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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。
正式出版
收录年代

    基于CA-RL的堆石坝填筑仓面碾压作业动态路径规划

    崔博钟航王佳俊谭添文...
    253-265页
    查看更多>>摘要：碾压作业是堆石坝填筑仓面施工的关键工序,科学合理规划碾压路径能够在保障碾压质量的前提下提高碾压效率.在当前路径规划研究基础上进一步考虑碾压机数量变化、压实质量感知等动态要素可以提高路径规划模型面对复杂动态的仓面施工环境的适应性.本文通过建立基于元胞自动机的填筑仓面信息模型、提出条带整体压实质量评价方法,解决压实质量等仓面信息的储存更新的问题;通过建立基于强化学习的碾压作业路径规划模型、构建碾压机状态集和动作集、设计奖励函数和探索利用策略,解决碾压机数量变化的路径分配的问题;耦合上述两种模型,实现堆石坝填筑仓面碾压作业动态路径规划.结合国内某堆石坝工程开展了工程应用,结果表明:本方法可动态考虑碾压机数量变化、压实质量感知等要素,路径规划结果在保障碾压质量的前提下路径长度相较现场施工实际路径平均缩短22.3％,能够有效提升碾压效率.

    堆石坝填筑仓面碾压作业动态路径规划元胞自动机强化学习

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    协调公平与效率的"四水四定"研究Ⅱ:应用

    游进军贾玲王彦兵杨朝晖...
    266-277,287页
    查看更多>>摘要：宁夏干旱缺水且发展不均衡,以水定需是必然选择.本文针对宁夏水资源条件和经济社会特征,构建协调公平与效率的"四水四定"优化模型,开展全区"四水四定"方案分析.模型以用水总量红线指标为水资源刚性约束,根据区域发展战略确定刚性保障需求,通过水与"四定"协调关系分析得出经济社会发展和用水效率可行变化范围.以2019年为现状、2025年为目标年,采用模型协调优化得出"四定"规模控制目标,以及分行业和区县的用水总量控制指标.结果表明,在全区73.27亿m3用水总量和41.5亿m3耗水约束下,满足全面小康的"四定"规模为750万人、5481亿元GDP、84.7万hm2灌溉面积和791 km2建成区面积.通过对比分析方案的公平性和效率提升状况,揭示了不同行业、区域的水量流转方向,表明约束设置对结果有显著影响,可为区域经济社会发展和水资源管控决策提供参考.

    四水四定多目标协调优化刚性需求水资源配置区域均衡

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    面向流域治理与城镇发展统筹的城市水系统规划协同机制探讨——广东东莞生态园实证研究

    王成坤黄纪萍王川涛蔡婳婳...
    278-287页
    查看更多>>摘要：统筹流域治理与城镇发展是系统解决当前城市发展过程中遇到的水资源短缺、水生态破坏、洪涝灾害频发的关键路径.本文在辨析流域治理与城镇发展统筹面临的主要问题及其辩证关系的基础上,以东莞市中部地区的生态园及其所在的寒溪河流域为研究对象,系统探讨了城市水系统规划在流域治理与城镇发展统筹中的协同作用机制.结果表明,以城镇-流域水系统耦合模型为支撑,城市水系统规划及其协同机制可通过空间、设施等要素的协同,实现保障城市及流域防洪排涝安全、保护水环境和节约水资源的目标,促进流域安全与城镇发展的良性互动.

    流域治理与城镇发展统筹城市水系统规划协同机制实证研究

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    城市新区极端雨洪汇流淹没特性与致灾机理调查研究——以郑州"7.20"特大暴雨(郑东新区)为例

    刘明潇朱勇杰胡昊ZHANG Hao...
    288-300页
    查看更多>>摘要：近年来全球极端暴雨发生的可能性与不确定性提高,增加了城市遭遇特大洪涝灾害的风险.城市雨洪与河道洪水有显著差异,灾后雨洪信息快速采集与调研对认清雨洪特性与致灾机理尤显重要.本文以郑州2021年"7.20"特大暴雨为例,结合郑东新区地理与社会环境特点,采用野外调查测量、口述记录、多源数据分析、数值模拟对比相结合的方法开展了城市雨洪汇流淹没特性及致灾机理的调查研究.针对城市雨洪洪痕特征,拟定调查基本方法与适宜工作程序,根据调查区93处洪痕数据绘制了区域雨洪淹没分布图,分析了城市雨洪峰值水位分布特征及调查区汇流特性,探索了道路雨洪汇流流速及行洪道路阻力参数的确定方法.研究表明,城市雨洪地表主要泄流通道是街区道路,汇流方向受连续阻水、导水建筑与路网布局影响,雨洪淹没深度分布与下垫面条件和雨洪汇流特性有关.致灾机理研究分析表明,极端暴雨汇流远超城市排水管网泄流能力,雨洪选择阻力小的街道快速行洪,街道交汇处壅阻引起局部积水严重,这是极端暴雨致灾的直接诱因;而城市新区水系泄洪排涝关系不协调以及清障不力,导致城区河流行洪不畅,干支流异常高水位的顶托,严重降低了管网排涝功能,则是城市雨洪严重积涝致灾的深层原因.研究成果可为城市雨洪调查标准方法的建立与城市新区防洪排涝体系规划提供技术参考.

    特大暴雨城市雨洪街区洪痕道路糙率河湖连通

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    侧式进/出水口顶板扩张角对拦污栅断面流速分布影响规律研究

    高学平曾庆康朱洪涛刘殷竹...
    301-312页
    查看更多>>摘要：抽水蓄能电站侧式进/出水口双向过流,其顶板扩张角的大小将直接影响拦污栅断面流速分布是否均匀,甚至出现反向流速.抽水蓄能电站设计规范将3°～5°作为侧式进/出水口顶板扩张角的推荐范围,其依据是矩形渐扩管阻力系数最小的扩张角度,但侧式进/出水口体型较之复杂很多,因此有必要进一步探讨.本文以某侧式进/出水口体型为研究对象,采用数值模拟方法,研究了 11种角度的顶板扩张角对出流工况和进流工况拦污栅断面流速分布的影响.结果表明:在出流工况下,随着顶板扩张角的增大,中孔拦污栅断面的主流位置由居中部逐渐向底部降低,断面流速分布由上下基本对称趋于底部大上部小的上下不对称,当顶板扩张角较大时中孔拦污栅断面上部出现反向流速;随着顶板扩张角的增大,边孔拦污栅断面流速分布由基本均匀逐渐变为底部大上部小的不均匀分布;随着顶板扩张角的增大,中、边孔孔口流速不均匀系数均逐渐增大,但中孔拦污栅断面流速分布受顶板扩张角影响更大.在进流工况下,随着顶板扩张角的增大,中、边孔拦污栅断面流速分布及孔口流速不均匀系数均无明显影响.研究成果可为优化侧式进/出水口设计提供指导.

    抽水蓄能电站侧式进/出水口顶板扩张角拦污栅断面流速数值模拟

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    1956-2022年鄱阳湖枯水情势演变及驱动机制分析

    熊斌卓云强许崇育熊立华...
    313-324页
    查看更多>>摘要：鄱阳湖枯水情势变化将极大影响区域水资源、水环境和水生态安全状态.复杂条件下鄱阳湖水文极端事件成因分析与灾害预警是当前亟待突破的难点.本文基于湖区年补水-退水水文过程分析,运用"江湖关系"分期分析等方法,探究了湖区枯水情势演变规律和驱动机制.结果显示:(1)后三峡时期,湖区枯水情势显著加剧,星子站年最低水位平均下降5.7％,低水烈度、低水天数平均增加36.9％、26.6％;(2)单因素分析中,湖区低水天数受长江水流条件的影响大于湖区最低水位、低水烈度;多因素分析中,6个解释因子综合解释了上述3个湖区枯水特征量的演变,相应回归模型的R2依次为0.83、0.83、0.70;(3)贡献分析表明,近20年的枯水整体加剧趋势主要源于长江水流条件改变的综合影响,以湖区年最低水位减小为例,江湖水位流量关系变异贡献138.0％,三峡水库蓄水期汉口径流减小贡献8.4％,三峡水库补水期汉口径流增加(缓解)贡献-34.2％.本研究将为鄱阳湖的枯水情势驱动机制解耦、干旱预警研究提供参考.

    鄱阳湖枯水干旱三峡水库贡献分析

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    输水建筑物表面淡水壳菜防护涂层研发及适用性分析

    闫军涛张社荣马梓奡张吉康...
    325-335页
    查看更多>>摘要：淡水壳菜附着在输水建筑物壁面会导致输水结构混凝土性能劣化、糙率增加等诸多严重问题,然而当前尚缺乏切实有效的防治对策.针对输水建筑物中淡水壳菜防治难题,研发了一种无毒新型淡水壳菜防护涂层,通过试验手段表征了涂层微结构、表面能、力学性能等;研究了淡水壳菜活体在涂层表面的行为特性,对比了研发涂层与6种现存涂层表面淡水壳菜的平均附着率和平均垂向分离力,深入分析了淡水壳菜在现存涂层表面的附着机理及研发涂层的防附着机理.结果表明:与6类无毒现存涂层中防附着效果较好的硅橡胶涂层相比,本文所研发涂层淡水壳菜平均附着率、平均垂向分离力分别下降58.33％,46.67％;与混凝土表面相比,涂层表面淡水壳菜平均附着率、平均垂向分离力分别下降80.26％,91.11％.研发涂层同时具备"低表面能""微结构""弹性""低污损脱除参量"特点,污损脱除参数优于同类涂层.本研究可为输水建筑物中淡水壳菜防护涂层选择与性能分析提供参考,对淡水壳菜防治提供一种新路径.

    淡水壳菜防护涂层微结构垂向分离力污损脱除

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    高压水道钢筋混凝土夹心钢板衬砌研发与性能验证

    裴江荣汪小刚魏小令刘和艺...
    336-343页
    查看更多>>摘要：针对高压水道中钢筋混凝土衬砌内水外渗以及钢板衬砌易于溃屈问题,研发了一种高压水道钢筋混凝土夹心钢板衬砌,主要由内层钢筋混凝土-钢板-外层钢筋混凝土组成.为验证新型衬砌性能,进行了高内外水交替作用下模型试验,研究衬砌变形受力及荷载分担变化情况.结果表明:外水压力作用下衬砌处于受压状态,各部分荷载分担比较为固定,钢板部分所受压应力仅为1.47 MPa,远低于临界应力20.25 MPa,失稳溃屈的风险极小;内水压力作用下衬砌处于受拉状态,随着内水压力的增加,内层混凝土会先于外层混凝土开裂,未开裂前衬砌各部分荷载分担比基本固定;开裂后混凝土部分分担荷载降低、钢板与围岩所分担荷载增加,钢板所受拉应力为28.01 MPa,远低于其极限强度.相较于传统衬砌,新型衬砌结构在高压水道环境下具有更优越的性能.

    钢筋混凝土夹心钢板衬砌内外水压力荷载分担比

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    水泵水轮机S特性区能量损失及流动特性研究

    王李科姚亮冯建军朱国俊...
    344-354,366页
    查看更多>>摘要：为了调节电网的稳定性,抽水蓄能电站需要频繁启停和变换工况运行,导致水泵水轮机容易进入S特性区,机组振动增加,并网失败.本文以模型水泵水轮机为研究对象,采用熵产理论详细分析了 S特性区不同工况下的能量损失规律,明确了熵产率分布与内部流动结构的关系.结果表明:S特性区内近飞逸工况总熵产最大,约为设计工况的5.1倍,脉动熵产占据的比例接近80％,随着流量的减小,转轮熵产占比逐渐降低,活动导叶和尾水管的熵产占比增加.小流量工况转轮进口靠近下环位置首先出现了明显的漩涡,导致了活动导叶出口和转轮进口的高熵产区,随着流量进一步减小,漩涡逐渐向上冠转移,并且切向速度增大,在转轮进口形成挡水环,阻碍水流进入转轮,在无叶区内出现了环状分布的高熵产区.反水泵工况,水流在低压边与逆时针旋转的叶片撞击,导致水流很难进入叶片内部,形成了大尺度的回流涡结构;双列叶栅内充满大量涡结构,导致活动导叶吸力面的熵产率增大,并且向固定导叶传播.

    水泵水轮机S特性熵产理论回流涡

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    黄河未来气候情景下冰情特征演变分析

    周中元王涛孙亚翡陈玉状...
    355-366页
    查看更多>>摘要：了解未来气候变化如何影响河流冰情特征对于研究冰凌洪水灾害、水电生产以及大坝管理运行等问题至关重要.基于黄河流域气象观测数据以及第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)中8种全球气候模式(GCMs)的日均气温数据,评估了各GCMs在分位数增量映射(QDM)偏差校正前后对于黄河流域凌汛期日平均气温的模拟能力,预估了黄河流域未来凌汛期气温变化趋势.建立了最大冰厚以及封冻历时预测模型,并预估了黄河防凌重点区域黄河宁蒙段未来最大冰厚以及封冻历时的变化趋势.研究表明,在SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5三种气候情景下预计2015-2100年期间黄河流域凌汛期平均气温升温速率分别为0.014、0.031和0.067 ℃/a,黄河巴彦高勒断面21世纪内最大冰厚值将会分别下降8.5、19.5和39.5 cm.SSP2-4.5情景下,随着未来气温升高,2070年之后河道断面仅存一定宽度岸冰、河道中央存在较大清沟的现象将会频繁出现.未来黄河宁蒙段巴彦高勒、三湖河口以及头道拐断面的封冻历时将会呈现出不同程度的缩短趋势,其中巴彦高勒断面缩短趋势最为明显,三种气候情景下封冻历时分别以0.13、0.28和0.66 d/a的速率缩短,三湖河口及头道拐断面封冻历时缩短速率较为接近,分别为 0.07、0.15、0.36 以及 0.08、0.17、0.39 d/a.

    CMIP6凌汛期河流冰情气候变化黄河流域

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