均匀散粒粗糙直接影响明渠水流的流速结构问题,基于 PIV 水槽试验,研究了非均匀散粒粗糙床面明渠水流的流速结构,探讨了水流时均流速沿流向和沿垂线的分布规律,分析了脉动流速的象限分布特征.结果表明,梅花形排列的大尺度非均匀散粒粗糙显著影响了颗粒顶部以下的水流结构,大、小颗粒周围时均流速结构相似,颗粒大小明显影响了流动分离区形状尺度和内外层流体分界点位置;象限分析显示外层流体中,大颗粒使其上方区域 Q2、Q4 事件的概率减小;内层流体中 Q1、Q3 事件占主导,颗粒上游及大颗粒附近相比下游及小颗粒附近更易产生强紊流事件.

    非均匀散粒粗糙床面明渠水流时均流速脉动流速象限分析

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    基于SPHAM方法的流体在多孔介质中流动的数值模拟

    王科浩顾声龙田丽蓉吴海涛...
    62-67页
    查看更多>>摘要：为了深入研究流体在多孔介质中的渗流过程,结合 SPH 和体积平均方法,并引入过渡区界面处理、新的边界条件及密度噪声处理方法;同时,在质量方程和动量方程中使用本征平均的物理量,构建了 SPHAM渗流模型.利用该模型模拟了不同孔隙度的多孔介质内的流动,包括 U型管试验(饱和渗流)和溃坝试验(非饱和渗流),并对多孔介质内流体的水力学特性进行了分析.结果表明,在两种模拟结果中,水面线与试验结果及解析解吻合良好;同时,在不同模拟工况中均保证了体积守恒.

    SPH多孔介质水动力学特性体积平均

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    2022年后汛期长江口严重咸潮空间分布特征分析

    乔红杰王金华张志林卜东平...
    68-72页
    查看更多>>摘要：2022 年长江流域出现"汛期反枯"现象,9 月长江口河段遭遇了历史罕见的咸潮入侵,对长江口沿江水源地造成严重威胁.为研究 2022 年后汛期(9～10 月)长江口严重咸潮入侵的空间分布,掌握咸潮上溯的最上游位置,基于 2022 年 9～11 月长期站实测资料和咸潮应急监测资料及历年实测水文资料,定量分析了长江口咸潮的横向、纵向及垂向分布,结合 FVCOM盐度数值模型进行模拟.结果显示,北港水域盐度底表层差异显著,底表层盐度比值平均为 25;咸潮最严重时,影响到徐六泾节点段,最上游到达苏通大桥上游约 1.0 km.研究结果对长江口应急水源地的规划选址具有指导意义.

    长江口咸潮入侵盐度数值模型空间分布

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    塔河下游高含沙浑水絮凝沉降试验研究

    赵蕊婷严新军王雪虎
    73-76,67页
    查看更多>>摘要：细粒悬移质高含沙浑水对微灌系统的淤堵一直困扰着区域节水灌溉的推行和农业节水能力的提升.以典型的塔里木河高含沙浑水为例,选用 5 种不同浓度的絮凝剂,以泥沙沉降比、淤积泥沙的体积、上清液浊度、处理成本等参数为指标,应用层次分析法及熵权法耦合得到各参数综合权重,优选去除细粒泥沙的最佳组次.试验结果表明,考虑絮凝沉降效果、絮凝剂成本、泥沙浑浊液的浊度和絮凝物的体积等因素,阴离子聚丙烯酰胺PAM(-)沉降效果最好;泥沙浓度为 12%,PAM(-)的添加量为 0.01 g/L为试验组次最优.试验结果可为塔河中下游灌区高含沙浑水絮凝沉沙提供参考.

    细粒泥沙沉降性能絮凝剂絮凝沉降综合权重

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    真空联合潮汐能预压技术处理软土地基试验研究

    柳晓科石瑞瑞刘海涛王长祥...
    77-81页
    查看更多>>摘要：为实现绿色市政,节能减排,助力国家"碳达峰、碳中和"战略目标,提出了一种将潮汐能与真空预压相结合的软土地基处理技术,该技术可充分利用潮汐水位差对预压场地进行低频循环加载,联合真空预压使软土地基排水固结的同时受到循环压应力作用,加快土颗粒之间孔隙水压力消散速率,促使排水板之间的土体发生水平蠕变,使土体更加密实,提高地基承载力及稳定性的同时减小回弹变形.通过模型试验,该技术能够提高地基承载力,消除大部分地基回弹变形,缩短施工周期,节约投资.结合潮汐特点,拟采用连通器原理将潮汐能应用于滨海地区软土地基处理中,并提出了研究成果转化方案.

    潮汐能真空预压循环荷载孔隙水压力沉降

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    水利水电工程信息模型通用几何造型系统研发及应用

    刘涵张社荣张世航陶玉波...
    82-86页
    查看更多>>摘要：水利水电工程信息模型在水工设计中面临异形构件多、机理模型嵌入难、模型跨平台、阶段应用难和程序化开发碎片化等问题.对此,提出了一种与造型软件无关的水利水电工程信息模型通用几何造型方法及系统.系统将水利水电工程设计过程解耦为造型机理表达、特征草图描述、特征变换和造型生成算法对象.针对国内水工设计常见单体异形构件和组合特征复合构件,在 Autodesk Revit、Bentley Microstation、Dassault CATIA系统进行了程序化建模验证.系统成功应用于我国多个水利水电工程项目,极大地提高异形几何体的构型效率和复用率,验证了所提出系统的可靠性和可行性.研究成果为水利水电工程信息模型的设计数据跨平台交互和我国水利水电专业国产几何造型系统的研发具有借鉴价值.

    HydroBIM数字设计水利水电工程地下厂房异形结构泵站

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    基于ANSYS的拦污栅应力配筋研究

    云甲赵鹏龙李佳佳何燕兰...
    87-90,61页
    查看更多>>摘要：为获得更精确、科学的配筋方法,提高钢筋混凝土结构的抗拉强度,节省工程造价,提出一种基于ANSYS的弹性正应力配筋方法,选取某地进出水口的拦污栅框架结构为例,提取其连系梁截面上的应力,分别利用基于规范的小偏心受拉配筋法和基于 ANSYS的弹性正应力配筋法进行配筋计算,发现基于 ANSYS的弹性正应力配筋法根据结构截面应力分布情况进行钢筋分配,总配筋量相同的情况下,主要受拉区配筋量更多.为进一步验证基于 ANSYS的弹性正应力配筋方法的合理性,对采用两种配筋方法的钢筋混凝土结构裂缝开展宽度进行验算,并结合 ANSYS观测了其裂纹分布情况,发现相同工况下基于 ANSYS的弹性正应力配筋法裂缝开展宽度更小,主要受拉区裂纹更少,相比基于规范的小偏心受拉配筋方法可使混凝土承受更大的拉应力.研究结果可为同样工况的钢筋混凝土结构的精确配筋计算提供参考.

    混凝土配筋计算有限元裂缝小偏心受拉

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    考虑河床冲刷和水位差的土工管袋围堰稳定性研究

    陈强毛建东李建雄史吏...
    91-95页
    查看更多>>摘要：土工管袋围堰结构虽建造成本低、施工便捷,但在复杂地质条件与水位差联合作用下,服役期常出现地基滑动失稳或管袋张拉破坏等工程事故.为此,以钱塘江某河口地区管袋围堰工程为依托,基于动床水槽模型与管袋围堰数值模型明确了不同潮期工况下地基塑性应变和管袋张拉力分布特性,以容许稳定性系数和管袋材料抗拉强度为控制指标,从地基滑动失稳和管袋张拉破坏两个角度提出了管袋整体稳定的临界工况.研究结果表明,当地基淘刷深度在 3 m以内时,地基仍能保持 1.16 以上的稳定性系数,但随着冲刷深度增加,管袋材料会发生张拉破坏.当淘刷深度达到 5 m时,地基稳定性系数降低为 1.1,且管袋材料张拉破坏已无法避免.

    管袋围堰冲刷坑水位差地基稳定性抗拉强度

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