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期刊信息/Journal information
水利水电技术（中英文）
水利部发展研究中心
水利水电技术（中英文）

水利部发展研究中心

欧阳越

月刊

1000-0860

water@waterinfo.com.cn

010-63205989

100038

北京市海淀区玉渊潭南路3号

水利水电技术（中英文）/Journal Water Resources and Hydropower EngineeringCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊1959年创刊，是我国水利水电行业的综合性技术刊物，对国内外公开发行，以介绍我国水利水电工程的勘测、设计、施工、运行管理和科学研究等方面的技术经验为主，同时也报道国外的各项先进技术。主要栏目有：水文水资源、水利规划、泥沙研究、环境水利、水工建筑、水力发电、地质勘测、工程施工、农田水利、防洪除涝、小水电站、运行管理、水利经济、动能经济、高新技术及应用、试验研究、国外科技、技术革新等。
正式出版
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    基于InfoWorks ICM与LSTM的城市河道水位预报方法研究

    蒋双林王超陈阳董鑫...
    1-16页
    查看更多>>摘要：[目的]城市内河水位预报对城市内涝风险管理具有重要意义，但是沿海地区城市水系构成复杂，传统数值模拟模型计算效率较低，无法实现实时计算。[方法]针对以上问题，以城市综合流域排水模型(InfoWorks ICM)构建的水文水动力模型数据作为数据驱动，综合考虑降雨、城市地表高程(DEM)、土地利用以及街道分布与排水管网布设情况，构建基于机器学习方法的城市河道水位预报神经网络模型(LSTM)。以福州市晋安河—光明港流域为例，开展算例研究。[结果]结果表明:该模型对城市河道水位预报48h预见期内的平均纳什效率系数(MNSE)均达到0。7以上，预报精度达到乙级，预报峰值水位误差均小于3％。[结论]模型能够提供可靠的河道水位演进过程与峰值水位预报结果，表明所构建的模型具有良好的预测性能，可用于城区河网水位快速预报。

    InfoWorksICM模型LSTM模型洪水预报城区河网城市内涝多闸泵联合调度福州市

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    基于元胞自动机和深度学习的城市洪涝预报

    白冰董飞李传奇王薇...
    17-28页
    查看更多>>摘要：[目的]在全球气候变化及快速城镇化背景下，城市洪涝灾害频发。如何有效开展城市暴雨洪涝预报研究成为城市水文科学研究的前沿课题。城市二维水动力学模型计算速度较慢，难以实现城市洪涝的快速模拟预报。为满足城市洪涝模拟预报对于计算速度及精度的需求[方法]提出一种数值模拟与深度学习相结合的城市洪涝预报方法。利用元胞自动机(CA)模型进行城市洪涝过程模拟，解决深度学习过程所需要的大量数据集问题;利用卷积神经网络(CNN)建立降雨与最大淹没水深、淹没水深序列之间的映射关系来缩短城市洪涝预报需要的时间。[结果]结果显示:易涝位置最大淹没水深值预报的相对误差小于10％，易涝位置淹没水深序列值预报的纳什效率系数大于0。75。[结论]结果表明:该方法模拟精度高、预报速度快，为城市洪涝预报提供了一种新思路。

    城市洪涝易涝点元胞自动机深度学习卷积神经网络快速预测

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    基于SWMM和FVCOM模型的城市多级排水系统改造模拟研究

    魏书仪刘非袁绍春陈垚...
    29-39页
    查看更多>>摘要：[目的]利用数值模型开展城市不同尺度的多级排水系统排水性能分析对于提升排水系统运行效率和降低城市内涝风险具有重要意义。[方法]以山西省孝义市古城规划区为研究区域，通过对历史涝点和现状排水系统调研分析，提出了基于"管—涵—河"的多级排水系统改造方案，采用开源模型SWMM和FVCOM进行一二维水文水动力耦合建模，模拟对比了改造前后研究区管网溢流和内涝积水情况，并对有客水入侵的极端工况进行了计算分析。[结果]结果表明:在现状情形下，即使降雨重现期为3 a或5 a一遇，古城规划区也会出现较严重的管网溢流;相比之下，改造后，30 a一遇降雨情景下，管网溢流节点数量降低了 28％，最大积水深度较改造前降低了 0。44 m，积水淹没范围显著减小。箱涵、护城河的运行状况良好，峰值流量均低于最大允许流量，楼东公园蓄洪池和城东蓄洪池均未出现超过水位和水量上限的情况。在客水工况下，古城核心区积水无明显增加。[结论]基于SWMM和FVCOM的耦合模型在城市多级排水系统建模评估中应用较好，"管—涵—河"工程改造是提高城市应对暴雨内涝灾害能力的一种有效手段。

    城市内涝数值模拟多级排水系统SWMM模型FVCOM模型

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    蒙古高原内陆湖泊退化问题及对策研究:以达里诺尔为例

    吕洁魏加华李琼刘家慧...
    40-53页
    查看更多>>摘要：[目的]达里诺尔流域位于赤峰市克什克腾旗西部，是北方防沙带—浑善达克沙漠国家重点功能生态区的重要组成部分。达里诺尔是内蒙古第四大湖泊。近50年来，达里诺尔流域出现草场退化、湖泊水体萎缩及水质恶化等一系列问题。[方法]利用流域气象数据、水文监测及用水数据、光学遥感数据以及气象再分析数据集等，开展达里诺尔面积和水位变化的调查及归因分析。综合流域用水数据及流域空中水资源调查等研究，提出解决达里诺尔退化的对策及措施。[结果]结果表明，自21世纪以来湖泊水面面积持续萎缩了约40 km2，湖面高程下降了约3 m，水量从2000年前的约17亿m3降至11亿m3。湖面萎缩引发湖泊水质持续恶化，水质呈现为V类，COD、NH4+-N、TN、TP均超标。流域气象要素变化的分析显示，流域年平均气温为2。61 ℃，气温呈现波动上升的趋势，增加率为0。43℃/10a;多年平均降水为281。97 mm，呈现微弱的下降趋势，趋势变化不显著;多年平均蒸散发量为1 037 mm，水面实际蒸散发量呈增加趋势;可见，流域气温呈现明显的增加趋势，降水变化不大，水面蒸散发呈增加趋势。[结论]流域生产生活用水占水资源总量的比例不足1％，人类活动对于湖泊萎缩的影响较小。达里诺尔萎缩主要由气候因素导致，气温升高和水面蒸发是湖面萎缩的重要因素。通过评价可知，达里诺尔流域空中水资源具有较大的开发潜力。在节水潜力有限以及跨流域调水可行性较低的情况下，积极利用空中水资源和提高流域水源涵养能力是创新性解决达里诺尔退化及其流域相关的生态环境问题的有效方式。

    水文生态空中水资源人工增雨水源涵养达里诺尔气候变化水质

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    黄河流域陕西段地质灾害空间分布特征及其对极端气温的响应

    张士俊王宏宇唐莉
    54-65页
    查看更多>>摘要：[目的]研究极端气温对黄河流域陕西段地质灾害的影响，提出有效的防灾减灾策略，具有重要的现实意义。[方法]依据1975-2020年黄河流域陕西段17个气象站的日气温资料，选择ETC-CDMI指标体系筛选极端气候事件，计算出20个极端气候指数，叠加黄河流域陕西段5 521个地质灾害点数据，识别研究区地质灾害热点区及核密度，观察不同MinPts参数值下地质灾害点的聚类特征，分析研究区极端气温的空间变异，建立黄河流域陕西段地质灾害密度与极端气温的空间数据库，基于单因素相关系数及多因素灰色关联度，探讨极端气候与地质灾害的相关关系。[结果]结果显示:(1)研究区显著性水平达到90％的热点区域约0。71万km2，核密度区间介于322。68～2 050。72，呈现聚集特征空间分布不均匀，主要分布在铜川市及西安—渭南中部;(2)小、中、大MinPts值下的聚集模式分别反映了微环境、区域性和更大空间尺度的影响;(3)研究区暖相关指数整体呈显著上升趋势，而冷相关指数呈显著下降趋势，研究区内总体气温显著升高;(4)北部和南部极端气温指标变化存在显著差异，北部霜冻天数多于南部，而南部生长季较长，研究区域内气候变化趋势与全球变暖的整体趋势一致，冷天数减少，暖天数和极端高温天数显著增加;(5)地质灾害核密度与多个极端气温指标呈正相关，其中TR10(R2=0。314)相关性最强，指标如TX90P(R2=0。310)则表现出负相关性;(6)核密度与极端气温指标的灰色关联系数均在0。74以上，尤其是TN90P、TX90P、TNn与TNx的关联系数达到显著性水平。[结论]黄河流域陕西段气候变化中不同气温指标对地质灾害有显著的促进或抑制作用，需综合考虑以应对地质灾害风险。

    极端气候地质灾害多因素灰色关联黄河流域气候变化降雨滑坡

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    基于社会敏感度的都江堰灌区初始水权分配

    李雨姿叶春姬辰潘若云...
    66-78页
    查看更多>>摘要：[目的]随着都江堰灌区面积扩大与社会经济持续发展，岷江引水量逐年增加、城市供水挤占农业生态用水等问题突出。为解决以上问题，优化灌区水资源配置、切实保障粮食安全、落实水资源"四水四定"原则，开展了都江堰灌区初始水权分配的研究，建立模型，[方法]结合科学知识图谱分析说明社会对于水资源可持续利用的重要性，综合运用岷江生态下泄流量、GDP、各类用水量数据，通过社会敏感度计算可供水量，确定分配原则后利用水量分配多准则满意度模型为灌区各市分配水量，实现水量分配"两步法"。[结果]结果显示:2030年社会敏感度0。970，P=50％情况下鱼嘴可调水量98。52亿m3。其中城镇居民生活用水，大部分地区两步法分配值与需水量相近;生态用水，两步法分配值均大于等于需水量;农业用水，眉山市两步法分配值低于需水量;工业用水，两步法分配值大于等于需水量。[结论]结果表明:利用社会敏感度推求可供水量，多准则满意度函数模型用于灌区水量分配的两步法既遵循社会发展规律与用水习惯，又尊重灌区内各城市发展差异，可为都江堰灌区水权分配提供一种思路。

    初始水权科学知识图谱社会敏感度多准则满意度模型都江堰灌区水资源优化配置水资源可持续利用

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    基于CMIP6的漳河上游气温、降水及径流预估研究

    刘丽博索梅芹宋亚轩
    79-91页
    查看更多>>摘要：[目的]为明确漳河上游流域未来气温、降水及径流的变化情况，[方法]采用第六次国际耦合模式比较计划(Coupled Model Intercomparison Project 6，CMIP6)中 EC-Earth3 模式下的 4 种情景(SSP1-2。6、SSP2-4。5、SSP3-7。0、SSP5-8。5)数据，基于SDSM降尺度模型对未来气温、降水进行预估，并结合SWAT水文模型预估未来径流变化。[结果]未来整个时期(2023-2070年)最高、最低气温和降水均有所增加，但在不同情景下的增速不同，分别为0。19 ℃/10 a、0。19℃/10 a、0。36 mm/a(SSP1-2。6)，0。25 ℃/10 a、0。29 ℃/10 a、0。49 mm/a(SSP2-4。5)，0。53 ℃/10 a、0。44℃/10 a、-0。17mm/a(SSP3-7。0)，0。76 ℃/10 a、0。57 ℃/10 a、-0。04 mm/a(SSP5-8。5);清漳河干流未来径流在4种情景下有减少现象，降幅位于8。48％-25。36％之间，多集中于1-8月份;浊漳河干流及漳河干流未来径流在4种情景下有增长现象，增幅分别位于28。59％～72。58％、20。99％～54。24％之间，且近期(2025-2050年)SSP1-2。6、中期(2021-2070年)SSP3-7。0及未来整个时段SSP2-4。5、SSP5-8。5情景下漳河干流8、9月份月峰值径流量高于基准期，最大增量为34。91 m3/s。[结论]未来整个漳河上游流域可能出现暖湿现象，发生极端水文事件的风险可能变大。通过对未来气候进行模拟，分析漳河上游流域径流变化特征，可为区域水资源配置、水资源利用提供科学依据与理论支撑。

    SWAT漳河上游流域SDSMCMIP6气候变化径流模拟

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    城市产汇流演变规律模拟与空间格局

    詹佳音何骞程铭宇黄华兵...
    92-105页
    查看更多>>摘要：[目的]随着快速城市化和气候变化，暴雨内涝事件频发给城市运行带来了严重的干扰和损失。城市产汇流规律的变化是加剧暴雨内涝的根本原因，研究城市产汇流演变规律及其空间格局特征对指导暴雨内涝防控具有重要意义。[方法]利用CLCD(China Land Cover Dataset)逐年土地利用数据，基于SCS-CN模型和推理公式法模拟典型快速城市化地区(广州市番禺区)的产汇流过程;兼顾水文单元整体性与空间格局精细刻画，从排涝片和公里格网两个空间尺度对产汇流的历史演变规律和空间格局进行分析;利用内涝点数据对产汇流格局特征分类的合理性进行验证。[结果]2000-2021年间，研究区产流量与洪峰流量呈现整体上升但增幅下降的趋势。产流量格局为西部高于东部、南部高于北部、中部高于周边;洪峰流量格局则沿河涌水系分布，周边高于中间、东部高于西部、南部高于北部。在排涝片与公里格网两个空间尺度上，产汇流格局特征的等级与内涝点密度呈现正相关。SCS-CN模型像元计算所得结果显著高于区域计算结果，且二者差异随着降雨重现期的增加而变大。[结论]基于产汇流模拟的格局分类能有效表达暴雨内涝灾害严重程度和排涝标准需求，可为内涝灾害格局识别与防灾减灾资源配置提供科学依据。产汇流过程存在空间尺度效应，建议在具体应用时进行多尺度综合分析。

    暴雨内涝产汇流SCS-CN模型推理公式法空间格局

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    高寒区混凝土坝廊道结构风场分布与控裂措施分析

    贾超张敬宜闵巧玲李明超...
    106-116页
    查看更多>>摘要：廊道内部的高风速场是其产生裂缝的原因之一，在大坝施工和运行期间控制廊道开裂，降低开裂风险十分重要。[目的]为了进行混凝土坝设计施工阶段廊道风场分析，避免廊道裂缝的产生，[方法]以我国西北地区某混凝土重力坝为例，采用三维计算流体力学方法(computational fluid dy-namics，CFD)，并基于CFD的三大基本控制方程，从环境因素出发，研究坝体廊道的开裂机理，统计廊道内部各节点风速并进行数值模拟分析。[结果]结果显示:廊道内部风场平均速度为4。72 m/s，裂缝处风速小于平均风速的裂缝占比27。2％，大于平均风速的裂缝占比72。8％，裂缝处风速偏大。[结论]结果表明:若不关闭廊道入口，风会在廊道内部扩散，并在廊道交叉口或拐角处达到极限速度，风场的存在会加速廊道表面湿度损失，进而导致廊道裂缝产生。针对裂缝形成机理，提出大坝廊道施工期间的裂缝防治措施，并提出设计流程、施工方法和管理措施，建立一套大坝廊道裂缝预防和控制的工程程序，为后续混凝土重力坝施工建设提供工程经验和科学依据。

    混凝土重力坝廊道风场CFD裂缝机理裂缝控制数值模拟水利工程

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    渗透破坏作用下高含砂缺级土力学性质的试验研究

    邱松楠黎晓冬周鹏展
    117-127页
    查看更多>>摘要：[目的]渗透过程引起的颗粒流失和基础结构破坏，往往会对涉水工程造成严重后果。为研究高含砂缺级土在遭受渗透破坏前后力学性质的变化，[方法]采用自主研发的土工内部冲蚀应力路径三轴仪，模拟不同应力状态下的渗透破坏过程，利用该装置评价渗透破坏过程的变化情况及土体力学性质响应。[结果]结果显示:在低应力条件下缺级土的涌砂量较大且峰值强度降低显著，在不均匀分布的有效应力作用下缺级土体渗透破坏及力学行为发生显著变化，细颗粒流失使土体力学强度曲线发生畸变，表现出应变硬化和体积剪缩的特性。应力路径对缺级土的应力-应变关系有较大影响，渗透破坏过程使高含砂缺级土与常见砂石土的应力路径归一化结果存在较大差异。[结论]研究成果可为渗透破坏引起的土体力学强度变化分析及水利工程渗透破坏灾害的防控提供参考。

    渗透破坏缺级砂土应力-应变关系涌砂量应力路径力学性能水利工程

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