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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

    热带气旋多致灾因子综合风险评估研究进展

    陶凯廖新利苏鹏徐伟...
    1-9页
    查看更多>>摘要：[目的]热带气旋伴随的大风、暴雨及引发的风暴潮、洪涝等致灾因子,为热带气旋风险评估带来了极大的挑战.针对当前热带气旋多致灾因子综合风险评估方法不一的问题,[方法]通过文献分析方法,阐述了热带气旋多致灾因子间的相互关系,并对热带气旋多致灾因子的危险性、承灾体脆弱性和风险评估研究现状进行了梳理.[结果]结果表明:综合考虑热带气旋多因子复合链生关系的定量化风险评估方法极为缺乏,如何降低气候变化背景下未来热带气旋风险评估结果的不确定性是当前的一个难点.[结论]未来可以在厘清热带气旋多致灾因子复杂关系的基础上,基于大数据和机器学习等计算机手段,从机理角度研发热带气旋多致灾因子复合链生关系的承灾体损失和风险量化模型,从而实现热带气旋多致灾因子损失和风险的精准和量化评估,为应急管理和风险防范提供重要支撑.

    热带气旋风险评估多灾种灾害链降水气候变化极端暴雨致灾因子

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    大渡河流域极端气温时空分布特征研究

    张志昊李晓兵张鹏梁瑞峰...
    10-25页
    查看更多>>摘要：[目的]全球气候变化下,极端气候事件发生的频率、强度等日益增强,其可对流域环境等产生重大影响.大渡河流域不仅是我国长江上游生态屏障和川滇生态屏障的重要组成部分,也是长江流域干旱半干旱河谷的重点分布区域,流域内保护鱼类分布较多,对气候变化敏感.为此,探究大渡河流域极端气温指数时空分布特征.[方法]以大渡河流域为研究对象,基于该流域1964-2018年共55年的逐日气象数据,采用线性拟合、Sen's斜率估计以及Mann-Kendall非参数检验等方法对大渡河流域的极端气温指数进行了分析;利用协同克里金法进行空间插值,分析了极端气温指数的空间分布规律.[结果]大渡河流域极端气温事件存在明显的年际变化,16个极端气温指数中有11个指数呈上升趋势,5个指数呈下降趋势.除气温极值外,上升速率最快的是SU25,上升速率为2.0d/10a;下降速率最快的是FD0,下降速率为1.6 d/10 a.除CSDI和WSDI在流域内变化趋势为0外,其余各极端气温指数变化速率在空间分布上有明显的差异性,海拔高度为导致大渡河流域极端气温指数空间分布特征的主要影响因子.[结论]在时间尺度上,大渡河流域极端气温指数中表征暖的指数均呈上升趋势;表征冷的指数(除TNn和TNx外)均呈下降趋势;其他指数中GSL上升速率较快.这表明该流域在近55年内整体呈变暖趋势,冬季变短夏季变长,且适宜植被生长的温度持续时间增长.突变检验表明各极端气温指数突变除TN10外均为显著突变,且突变年份集中在2000年前后.在空间尺度上,冷指数中ID0、FD0上游上升速率高于中下游,暖指数中TR20、SU25中下游上升速率大于上游,GSL上游上升速率明显高于中下游.流域整体呈变暖趋势且中下游更容易发生极端高温事件.研究成果可为大渡河流域极端气候灾害预警和水生态保护提供科学依据.

    极端气温时空分布大渡河流域气候变化长江流域Mann-Kendall检验克里金法水生态保护

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    自然河道断面水动力模拟的黎曼求解器改进

    位昊昆高希超冯杰杨志勇...
    26-37页
    查看更多>>摘要：[目的]自然河道具有断面复杂、流态多变等特点,影响了水动力模拟的收敛性、稳定性,在已有研究基础上,改进复杂断面的黎曼求解器以解决低水位时断面不连续造成的数值不稳定问题,对提升自然河道一维水动力模拟的适用性具有重要意义.[方法]对低水位时存在"锥形凹陷"形态特征的复杂自然河道断面,传统不规则断面HLL黎曼求解器模拟时,会在河道干湿界面处出现通量演进受阻问题,针对上述问题,在河道干湿界面处直接采用界面流量值代替传统不规则断面HLL黎曼求解器计算的通量,改进传统黎曼求解器,使其能够适用于存在"锥形凹陷"形态特征的复杂自然断面河道干湿界面模拟,基于改进后的黎曼求解器构建不规则河道断面一维水动力模型,并采用五个通用算例对该方法在不同条件下的适用性进行了验证.[结果]结果显示:在一维溃坝算例中,对存在"锥形凹陷"特征的复杂河道断面,采用传统不规则断面HLL黎曼求解器模拟时,在河道干湿界面处出现了数值失稳和通量演进受阻问题,应用改进后的HLL求解器可以有效解决上述问题,数值解与理论解的相关系数高于0.99,结果准确可靠;在三角形挡水建筑物溃坝试验中,模型对4个测站的洪水到达时间和洪水过程的模拟结果与实测数据吻合,相关系数都在0.95以上;在一维过驼峰恒定流算例和急缓流交替模拟的陡坡河道水面线计算中,模型与传统模型表现相当,都能正确地预测不同河道断面形状下水跃位置和水跃前水深的变化;在长江口澄通河段潮位模拟算例中,模型预测的4个观测站点的潮位模拟数据与实测数据相关系数都在0.99以上,均方根误差都在0.08以内.[结论]结果表明:改进后的黎曼求解器可有效解决自然河道存在"锥形凹陷"形态特征导致水动力模型在干湿交界处通量演进受阻问题,构建的不规则河道断面一维水动力模型能够准确模拟复杂地形下的洪水波过程和潮位的相互作用.

    一维水动力模型有限体积法不规则河道断面干湿界面径流数值模拟水力特性洪水预报

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    基于帕累托解集的水资源优化模型及应用

    曲永驭蔡淑兵赵晶倪红珍...
    38-48页
    查看更多>>摘要：[目的]为解决需水预测中信息缺失,忽略目标之间博弈过程等问题,研发了考虑水资源与城市发展之间相互联系与博弈特征的非线性多目标水资源优化模型.[方法]模型以用水总量最低和万元增加值用水量最小为目标,基于"四水四定"原则,对不同年份、不同产业的水资源需求进行联合优化.针对传统的定额预测法忽视了目标间竞争过程的问题,使用遗传算法求解此非线性多目标模型的帕累托解集,生成一系列符合目标要求的水资源优化方案.[结果]模型应用于江苏省苏州市吴江区,得到100组非劣的水资源优化方案.结果显示:帕累托解集上的优化方案在区域用水总量上较定额法低6％～16％,万元增加值用水量较定额法降低19％～31％,优化效果显著.[结论]结果表明:帕累托解集可以全面展现出水与城市发展之间的竞争状态.该模型统筹考虑了水资源与人口、土地、城市、产业之间的关系,将其内在复杂的竞争关系清晰地展现出来,可以为实际应用提供更丰富的决策支持信息.

    帕累托解集四水四定多目标优化定额法水资源优化水资源影响因素人口

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    城市河流洪水应急响应评估与优化:以茅洲河流域120急救为例

    樊冬丽刘永强田展
    49-60页
    查看更多>>摘要：[目的]受气候变化与城市化的双重影响,频繁发生的城市洪涝灾害对城市应急救援服务的效率提出了新的要求.构建流域尺度的应急服务优化框架,评估医疗应急可达性在不同河流洪水情景下的状态,确定新增临时应急救援点的位置,并明确养老院等关键基础设施获得医疗应急服务的最优线路具有重要意义.[方法]选取洪涝多发的深圳市茅洲河流域为研究区域,利用水文模型模拟不同重现期下的河流淹没结果,结合最短路径分析与LSCP位置集覆盖模型,确定临时应急救援点的位置与数量.[结果]结果表明:随着降雨重现期的增长,洪涝对交通的影响逐渐显现,但河流洪水的淹没主要分布在河道附近2～3km,对整个区域的影响有限;降雨强度、交通运行速度以及现有医院的位置共同决定了不同地区获取医疗应急服务的时间与新增临时应急救援点的数量;河流北部地区的养老院获得医疗应急服务的出行线路随着降雨重现期的增长而改变,在降雨重现期为100 a 一遇时无法获得医疗应急服务.[结论]研究表明:结合洪涝情景的应急服务设施优化与应急线路识别有利于增强洪涝场景下的城市应急救援能力.研究结果可为茅洲河地区布设医疗应急设施提供建设参考.

    极端降雨应急可达性位置优化最优路径情景模拟洪涝气候变化

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    极值降雨处理对城市内涝防治的影响分析

    唐颖赵玉杰王昊宋利祥...
    61-70页
    查看更多>>摘要：[目的]极端降雨的频发导致了降雨样本中极值的出现,进而影响暴雨强度公式的推求.为研究极值降雨样本对暴雨强度公式推求精度的影响,并增加其在城市内涝防治应用中的合理性,[方法]以广州市近52 a(1969-2020年)的降雨数据为例,基于3σ准则和年次大值替代极大值方法,对降雨样本进行了极值的判定和处理,分析得出极值存在造成暴雨强度公式计算结果略有偏大.以猎德涌排涝片为例构建内涝模型,通过对不同极值处理方法下暴雨强度公式推求的芝加哥降雨过程线进行模拟,分析两方法在不同降雨情景下地表淹没水量的差异.[结果]结果显示:采用年次大值方法与极大值方法推求的降雨模拟结果相比,极大值方法较年次大值方法模拟的地表淹没水量增加 11.36％～23.70％.[结论]结果表明:在实际应用中,采用年次大值方法,不仅保证了降雨样本的容量,而且提高了暴雨强度公式的推求精度,进而保证了城市内涝防治结果的精度.

    极值降雨暴雨强度公式设计降雨雨型内涝模拟管网改造气候变化

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    不同DEM分辨率下山西省数字河网阈值分析

    王莹杨玫庞海熔原世帆...
    71-84页
    查看更多>>摘要：[目的]为了探讨不同分辨率DEM数据下河网提取的最佳集水面积阈值,以及阈值对流域水文信息的影响,[方法]以山西省为研究区域,基于四种分辨率(12.5、30.0、90.0、1 000.0m)的DEM数据,利用Arc GIS提取河网并划分流域,采用河网密度法及与实际河网叠加分析,确定最佳阈值,并探讨阈值对流域水文信息的影响.[结果]结果显示:(1)12.5 mDEM下,当阈值大于10.000 km2时,河网级别、河道数、各级河道长均趋于稳定,河网分为6级,与实际河网分级相同,当阈值为18.750 km2时,河道总长约29024 km,接近实际河网.(2)四种分辨率最终确定的最佳阈值分别为18.750 km2、22.500 km2、28.350 km2、40.000 km2,提取河网与实际河网最为接近.[结论]结果表明:(1)随着阈值增大,河网变稀疏,河源数、河道数、河道总长呈现不同程度的减少,阈值过大会导致主要河道缺失,河网长度缩短,无法准确地呈现出河网情况.(2)河网提取受DEM分辨率的影响较小,而受阈值影响较为明显.(3)与90.0 m和1 000.0 m分辨率的DEM相比,12.5m和30.0m分辨率的DEM在最佳阈值范围内提取的河网与实际河网吻合度更高,因此更准确的河网信息需要较高分辨率DEM提供.(4)阈值对流域划分有较大影响,随着阈值的增大,子流域数量减少,子流域面积增大,子流域边界变得更为简单,总流域面积反而减少.因此,在选择最佳阈值时,需根据实际应用目的进行确定,并进行对比修正.不同分辨率的DEM数据需要采用相应的最佳阈值来提取河网,以保证提取结果与实际情况最为接近.

    DEM分辨率GIS数字河网集水面积阈值河网密度法山西省径流

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    基于流形学习算法的降雨数据时空分布特征提取及重构

    刘媛媛刘业森刘方华李梦阳...
    85-98页
    查看更多>>摘要：[目的]掌握精细化的降雨时空分布特征,对于城市洪涝风险管理水平的提高具有重要的意义.我国近十几年降雨监测站网密集且数据精细程度高,但时间序列较短;历史降雨资料时间序列长,但是精细程度低.[方法]为了更有效地利用历史降雨资料,将流形学习算法引入到历史降雨资料重构中,从高分辨率降雨资料中,提取降雨的时空分别特征,基于该特征,将历史逐6 h的降雨空间数据重构为逐1 h的降雨数据,以满足城市洪涝风险分析的要求.[结果]结果表明,该方法重构数据高值区与实测值的平均误差在15％以内,低值区在20％以内,比传统插值处理的数据高值区误差降低了 45％～85％,低值区降低了 10％～40％.[结论]利用流形学习算法重构的历史空间降雨数据符合各地区降雨时空分布特征,可提高降雨空间数据颗粒度,实现降雨时空分布精细化特征的有效、合理的提取和总结.

    流形学习机器学习暴雨时空分布特征提取低分辨率重构泸州降水

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    结合退水曲线和长短期记忆网络的中长期低流量预报

    周俸嘉杨汉波董宁澎
    99-107页
    查看更多>>摘要：[目的]长短期记忆网络(LSTM)在水文预报研究中显示出较强的预报能力,但通常依赖于大量数据的训练.为使LSTM模型更好的适用于数据量较少的流域.[方法]研究采用退水曲线,对LSTM模型施加物理约束,提出了适用于低流量预报的混合模型.[结果]在中国西南不同地区3个流域的应用表明:(1)随着预见期的增长,混合模型预报结果的合格率有轻微下降,预见期10d以内准确率可达到90％以上;(2)混合模型的预报精度显著高于LSTM,且能够显著降低误差累积效应的影响;(3)混合模型在减少训练样本数和减少预报因子维数的情况下均优于LSTM模型.[结论]结果表明,引入退水曲线可以降低混合模型对训练数据量的要求,有效延长预见期,对深度学习预报低流量提供了新的改进思路,并可以为抗旱方案设计等提供技术支持.

    基流退水曲线LSTM低流量预报神经网络水资源径流

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    贵州省NPP时空动态特征及其对人类活动和气候变化的响应研究

    邱华舒皓高红梅胡锋...
    108-120页
    查看更多>>摘要：[目的]气候变化对陆地生态系统产生了深刻影响,认识气候变化背景下陆地生态系统的演变特征对于缓解和应对气候变化具有重要意义.为揭示气候变化和人类活动背景下贵州省净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)的时空演变特征及其驱动机制,[方法]利用Theil Sen-MK趋势分析、Hurst指数等探究了贵州省NPP的时空演变特征,并结合MGWR模型分析了人类活动和气候变化对NPP的影响机制.[结果]结果表明:(1)2000-2020年期间,贵州省NPP总体呈波动上升趋势,其中林地整体NPP上升,耕地下降;(2)基于Theil Sen-MK趋势分析与Hur.st指数的分析发现贵州省NPP未来变化趋势以持续改善为主;(3)MGWR模型模拟结果显示,2000-2020年NPP受人类活动的影响最大,其中,2000-2010年人类活动导致NPP降低,气候因素导致NPP增加,2010-2020年人类活动导致贵州东北部地区NPP增加.[结论]研究揭示了贵州省陆地生态系统近20年NPP持续上升,人类活动与气候变化共同造成了 NPP区域空间分异,研究结果为NPP的变化机理研究提供了重要理论支撑.

    NPPMGWR模型人类活动气候变化空间分异影响因子

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