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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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    基于K-L展开法考虑土体参数空间变异性的土石坝坝坡可靠度分析

    王钰轲邵琳岚万愉快余翔...
    1417-1427页
    查看更多>>摘要：针对传统土石坝坝坡稳定性分析方法在处理土体参数空间变异性时的局限性,本文提出了一种基于Karhunen-Loève(K-L)展开法的土石坝坝坡可靠度分析方法.将K-L展开法与拉丁超立方抽样技术和Cholesky分解法集成,建立了坝坡土体参数的随机场模型,该模型考虑了其在空间上的不确定性与随机性.在此基础上,运用蒙特卡洛模拟法对坝坡的可靠度进行评估.通过对土体参数变异系数、自相关距离、相关系数的敏感性分析,研究了上述参数对坝坡失效概率、安全系数以及潜在滑面分布的影响.结果表明,土石坝坝坡土体参数的空间变异性对坝坡可靠度有显著的影响,其中,内摩擦角变异系数、竖直自相关距离、相关系数对坝坡可靠度的影响较大.当内摩擦角变异系数由0.1增至0.4时,坝坡失效概率增加了32.55％;当竖直自相关距离由1 m增至4m时,坝坡失效概率增加了2.1％;当相关系数由-0.8增至0.5时,坝坡失效概率增加了3.18％.

    坝坡可靠度空间变异性Karhunen-Loève(K-L)展开法

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    三峡水库下游宜昌-城陵矶河段地形多样性变化评价及其成因分析

    陈立余博闻杨成刚袁晶...
    1428-1438页
    查看更多>>摘要：河道地形的多样性决定了河流栖息地物理生境的多样性,对水生生物物种丰度、多样性程度有重要影响.三峡水库蓄水后,下游河道河床发生显著冲淤调整,河道地形多样性也随之变化.使用2003、2018年长江三峡水库下游宜昌-城陵矶河段固定断面实测地形数据,基于河道纵向多样性、横向多样性、水深方向生境完整性指标,构建多样性综合指标,分析三峡水库蓄水后不同河型、不同河段栖息地地形多样性变化差异性及成因.结果表明:不同河型地形多样性不同,不同河段地形多样性也相应的存在差异,弯曲河型峰度系数低,低滩占比大,多样性高于其他河型,由弯曲河型为主构成的下荆江河段多样性也最高.水库蓄水后,下游河段地形多样性总体降低,但不同河型、不同河段地形多样性变化不同:顺直河型平滩水位、枯水位下峰度系数均增加,分汊河型枯水位峰度系数整体增加,而弯曲河型平滩水位下峰度系数减小,以弯曲河型为主的下荆江河段峰度系数减小.蓄水后不同河型冲淤调整的差异性是导致多样性变化趋势不同的内在机制.研究成果可为认识人类活动影响下河流栖息地变化提供支持.

    河流栖息地多样性三峡水库河道冲刷

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    模拟介质交界面处达西流速的跳跃多尺度有限元法

    谢一凡苏振宁南统超吴吉春...
    1439-1447,1460页
    查看更多>>摘要：提出一种用于模拟介质交界面处达西流速的跳跃多尺度有限元法(MSFEM-J),可解决有限元等惯用方法模拟含交界面地下水问题时的两个缺点:一是现有方法需要精细剖分刻画介质非均质性来保证解的精度,会消耗巨大的运算资源;二是现有数值方法无法保证介质交界面处的达西流速满足折射定律,即无法保证法向流速连续、切向流速按渗透系数呈比例.MSFEM-J可通过多尺度有限元(MSFEM)的基函数显著提升地下水水头和达西流速两个过程的计算效率;然后基于折射定律构造JUMP向量,迭代修正交界面弱侧节点的右端项并直至收敛,从而令交界面处达西流速满足折射定律.数值试验表明,本文提出的MSFEM-J所模拟的达西流速在介质交界面处符合折射定律,在研究区其他位置具有连续性.同时,该方法的计算精度高于精细剖分的惯用方法,且计算消耗仅为同效方法的2％左右.

    地下水数值模拟多尺度有限元法达西流速介质交界面JUMP向量

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    人类活动影响下的中国各大流域水文干旱状态演变规律

    吴凡杨肖丽任立良崔周宇...
    1448-1460页
    查看更多>>摘要：受气候变化和人类活动的叠加影响,广发的极端干旱事件成为制约社会发展和威胁生态安全的关键因素.为明晰气候变化和人类活动对水文干旱演变进程的影响,本研究耦合能够细化人类活动影响的PCR-GLOBWB模型和SRI-RRV框架,定量评估了人类活动对中国各大流域水文干旱演变进程及干旱状态影响的时空差异性.结果表明:在空间层面,人类活动普遍加剧(缓解)中国北方流域(南方)的水文干旱;在时间层面,1990年之前的人类活动使得全国各大流域干旱面积呈扩张态势,而在此之后减少了南方流域的受旱面积;在叠加人类活动影响后,黄河、淮河和海河流域的干旱状态等级发生明显恶化,而长江、珠江和东南流域的SRI-RRV等级得到了有效改善.流域间不同的水资源管理方式、水利设施以及农业模式是造成中国水文干旱呈现区域性差异的主要原因.

    PCR-GLOBWB水文模型人类活动水文干旱RRV框架

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    抽水蓄能电站侧式进出水口水力损失演化过程研究

    郭苗黄子豪宋蕊香姜姿云...
    1461-1471页
    查看更多>>摘要：抽水蓄能电站侧式进/出水口是电站引水系统重要组成部分,其内部流态对整个电站安全运行具有重要意义.本文以某抽蓄电站下水库侧式进/出水口为研究对象,联合RNG κ-ε湍流模型与改进的考虑壁面粗糙度的壁面函数模型,研究同流量不同水位下进流、出流工况下侧式进/出水口的内部流态、涡旋分布、水力损失等水力特性,数值模型结果与模型试验结果吻合较好.此外,构建了基于能量守衡方程的抽水蓄能电站侧式进/出水口水力损失数理模型,并给出了各种水力损失对最终整体水力损失的贡献度,将水力损失演化过程与具体流态对应,量化分析侧式进出水口中的局部具体能量损失,为下一步水力优化做好基础工作.研究结果表明:高水位的发电工况在进/出水口内部的水流流态较为紊乱,并伴随有程度不一的流动分离现象以及涡旋产生;发电工况的流量分配不均匀性更大并且存在偏流现象;发电工况的水力损失较大且主要集中在调整段及防涡梁段.本文研究结果对后续相关领域优化设计具有参考意义.

    粗糙壁面函数模型RNGκ-ε湍流模型侧式进出水口水力损失

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    《水利学报》2023年度优秀论文公告

    《水利学报》编辑部
    1471页
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    响应多受端多尺度差异负荷的梯级水电交易电量协调分解方法

    韩旭申建建程春田舒卫民...
    1472-1483页
    查看更多>>摘要：径流和负荷不确定性加剧了西南多受端巨型水电站群调度运行难度,极大影响到水电站中长期交易电量的履约.本文提出响应多受端多尺度差异负荷的梯级水电站交易电量协调方法,考虑长期径流预测误差,构建了基于拉丁超立方抽样及K-means聚类的径流场景生成方法;引入负荷特性指标,提出基于非参数估计的典型负荷特征抽取方法,以精准描述不同受端电网的差异负荷;同时为避免负荷量级对电量分配及曲线分解造成不平衡影响,采用峰谷差率及送电比例重构负荷曲线,构建了以受端电网调峰、梯级水电站计划电量履约期望收益最大多目标模型.以西南某特大流域干流四座巨型梯级水电站送电7个省(市)实际工程为例进行验证分析,结果表明提出的方法可实现年度计划电量在汛枯期及省间合理分配,同时发现电网调峰需求与电站发电收益相互影响关系,有利于协调水电消纳方案.

    电力市场电量分解计划电量梯级水电站

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    西方学者水流挟沙力公式剖析研究

    杨张辉张红武
    1484-1495页
    查看更多>>摘要：水流挟沙力计算是解决河流动力学理论与工程实际问题的至关重要环节.西方学者水流挟沙力研究比我国起步早,对学科发展过程影响较大.本文系统回顾了西方学者的水流挟沙力公式研究发展状况,详细阐述公式建立思路、推导过程以及细节处理,剖析理论和实用价值及缺陷.结合黄河下游悬移质泥沙为主的实测资料检验,表明西方及受其学术思路影响学者的挟沙能力公式的建立多参照了推移质输沙公式思路,物理图形不符合黄河的悬移质输沙实际,故相比于常用国内学者公式,计算精度明显较低,难以满足多沙河流上工程计算需要.针对各公式的具体结构形式,本文将水流挟沙力公式表达为阻力系数项、水流动力项、泥沙因子倒数项与常数项的乘积,结合黄河土城子河段高精度水流挟沙力观测资料,辨析相关因子特征,认为西方学者及受其影响的水流挟沙力公式在结构上弱化了泥沙影响因素的作用,且大都存在水流挟沙力同阻力系数成正比的理论缺陷,难以体现河床和水流的自动调整作用,不能通过实测资料率定系数、指数的途径提高公式的使用价值.

    水流挟沙力公式剖析水流阻力

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    考虑水流滞时的清洁能源基地水电短期灵活性量化方法

    康雍喜赵志鹏程春田
    1496-1507页
    查看更多>>摘要：清洁能源基地是电力系统灵活性的重要供给端.然而,为响应灵活性需求,梯级水电计划执行过程受水流滞时等复杂水力时空联系影响,各时段状态产生大量偏差导致调度风险显著增加.如何在确保水电站群安全运行前提下,准确量化其灵活性是目前亟待解决的挑战.为此,本文构建考虑水流滞时的清洁能源基地梯级水电短期灵活性量化模型及求解方法.纳入滞时偏差累积效应并基于对偶理论对随机约束进行重构并实现高效求解;所提模型可同时获得滞时影响下梯级水电灵活性与灵活性支撑方式;以我国西南6座水库清洁能源基地为实例,进行了灵活性量化及执行的多场景模拟与参数敏感性分析.结果表明:本文方法能够准确量化水流滞时影响下的梯级水电灵活性,保障灵活性供给过程的安全执行,可应用于实际调度工作.

    灵活性量化水流滞时灵活性支撑对偶理论

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    野生大鲵栖息活动适宜水动力条件实验及适宜性曲线构建

    丁洋赵进勇彭文启解宜兴...
    1508-1518页
    查看更多>>摘要：为了探求大鲵栖息活动的适宜水动力条件,开展有效保育措施,通过室外观测实验,研究了不同流速及底质条件对大鲵栖息活动的影响,利用模糊逻辑法对大鲵在不同流速下的日均停留总时间及日均出没次数等实验参数进行综合分析,确定了大鲵的适宜流速条件与阈值,构建了大鲵流速适宜性曲线,根据大鲵在不同底质区域的日均停留总时间参数构建了大鲵河道指数适宜性曲线.结果表明:大鲵在低流速状态下停留时间占总时间的69.13％,表现出的行为谱类型较多,大鲵在中高流速的停留时间占总时间的30.87％,进而确定大鲵适宜流速范围为0～0.5 m/s(HSI＞0.5,HSI为适宜性指数),流速在0.1～0.3 m/s范围,HSI处于峰值区域(HSI＞0.8),当流速大于0.6 m/s时,栖息地适宜性逐渐降低;大鲵最适宜底质类型为砾石(8～16mm)、卵石(16～250 mm)和漂石(＞250 mm),不适宜在沙粒(0.062～2.0 mm)占比较多的区域活动.相关结果可为精准预测大鲵适宜栖息地分布,开展有效保育措施提供技术支撑.

    野生大鲵观测实验流速底质适宜性曲线

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