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水利水电技术（中英文）
水利部发展研究中心
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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
收录年代

    有限元法作为滩涂光伏阵列桩基设计计算方法的适用性研究

    闫俊义刘毅刘立珍张翔宇...
    1-10页
    查看更多>>摘要：[目的]滩涂光伏电站的建设处于起步阶段，光伏阵列桩基在土建工程中占比很大，对投资有显著影响，目前承载力设计计算主要借鉴建筑行业规范，其适用性值得探讨。为改进滩涂光伏桩基设计计算方法，探索有限元方法对此的适用性，[方法]以既有滩涂光伏桩基设计方案为例，依据行业规范方法进行竖向、抗拔、水平承载工况复核计算，同时使用有限元超载法和强度折减法进行计算和分析。[结果]分析及对比结果显示:两类方法所依据的力学机理基本相同，计算得出的承载力规律一致，安全系数值接近，沉降值接近;竖向承载和抗拔工况，有限元法得出的安全系数略大于规范方法;水平承载工况，有限元法得出的安全系数略小于规范方法;对于滩涂光伏阵列桩基而言，竖向承载力安全系数最低，是承载力设计的控制工况;抗拔承载安全系数最高，远高于规范要求值，不是控制性工况;水平承载安全系数居中，有较充足的安全裕度，该工况容易满足要求。[结论]结果表明:有限元法计算能够生动展示桩基及支架的空间、过程和细部力学响应，有利于指导和改进设计，对滩涂光伏阵列桩基设计有良好的适用性;有限元法用于桩基承载力计算应优先使用超载法;滩涂光伏阵列桩基的承载特点和工作环境与建筑桩基不同，目前规范规定的竖向承载力安全系数偏保守，应适当放宽，对设计理论创新做出尝试，并合理地控制工程投资。

    滩涂光伏桩基础承载力有限元法数值模拟力学性能新能源变形

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    生物诱导碳酸钙沉淀在改善土壤侵蚀中的应用

    耿会岭赵卫全赵永刚杨晓东...
    11-23页
    查看更多>>摘要：[目的]雨、雪、波浪、风等作用常会引起土壤侵蚀。生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP/EICP)由于环境友好的特点已成为岩土和地质领域的研究热点之一。为了探究MICP/EICP在土壤抗侵蚀性方面的效果，[方法]介绍了 MICP/EICP的矿化过程，基于现有成果总结了 MICP/EICP改善不同类型土壤侵蚀效果。[结果]结果显示:对于土壤适应性，MICP处理粗砂的无侧限抗压强度和CaCO3含量高于EICP，而在粉细砂中结果相反。对于遇水崩解特性，MICP改性黏土中25 μm以下颗粒质量减少，75～250μm颗粒质量分数增加，团聚体变大，有效降低了黏土、黄土、黏性紫色土崩解速率和崩解率。对于波浪侵蚀特性，随喷洒固化次数由 1增加到4，海岸砂质边坡侵蚀速率呈对数下降，固化18次后，30次潮汐变化下坡角几乎不变。对于切向水流侵蚀特性，1 g/L的黄原胶溶液结合MICP固化2次的样品和0。5 mol/L胶结液结合掺入0。2％纤维所得到的固化土的抗侵蚀性优于单纯高剂量MICP处理的结果。对于风蚀，MICP固化时，0。25 mol/L胶结液可达到抗风蚀效果，而EICP反应较快应加入抑制剂。对于多次干湿和冻融循环侵蚀，MICP/EICP处理试样的强度和侵蚀量都好于未处理试样，EICP处理砂土样的耐久性效果不如MICP明显。[结论]结果表明:MICP适用于粗粒土，生成的CaCO3整体性好;EICP脲酶分子小，工艺简单，可应用于细粒土中，但生成的CaCO3较松散。MICP/EICP作用可有效降低细粒土的遇水崩解特性，有效降低海岸砂质边坡的波浪侵蚀，与纤维或生聚物结合可改善固化土的脆性，抵抗切向水流的侵蚀。低浓度的胶结液配方即可抵抗风蚀。MICP/EICP可提高固化土的耐久性。

    MICPEICP土壤侵蚀影响因素水土保持气候变化力学性能碳达峰

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    长江经济带洪涝灾害社会脆弱性评价及时空分析

    贺玲陈佳川程春歌袁建伟...
    24-39页
    查看更多>>摘要：[目的]系统地分析长江经济带各省洪涝灾害社会脆弱性及时空特征，对其防灾减灾提供决策依据。[方法]以长江经济带11个省作为研究对象，基于暴露度-敏感性-适应性(ESA)脆弱性评估框架构建社会脆弱性评估模型，并采用熵权法和多级模糊综合评价方法，对长江经济带洪涝的社会脆弱性和时空分布特征进行评估和分析。[结果]结果表明:(1)长江经济带洪涝社会脆弱性分布呈现出下游低，中游适中，上游高的特征。上游地区社会脆弱性指数平均值约为下游地区的4倍，中游地区的2倍。(2)2009-2019年长江经济带社会脆弱性的暴露度和适应性小幅上升、敏感性持续降低，整体上社会脆弱性表现为持续降低，经济带的灾害防御能力在逐年增强。(3)长江经济带洪涝社会脆弱性的影响因素表现出显著的空间异质性。高适应性和低敏感性是下游地区低社会脆弱性的原因;低适应性是中上游地区高脆弱度的主要原因;高暴露和高敏感性是湖南省的主要影响因素。[结论]就不同地区的致脆主导因素，提出针对性的防灾减灾措施。对于城市基础设施建设能力不足的地区，如江西省和四川省，其基础设施适应性指数对总适应性指数的贡献率分别为43％和47％，应当兴修其排水基础设施，加强防洪排涝设施的管护，增加绿化面积，建设海绵城市，提高城市韧性等。就水库数量不足导致其灾害抵御能力较弱的地区如贵州省，应当加快病险水利工程加固提标，开展小型水库系统治理评估等。

    社会脆弱性时空变化熵权法多级模糊综合评价长江经济带气候变化人类活动洪涝灾害

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    考虑台风事件影响的日降水预报检验与订正

    简志健赵铜铁钢田雨吴永研...
    40-50页
    查看更多>>摘要：[目的]台风带来的强降水常给当地带来洪涝等灾害，在台风事件下提供准确可靠的降水预报是科学研究和业务预报的重要工作。[方法]通过台风路径缓冲区筛选台风场次，检验台风事件和非台风事件分布情况;对美国国家环境预报中心提供的GEFSv12逐日原始降水预报检验数据精度情况，评价原始预报技巧;应用伯努利-伽马-高斯模型对GEFSv12降水预报，在我国粤港澳大湾区格点，设计不同订正方案，在不同降水场景下，评估不同情况下模型订正前后预报性能。[结果]影响我国东南沿海台风登陆时间主要集中于7-9月，台风等级集中在14级以前;台风事件下，利用台风事件样本训练模型订正后预报BIAS接近0，排序概率技巧得分CRPSS平均提高了近15％，a-index相对原始预报提升了约0。16。[结论]伯努利-伽马-高斯模型能有效订正原始预报存在的系统偏差，提高预报的准确性;不同降水场景订正效果有所区别，对出现极值降水较少的非台风事件，订正后效果有更好的表现;台风事件下，利用台风样本训练模型订正效果相对较好，提高了原始预报精度技巧、可靠性，减少预报偏差;订正的效果和相关系数大小有关，相关系数表现好的区域有更好的预报精度技巧得分，经订正后有利于后续水文集合预报应用、模型发展和备灾应灾工作。

    逐日降水台风降水预报订正预报检验预报精度

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    融合多源数据的湖北省城市洪涝灾害韧性综合评估

    陈述远维康颜克胜袁修猛...
    51-60页
    查看更多>>摘要：[目的]洪涝灾害是湖北省主要自然灾害之一，为了评估湖北省城市洪涝灾害韧性水平，以加快韧性城市建设、助力推进省域协同发展，[方法]从洪涝灾害的暴露度、敏感性、适应力和恢复力4个维度，构建湖北省城市洪涝灾害韧性评价指标体系，采用G1法(序关系法)和熵权法对评价指标进行赋权，收集气象、遥感影像、基础地理、社会经济等多源数据，应用GIS空间分析技术，对湖北省城市洪涝灾害韧性进行评估。[结果]结果显示:湖北省城市洪涝灾害韧性整体处于中等韧性水平。其中，高韧性区域主要分布在神农架林区、宜昌市和武汉市，较高和中等韧性水平区域大多位于荆门市及其以西的鄂西地区，其余地区洪涝灾害韧性水平较低，总体呈西强东弱的分布态势。[结论]融合多源数据的洪涝灾害韧性评估方法能准确高效地评估研究区洪涝灾害韧性水平，研究成果可为湖北省制定区域洪涝灾害管理及韧性城市规划提供参考。

    洪涝灾害韧性多源数据指标体系G1法熵权法GIS分析湖北省

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    上海城区动态洪水风险图应用系统及典型暴雨内涝分析

    王静李娜
    61-76页
    查看更多>>摘要：[目的]为了提高沿海超大城市对洪涝灾害的先知先觉能力，快速预测分析洪涝潮组合影响下的淹没风险时空分布，[方法]以水文-水动力暴雨洪水分析模型为核心模块，通过与外部的气象精细化降雨预报数据库、自动雨量站实时监测数据库及实时水情、闸泵运行数据库相关联，研发了上海城区动态洪水风险图应用系统。采用由雨量站点到气象格网和水力网格的降雨二级空间融合技术，实现了模型与气象预报降雨数据的有效耦合。利用数据挖掘提取和GIS空间分析技术构建了包含10项洪水风险要素要点的城市内涝预报专报自动生成方法，实现了对内涝风险的快速一站式概览。利用系统可以对城市暴雨、河道洪水和风暴潮等单一发生或遭遇组合引起的淹没分布进行快速实时预报计算，模拟和预测城市洪涝潮灾害的有关淹没特征数据和淹没动态过程。[结果]利用系统分析了 2023年6月23-24日暴雨的内涝风险分布，将模型模拟的积水区域与积水监测站、灾情直报和热线灾报的积水点进行对比，结果显示在150处对比积水点中，有129处误差不超过20 cm，占86％。模型模拟的积水空间分布与实际情况基本接近。[结论]结果表明:系统满足汛期常态化、业务化运行需求，能够为城市洪涝风险的实时动态分析和防汛指挥决策提供重要工具。

    动态洪水风险图暴雨洪水分析模型内涝预报洪水预报积水GIS数据挖掘专报

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    基于DBSCAN-RF洪水分类的洪水预报应用研究

    甘甜郑英蒋云钟赵红莉...
    77-89页
    查看更多>>摘要：[目的]洪水分类预报能有效提高洪水预报准确性，为防灾减灾工作提供科学依据。[方法]针对分类因子和分类算法优选问题，以海河流域徒骇河宫家闸上游为例进行研究，(1)充分考虑产汇流影响因素与洪水特征，选取洪峰流量、洪水总量、时段洪量、洪水历时、起历时、落历时、峰度、偏度、涨水仰角、落水仰角、Cs、Cv、前3d面雨量、前10d面雨量、累计面雨量及最大面雨量等16维分类因子，使用主成分投影法(Principal Component Analysis，PCA)对分类因子降维提高计算效率;(2)基于密度聚类(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise，DBSCAN)-随机森林(Random Forest，RF)算法进行洪水分类，减少对分类先验知识的依赖，提高了分类精度;(3)在徒骇河流域进行了方法应用，选择适用于半干旱半湿润地区的超渗-蓄满同时作用的产流模型及单位线汇流模型进行洪水分类预报研究，分别针对各类洪水进行模型率定。[结果]结果表明:轮廓系数为0。7015，表明DBSCAN算法聚类效果理想，基于RF算法的洪水分类准确率为91。67％，分类效果理想;经洪水分类预报，NSE系数均高于0。8，分类预报结果优于直接预报。[结论]结果说明:基于DBSCAN-RF洪水分类的洪水预报能较好地反映研究区域洪水演进过程，为研究区域洪水预报及防灾减灾工作提供依据。

    历史洪水洪水分类洪水预报密度聚类(DBSCAN)随机森林(RF)

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    基于GWO-PSO算法的小尺度地区LID布设优化模型研究

    夏怡杰杨侃夏超石莹洁...
    90-101页
    查看更多>>摘要：[目的]海绵城市通过低影响开发(LID)雨水系统来降低降雨相关灾害的影响，合理的LID布设方案是开发效果的决定性因素。[方法]通过耦合暴雨洪水管理模型(SWMM)和灰狼粒子群算法(GWO-PSO)，建立了小尺度地区LID优化布设模型。GWO-PSO算法中粒子进行了基于社会等级制度的位置策略调整，以此得到更好地寻优性能。模型依据排放口流量，完成参数自动率定，并以洪峰流量为目标，经济成本为约束，求解雨水花园、生物网格、绿色屋顶和透水铺装四种包含相互独立与制约关系的LID设施的优化布设方案。[结果]将该模型应用于某试点小区，在预算182万元的情况下，得到5a、10 a、20 a和50 a重现期下的布设方案，洪峰削减率分别为61。5％、53。2％、42。4％和31。1％。[结论]结果表明:在小尺度地区进行LID建设时，需要考虑子汇水区面积的影响;对于道路汇水区，需要联系地理位置布设;在低重现期下，各LID设施调控效果均较好，而在高重现期下，绿色屋顶的承受能力最强，且需要更多预算进行削峰。

    海绵城市GWO-PSO算法SWMM模型参数率定LID方案优化降雨

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    基于并行自适应遗传算法的水文模型率定研究

    左翔马剑波丛小飞
    102-112页
    查看更多>>摘要：[目的]参数率定是影响水文模型预报精度的重要因素，采用人工智能算法可以有效提高水文模型参数的率定效果。[方法]采用基于种群离散程度的自适应算子，对GA算法的交叉、变异和迁移过程进行自适应优化，并利用粗粒度并行计算模型提高种群进化效率，综合以上手段研究了一种基于自适应策略的并行遗传算法。将传统遗传算法(GA)，串行自适应遗传算法(AGA)和并行自适应遗传算法(PAGA)，应用于屯溪流域新安江模型的参数率定，从率定效率、率定收敛性、率定稳定性和率定效果四个方面，验证PAGA算法的综合性能。[结果]结果表明:PAGA算法的计算加速效果显著，在10核环境下相对于AGA算法计算时间减少了 87。9％;在进化后期，PAGA算法能够更加稳定的收敛于最优解，收敛后的目标函数值具有更好的稳定性;在验证期的场次洪水模拟中，采用PA-GA算法率定的模型模拟效果最优，总体洪水合格率大于90％，确定性系数均值为0。85。[结论]PAGA算法能够明显降低模型参数寻优耗时，改善模型率定效果和收敛性能，为水文模型参数的率定提供了新思路。

    水文预报遗传算法自适应策略新安江模型并行计算人工智能算法径流数值模拟

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    NPDM及改进模型在淮河流域的月径流模拟研究

    吴昊昊倪晋曾兰婷
    113-126页
    查看更多>>摘要：[目的]参数模型大多数基于模型驱动，并且对于水文序列的概率分布和相关关系做了一定程度的假设。然而，水文序列的真实分布复杂多样，相关关系也无法仅用线性相关描述，因此基于模型驱动的传统随机模型难以模拟实际月径流概率分布中的强不对称或多模态性，与变量真实概率分布存在差异。[方法]非参数解集模型(Nonparametric Disaggregation Model，NPDM)从数据驱动出发能有效模拟径流间的随机性和相关性变动规律。改进模型(Improved Nonparametric Disaggregation Model，INPDM)考虑年径流和前期月径流综合影响建立条件概率分布函数，使用基于黄金分割搜索和抛物线插值方法的优化算法以最小二乘交叉验证指标(Least Squares cross Validation，LSCV)为目标函数寻求最优带宽，并结合可变核方法修正边界。为深入探讨两模型在淮河流域的适用性，建立淮河流域1950-2007年吴家渡站、1951-2007年鲁台子站年、月径流随机模拟的NPDM和INPDM模型，利用一系列统计特征值和相关特性对比分析模拟效果。[结果]结果表明:在均值方面，NPDM和INPDM模拟效果均较为理想，实现100％控制在一个均方差标准下;吴家渡站和鲁台子站模拟序列的标准差和变异系数均控制在两个月的均方偏差标准下;INPDM模型对于原序列的最大值、月径流间互相关性和非线性状态相关统计特性的再现能力要优于传统模型，NPDM模型在吴家渡站和鲁台子站的2阶自相关系数无法控制在一个均方差标准下的月份占比分别比INPDM模型高50％和16。6％，1阶自相关系数也呈现出类似结果，表明INPDM模拟序列的自相关系数统计特征值与原序列统计特性更接近;但NPDM模型描述月径流序列偏态系数的能力更强。[结论]综上表明基于优化算法改进后的非参数解集模型能充分再现径流序列的统计特性，可为淮河流域开展年、月径流的随机模拟研究提供参考。

    径流模拟非参数解集模型改进模型可变核淮河流域适用性分析影响因素

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