期刊,水利学报 2024年卷7期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

水利学报

中国水利学会

主办单位：中国水利学会

主　　编：陈炳新

出版周期：月刊

国际刊号：0559-9350

电子邮箱：slxb@iwhr.com

电　　话：010-68786221；68786919

邮政编码：100038

地　　址：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

基于微震特征参数的秦岭隧洞岩爆实时预测模型

胡晶刘慎陈祖煜

757-767页

查看更多>>摘要：岩爆是深地工程施工中的主要灾害之一,微震监测是岩爆短期预测的主要方法.为了解决岩爆事故短期预测主要依靠经验的问题,基于引汉济渭工程秦岭隧洞,建立微震监测及岩爆事件的机器学习样本库.采用卷积神经网络模型,将一段时间内所有微震事件的能量、位置、震级等特征参数作为输入,并考虑掌子面位置对岩爆的影响,建立基于微震特征参数的岩爆实时预测模型.采用样本库对模型进行训练、验证和测试,针对模型结构、回溯时间段、预测时间段、训练世代对模型进行了优化.模型可以合理描述微震事件分布特征、施工进度等因素对岩爆可能性的影响.经测试,该模型能够实时预测未来48 h的岩爆发生概率,预测准确率超过80％,可为岩爆实时预测提供一种有效的技术途径.

关键词：

微震监测岩爆预测卷积神经网络特征参数

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万方数据

混合式抽水蓄能电站群容量计算研究Ⅰ:短期调峰特征与梯级开发增益

郭爱军畅建霞王义民王学斌...

768-779页

查看更多>>摘要：依托常规梯级水电站修建混合式抽水蓄能电站(简称混蓄电站)成为提升电力系统调峰能力的重要途径.混蓄电站即可抽水又可发电的典型运行方式增加了水电基地的灵活性调节能力,为此亟需研究其运行方式以及与原有梯级水电站运行方式间的互馈关系.研究以黄河上游待开发龙羊峡-拉西瓦、拉西瓦-尼那混蓄电站为对象,建立含混蓄电站的梯级水电站短期联合调峰优化模型,分析混蓄电站对原有梯级水电站运行方式的影响,基于理论推导与数值计算两种方法揭示混蓄电站调峰效果的变化特征.主要结论如下:(1)混蓄电站抽水水量经由原有梯级水电站机组下泄,使得非填谷时段原有水电站出力增加,水电站上旋备容量降低;(2)龙羊峡水电站满发流量相对较小、拉西瓦水库调节库容较小以及日综合利用供水流量过大是制约混蓄电站调峰效果的主要因素,发现了综合利用流量影响混蓄电站调峰效果的临界特性,并提出了临界综合利用流量的计算公式;(3)发现并量化了混蓄电站梯级开发模式较单一开发模式所带来的梯级抽水调峰增益现象,并揭示了梯级抽水调峰增益背后所蕴含的"河流梯级反向再造"内在机理.

关键词：

混蓄电站群临界调峰特征梯级开发增益黄河流域

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基于大场景视频监控的坝面施工机械潜在碰撞风险预警方法

曾拓程王佳俊钟登华张雨诺...

780-790,801页

查看更多>>摘要：基于大场景视频监控实现坝面施工机械潜在碰撞风险预警对保证大坝施工安全具有重要意义.然而,目前坝面施工机械潜在碰撞风险检测主要依赖人工经验判断,易出现漏判和误判等问题.因此,本研究提出一种基于大场景视频监控的坝面施工机械潜在碰撞风险预警方法.首先,基于Trajectron++轨迹预测算法,通过迁移学习,实现对坝面大场景视频监控中数量众多、类型多样的施工机械在未来一段时间内的轨迹预测.其次,提出将行驶接近时间和机械最大拥挤度作为坝面施工机械潜在碰撞风险的量化指标,并基于模糊规则,建立不同行驶速度条件下两个指标与潜在碰撞风险分级预警的模糊隶属度函数.最后,采用证据理论对两个指标的预警结果进行融合,计算最终的预警等级.以两河口大坝施工现场的大场景视频监控为例进行实验验证,结果表明坝面施工机械未来6 s的轨迹预测平均位移误差和最终位移误差分别为1.17和2.36 m,且基于模糊-证据融合的施工机械潜在碰撞风险分级预警结果可为坝面施工安全提供自动化、智能化分析方法.

关键词：

施工机械安全大场景视频监控轨迹预测模糊-证据融合分级预警

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万方数据

黄河下游平滩流量的模拟方法

吴保生沈逸马子普郑珊...

791-801页

查看更多>>摘要：在黄河流域水沙变异背景下,准确计算黄河下游平滩流量对于河道冲淤趋势预测与悬河治理十分重要.本文在比较分析已有多个黄河下游平滩流量计算方法基础上,首先建立了考虑非汛期水沙条件影响的平滩流量滞后响应模型,再提出了基于滞后响应模型和能量法的平滩流量模拟方法,结果表明:(1)小浪底运行后非汛期水沙条件发生了重要改变,已有研究提出的三种黄河下游平滩流量计算方法中,滑动平均法、滞后响应模型、能量法均无法有效模拟2000年后的黄河下游河道平滩流量.(2)建立了考虑非汛期水沙条件影响的滞后响应模型,以反映小浪底水库运行以来非汛期来水来沙条件的影响,虽然提高了平滩流量的模拟精度,但平滩流量平衡值的计算公式中部分参数差异较大,结构形式不稳定.(3)借鉴能量法的优点,改进了平滩流量平衡值计算公式,改进后的平滩流量计算方法不仅可反映全年来水来沙的影响,而且可同时反映以床沙中值粒径为代表的床面阻力的影响,新方法不仅具有一定的理论基础,而且提高了平滩流量的模拟精度.

关键词：

黄河下游平滩流量来水来沙床沙中值粒径滞后响应能量法

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万方数据

红壤坡地果园产流产沙及氮磷流失对坡面水土保持措施的响应

伍冰晨陈晓安汤崇军胡译水...

802-814页

查看更多>>摘要：坡地果园随降雨-径流-侵蚀-养分输出过程所带来的土地生产力衰退及水体污染是制约红壤丘陵区经济发展和生态安全的关键问题之一.为明确降雨条件和水土保持措施对产流产沙和氮磷流失特征的定量影响,本研究以江西水土保持生态科技园2020-2022年的坡地果园径流小区次降雨-径流观测数据为基础,分析不同水土保持措施下降雨量、降雨强度对含沙量、径流系数的定量影响,进而分析产流产沙与氮磷流失的定量关系.研究结果表明:(1)不同水土保持措施下,含沙量、径流系数随降雨量、雨强的变化趋势存在差异,带状植草(S1)、全园植草(S2)、水平梯田(S3)、水平梯田+梯壁植草(S4)相比清耕对照(CK)的平均含沙量分别降低17.8％、42.3％、22.6％、47.9％,平均径流系数分别降低60％、71.8％、26.4％、56.4％,植被措施相比工程措施能更好地调节径流,工程措施相比植被措施能更好地拦截泥沙;(2)在S1、S2、S3、S4、CK条件下,可溶性总氮/总氮(STN/TN)分别为 48.2％、45.6％、44.2％、45.9％、45.7％,可溶性总磷/总磷(STP/TP)分别为 52.9％、50.0％、47.2％、45.2％、47.4％,表明不同措施相比对照条件,氮磷的流失形态并未出现显著的变化;(3)S1、S2、S3、S4相比CK,TN的平均浓度变化分别为-8.2％、-13.4％、15.0％、-12.1％,STN的平均浓度变化分别为-3.2％、-13.6％、11.4％、-11.7％,TP的平均浓度变化分别为-10.5％、-21.0％、39.5％、10.5％,STP的平均浓度变化分别为0、-16.7％、38.9％、5.5％,相比工程措施,植被措施对于氮磷流失浓度的控制能起到更为关键的作用.研究成果对于红壤丘陵区果园坡地水土保持措施合理布设具有重要意义.

关键词：

降雨产流产沙水土保持氮磷流失果园

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万方数据

考虑温度对静止土压力K0系数影响的统一硬化本构模型

孔令明李自广张海兵

815-826页

查看更多>>摘要：K0系数是重要的岩土工程参数,研究其影响因素和变化规律对合理确定地基应力状态至关重要.本研究通过试验和理论方法研究了温度对饱和黏性土K0系数的影响.首先,以饱和标准砂-膨润土混合土样为对象,开展不同温度下的侧限压缩试验,获得了K0系数随温度的变化规律,发现正常固结土的K0系数随升温而减小,超固结土的K.系数随升温而轻微增大;其次,推导出K.系数与弹塑性屈服面偏转度之间的定量关系,并将其与温控侧限压缩试验结果结合,获得了屈服面偏转度随温度的变化规律;最后,将屈服面偏转度-温度关系引入统一硬化本构模型理论框架,建立了考虑温度对K0系数影响的饱和黏性土弹塑性本构模型.所提出的模型能够较好地模拟多种类型的室内土力学试验.

关键词：

黏性土温度K0系数本构模型

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万方数据

大型岔管内螺旋流涡带数值分析研究

申艳姜姿云杨利宋蕊香...

827-837页

查看更多>>摘要：岔管部件广泛应用于常规水电站、抽水蓄能电站等重要水力发电工程.大型岔管(D主≥6 m)由于岔管外形,肋板结构及内部流态三因素耦合可能导致螺旋流涡带,其对岔管的水力损失具有不可忽略的消极后果.本文基于经典κ-ε湍流模型联合考虑实际岔管材料壁面粗糙率,构建了考虑壁面真实粗糙度的钢岔管内部流态κ-ε湍流模型.计算结果与实验数据对比验证了本文构建数值模型的有效性及准确性.随后采用导流叶片策略有效消除了大型岔管内的螺旋流涡带现象.研究结果表明:多导流叶片优化方案可有效减少和消除大型岔管中的螺旋流态,并减少岔管水力损失.具体地,对岔管支管路中不同流量工况,优化后的主管路部分流线分布均匀,最大流速位于岔管支管路弯管(内弯)附近;优化后岔管肋板两端涡旋流态基本消除.对岔管支管流量不均匀工况,支管路内螺旋流涡带流态明显减缓,只存在少量螺旋流态.本文研究结果可对岔管水力优化设计及相近研究领域提供一定参考.

关键词：

计算流体力学螺旋流涡带导流叶片水力损失水力优化数值研究大型岔管

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万方数据

吸入涡形成机理及其对离心泵性能的影响

高菉浛冯建军樊丞朱国俊...

838-847页

查看更多>>摘要：泵站运行在淹没深度较小工况下进水池内容易产生吸入涡,影响泵站安全稳定运行.为研究离心泵吸入管进口前吸入涡形成机理及其对过流部件的影响,本文采用可视化试验捕捉吸入涡动态发展过程,并结合数值模拟分析了吸入涡的诱因以及对叶轮性能的影响.结果表明:可视化试验验证了数值模拟吸入涡从初生、发展、强化到保持阶段的准确性.在计算工况下,进水池内会产生贯通吸入涡,空气沿"漏斗形"气柱进入吸入管,并以不断脱落的破碎气囊形式持续进入过流部件;吸入涡形成过程是具有一定周期性的能量聚集-维持-耗散过程,主要受大速度梯度影响;吸入涡携气进入吸入管,造成吸入管内部流动紊乱,流速分布均匀度及速度加权平均角均明显降低,导致叶轮轴向均匀入流假设失效,进而影响叶轮内部流动;吸入涡的发展与叶轮功率、效率有明显相关性,在其携气过程中,气相聚集导致叶轮流道内靠近叶片吸力面侧产生低速区,叶片正背面压差明显降低,叶片载荷分布不均,叶轮做功能力降低.

关键词：

吸入涡离心泵气液两相流动能量特性流动特性

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万方数据

复杂条件下高面板堆石坝的特殊结构体安全监测设计体系研究

马春辉陆希贾冬焱周恒...

848-861,873页

查看更多>>摘要：为了加强高面板堆石坝工程中挤压边墙、高趾墩和高趾墙等特殊结构体的安全监测,基于面板堆石坝安全监测设计资料,总结了特殊结构体在安全监测设计方面存在的不足和缺陷.通过收集整理国内包含高趾墩、高趾墙和挤压边墙等特殊结构体的高面板堆石坝数值分析成果,发掘特殊结构体的变形和应力应变规律,将特殊结构体的变形、应力应变及温度、接缝和渗流明确为安全监测设计重点;结合已有面板堆石坝工程的安全监测设计资料,构建了复杂条件下高面板堆石坝特殊结构体安全监测设计体系.该体系能够为在建和拟建的面板堆石坝特殊结构体安全监测设计提供科学的指导,全面提升面板堆石坝的安全监测水平.

关键词：

高趾墩高趾墙挤压边墙监测设计体系

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万方数据

TSMSE结合IOOA-BiLSTM的水电机组轴系故障诊断方法

张兼博李想曾云唐跨纪...

862-873页

查看更多>>摘要：为提高水电机组轴系振动故障诊断的准确率,本文提出了一种新的诊断方法.首先,基于完全自适应噪声集合经验模态分解(CEEMDAN)进行振动信号预处理;其次,基于时移多尺度思想,引入时移多尺度样本熵(TSMSE)模型,以克服传统多尺度样本熵鲁棒性差以及粗粒化不足的问题;最终,将TSMSE提取的故障特征集输入经过改进鱼鹰算法(IOOA)优化的双向长短时记忆网络(BiLSTM),进行故障特征分类.通过对原始信号添加SNR=5 dB噪声并引入两种特征熵与TSMSE对比,分析TSMSE的抗噪性能.仿真实验表明,在给定数据集下TSMSE特征提取能力明显优于另外两种方法.同时,所提故障诊断模型应用在原始信号和含噪信号两种情况下,分别取得了100％以及97.22％的准确率,验证了所提模型的良好性能,为水电机组故障诊断提供新的科学方法.

关键词：

水电机组特征提取时移多尺度样本熵IOOA-BiLSTM故障诊断

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