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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

    干旱对草地生态系统影响研究进展

    雷添杰张亚珍武建军李世灿...
    1-9页
    查看更多>>摘要：在全球气候变化的背景下,干旱对生态系统的影响呈现复杂性、多过程性的特征,研究干旱对生态系统的损伤及其修复意义巨大,尤其是作为生态系统重要组成部分的草地生态系统.在对草地生态系统的干旱影响研究进展和研究方法进行总结的基础上,系统地梳理了草地生态系统生产力的基本概念和干旱影响草地生态系统的关键指标及其干旱下的变化过程,同时,总结了干旱对草地生态系统的影响机制与过程,并分别分析了干旱对GPP、TER、碳源汇等草地生态系统关键指标的影响过程.此外,干旱对草地生产力影响研究中常采用的试验观测、遥感监测和模型模拟等3种方法进行了总结和分析.在此基础上,围绕着当前干旱对草地生态系统的影响,研究所采用方法手段及其进展揭示了干旱对草地生态系统影响存在的问题.最终,凝练指出了改进模型和遥感监测的不确定性以加强干旱对生态系统损伤机理的定量化,揭示并建立干旱对生态系统影响系统评估框架,加强试验和模型模拟结合,走“数据-模型”融合的改进之路等4条干旱对草地生态系统影响研究的未来可能发展主要方向,相关研究可为干旱对草地生态系统影响研究提供参考.

    干旱影响草地生态系统研究进展

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    透视地球工程对全球陆地气候变化趋势和波动特征的影响及区域差异

    孔锋
    10-22页
    查看更多>>摘要：为诊断地球工程对全球陆地气候变化趋势和波动特征的影响,采用BNU-ESM模式的地球工程和非地球工程情景日值气温和降水数据,对比分析了两种情景下整个研究时段(2010-2099年)、地球工程实施期间(2020-2069年)和地球工程实施结束后(2070-2099年)的全球陆地气候变化特征及区域差异.结果 表明:(1)两种情景下全球陆地气温变化趋势空间格局的一致性优于降雨量变化趋势空间格局.3个时段全球陆地气温主要以增加趋势为主,2070-2099年两种情景下开始出现减少趋势.地球工程在不同时段改变了不同区域和次区域降雨量变化趋势的方向.(2)地球工程在3个时段对全球陆地气温变化趋势的影响具有异质性.地球工程在2010-2099年对气温增减趋势影响最小,多介于-0.2 ～0.2℃/(10 a)之间;在2020-2069年对气温增加趋势的抑制作用最大,多数地区抑制幅度超过了0.4℃/(10 a);在2070-2099年对气温增加趋势的促进作用最大,多数地区促进幅度超过了0.4℃/(10 a).地球工程实施前后全球陆地降雨量变化趋势差异增大,尤其是在中低纬度地区呈现出明显的区域与次区域特征.(3)地球工程未对全球气候的波动性产生根本改变.两种情景下的全球陆地气温和降雨量的波动特征具有较好的一致性.(4)地球工程对北半球陆地气温波动的影响大于南半球陆地.地球工程情景下实施结束后的气温波动特征明显小于实施期间.地球工程对全球陆地降雨量波动特征的影响具有异质性.2020-2069年地球工程对南(北)半球陆地的降雨量波动特征的影响以促进(抑制)作用为主;地球工程对2070-2099年及地球工程实施前后降雨量波动特征的影响恰好与2020-2069年相反.

    地球工程气温降雨变化趋势波动特征潜在影响区域差异气候

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    国产高分影像在峡江枢纽库区土地利用变化监测中的应用

    杨智翔何秀凤贾东振胡有能...
    23-30页
    查看更多>>摘要：资源一号02C(ZY-1 02C)、高分(GF)系列等国产高分辨遥感卫星的陆续发射极大地丰富了高分遥感应用的数据源,已广泛地应用于国土资源调查与土地利用变化监测研究中.峡江水利枢纽工程是江西省规模最大的水利工程,为掌握峡江水利枢纽工程建设对其库区土地利用/覆盖产生的影响,利用2013年的资源一号02C(ZY-1 02C)卫星和2015年的高分一号(GF-1)卫星两种影像对库区土地利用变化进行监测.对两幅高分影像进行正射校正、配准、几何精纠正等预处理,在分析卫星传感器特性的基础上,采用基于线性回归波段拟合方法进行多光谱与全色影像融合.最后,利用面向对象分类方法对两期影像进行了土地利用信息提取和地类变化分析.试验结果表明:利用面向对象方法可实现对库区高分影像土地利用信息的精确提取,总体分类精度达到87.9％,Kappa系数为0.836,完全满足遥感应用的精度要求.2013-2015年间峡江库区土地利用变化的主要特征有:(1)水体和建设用地有明显增加,分别增加25.64 km2和13.29 km2,耕地和林地面积减少较多,分别减少19.42 km2、14.51 km2;(2)地类变化的主导方向是耕地、其他用地向水体转变及耕地、林地向建设用地转化,这主要源于工程蓄水、移民安置及城市扩展等.

    高分一号卫星资源一号02C卫星面向对象分类方法土地利用变化库区峡江水利枢纽工程遥感湿地

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    基于全卷积神经网络的无人机影像建筑物提取

    于洋施国武刘斌李霞...
    31-38页
    查看更多>>摘要：针对无人机影像建筑物自动提取时精度低、边缘精细化程度不足导致水利移民征地过程中建筑物面积统计不准确的问题,为提高无人机影像建筑物自动提取精度,利用基于跳层连接的全卷积神经网络进行无人机影像建筑物自动提取,结合无人机数据生产过程中产生的DSM对建筑物初步提取结果进行后处理,得到更加精细化建筑物的边缘.结果 显示,利用基于跳层连接的全卷积神经网络进行无人机影像建筑物提取,平均Kappa系数为0.90,平均查准率为0.93;当前常用的分类模型Deeplab网络,Kappa系数为0.67,查准率0.70;Segnet网络的Kappa系数为0.75,查准率为0.79.相较于Deeplab网络Kappa系数提高了0.23,查准率提高了0.23;相较于Segnet网络,Kappa系数提高了0.15,查准率提高了0.14.利用DSM对初步提取结果进行后处理,处理后Kappa系数为0.92,查准率为0.94.对比初步提取结果,Kappa系数提高了0.02,查准率提高了0.01.结果 表明,结合DSM与全卷积神经网络的无人机影像建筑物提取方法具有更优越的提取精度.

    深度学习卷积神经网络DSM建筑物提取残差学习遥感

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    三峡升船机安全机构埋件传力机理研究

    李智刘毅张国新田清伟...
    39-45页
    查看更多>>摘要：三峡升船机是世界上技术难度和规模最大的垂直升船机,选用长螺母-短螺杆系统作为遭遇事故时的安全机构,安全机构传力可靠性对于保障升船机安全运行至关重要.建立了螺母柱结构精细化仿真计算模型,按照设定的事故工况研究了螺母柱的变形与应力,计算结果表明,螺母柱、工字钢、灌浆材料、一期混凝土、预应力锚栓、钢筋的拉压应力均小于相应的强度值,设计提出的传力机理与数值计算结果相吻合.沉船事故工况与船厢水泄空工况的原型试验结果表明,螺母柱埋件在试验过程中的位移很小,且未发现其他破损现象,此结果证明了螺母柱结构的可靠性,也验证了设计阶段的分析结论.

    三峡升船机平衡重式升船机塔柱结构长螺母-短螺杆安全机构传力机理数值计算

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    埋藏式压力钢管加劲环抗外压稳定计算方法的比较与应用

    鲁志航彭越尧伍鹤皋石长征...
    46-52页
    查看更多>>摘要：对埋藏式压力钢管加劲环的抗外压稳定分析,国内外常用的计算方法有Amstutz法、Jacobsen法和《水电站压力钢管设计规范》(NB/T 35056-2015)(以下简称《规范》)中的强度公式.对这三种计算方法进行了比较分析,得到以下结论:Amstutz公式和Jacobsen公式计算的临界外压力随缝隙值的增大而减小,《规范》强度公式没有考虑缝隙值的影响,其计算得到的临界外压力与缝隙值无关;三种方法计算所得的临界外压力均随加劲环高度、管壁厚度和钢材屈服强度的增大而增大,随加劲环间距的增大而减小;《规范》强度公式计算所得的加劲环临界外压力相对Amstutz公式和Jacobsen公式较小,采用《规范》强度公式在外水头小于130 m时明显偏保守,经过比较分析后,建议将Jacobsen 法作为国内钢管设计规范中埋藏式压力钢管加劲环抗外压稳定的主要计算方法之一.

    埋藏式压力钢管加劲环抗外压稳定计算方法临界外压力

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    水泵水轮机泵工况压力脉动和转轮受力特性

    肖琼张春泽夏林生刁伟...
    53-62页
    查看更多>>摘要：为研究水泵水轮机在泵工况下的内部流态变化对压力脉动和转轮叶片受力的影响,采用SAS-SST湍流模型对某一模型水泵水轮机的多个非设计工况进行非定常数值模拟,分析了水轮机内部流态对导叶与转轮之间无叶区、尾水管内的压力脉动和转轮叶片径向受力的影响.结果 表明:在流量为40％ ～ 80％设计流量时,导叶区内产生旋转失速,转失速涡团初生于固定导叶进口,并随着流量的降低向活动导叶进口发展,且覆盖区域逐渐增大.旋转失速使压力和过流沿周向不均匀分布,导致压力脉动和转轮径向受力波动大幅上升.在40％设计流量时,失速涡团发展最为充分,无叶区压力脉动和转轮受力波动的低频分量幅值最高.旋转失速产生的低频脉动可向尾水管传播,形成的低频压力脉动幅值约为无叶区低频脉动幅值的10％.当流量低于40％设计流量时,导叶区旋转失速消失,复杂的涡结构形成的压力脉动低频成分没有周期性.此外,转轮进口的流动分离使尾水管内产生复杂的回流涡结构,导致尾水管内形成频谱丰富的压力脉动;流量降低使转轮进口回流涡结构的湍动能增加,导致尾水管内压力脉动幅值大幅上升.小流量工况下,转轮进口的涡结构演变是转轮径向力波动的主要影响因素.

    水泵水轮机水泵工况压力脉动旋转失速转轮受力回流涡结构

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    光纤光栅水流流向传感器的设计

    钟志鑫段君淼张浩胡军海...
    63-69页
    查看更多>>摘要：为了实时监测大跨桥梁建设与运营过程中的水流流向变化,以有效分析和掌控水流对桥墩的冲刷,维护水中墩台基础,利用SolidWorks软件设计了一种基于光纤传感技术的水流流向监测传感器.该传感器由万向板、凸轮推杆等结构组成,通过将水流的流向转化成金属丝的拉压应变,实现对不定向水流流向的实时监测.利用凸轮推杆机构在拉压过程中的偏转角度的不同,能够实现正负180°流向的区分.对水流流向的理论计算公式进行了合理推导,并进行了室内传感器标定试验.结果 表明:该传感器可以实现360°实时在线监测水流流向变化,误差始终保持在6％以内,具有较高的精度.该传感器的设计使用能够为桥梁施工建设和安全运营以及水文环境监测提供技术支撑.

    水流流向光纤传感360°流向

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    基于高耦合逆变补偿的水利工程电气控制系统设计

    俞娟
    70-76页
    查看更多>>摘要：嵌入式Linux内核环境下进行电气的控制系统优化设计,可以提高电气的集成控制性能,针对当前的电气控制系统耦合控制能力不佳的问题,提出并设计一种基于鲁棒性变结构PID和高耦合逆变补偿的电气控制系统.首先进行了电气控制系统总体设计构架和功能模块描述,采用低功耗的STM32F101 xx作为核心控制芯片进行控制系统的硬件设计,包括AD模块、驱动模块、执行器模块和高压调节模块等.对电气控制系统的功能指标进行分析,采用鲁棒性变结构PID控制算法进行电气控制系统的高耦合逆变补偿,在程序加载模块进行控制算法加载,完成基于高耦合逆变补偿的水利工程电气控制系统设计.系统调试结果表明,该系统具有较好的电气智能化控制性能,对基线漂移和高压过载等失真的补偿性较好,负载能力得到提高.相较于传统系统,该系统的控制精度较高,最高控制误差不超过4.0％,且控制耗时较低.

    嵌入式Linux内核PID电气控制系统设计水利工程水电站

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    镧沸石控制人工湖泊沉积物磷释放的试验研究

    王哲张波朱俊强国泉...
    77-84页
    查看更多>>摘要：环境条件的变化会引起沉积物中的磷向上覆水释放,从而引发富营养化.投加镧系钝化剂可以有效控制沉积物中磷的释放.然而,目前应用最为广泛的锁磷剂Phoslock(R)存在着La3+释放的风险;此外,由于锁磷剂吸附量较小,形成的钝化剂层较厚,氧气从上覆水向沉积物的传质也会被阻碍.使用具有较大吸附量和较低La3+释放风险的新型材料——镧沸石作为钝化剂,考察了其对人工湖泊沉积物中磷释放的控制效果.通过等温吸附线和Langmuir模型拟合,发现镧沸石对磷的最大吸附量为71.94 mg/g,是Phoslock(C)的7倍.吸附动力学试验表明,镧沸石对磷的吸附速率较快,0.5h内可以利用81％的吸附位.磷形态分析发现,镧沸石吸附的磷85％以上为酸溶态或残渣态磷,说明其与磷的结合具有较好的稳定性.投加镧沸石后,沉积物中磷在pH值为10.8时的释放量可以降低30％;厌氧条件下沉积物中磷的释放可以被镧沸石完全抑制.40d模拟钝化试验发现,投加质量百分比1.65％的镧沸石可以显著降低上覆水中溶解性可反应磷(SRP)和总磷(TP)的浓度,其中SRP浓度的降低幅度大于TP.模拟钝化试验中,非稳定形态的磷被转化为较为稳定的酸溶态磷和残渣态磷.结果 表明,镧沸石在沉积物内源磷控制方面具有良好的应用前景.

    湖泊沉积物磷释放镧沸石水质

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