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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）

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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

    面向洪水预报的雨量站网合理性评估与优化研究

    陈安琪刘玉玉高艺雄徐征和...
    1-14页
    查看更多>>摘要：[目的]雨量站作为专为收集降水资料而设计的观测点，是收集水情信息的重要来源。雨量站的合理布设可以及时、准确地反映流域降水情况，是洪水预报的必要信息。[方法]以山东省弥河流域为研究对象，基于锥体梯度法和泰森多边形理论，对现有雨量站网的合理性进行了评估。结合信息熵理论和最大信息最小冗余准则(MIMR)，利用流域内22个地面雨量站的小时尺度降水序列，构建雨量站网优化模型，提出优化方案。[结果]结果表明，流域部分雨量站控制面积过大且部分雨量站之间相关性较差;雨量站间信息熵的变化规律表明:随着迭代次数的变化，联合熵逐渐变大并最终趋于稳定，互信息先增大后减小，冗余度越来越大，迭代17次后所选站点的信息量占信息总量的比值达98％;考虑到洪水预报的要求，建议在合理位置增设5个雨量站并改进修缮1个雨量站。[结论]优化后的雨量站网能更好地反映流域降雨信息。研究成果可为今后优化流域雨量站网提供理论依据。

    熵MIMR雨量站洪水预报降水气候变化时空分布互信息

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    1977-2020年沂蒙山区极端气温时空变化特征分析

    回佩晨徐旻天时延锋王希...
    15-28页
    查看更多>>摘要：[目的]为深入掌握全球变暖背景下沂蒙山区极端气温事件及复合极端高温事件的动态演变特征，以期为预防区域性灾害提供理论参考。[方法]根据1977-2020年沂蒙山区的逐日气温资料，利用线性拟合、Mann-Kendall突变检验法、Morlet复小波分析等方法，对沂蒙山区极端气温事件及昼夜复合高温的时空变化特征进行了分析，并探讨了极端气温指数对全球变暖停滞现象的响应特征及发生持续性昼夜复合高温事件时的环流特征。[结果]结果表明:(1)近44年，沂蒙山区暖指数(TN90、TX90、SU25)呈上升趋势，冷指数(TN10、TX10、FD0)呈现下降趋势，具有昼夜不对称性，昼夜温差缩小，促使昼夜复合高温事件的发生。(2)极端气温指数突变时间大多出现在20世纪90年代和二十一世纪初期，突变时间上冷指数早于暖指数，突变后极端气温暖事件的发生频率增加，极端气温冷事件的发生频率减少;昼夜复合高温事件以2012为界，前期波动不明显，高发于2012-2020年;各极端气温指数及昼夜高温事件均在1998-2012年间响应了全球变暖停滞现象。(3)沂蒙山区西部地区为暖夜日数(TN90)、暖昼日数(TX90)以及昼夜复合高温事件的增速显著高值区。(4)沂蒙山区夏季昼夜复合高温事件在2012-2020年持续性较强，南压高压异常偏北偏东，中层副热带高压异常西伸是影响沂蒙山区持续昼夜复合高温的环流机制。[结论]综上，研究区将延续暖化趋势，沂蒙山西部为极端气温事件及复合极端高温事件的高发区域且在近些年增温显著，应重点关注以上地区长历时高强度增温在城市规划、人类健康和农业生产等方面产生的影响，及时制定适应气候变化的策略和措施，促进沂蒙山区生态环境和社会经济的可持续发展。

    极端气温时空变化昼夜复合高温事件全球变暖停滞沂蒙山区气候变化人类活动时空分布

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    不同粒组含量下堰塞坝溃决过程的试验研究

    李楠杨兴国周家文焦煦...
    29-37页
    查看更多>>摘要：[目的]堰塞坝结构松散、颗粒级配范围宽，易发生漫顶溃决，严重威胁上下游人民的生命财产安全。为进一步探究相同粒径范围内不同粒组含量条件下堰塞坝的溃决过程，[方法]以"11。3"金沙江白格堰塞坝为参考原型，开展了溃决模型水槽试验。[结果]结果显示，堰塞坝的溃决过程可以划分为渗流与过流、溯源侵蚀、溃口发展及衰减平衡四个阶段。溃口流速与溃决流量均呈现先增大后减小的过程，但峰值流量滞后于峰值流速。另外，溃决水流冲击力在溃口发展阶段持续增大，在衰减平衡阶段开始下降，而水流重度在溃口发展阶段表现出一定范围内的波动。随着中值粒径的增大，溃决流量峰值减小、峰现时间延迟、溃决水流冲击力峰值减小，下游泥沙淤积区长度变短、厚度变大。[结论]研究结果进一步揭示了相同粒径范围内的不同粒组含量对堰塞坝稳定性、溃决过程和溃决参数的影响，可为堰塞坝灾害的风险评估和应急处置提供参考。

    堰塞坝粒组含量溃决过程峰值流量水流特征风险评估

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    基于3D打印技术的颗粒球度与砂土物理性质关系研究

    钟楚珩王安陈金辉周金枝...
    38-49页
    查看更多>>摘要：[目的]砂土作为一种颗粒材料，形状是影响其堆积状态及剪切特性的重要因素，为探究颗粒整体轮廓(球度)对颗粒物理性质的影响。[方法]利用球谐函数随机生成3种复杂形状颗粒和球颗粒模型，通过3D打印技术打印颗粒模型。对4种打印颗粒进行相对密度试验以及直剪试验，分析不同形状颗粒的堆积状态、力学性能。[结果]分析三维颗粒形状指标，发现复杂颗粒的形状差异主要体现整体轮廓方面(球度最大相差0。718，圆度最大相差0。032)。随着球度的增加，颗粒的最大孔隙比从1。843减小到0。803，最小孔隙比从1。121减小到0。603，极限孔隙比差值从0。722减小到0。200，且在相同相对密实度的条件下更容易达到密实的堆积状态;在相对密实度为0。5的条件下，随着颗粒球度从0。241增大到1，试样峰值抗剪强度逐渐减小，内摩擦角从44。6°减小至33。4°，并且内摩擦角和球度存在线性递减关系。[结论]将球谐函数生成不规则颗粒模型的方法与3D打印技术结合可以得到更加贴近真实情况的复杂形状颗粒。基于试验数据得出了复杂颗粒形状指标球度与剪切特性指标的关系式，为实际工程强度设计和数值模拟计算工作中考虑球度影响时提供理论依据。

    3D打印颗粒形状球度剪切性能堆积状态砂土力学性能影响因素

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    加载速率对密砂应力-应变特性影响的试验研究

    MD RASEL Ahammed邓刚张延亿胡敏云...
    50-59页
    查看更多>>摘要：[目的]砂是一种常见的建筑材料，在水利水电工程、交通、海洋和其他土木工程中应用广泛。在不同的工程应用中，砂土经受不同的加载过程和加载速率。因为加载速率效应，砂在相同幅值荷载作用下产生的变形有一定差异。这项研究旨在深入了解不同应变速率三轴剪切条件下砂的应力应变特性。[方法]采用相对密度为0。9的密砂，开展了一系列三轴固结排水剪切试验，在两种不同围压(750 kPa和2 000 kPa)下对试样进行固结后，分别采用三种不同的常应变速率(0。006 25％/min，0。0625％/min和0。625％/min)进行应变控制排水剪切。根据试验数据，绘制了应力-应变关系发展曲线，分析了应变速率对砂土偏应力和体积应变演化的影响。[结果]结果表明，在本试验采用的恒定应变速率和围压条件下，密砂在轴向应变约为2％时将发生屈服。屈服前，相同轴应变增量对应的土样偏应力增量和体积应变增量对剪切速率比较敏感，特别是体积应变，即加载应变速率较小时获得的土样剪应力较低，但体积应变(收缩)发展量较大。[结论]在屈服前，砂土的模量随着加载速率的增加而增大;但是屈服后，当加载达到大应变(ε1=15％)条件时，应变率对砂土应力变形的影响不明显。另外，在相同围压下，以不同应变率加载的砂样在加载过程中的应力比(q/p)-偏应变关系呈现出一致性。该研究可以提高对砂土力学特性的认识，并为砂土地基上的结构设计和安全评价提供参考。

    密砂三轴固结排水试验应变率偏应力体积应变变形力学性能影响因素

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    洞庭湖水文对流域干旱情势的响应及归因分析

    刘志文申幸志钱湛姜恒...
    60-70页
    查看更多>>摘要：[目的]极端气候变化加剧了通江湖泊水文情势的波动性，亟需从流域视角探究流域干旱情势对通江湖泊水文环境的影响。[方法]以我国典型通江湖泊洞庭湖及洞庭湖流域为研究对象，选取2010-2020年及2022年极端干旱情景下洞庭湖流域5个代表性气象水文站的降水量、温度、水位等数据，结合水文趋势分析、标准化降水指数(SPI)和回归分析等方法，对洞庭湖流域和湖泊的气象水文演变特征、干旱情势以及湖泊水位与流域干旱情势的响应关系进行了全面分析。[结果]结果表明，研究期间洞庭湖流域降水量呈小幅上升趋势，流域温度变化趋势不显著，但澧水流域温度总体较低，变化范围16。07～17。41℃。洞庭湖水位总体呈波动上升趋势，变化在23。63～25。81 m。洞庭湖流域SPI指数变化在-0。86～0。31，正常和轻旱年份占比分别为91％和9％。流域年内干旱情势总体呈先升后降变化趋势，正常和湿润等级频率分别变化在0。18％～0。64％和0。18％～0。36％。洞庭湖水位与流域降水和径流量呈显著正相关，与温度呈显著负相关。2022年洞庭湖水位呈先升后降变化趋势，6月达到年内水位最高值(30。45 m)后骤降。2022年1-6月洞庭湖流域干旱情势总体处于湿润和正常等级，后降至中旱和重旱等级。[结论]洞庭湖流域年际干旱情况多为正常年份，其余为轻旱年份。与多年月均水位相比，2022年极端干旱情景下洞庭湖水位峰值由往年7月提前至6月，随后水位骤降。此外，4月、5月、7月洞庭湖水位与流域SPI指数显著相关，反映了当前月份湖泊水位对流域干旱情势的深度响应，刻画了流域降水异常引起的洞庭湖"夏旱"特征。以上结果可为水文及农业部门应对气象灾害、实施农业生产保护措施等提供科学参考。

    洞庭湖流域干旱降雨水位驱动机制

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    灰岩隧道开挖损伤区特征研究:以桐梓隧道为例

    柏明武陈世万左双英魏元龙...
    71-83页
    查看更多>>摘要：[目的]隧道损伤区范围及其损伤特征的精确表征对隧道工程岩体质量评价和围岩支护优化十分重要。[方法]以贵州桐梓隧道为研究对象，通过围岩钻孔岩芯精细编录、钻孔波速测试和钻孔电视摄影，获得围岩内开挖诱发裂隙分布及岩体波速劣化特征;并对不同钻进深度的岩芯开展核磁共振测试，认识损伤区岩芯细微观结构改变特征。[结果]结果显示，岩芯获得率在1。25倍洞径范围内降低，新生裂隙在1。25倍洞径范围内出现，岩体波速在0。4～0。6倍等效洞径范围内降低明显;孔隙率在0～3m内急剧下降，该范围内大孔孔隙增大明显。[结论]对比多种理论强度计算的开挖损伤区范围结果发现，Hoek-Brown准则、统一强度理论和数值模拟计算获得的损伤区范围与实测结果一致，适用于灰岩体损伤强度理论计算。损伤范围判定的经验公式，获得了判定损伤区的指标，对定量判定灰岩隧道开挖损伤范围具有重要意义。

    隧道开挖损伤区灰岩新生裂隙波速影响因素

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    施工期分层浇筑与温度荷载对重力坝坝踵应力影响研究

    耿峻程恒张国新童广勤...
    84-92页
    查看更多>>摘要：[目的]坝踵应力是评价重力坝安全的关键性控制指标。重力坝设计时自重按一次施加，并未考虑施工期大坝实际浇筑过程及温度荷载，因此，[方法]以三峡重力坝工程泄2坝段为例，基于大坝设计资料和温度监测数据，对大坝混凝土的关键热学参数进行反演。在此基础上，模拟大坝施工过程、材料性能变化过程、气温变化过程、纵缝接缝灌浆过程、通水冷却过程以及表面保温措施，进行大坝施工期全过程工作性态仿真分析，研究施工期分层浇筑与温度荷载对大坝应力尤其坝踵应力的影响。[结果]结果显示:仿真计算得到的监测点的温度变化规律与实测值吻合较好;分层浇筑模拟时自重产生的坝踵竖向压应力为7。32 MPa，自重一次施加产生的坝踵竖向压应力为7。70 MPa;施工期温度荷载引起坝踵观测部位的竖向压应力增量最大值为1。1 MPa。[结论]结果表明:自重荷载的施加方式对重力坝坝踵应力影响较小，分层浇筑自重荷载引起的坝踵竖向压应力略小于自重荷载一次施加的情况;纵缝接缝灌浆后坝体温度回升导致中块挤压上块，进而引起坝踵部位产生较大竖向压应力，这可部分解释目前重力坝实测坝踵应力多为较大压应力的原因。

    重力坝施工期自重温度坝踵应力数值模拟

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    基于端到端深度学习的大坝渗漏电性异常识别研究

    汪椰伶张平松席超强江晓益...
    93-105页
    查看更多>>摘要：[目的]电法勘探中传统的电性异常判识方法计算复杂、效率低，且成果解译对初始模型依赖性强，难以满足海量数据快速处理的应用需求。[方法]对此，结合深度学习思想，提出了一种基于端到端的大坝视电阻率识别网络(Apparent Resistivity Network，ARNet)模型，将传统的渗漏判识方法转换为从输入视电阻率数据到输出异常体分布的非线性映射问题。利用pyGIMLi有限元工具建立2。2×104个不同形状、位置及电阻率值的大坝渗漏地电模型，计算视电阻率形态分布;通过对模拟数据进行批量提取、插值网格化处理，构建了网络训练数据集;采用相应的前端、后端及后处理方法完成网络模型搭建，并以"损失值"和"交并比"作为模型性能指标，采用随机梯度下降算法实现模型权重参数的迭代优化。[结果]结果表明:ARNet模型经过1 000次训练后，损失值降至0。068，交并比达到94。60％;在不同电阻率、位置、形状的单、双异常体对比测试中，模型匹配度达到97。66％，误差低于0。257 m。[结论]结合水库大坝的实测数据试验，ARNet模型具备良好的泛化性能，较传统反演可实现对异常体的高精度智能识别，研究成果拓宽了深度学习技术在大坝安全领域的应用研究。

    大坝渗漏视电阻率网络模型深度学习数值模拟

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    明渠自由跌水水力特性及其在流量计量上的应用

    周聪颖袁磊张与馨邵欣...
    106-114页
    查看更多>>摘要：[目的]明渠跌水作为衔接渠道上下游水流的有效设施，可应用于明渠流量计量，通过简单测量跌坎断面水深即可实现渠道流量的精确计量。为研究明渠自由跌水水力特性及其在流量计上的应用，[方法]采用分析对比法将国内外明渠自由跌水的研究成果进行整理，从自由跌水水力特性、跌水量水试验研究及理论研究3个方面进行了对比分析，[结果]发现明渠自由跌水水力特性的研究多集中在跌坎断面压力分布;明渠跌水量水试验研究集中在he/hc的影响因素(渠道底坡S、糙率n、渠道宽度、渠道断面形式、弗劳德数等)，该值可基于能量方程、动量方程、N-S方程及其他数值模拟方法得出。[结论]结果表明:试验中he/hc值在矩形渠道中基本是一个常数，但其他断面形式的渠道中该结论未得到验证;该值与明渠底坡S和糙率n有关，底坡方面的研究主要集中在缓坡(S=0。002 6～0。097 3)渠道，陡坡研究较少而平坡研究更少，糙率n的研究范围在0。009 3～0。045 0，但实际工程中n值变化较大。因此有必要在其他形式渠道上对he/hc值做进一步验证，并在更大范围内研究he/hc值与底坡S和糙率n的关系，这样更有利于明渠跌水量水技术的推广和应用。

    自由跌水水力特性流量测定跌坎水深临界水深影响因素

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