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期刊信息/Journal information
水利学报
中国水利学会
水利学报

中国水利学会

陈炳新

月刊

0559-9350

slxb@iwhr.com

010-68786221；68786919

100038

北京复兴路甲一号中国水利水电科学研究院A座1156室

水利学报/Journal Journal of Hydraulic EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是中国水利学会主办的综合性学术刊物。刊登反映水利、水电、水运领域较高水平的学术论文、专题综述和工程技术总结，开展学术论文的讨论和评论，介绍国内外科技动态和消息。主要专业范围包括：水文及水资源、防洪、灌溉及排水、水力学、泥沙、河港及水运、岩土工程、水工结构及材料、水利水电施工及监理、水力机电、水利经济、水环境、水利史研究等。
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    超深软土地基大功率振冲加固技术参数分析与研究

    陈祖煜胡明涛魏永新田应辉...
    1271-1285页
    查看更多>>摘要：拉哇水电站上游的围堰坝高60 m,地基由堰塞湖相沉积厚约50 m的低液限黏土和粉土层组成.为了确保围堰建设的安全可靠,需要对深厚软土地基采用振冲碎石桩进行加固处理.本研究基于物联网远程施工控制平台收集的1.58亿条实测数据,测算了振冲碎石桩的体积置换率和成桩桩径,并初步评估了振冲碎石桩的复合地基加固效果.测算结果表明,振冲碎石桩的桩间距对体积置换率有显著影响,当间距为2.5m时,平均桩径为1.16 m,体积置换率为15.10％;当间距为3.0 m时,平均桩径为1.09 m,体积置换率为10.87％.研究还发现,地层的软硬和施工操作水平会影响成桩桩径尺寸,软弱夹层处易发生局部缩径,应严格控制加密段长度在0.5～1.0 m范围内,同时控制加密电流和留振时间满足施工标准.本研究基于智能化施工监测系统的应用,为深厚软土地基振冲碎石桩加固处理质量控制和检测,以及复合地基加固效果综合评价提供科学论证的初步成果,可为振冲碎石桩的加固设计提供参考.

    深厚覆盖层振冲碎石桩法物联网远程施工控制加密电流置换率桩径质量效果评价

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    基于入库洪水识别模型的洪水资源利用潜力评估

    黄婧谭超陈晓宏李继清...
    1286-1297页
    查看更多>>摘要：洪水资源利用潜力评估是合理调配流域水资源与储水空间的前提.针对我国水资源时空分布不均问题,基于Kolmogorov-Smirnov检验、改进超定量法与带时畸参数的泊松标值过程模型,构建入库洪水识别模型,实现非一致性径流时间序列向"独立同分布"样本的转化,识别与推求入库洪水代表性线型;综合流域调蓄能力与用水需求等约束,提出水库群洪水资源利用潜力评估方法,定位关键制约因素,界定预留防洪库容与水位上浮空间均衡防洪与兴利功能.以金沙江下游乌东德、白鹤滩、向家坝与溪洛渡四座水库(金下四库)为研究对象,结果表明:1998与2002年为向家坝水文站6-11月序列一致性变更点;入库洪水以矮胖型为主,3日洪量是比洪峰更应优先考虑的联合调度决策特征参数;受限于储水空间,遭遇百年一遇及以下设计标准洪水,金下四库洪水资源利用潜力为37.27亿m3,为持续优化调蓄空间,建议依次上浮运行水位至952.26、806.77、576.31与373.99 m.研究成果以期为变化环境流域水资源与储水空间优化配置提供参考.

    洪水资源利用潜力评估入库洪水识别改进超定量法预留防洪库容水库群联合调度

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    极端天气城市特大暴雨洪涝灾害特征再分析及应对策略

    苑希民兰卓青王丽娜田福昌...
    1298-1308页
    查看更多>>摘要：随着全球变暖和城市化快速发展,城市特大暴雨洪涝灾害风险日趋加剧.通过文献调研、科学分析与社会实践,首先凝练极端天气影响下城市特大暴雨洪涝灾害主要特征:包括降雨强度与累计降雨量大,突发性更强、预报极为困难,时空动态性明显、洪涝灾害耦合交互,分布范围广、多发群发,诱发次生灾害、级联效应明显,善于钻空子、找防汛漏洞,灾害破坏性与影响力更大.从多尺度自然环境、防洪排涝能力建设、洪涝减灾技术设备、防汛应急组织管理和洪灾防治政策法规等方面揭示城市特大暴雨洪涝灾害的主要成因,提出极端天气城市特大暴雨洪涝灾害科学应对策略,即:深化城市暴雨洪涝灾害级联效应理论,研发城市极端暴雨洪涝预测与精细化计算模型,提升城市暴雨洪涝应急防御技术与装备,推进城市防洪排涝体系全局协同防灾.研究成果有助于科学应对气候变化与极端天气影响下城市洪涝灾害面临的新挑战,进一步完善城市洪涝灾害防御理论技术与风险管理体系,对城市特大暴雨洪涝灾害的科学防控具有重要指导意义.

    城市洪涝灾害极端天气特大暴雨特征再分析应对策略

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    沿海城市复合洪涝模拟物理模型研究

    徐奎庄云超马超练继建...
    1309-1318,1332页
    查看更多>>摘要：受暴雨、沿海高潮位和河流洪水等多种洪涝驱动因素的影响,沿海城市洪涝成灾机理复杂.揭示沿海城市复合洪涝的发生过程与成灾机理对于科学制定洪涝调控策略具有重要的意义.本研究探究了沿海城市复合洪涝模拟物理模型构建方法,并以海口市美舍河出海口典型城区为例,构建了复合洪涝模拟物理模型和数值模型.基于物理模型和数值模型开展了暴雨-高潮位-河流洪水三因素驱动下的复合洪涝模拟物理模型试验研究,并对模型精度进行了评估.结果表明,本研究所构建的沿海城市复合洪涝模拟物理模型可以准确模拟复合洪涝,模型率定和验证的纳什效率系数值均大于0.9,相对误差值均小于10％,模型精度较高.

    沿海城市物理模型复合洪涝数值模拟模型

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    基于运动学震源的察隅Mw8.6级地震动模拟

    钟菊芳胡祎石张艳红胡晓...
    1319-1332页
    查看更多>>摘要：为获取1950年察隅Mw8.6级地震的地震动空间分布规律,探讨震源模型对模拟地震动影响以及地震对雅鲁藏布江下游区的影响,在前人研究基础上分别建立单断层和双断层运动学混合震源模型,综合考虑中国大陆岩石圈速度结构模型USTClitho1.0和全球地壳模型Crust1.0,分别构建单断层模型场地和双断层模型场地对应的地下一维速度结构,采用谱元法对察隅Mw8.6地震开展了目标区域地震动合成研究.通过对比分析目标区域4个观测点的模拟加速度时程、反应谱与前人研究结果的异同,验证了本文所构建模型的适用性.研究结果表明:(1)地表地震动强度大,断裂带投影区域,单、双断层模型最大PGA分别达1050和1145 cm/s2,最大PGV分别达472和291 cm/s,最大PGD分别达107和652 cm;(2)震源模型对模拟地震动影响大,单、双断层模型断裂带地表投影区最大PGA、PGV和PGD分别差95 cm/s2、181 cm/s及545 cm;(3)单断层模型地震动随断层距的衰减拟合效果优于双断层模型地震动,除双断层模型EW分量PGD值随断层距增大而衰减的速度慢于其他两分量外,单、双断层模型的PGA、PGV及其余各分量的PGD随断层距增大的衰减速度相当;上盘地震动随断层距增加的衰减速率快于下盘;(4)察隅Mw8.6级地震在各拟建工程场点均产生了较强的地震动和明显的永久地表位移,为防止大震可能造成的严重地震灾害,建议各工程场点采取必要的措施减轻震害损失.

    察隅地震谱元法单双断层震源地震动模拟近断层效应衰减效应

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    基于AI图像识别的床面形态特征参数和迁移速度分析

    张凌峰刘春晶曹文洪江肖鹏...
    1333-1344页
    查看更多>>摘要：床面形态特征和迁移速度是影响水流阻力和推移质泥沙输移的关键因素,对于分析河床演变趋势、河底生境系统和人类活动的影响具有重要意义.本文利用AI视觉大模型技术,从试验水槽侧壁获得了长时间、高时空分辨率的床面形态动态发展数据.采用改进的床面形态量化方法和迁移速度计算方法,提取了 9种工况下的床形特征参数和迁移速度.结果表明:在动态平衡状态下,床面形态特征参数和迁移速度仍存在显著的随机波动,其中迁移速度的波动性和变异性较高,床面形态的平均迁移速度随泥沙运动强度和推移质运动强度的增加呈幂函数型增长,相对波高、陡度与泥沙运动强度符合抛物线关系;约95％的背流面角度集中在10°～30°,与陡度呈线性关系;床面形态和迁移速度均呈现明显的右偏分布且具有拖尾特征,其中波高、波长符合Birnbaum-Saunders分布,其他床面形态特征和迁移速度遵循伽马分布.

    床面形态AI图像识别沙波迁移速度泥沙运动强度

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    基于DQN算法的水电站站内负荷优化分配研究

    谭乔凤宋嘉伟闻昕曾宇轩...
    1345-1355页
    查看更多>>摘要：水电站负荷分配是自动发电控制体系的基础,既往方法难以适应新时期水电站大容量、多机组、复杂振动区的特性,以及流域复杂多样的多目标调控要求.本文分析电站不同运行时期的综合利用要求,构建了兼顾水利-电力需求的站内负荷分配模型,研发了基于深度Q网络(DQN)的高效求解算法,可在完成电网负荷指令的前提下,灵活满足不同时期和工况下各类流量、水位的调控目标.以大渡河枕头坝水电站为例,枯水期代表月内发电耗水量减少0.14％,实现节水增发,提高了电站运行经济性;汛期代表月内水位变幅的方差减小0.876 m2,有效平抑了高强度调峰调频下电站水位大幅波动,保证电站运行的安全性.同时,计算精度从既往静态负荷分配表的3～5MW提升至1 MW,计算效率提高88.2～106.4倍,可为新时期复杂水电系统调度运行提供技术支撑.

    负荷分配强化学习经济运行水利-电力调控高效决策

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    混流式水轮机发电转空载工况转轮特性研究

    毛秀丽陈星锟尹进步苟文涛...
    1356-1365页
    查看更多>>摘要：随着水电站逐步转向调荷运行,水轮机过渡工况运行时长增加将严重影响转轮性能.本文针对发电转空载过渡工况,以某混流式水轮机为研究对象,采用SST k-ω湍流模型与流固耦合方法分别求解内流与结构特性.研究结果表明:转轮内水流压力脉动频率为导叶、叶片频率的倍数,且在发电转空载过程中转轮内各监测点的30fn、60fn脉动幅值相近,幅值范围随着导叶关闭而逐渐缩小;转轮内涡旋结构主频为64fn、68fn,其脉动能量沿流线减小,随着转轮进口来流角p的减小,进水边压力面流动分离现象加剧,进一步出现绕流形成马蹄涡和高湍动能区域,涡旋体积随负荷持续减小而先增后减;0.4QBEP时叶道涡延伸至转轮出口侧,且在t=7s时(0.2QBEP)涡核分裂,各叶间涡连成片状阻塞流道.结构方面:偏离设计工况使得来流撞击叶片进水边导致等效应力的增加,叶间流场马蹄涡位置与低等效应力区相对应.因涡核分裂与尾水管进口空腔旋涡双重作用,转轮出口边出现最大等效应力(4 MPa)与变形量(4.3 μm).内流与结构关联上:转轮流道约前三分之一区域的等效应力与转矩、流量成线性关系,而转轮流道约后三分之二区域为三次函数关系.此外,变形量在负荷主导区与力矩、流量亦成线性关系,在回流主导区是二次函数关系.

    混流式水轮机转轮发电转空载工况湍动能振动模态

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    膨胀土岸坡健康在线评估与修复平台构建与应用

    闫福根王汉辉马瑞刘成堃...
    1366-1378页
    查看更多>>摘要：构建膨胀土岸坡健康在线评估与修复全链条技术平台,是膨胀土防治中需解决的难题之一.为此,本文构建了数学模型,研发了在线评估数据实时采集技术和像素级、特征级及决策级三级数据融合技术,提出膨胀土岸坡健康度动态评估和预警算法,实现了岸坡"健康""亚健康"和"隐患"状态实时评估及"不健康"预警,研发了"外隔内排"修复加固措施,构建了从信息采集融合到健康动态评估与预警再到修复加固的膨胀土岸坡防治全链条技术平台,提升了膨胀土岸坡防治水平.以南水北调渠首宋岗码头岸坡为试验载体,结果表明:平台采集的数据完整,融合度较好;2203组在线评估与预警数据与实际相符,算法可行;修复加固措施明显降低了土壤湿度和渗压值,具有推广价值.

    膨胀土岸坡健康在线评估预警平台

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    随钻监测数据预处理方法研究

    肖浩汉曹瑞琅王玉杰赵宇飞...
    1379-1390页
    查看更多>>摘要：为攻克多维异构随钻监测数据处理难题,本研究分析多钻孔钻进数据特征,采用统计分析和机器学习方法,提出了一种数据预处理方法.该方法首先对原始钻进数据特征进行分析,确定了稳定钻进阶段数据提取判断标准,提出识别异常钻进数据的准则,并评估了多种方法在钻进数据缺失修补和滤波降噪方面的适用性.结果表明:两点线性插补方法取得了最低的误差指标和最佳的缺失插补效果;巴特沃斯滤波器在不同噪声类型下均取得了最优的滤波效果.最后,开发了轻量化钻进数据自动预处理软件,并在工程案例中验证了其快速完成数据提取、分类、修补和降噪的能力.研究结果为工程实践提供了可靠的理论依据和数据支持.

    随钻钻进(探)数据预处理机器学习缺失插补滤波降噪

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