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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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    考虑时间变化的洪涝灾害损失评估

    王浩赵铜铁钢田雨陈泽聪...
    127-136页
    查看更多>>摘要：洪涝灾害是对我国影响最大的自然灾害之一.聚焦灾害损失评估问题,本文构建了考虑时间变化的洪涝灾害损失函数.一方面,表征灾害损失随着致灾因子强度先递增、而后增幅趋缓的静态S型曲线关系;另一方面,通过量级、形状和位置三个参数综合考虑灾害损失随时间的动态变化情况.基于《中国水旱灾害防御公报》提供的受灾人口、直接经济损失数据,对于各省级行政区2006-2021年洪涝灾害损失进行评估分析.结果表明:通过拟合洪涝灾害损失函数,洪涝灾害损失关于致灾因子强度和时间的三维空间散点图可有效地拓展成为连续的三维空间曲面及二维空间热力图.各省级行政区受灾人口整体上呈现出逐年下降的特征,但随致灾因子强度的增加而趋于增加.各省级行政区直接经济损失则表现出明显的差异,随时间呈现出大幅下降、缓慢下降和略有增加等不同特征.考虑时间变化的洪涝灾害损失函数是变化环境下灾害评估的有效工具,可为区域洪涝灾情评估提供借鉴和参考.

    洪涝灾害致灾因子损失函数受灾人口直接经济损失非一致性

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    水击补气式压力罐及水力瞬变仿真

    杨开林
    137-146,157页
    查看更多>>摘要：空气阀常常安装在输水管检修孔侧壁,进气后部分气体就会存留在检修孔上部产生气垫式压力罐的水击防护作用.据此,提出了水击补气式压力罐装置的设计方法,即利用泵站事故断电产生的水击负压现象,通过真空破坏阀或空气阀给压力罐补气,以防止输水管发生液体汽化现象并削减水击最大压力.然后,建立了水击补气式压力罐水力瞬变数值仿真数学模型.最后,以一个实际输水工程为例,计算比较了分别设置空气阀、空气阀调压室及真空破坏阀补气式压力罐时的水击防护效果,结果表明,补气式压力罐水击防护效果最好.

    水击空气阀真空破坏阀压力罐补气仿真

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    深厚覆盖层上土石坝防渗墙损伤开裂精细化分析及防渗功能评价

    邹德高屈永倩孔宪京刘京茂...
    147-157页
    查看更多>>摘要：混凝土防渗墙是覆盖层上土石坝坝基的关键防渗结构,由于防渗墙与覆盖层的刚度和尺度差异巨大,通常的数值分析方法难以保证精度,且现有基于强度的安全评价方法,无法适应防渗墙作为防渗结构而非承载结构的功能评价要求.本文提出了比例边界元-有限元耦合跨尺度离散、塑性损伤模型和内聚力模型分离描述压损伤和受拉开裂、破损后防渗功能目标评价的精细化分析方法,实现了深厚覆盖层上土石坝防渗墙的性态演化评价.研究结果表明:超深覆盖层上悬挂式防渗墙在两岸底部因近似垂直于岸坡的高压应力发生压损伤,类"外伸梁"的面内弯曲变形使靠近防渗墙两岸的顶部和底部区域产生坝轴向高拉应力导致槽段间出现竖向裂缝;在防渗墙两岸的上游侧局部设置辅助防渗措施,可有效降低防渗墙破损后的渗流量.本文方法揭示了混凝土防渗墙的损伤开裂模式,定位了防渗墙薄弱区域,评价了防渗墙损伤开裂对防渗功能的影响,量化防渗措施效果,实现了防渗墙从传统承载能力评价到功能性态评价的跨越,可为深厚覆盖层上土石坝防渗墙的安全评价和设计优化提供理论和技术支持.

    深厚覆盖层防渗墙损伤开裂分析防渗功能性态评价

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    协调公平与效率的"四水四定"研究Ⅰ:方法与模型

    游进军贾玲杨朝晖汪林...
    158-166页
    查看更多>>摘要：针对水资源刚性约束落地缺抓手的问题,按照以水定发展、协调定规模的理念,提出"四水四定"的分析思路和控制指标,厘清各类发展目标与水资源利用的协调关系.以公平为社会目标,以效益为经济目标,提出"尊重现状、保障刚需、效率驱动、区域均衡"的协调优化准则,建立目标函数和约束条件,构建"四水四定"多目标协调模型,以满足保障刚性需求基础上的水量高效流转,确定发展规模和水量分配方案.模型选取人均GDP最大实现效率驱动,使有限水量产生更大效益;选取区域人均GDP差异最小、发展匹配度最高实现发展公平,缩小区域经济差异;通过约束条件反映水资源约束、刚性需求保障、水源用户配置关系、经济社会发展合理范围等要求;设置罚函数协调约束条件不能满足时的目标值调整.通过归一化方法将多目标转化为单目标,基于现状设置初始条件,采用线性规划等方法求解,得出协调产业发展和水量优化分配的整体结果,通过结果评价反馈调整,形成可服务于经济社会发展和水资源管控决策的方案.

    水资源刚性约束四水四定水资源配置多目标协调优化用水效率综合评价

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    泵站正向进水结构流场特性多目标优化研究

    徐存东胡小萌王荣荣王鑫...
    167-178页
    查看更多>>摘要：为提高引黄灌区水源含沙提水泵站进水结构流场稳定性,对泵站原型(泥沙淤积前)进水结构设计参数进行耦合协同优化.选取甘肃省景电灌区典型正向进水泵站为研究对象,确定流场特性评价指标与进水结构设计参数,基于仿真智能算法(PSO-BPNN)和多岛遗传算法(MIGA)构建PSO-BPNN-MIGA耦合优化模型,通过Realizable k-ε湍流模型耦合考虑相间滑移的Mixture多相流模型对最优方案进行模拟.由耦合优化模型得到的最优设计方案(OPT)为:扩散角θ=26.30°、总宽度B=26.46 m、底部纵坡i=1∶2.3、悬空高度C=1.05m、淹没深度hs=1.38 m、后壁距T=0.57 m;OPT方案评价指标预测值和计算值的偏差率均在10.00％以内;OPT方案下泵站进水结构内未出现明显旋涡回流区,泥沙淤积强度和淤积范围明显减少、水流流速较小、流线较为均匀.优化模型在泵站原型进水结构协调优化中较为可靠,可实现参数区间内的全局连续寻优,所得最优方案整体优化效果较好.本文提出的研究思路与方法可为类似泵站工程设计参数耦合协同优化提供参考方法借鉴.

    正向进水结构流场特性PSO-BPNN算法MIGA算法多目标优化数值模拟

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    基于全气象参数的南水北调中线冬季水气热交换模型

    潘佳佳郭新蕾王涛付辉...
    179-189,201页
    查看更多>>摘要：针对南水北调中线干渠水体表面热交换精细模拟技术欠缺和多气象因素相互作用机理不明等关键问题,考虑太阳高度角、日照时间、云层遮挡和反照率等因素对太阳辐射的影响,并综合分析水体吸收、反射和发射的净长波辐射、涵盖水体蒸散发失热、水面温差引起的热传导和降雪引起的失热,建立了基于全气象参数的大型明渠水气热交换数学模型.结合南水北调中线全线通水后5年的冬季水温、气温、相对湿度、气压、风速、太阳辐射等原型观测资料,重点分析和模拟了典型年北拒马河、漕河渡槽和滹沱河倒虹吸等渠池的净热通量量值及其组分占比.结果表明,模型能够精细模拟不同渠池水体逐小时吸收的太阳辐射、释放的长波辐射、蒸发失热和水气热传导.模拟结果和观测资料均显示中线干渠冬季以失热为主,其中太阳辐射对净热通量的贡献最大,其次分别为长波辐射、蒸散发失热、温差引起的热传导,占比分别为43.1％、30.9％、17.2％和8.8％.本文量化了中线干渠冬季热通量组成,为进一步研究中线水温冰情精细模拟和输水能力提升提供了基础.

    热交换全气象要素南水北调中线冬季输水数学模型

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    鱼类产卵敏感期河流生态流速的分区分类阈值研究

    杨泽凡胡鹏王玉莲刘欢...
    190-201页
    查看更多>>摘要：敏感生态流量目标的合理制定是生态流量管理的重难点问题.针对目前敏感生态流量目标制定中存在的计算方法繁杂、关键参数缺乏等问题,本文以鱼类产卵期为重点,提出了分区分类河流敏感期生态流速和生态流量核算方法,制定了不同区域(东北、黄淮海、西南、长江中下游和东南沿海)、不同类型(按集水面积、山区河段和平原河段等划分)河流敏感期生态流速阈值.结果显示,全部分区分类推荐流速平均值为0.66 m/s,其中山区大站平均值为0.94 m/s、山区小站平均值为0.62 m/s、平原大站平均值为0.63 m/s、平原小站平均值为0.46 m/s.基于阈值核算了全国217个鱼类产卵生境保护河段的敏感期生态流量目标,并结合部分断面湿周法结果对阈值合理性与适应性进行了验证,验证结果表明相关阈值和方法适应于不同类型、不同规模河流,可为我国现阶段河流敏感生态流量管控提供参考.

    敏感生态流量鱼类产卵生态流量占比生态流速阈值

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    缺水胁迫区水系统优化调控理论与模式

    赵勇常奂宇李海红秦长海...
    202-213,225页
    查看更多>>摘要：开展水系统优化调控是实现缺水胁迫区人-水-生态和谐可持续发展的关键措施之一,对于保障地区经济社会稳定发展和生态健康具有重要意义.本文以京津冀作为典型缺水胁迫区案例,通过解析水系统内涵,总结得出缺水胁迫区水系统存在深度耦合、强烈竞争和系统失衡三大现象,发现水系统呈现非稳态和稳态之间交替演进的模式,并通过构建水系统稳态指数,研判了京津冀地区水系统状态变化发展过程.研究以实现自然社会水系统健康为调控目标,提出缺水胁迫区水系统"高内聚-低耦合"解耦式调控模式,结合京津冀现实状态,在需求侧开展"保障刚需-压缩弹性-抑制奢侈"层次化调控,在供给侧进行"自然水网-人工水网-虚拟水网"适配性优化,提出京津冀"三线七河、四区八源"一体化水网布局,进而实现水系统的整体健康.

    缺水胁迫区水系统演进机制调控模式

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    坝前滑坡涌浪压力分布对震损拱坝损伤影响的研究

    李玉倩陈健云徐强李静...
    214-225页
    查看更多>>摘要：强震中震损边坡在震后比震前更容易诱发滑坡,震后滑坡涌浪可能会对震损拱坝产生附加损伤,可能造成坝体溃决.现有的滑坡涌浪对坝体研究主要针对震前完好拱坝,并且通常将坝前涌浪简化为沿着拱向波高及相位完全相同.然而关于滑坡涌浪的研究表明,传播至坝前的涌浪在坝面不同位置存在比较明显的高度差和时间差.针对强震中震损拱坝在震后承受涌浪冲击的问题,本文以某高拱坝为例,基于中国水科院涌浪高经验公式,分析了坝前涌浪高的分布规律,识别出了三种典型的坝前涌浪压力分布形式.基于所定义的拱坝损伤影响度量指标,分析不同坝前涌浪压力分布对震损拱坝损伤的影响.结果表明,坝前涌浪分布存在高度差和时间差时,其压力分布对震损拱坝的影响比按均匀分布涌浪考虑的影响会更大.以均匀分布的涌浪压力形式分析震损拱坝所受的影响时,对危险性的评估会怕偏于不足,因此,建议考虑坝前涌浪空间分布和时间特性的影响.该研究结果可为震后滑坡涌浪的安全评价提供参考.

    滑坡涌浪拱坝震损涌浪压力分布损伤指标

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    遥感降水降尺度高精度校正及不确定性分析方法

    董甲平冶运涛顾晶晶黄建雄...
    226-237,252页
    查看更多>>摘要：为消除降水场同质部分影响,提升统计降水降尺度结果精度,提出了基于贝叶斯高精度曲面建模(Bayes-HASM)算法的遥感降水降尺度高精度校正方法.该方法通过引入模拟精度更高的高精度曲面建模方法,并结合贝叶斯优化算法,实现了模型参数自动优化选择和高精度降尺度校正,解决了现有降尺度残差校正方法存在的误差和多尺度问题.结果表明:贝叶斯优化使高精度曲面建模的不确定性显著减少;经过Bayes-HASM残差校正后,降尺度结果的散点分布更加接近1∶1线,年、季、月和旬尺度的精度指标均得到了显著的改善,CC和IA指标提高至0.9左右,RMSE下降明显,RB也显著改善.本方法能显著降低模型的不确定性并起到消除降水场同质部分影响的作用,有效提升降水降尺度结果精度.

    数字孪生流域高精度曲面建模贝叶斯优化统计降尺度遥感降水

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