水利水电技术(中英文)

长江勘测规划设计研究有限责任公司专栏

  • 基于LSTM-Informer模型的乌东德水库水位多步长预测研究

    段尧彬;刘邓;满翰林;陈晓;罗杭;陈平;胡一帆;姚飛;高沛;

    针对目前深度学习算法在水库水位预测中预见期较短的问题,构建基于LSTM-Informer模型的乌东德水库水位预测模型,预测未来6、12、24、48和96个步长的水库水位,并与LSTM和Informer模型的预测结果进行比较。结果表明:当预测步长不大于12个时,3种模型均能较好模拟水库水位且性能差异不大,当预测步长大于12个时,3种模型的性能表现为LSTM-Informer>Informer>LSTM,LSTM-Informer模型在96个步长时的RMSE和MAE分别为0.147和0.120,LSTM-Informer模型在24、48和96步长的RMSE分别比LSTM低25%、46%和62%,MAE分别比LSTM低23%、40%和47%,组合模型LSTM-Informer能较好地解决水库水位长时间序列预测问题。

    2025年S1期 v.56 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 2225K]
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  • 以安全网格化管理手段落实安全生产责任制的实践与探索

    鲁伟;王海;张婷;吴茂锦;

    当前,部分企业在推动安全生产责任制落地过程中仍存在管控责任不清晰、管理层级链条长、管理未形成合力等问题。安全网格化管理通过将安全管理责任分解到具体区域、具体岗位、具体人员,强化安全管理执行力和落实安全生产责任制。以深圳市原水有限公司西丽水库至南山水厂原水管工程为例,从安全网格化管理“定格、定人、定责”的特点以及“明责、履责、评责”的工作机制出发,深度探索工程建设领域安全网格化管理的有效运行模式。其次,对安全生产网格化后续如何开展智慧监管提出了具体的工作思路,打造“互联网+网格化”智慧安全监管新模式,助力项目安全管理。研究成果为施工项目的安全生产责任制落实提供了一种科学管理方法和评价机制,对提高项目的安全管理水平具有重要意义。

    2025年S1期 v.56 6-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 2453K]
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  • 基于3DE平台的水利工程BIM正向协同设计方法研究与应用

    冯敏;贾宁霄;傅兴安;

    BIM技术作为助推水利工程建设实现数字化、智能化发展的重要技术手段,已成为行业高质量创新发展的有力支撑。随着水利工程勘察设计BIM技术应用的不断深入,受限于水利工程勘察设计业务流程的复杂性,BIM正向协同设计及相关应用推进仍存在较大瓶颈,导致设计阶段BIM价值发挥不充分。为有效推动行业BIM正向协同设计应用,通过梳理BIM协同设计体系、总结正向设计作业流程、凝练BIM业务应用场景,提出了一种基于3DExperience平台的水利水电工程正向协同设计方法,并以深圳市公明—清林径水库连通工程为依托,开展了正向协同设计应用实践。通过开展项目BIM正向设计策划,构建了勘察设计专业间业务协同、设计与计算分析协同、设计与施工仿真协同、设计与管理协同的多维度协同设计体系,并实现了数字化勘察、设计管理、选线分析、方案优选、工程计量、快速出图、仿真分析、数字化交付等多层级应用,有效提升了设计质效,助力工程实现一年内完成可研、初设、招标设计工作的总体目标,创造了显著的应用价值。

    2025年S1期 v.56 11-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 3615K]
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  • 罗田水库提标改造工程坝基帷幕灌浆设计

    高阳;黄贵;杨波;

    罗田水库作为珠三角水资源配置工程的重要节点,其安全运行对保障区域供水安全和防洪体系至关重要。随着时间的推移和功能标准的提升,水库大坝面临坝基岩土透水性偏大等问题,导致渗漏现象严重。为了提升大坝的安全性和稳定性,提出了一套系统的坝基帷幕灌浆设计方案,以罗田水库为例,详细介绍了罗田水库的工程概况、存在的问题、渗漏量估算及分析、帷幕灌浆设计、施工技术要求及常见问题的处理。设计的坝基帷幕灌浆方案实施后,罗田水库大坝渗漏得到明显改善,效果显著,达到防渗加固的目的。验证了坝基帷幕灌浆方案的有效性和可行性,提出的设计方案为类似病险水库大坝的防渗加固工程提供参考和借鉴。

    2025年S1期 v.56 18-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 2028K]
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  • 城市深埋输水隧洞工程下穿水库渗流影响分析

    谢良涛;孟刚;徐文林;孙海清;马灿;邓香坤;

    随着城市化进程的加快,城市深埋输水隧洞工程已成为解决城市供水问题的重要基础设施。然而,在工程实践中隧洞下穿水库等复杂地质条件下渗透问题时常发生,不仅影响工程安全,也对环境造成潜在威胁。以某城市深埋输水隧洞工程为背景,系统开展了隧洞下穿水库渗流影响分析研究,相关研究成果可为后续同类工程建设的提供参考。

    2025年S1期 v.56 23-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 3803K]
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  • 深大竖井开挖及逆作法施工技术研究

    李广霖;刘建武;

    逆作法是一种超常规的施工方法,一般是在深基础、地质复杂、地下水位高等特殊情况下采用,地下结构采用逆作法施工,相比传统的施工方法可降低造价、缩短工期,减少周边环境的影响,施工安全又能得保证,是施工高层结构地下室或地下结构的有效方法。但地下结构的理论分析起步较晚,特别是施工方面理论还不是很完善,因此对施工过程的深入细致的研究是十分必要的。

    2025年S1期 v.56 28-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1763K]
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  • 重力有压流工程调流阀选型设计关键技术研究

    陈笙;彭志远;邹海青;田子勤;

    流量调节阀主要通过调节阀门开度来实现对流量控制,根据不同的工程特点、应用场合及调压范围等要求可选不同阀门类型和结构型式。如果阀门型式选择不当,不仅影响流量控制精度,同时还会因空蚀问题引起阀门振动和产生噪音,进而影响流量调节阀的使用寿命。因此,如何针对工程特点和使用场景选用合适的调流阀型式和参数至关重要。归纳总结了一种重力有压流工程流量调节阀的选型设计方法,从阀门类型、口径选择、安装高程、汽蚀性能等几个方面对流量调节阀进行综合分析比较,并成功应用于深圳公明水库—清林径水库连通工程,保障了工程运行的可靠性、安全性及稳定性。该选型设计方法可为今后类似长距离输水工程项目提供参考,具有一定的工程应用价值。

    2025年S1期 v.56 32-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1823K]
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  • 管片-豆砾石-围岩组合结构承载特性分析

    刘麟;

    管片-豆砾石-围岩组合结构是TBM有压输水隧洞的主要承载结构,以湖北某输水隧洞TBM段为研究对象,建立管片-豆砾石-围岩组合结构三维有限元数值分析模型,研究考虑开挖荷载释放影响条件下组合结构内压承载特性。结果表明:考虑部分开挖荷载释放情况下管片整体应力、接缝开度、螺栓应力均较小,更有利于管片承担内水压力;斜螺栓附近为裂缝出现主要位置,是否考虑开挖荷载释放会影响裂缝分布;内水压力作用下,楔形封顶块位置会影响管片螺栓的应力分布,靠近封顶块同一接缝处螺栓应力差异明显;组合结构中内水压力主要由围岩承担,豆砾石几乎不承担内水压力,管片仅在内水压力较小时承担少量内水压力。

    2025年S1期 v.56 39-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 4519K]
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  • 深埋隧洞管片衬砌结构受力分析

    张芳;叶文坤;

    深埋水工隧洞在高内水压作用下,其管片结构受力变形情况十分复杂。依托深圳某隧道工程,从承担不同施工开挖荷载和不同管片拼装方式两个角度,探明高水压水工隧洞管片衬砌结构的力学特性。结果表明:(1)管片承担的施工开挖荷载越大,管片“横椭圆”变形越明显,管片环向应力分布越趋于“颈缩”形态。环向螺栓应力与管片接缝张开量有关,在承担不同施工开挖荷载时,管片接缝张开量分布情况有所不同。(2)错缝拼装结构环与环之间存在明显的位移错动,纵向螺栓和环间摩擦力的存在使其具有明显的纵向加强作用。(3)纵向螺栓可分担环向螺栓的受力状态,单环管片刚度明显小于多环管片,建议在数值模拟中剪力多环管片结构。(4)通缝结构管片基本不存在环间相互作用效应,错缝结构管片内力存在一个传递的过程,由中间环向两端下降,在管片间相互作用力及纵向螺栓的作用下,中间环管片刚度有所提升。

    2025年S1期 v.56 46-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 4753K]
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  • 复杂岩溶地质条件下城际铁路9 m级盾构机选型研究

    李忠伟;鲁伟;井向阳;

    在城市地下轨道交通工程建设过程中,合适的盾构设备选型是隧道施工的关键因素,设备关键部件的科学合理设计是盾构安全高效掘进的核心。深惠城际龙城站—龙岭工作井区间隧道沿线存在岩溶、复合地层、长距离硬岩等复杂地质问题,基于地层适应性、施工风险、工期造价等因素开展9 m级盾构机选型研究。结果表明,采用EPB/TBM双模式盾构是可行的,可为类似地层盾构设备选型设计提供一定的技术参考。

    2025年S1期 v.56 53-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 4242K]
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知识驱动的长江大保护智慧EPC管控技术专栏

  • 长江大保护EPC工程管理知识图谱构建方法及应用

    钟千有;刘兴宁;郭先强;来亦姝;张涵需;吴学明;

    在现代工业环境中,EPC管理领域面临着前所未有的复杂数据管理与决策挑战。随着数据体量的不断增长,传统的数据处理方法已难以满足高效、高精度的知识提取与管理需求。探讨了基于深度学习的长江大保护EPC工程管理知识图谱构建技术,通过结合BERT-BiLSTM-CRF模型进行实体识别,并采用改进的BERT-BiGRU-Attention模型进行实体间关系抽取,对EPC管理领域中标准规范、管理文档等信息进行知识图谱构建与系统化分析。研究结果表明,改进的知识抽取模型在EPC工程管理领域中的实体识别率和关系抽取率分别高达93.5%、92.9%,显著提高了EPC知识管理的效率,为知识综合应用打下基础。最后,将知识抽取与EPC管理平台集成,操作界面友好,且支持知识动态更新与知识查询。综上,研究成果为EPC工程管理领域的专业人士提供了一个动态更新、内容丰富的知识图谱资源库,并通过EPC管理平台增强了项目管理过程中的复杂决策能力,推动了EPC项目管理的智能化发展。

    2025年S1期 v.56 58-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 3341K]
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  • 基于无人机航拍的河道施工水污染图像智能识别与定位

    侯建刚;马子茹;刘东海;邵琦;陈俊杰;

    小流域河道整治中施工废水等会给河道水体带来污染,且工区往往沿长线性河道呈点状分布形态,交通不便,人工巡检难以保证施工水污染管控的时效性。目前通常采用智能巡检手段对水面漂浮物进行图像识别,但对于污水、水华等水污染的识别仍存在困难。针对上述问题提出基于无人机航拍与深度学习的河道施工水污染异常图像智能识别与定位方法。利用无人机巡检采集工区航拍图像,基于SENet注意力机制优化的MBConv模块,建立了施工水污染图像的智能快速识别分类EfficientNet-B0模型,并利用迁移学习方法进行模型训练,可以使模型提取的污染相关特征指向性更强,提升模型的训练速度及精度;同时,基于Grad-CAM(Class Activation Mapping,类激活热力图)方法和全连接条件随机场(Conditional Random Fields, CRF)方法得到的污染区域特征图,可修正错分区域,实现更为精细的污染区域快速标记定位。实例应用表明,水污染图像分类准确率可达98%,追踪标记评价指标ORI值可达96.91%。结果表明:研究成果能够为工程管理人员快速管控长线性河道整治工程的施工水污染提供了先进的技术手段。

    2025年S1期 v.56 67-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 3842K]
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  • 基于混合深度学习算法的工程规范知识抽取

    邓旭方;成飞;吕沅庚;邓伦;刘乐平;封婧仪;

    工程规范是工程建设过程中常用的重要标准文件之一。面对这些非结构化工程规范文本,高效、准确地从中抽取相关知识,并将这些知识以可视化形式呈现,对于提高知识的利用效率、提升管理人员对工程规范文本的理解效率有着重要的作用。针对典型的工程规范文本,提出一种基于深度学习的工程规范知识抽取方法,融合ALBERT(A Lite Bidirectional Encoder Representation from Transformers)、BiLSTM(Bi-directional Long Shot-Term Memory)和CRF(Conditional Random Fields),建立工程规范实体识别模型,增强文本语义特征,获得工程规范中的实体;融合Attention机制和BiLSTM提取工程规范中的关系,根据所提取出的知识构建工程规范知识图谱。以《给水排水管道工程施工及验收规范》为典型实例对该方法进行了验证,结果表明,工程规范实体识别的F1值为78.18%,优于传统模型;关系抽取的F1值为98.35%。利用所抽取知识建立了工程规范知识图谱,通过基于知识图谱的全局信息展示、特定信息检索,提升工程规范的利用效率,辅助工程现场施工。

    2025年S1期 v.56 76-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 2841K]
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  • 面向图片数据的混凝土材料文本智能识别与分析

    邓旭方;刘乐平;陈正虎;钟恒;吕沅庚;封婧仪;

    在混凝土坝建设过程中,产生了大量以非结构化文本表达的材料信息,对工程质量检测与材料进一步研发具有重要意义。受数据管理技术限制,存在大量以图片形式存储的材料文本数据,难以直接编辑与利用,无法满足混凝土材料数据智能分析与管理的需求。此外,针对海量的材料文本数据,目前缺乏智能的信息提取机制,难以高效获取文本中的关键信息。因此,提出了基于图片数据的混凝土材料文本智能解译方法,识别图片数据中的文本信息,提高了倾斜材料文本的检测与识别效率。以解译的图片数据为基础,从多角度文本特征关系出发,以MMR算法为框架,结合BERT模型以及TF-IDF算法,考虑文本语义与专业术语的重要性,建立了一套混凝土材料文本智能分析技术,提取混凝土材料文本中的关键信息。以实际混凝土材料文本为基础,该方法提取关键词的准确率为86.67%,优于其他常用的关键词提取模型。研究成果为混凝土材料不可编辑文本数据的处理提供了一种新的方法,有助于提升混凝土材料数据智能化管理水平。

    2025年S1期 v.56 85-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 3825K]
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  • 施工方案类别及文本分类模型实现研究分类

    杜润隆;谭柯鑫;高添;韩郅;徐云凤;

    施工方案是施工组织设计的核心环节。运用自然语言处理技术,从非结构化文本中提取施工方案,并予以审阅和审查,可有效提高施工方案的审查效率,提高编制质量,同时有利于发现施工方案中潜在的安全和质量风险,以便施工过程加以预警。从非结构化文本提取施工方案,需要明确不同类型的施工方案的内容构成,对相关段落进行内容归类。针对非结构化施工方案段落内容归类问题,在深入研究工程施工方案类别及内容构成框架的基础上,以城市管网工程施工组织设计段落为样本,进行了施工组织设计段落内容分类,提出了融合Albert、TextRCNN的段落文本分类模型,该模型采用Albert预训练语言模型进行词嵌入,将生成的词向量输入到TextRCNN分类器中完成文本分类,准确率提高0.79%,试验表明:结合Albert的TextRCNN可以有效对施工组织设计段落进行内容分类,为进一步施工方案提取提供基础。

    2025年S1期 v.56 95-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 2614K]
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  • 基于UIE与改进Apriori的大型工程隐患危险源抽取与知识挖掘方法

    刘国平;李欣;刘东海;周诗杰;吴红艳;

    大型工程施工过程中产生了海量的安全隐患排查记录,蕴含了多类隐患要素关联知识,对工程安全管控有重要参考意义。然而,通过人工手段进行隐患危险源信息抽取与其内在关联挖掘耗时费力,难以及时反馈现场管控。提出一种基于通用信息抽取(Universal Information Extraction, UIE)框架与改进Apriori算法的隐患危险源实体智能抽取与知识挖掘方法。首先,基于UIE框架构建危险源实体识别模型,确定实体抽取提示标签,并通过小样本微调实现高效、准确的危险源实体自动抽取;然后,提出考虑隐患数据类型约束改进Apriori算法流程,进行多要素关联规则的挖掘与可视化。实例分析表明,所提出的危险源实体抽取模型在验证集与测试集上的F1值分别达到了0.892和0.886,显著高于基础模型的0.253与0.307,在整体模型上的危险源实体识别率提高了36.66%;此外,利用桑基图和关联网络图对改进Apriori抽取的多要素强关联规则进行可视化,展示出良好的可解释性。可为大型工程的海量安全隐患文本知识挖掘提供了高效、智能化的技术手段,为施工现场针对性安全管控措施制定提供了数据支持。

    2025年S1期 v.56 102-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 3211K]
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辽宁清原抽水蓄能电站专栏

  • 地下厂房发电机层高效装修方法创新研究

    孙重翱;杨丰瑞;姜德平;邹亚楠;王登可;

    抽水蓄能电站发电机层作为地下厂房的重要组成部分,是电力生产重要场所,机组运行时振动较大,对装修材料和施工工艺要求更高,相较于传统地下厂房发电机层装修风格,清原抽水蓄能电站地下厂房为展现清水混凝土工艺以及工业厂房风格,创新性地采用结构柱外露装修形式,利用镀锌龙骨配合铝单板,填充岩棉彩钢板组合成预制复合型铝板取代传统的填充墙,并设计制作铝板安装移动施工平台,通过SOLIDWORKS有限单元模拟分析、BIM建模整合相关专业,实现施工全过程指导,动态控制,有效保障了发电机层装修的质量及进度。

    2025年S1期 v.56 111-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 2466K]
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  • 抽水蓄能电站发电机分支回路限流电抗器选型分析

    王建明;张梅;阳春树;田旭;黄媛昕;苑睿;

    从理论基础和工程实际出发,推导出了符合工程实际、直观易懂、便于使用的限流电抗器电抗百分数计算公式。以清原抽水蓄能电站为例,分析了限流电抗器选型的主要过程,计算出了限流电抗器的主要技术指标,校核并验证了主要技术参数选定后的压降、最高温度等参数是否满足规范要求和工程实际需要。

    2025年S1期 v.56 116-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 1765K]
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  • 水利水电工程通风控制系统设计技术研究

    王旭;张诗嘉;郭晓原;

    水利水电工程通风系统的良好运转,对工程的安全运行非常重要。通风控制系统是保证整个通风空调系统有序、稳定、可靠运行的基础,其设计主要从系统结构、组网方式、末端控制回路、与其他系统联动方式等多方面进行考虑。根据水利水电工程的建筑物通风控制区域、投资要求、业主要求、设计理念等因素,可有针对性地进行不同设计方案选择。阐述水利水电工程在不同的工程条件下对通风控制系统进行选择性的分类设计,对提高设计效率、结构稳定性、节约项目成本等多方面具有重要意义。同时,总结出使用星型以太网网络、配置纯继电器回路和小型PLC,并使用网络联动火警停止非消防风机的通风控制设计方案,在清原抽水蓄能电站中实践并验证了其先进的设计思路。最后,通过多年的设计经验,延伸探讨了未来通风控制系统发展的趋势及目标。

    2025年S1期 v.56 120-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 1779K]
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  • 浅析清原抽水蓄能电站机组自动控制系统

    石璐萍;张一豪;郭晓原;

    通过介绍清原抽水蓄能电站水轮机及发电机辅助控制系统、调相压水控制系统、进水阀控制系统等自动化控制系统的功能描述,阐述电站中对于导叶开度、转速信号装置、控制回路电源设置原则及其他方面的设计内容,以便于了解并掌握这些与机组运行密切相关的自动化控制系统的控制原理及重点问题,对后期其他抽蓄电站相关系统的设计具有借鉴意义。

    2025年S1期 v.56 125-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 1766K]
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  • 清原抽水蓄能电站直流系统级差配合探讨

    郭晓原;宋男;

    抽水蓄能电站电源系统中,直流电源作为控制电源、继电保护及装置电源以及部分重要电机的动力电源,是整个机组安全稳定运行的重要保障。随着智能电网技术的不断进步,电站内部的保护与控制负荷日益增多,这进一步提升了对自动化与智能化设备的需求。在直流系统中,对保护电器的过载保护和短路保护提出了更高的标准,要求这些电器在操作中既不能误动也不能拒动,特别是要避免越级动作的情况发生。一旦发生此类情况,可能会引起电力元件损坏,进而导致事故范围扩大,甚至可能引发大面积停电。国家电网针对直流电源的可靠性问题,已启动了一系列研究工作,其中一项关键任务是优化直流系统中空气开关的短路级差配合。直流空气开关级差配合是评判直流电源系统配置合理与运行安全的主要指标之一。级差配合计算验证了直流电源上下级空气开关是否符合设计规程,是否可将故障时的切除范围限制在最小从而最大程度保证直流电源的供电可靠性。本文详细阐释了极差配合计算的基本原理与主要方法,结合清原抽水蓄能电站直流系统级差配合计算书,提出了优化直流电源系统配置、消除直流系统安装隐患、加强直流系统运行维护的方法与建议。

    2025年S1期 v.56 129-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 2018K]
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  • 清原抽水蓄能电站接地系统设计与研究

    金欢;田侃;王子川;苑睿;王俊;高旭;仇震;

    在电力系统中为了工作和安全的需要,常需将电力系统及其电气设备的某些部分接地。抽水蓄能电站存在高电阻率、地下厂房和地面开关站等枢纽布置分散、入地短路电流大以及地电位升高等难题。对清原抽水蓄能电站的地网和土壤分别进行建模,通过计算和分析得出本电站的最大接地阻抗,并提出降低接地电阻的措施。

    2025年S1期 v.56 134-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 2095K]
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  • 排风系统数值模拟研究

    胥娟;金欢;李在兴;胥涛;田侃;

    排风系统数值模拟研究主要针对排风平洞及排风竖井进行了夏季、过渡季节和冬季三个季节工况的气流的温度场、速度场的数值模拟分析,通过CFD计算软件建立等比例数值模型,模拟实际运行过程中不同工况下排风系统的气流组织流动工况。CFD模拟计算方法可以看作是基本在流动方程(质量方程、动量方程、能量方程)的控制下模拟流体的流动。通过模拟,可以获得复杂问题流场内每个位置基本物理量(如速度、温度、湿度等)随时间变化的分布状况。排风系统数值模拟研究主要验证了排风系统在设计送排风参数、风口布置方式条件下的通风方案的可行性,为设计进一步优化、完善排风系统方案以及设备选型提供参考意见。

    2025年S1期 v.56 139-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 3088K]
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  • 严寒地区抽水蓄能电站混凝土面板堆石坝抗冰冻关键技术研究

    邢珊珊;谢刚;邓广新;张均;姜志国;

    抽水蓄能电站水库的运行条件与常规水电站水库有所不同,具有库水位升降频繁、涨落速度快、消落深度大等特点。为适应严寒地区的低温运行环境,对面板堆石坝的筑坝料和止水系统提出更高的要求。依托清原抽水蓄能电站,对混凝土面板堆石坝面板结构混凝土配合比、表层止水结构型式、垫层料设计、面板表面抗冰拔措施等进行系统研究,提出严寒地区面板堆石坝抗冰冻关键技术的建议,供后续工程参考。

    2025年S1期 v.56 145-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 2508K]
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  • 箱型门槽安装焊接工艺及问题处理

    曾宇波;王志国;王德强;

    清原抽水蓄能电站在尾水洞内设有尾水事故闸门,闸门门槽为方形钢衬结构,衬板材料为不锈钢复合板(Q355B+06Cr19Ni10),板厚30 mm,其中基层厚度26 mm,不锈钢复合层厚度4 mm,衬板外侧结构为普通低合金钢和碳素钢材料。门槽上下游均为方形接口,采用焊接方式与尾水管钢衬相连,其余部位为封闭结构。尾水事故闸门操作方式为动闭静启。闸门挡水水头为128 m,动水闭门水头为114 m。根据门槽结构特点,研究制定了焊接工艺方案,改进了门槽复合板焊接接头设计,对门槽仰角焊缝焊接提出了改进的焊接工艺,门槽衬板连接焊缝质量达到设计规定的一类焊缝要求,焊接质量良好。

    2025年S1期 v.56 151-153页 [查看摘要][在线阅读][下载 2285K]
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  • 清原抽水蓄能电站绿化施工项目实践与思考

    陆金琦;白芸菲;孙源;

    以清原抽水蓄能电站绿化施工项目为例,对工程特点进行分析,概述工程绿化措施,总结绿化工程实施过程中的经验教训,并提出有关建议及相关思考。

    2025年S1期 v.56 154-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 1752K]
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  • 500 kV GIS电压互感器选型分析

    王建明;张梅;金欢;孙瓒;阳春树;高旭;王子川;

    分析500 kV GIS电磁式电压互感器铁磁谐振产生的机理,谐振发生所需的条件,谐振类型的判定方法和主要应对措施。根据传统500 kV GIS电磁式电压互感器的励磁特性和清原抽水蓄能电站500 kV GIS低磁密电压互感器的励磁特性,以及电站试验、调试、检修等各种工况下电压互感器及其连接短母线、高压电缆、架空线路的回路特性,计算典型工况下独立系统的等效容抗和电磁式电压互感器的励磁电抗。根据PETERSON曲线分析了传统互感器产生谐振的可能性并定量计算分析出了铁磁谐振的类型。在合同执行阶段会同设备制造商对低磁密电压互感器进行研究,计算结果表明,低磁密电压互感器抗饱和能力突出,在可以预计的所有运行工况下,均不会发生铁磁谐振。

    2025年S1期 v.56 157-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 2214K]
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  • 清原抽蓄电站厂用电系统中性点接地方式研究

    王子川;王建明;金欢;仇震;田侃;高旭;

    我国抽水蓄能电站10 kV厂用电系统长期以来采用中性点不接地的运行方式,随着厂用电设备容量的不断增加,电缆化率不断提高,发生单相接地故障后,由于故障电容电流过大,电弧往往不能自熄,单相接地故障升级为相间短路事故的情况时有发生。首先对目前主流的中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经小电阻接地三种接地方式原理进行研究,分析比较各接地方式的优缺点,并结合清原抽水蓄能电站厂用电设计原则和各设备实际参数,研究得出最适合电站运行情况的中性点接地方式。

    2025年S1期 v.56 161-166页 [查看摘要][在线阅读][下载 2166K]
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水文水资源

  • 昆明近70 a暴雨气候特征及变化趋势分析

    张小潭;刘智天;吴绍飞;汪煜;杨操静;李翰卿;

    为更科学地识别变化环境下城市暴雨特征及其演变规律,增强城市应对洪涝灾害的预防及决策能力,利用昆明国家基准气象观测站72 a(1951—2022年)的逐日降水资料,研究昆明近70 a暴雨时程演变特征,采用Mann-Kendall非参数检验的统计学方法分析昆明降水、暴雨量、暴雨日数、暴雨强度等要素的变化趋势及其显著程度,同时应用多种数理统计方法验证其研究结论。研究表明:昆明近70 a整体呈现降水量略减、暴雨量增加、暴雨日数增多、暴雨强度增强的变化趋势;小雨、中雨、大雨减少,而暴雨逐渐增加;预测未来暴雨将可能持续性增多趋强,每10 a增长约8.28 mm。

    2025年S1期 v.56 167-172页 [查看摘要][在线阅读][下载 4542K]
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  • 勐海灌区供水水库多时间尺度入库径流丰枯遭遇下调水分析

    刀海娅;田宇;阿长松;蒋汝成;孙治才;

    通过Copula函数进行建模,采用水文上常用的5种边缘函数对勐海灌区内三座重要水库在不同时间尺度下的入库径流进行边缘分布拟合,并由Copula函数对三座水库不同时间尺度下的最优边缘分布进行联合分布的构建,由最佳Copula函数求解两两水库在不同时间尺度下的入库径流丰枯遭遇概率,最后通过最小月平均流量法计算的径流量经Tennant法评价后,将其作为灌区内水库调水的标准。主要得出:三座水库在同一时间尺度下的最佳Copula函数均为Clayton Copula函数。同一时间尺度下三座水库两两丰枯遭遇概率组合中,丰枯同步的概率均大于丰枯异步的概率。在所有丰枯遭遇概率组合中所有时间尺度下三座水库两两均为同枯的概率最大,表明灌区内三座水库在丰枯遭遇组合中同为枯水年的可能性最大。非汛期和汛期三座水库由最小月平均流量法计算的径流量在Tennant法评价标准中基本符合生态需求,其结果可作为灌区水库调水的标准。在这一标准下,曼满水库在上一年12月份和2010年1月份无法向灌区进行大量供水,只能通过曼桂和那达勐水库向灌区进行供水调度。2011年非汛期三座水库均可向灌区进行供水调度。2010年、2011年汛期7月和8月三座水库均为丰丰遭遇,可以向灌区进行大量供水调度。除2010年、2011年7月和8月外,三座水库均为枯枯遭遇,在满足入库河流河道生态系统条件下,三座水库均可以对灌区适当进行供水调度。该研究成果可为勐海灌区供水水库群调水提供参考依据。

    2025年S1期 v.56 173-185页 [查看摘要][在线阅读][下载 4180K]
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  • 基于数值模拟的流域水循环变化时空特征分析方法

    杨舒毓;

    流域水安全问题关系着粮食安全、人民健康以及社会稳定,为探究全球变暖和社会经济发展背景下流域水循环的历史演变规律,建立一套基于数值模拟的流域水循环变化时空特征分析方法,对制定相关政策来适应和缓解未来可能出现的水灾害具有重要意义。以泰国昭披耶河流域为例,综合应用实测气象、水文及下垫面数据,构建了高分辨率的分布式水文模型GBHM,对1985—2014年昭披耶河流域水文过程进行数值模拟,分析了水循环要素和植被的时空演变规律,并基于EOF方法阐明了降雨年内分布的“双峰”特征。结果显示:昭披耶河流域降水空间分布不均,多集中在东北和东南地区;过去30年,全流域及上游滨河、汪河、永河和难河四个子流域面平均年降雨量均呈现显著上升趋势,上升速率分别为1.25 mm/a、1.06 mm/a、1.50 mm/a、2.61 mm/a和0.65 mm/a;流域年内降水分布呈现双峰形态,其中3—5月出现的第一个峰主要受南亚季风影响,7—9月出现的第二个峰主要受西北太平洋季风和热带气旋的影响;过去30年,昭披耶河流域以及上游四个子流域年径流均呈现显著上升趋势,上升速率分别为2.84亿m~3/a、0.62亿m~3/a、0.29亿m~3/a、0.78亿m~3/a和1.04亿m~3/a。结果表明,南亚季风主导了该流域前期降雨峰值、西北太平洋季风及热带气旋主导了后期降雨峰值;雨季南亚季风和热带气旋显著增强引起暴雨增加,进而导致洪水加剧。通过对流域水循环过程各类要素时空特征变化分析,充分展示了基于数值模拟的流域水循环变化时空特征分析方法在流域水循环要素分析中的独特作用,可为流域水安全政策制定提供分析工具和有益参考。

    2025年S1期 v.56 186-201页 [查看摘要][在线阅读][下载 7762K]
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  • IMERG和SM2RAIN卫星降雨产品在子牙河流域的干旱效用评估

    章跃芬;郝益民;田济扬;刘荣华;田孟涵;

    干旱是一种复杂的极端气候现象,给世界各个国家和地区的农业生产、经济发展、水资源管理和生态环境等造成了严重损失。子牙河流域长期以来受气候变化和人类活动影响严重,且近年来流域内干旱事件发生的频率和范围表现为加剧趋势。目前,基于卫星的降水定量估计在干旱监测中显示出巨大的潜力,深入研究不同类型卫星产品在流域内的气象干旱识别能力,对子牙河流域未来干旱预警、水资源调配和农业生产都具有重要的科学意义。系统评估了IMERG-F和SM2RAIN-ASCAT卫星降水数据在子牙河流域的月尺度降雨时空精度、误差和准确性,基于3种气象干旱指数(SPI、SPEI和CI),综合评估了各卫星降水产品在多时空尺度上的干旱监测能力和干旱事件识别能力,结合典型干旱事件对比评估了卫星降雨产品间的干旱等级空间分布和空间效率指数差异。结果表明:IMERG-F在干旱指数估计和干旱事件识别中普遍表现出较好的性能(R~2>0.821,RMSE<0.448,POD>0.814,FAR<0.187),而SM2RAIN-ASCAT的干旱效用较差(R~2>0.081,RMSE<1.2,POD>0.442,FAR<0.571)。IMERG-F与GAUGE表现出相似的空间干旱模式(SPAEF为0.507~0.732),能较好地反映区域尺度上的气象干旱中心及干旱影响范围。与SPI和CI相比,所有卫星产品在估计SPEI时精度更高。

    2025年S1期 v.56 202-212页 [查看摘要][在线阅读][下载 4587K]
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  • 基于“干旱强度-持续时间-损失量”三维特征变量的干旱评估模型研究

    李翔宇;雷添杰;林智韬;姬军红;孙晖;吴清华;王嘉宝;陈东攀;

    为研究内蒙古地区受灾人口与干旱强度、持续时间等干旱特征要素的定量关系。研究基于调查数据和综合干旱指数(CDI)获取了内蒙古地区受灾人口的样本数据。从干旱强度和持续时间等特征要素出发,分析了受灾人口与干旱强度、持续时间之间的相关性,构建了基于“干旱强度-持续时间-损失量”三维特征变量的干旱评估方法与三维模型。研究表明,受灾人口是由干旱强度、持续时间等特征要素共同决定的,受灾人口与干旱强度和持续时间存在显著相关,干旱强度和持续时间也存在着显著的交互作用,且受灾人口与干旱强度和持续时间之间的响应关系更趋向于非线性响应关系。

    2025年S1期 v.56 213-220页 [查看摘要][在线阅读][下载 2866K]
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  • 气候变化下雄安新区干旱风险研究

    徐小婷;侯锐;吕思可;

    雄安新区地处华北平原中部,属于我国水资源相对匮乏的地区之一,研究其干旱特征演变形势,对雄安新区经济社会发展及水资源管理具有重要意义。利用1975—2018年31个气象站点的长系列气象监测数据和CanESM2气候模式数据,计算不同时间尺度下标准化降水指数SPI,并采用多种类型Copula函数,构建基于干旱特征表征的二维联合概率分布模型,分析雄安新区所在水资源二级区在气候变化影响下的干旱演变规律及风险状况。在月尺度和季节尺度上,水资源二级区轻旱、中旱和重旱发生频率的空间分布情况有所转移,整体变化不大,但特旱发生频率则存在显著的增加;在年尺度上中旱频率有所减小,而轻旱、重旱和特旱的发生频率增加显著,同时在空间分布特征有明显转移;Clayton Copula函数对雄安新区所处区域干旱历时和干旱程度的拟合效果最佳,二者的单变量重现期均位于联合重现期与同现重现期之间,随着重现期的增大至100 a时,干旱历时达到6.9个月,干旱程度达到7.4,但二者的同现重现期将超过200 a。结果表明:未来轻旱、重旱和特旱均在雄安新区及周边出现明显聚集现象,也意味着未来雄安新区的水资源承载安全风险有升高的可能性,但长历时高烈度的干旱事件出现概率相对较小。

    2025年S1期 v.56 221-229页 [查看摘要][在线阅读][下载 2589K]
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  • 基于SPOTPY包的流域水文模型动态率定研究

    胡友兵;马亚楠;王凯;徐建;陈绪伟;杜宏杰;

    数字孪生流域建设是智慧水利最鲜明的特征,模型平台为数字孪生流域建设提供算法支撑,模型高效实例化是模型平台实践应用中亟需解决的一项重要技术瓶颈。聚焦模型实例化过程中动态在线率定需求,引入SPOTPY工具包,选取我国广泛应用的新安江模型为实例对象,按照水利部、淮委通用化模型建设颗粒规范要求,对该工具包提供的基于SCEUA优化算法的算例模块进行改造,将模型参数、优化方法参数、目标函数、雨水情数据等转变为传入变量。同时采用FastAPI、Docker等微服务构建、容器化打包技术杖,构建流域水文模型动态率定微服务实例。通过在数字孪生淮河模型平台中实践应用表明,该技术方法高效成熟可靠,为模型实例化在线动态率定实施提供了重要技术参考。

    2025年S1期 v.56 230-233页 [查看摘要][在线阅读][下载 2273K]
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  • 基于模糊优选理论的AHP在流域初始水权分配中的应用

    李俊玲;周载恩;墨运涛;万中宇;

    用水权初始分配是推进水权改革的前提和基础,目前用水权归属不够清晰,权利义务不清楚,造成水市场培育困难,水权交易难以有效开展。基于模糊优选理论的AHP法,提出改进的水权分配模型,通过综合多种因素和使用先进的决策分析工具,提供了一种更为精确、公平和高效的水资源分配解决方案,提高了水权分配的科学性和适应性,更好地满足现代社会对资源管理的复杂需求,并以定安河流域为例对模型进行了应用,探索初始水权分配方案新路子,对实现流域水资源的高效、优化配置具有一定的探索价值。

    2025年S1期 v.56 234-238页 [查看摘要][在线阅读][下载 1813K]
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  • Arcmap和HEC-RAS在南海子蓄滞洪区优化调度中的应用

    王盼;许丹;吴梓萌;杨丽;李宝元;赵振亚;张超;

    南海子蓄滞洪区是北运河流域防洪体系的重要组成部分,为探究其现状滞洪库容、洪水演进过程,为优化调度提供支撑,根据最新实测高精度地形图,采用Arcmap复核南海子蓄滞洪区现状滞洪库容,并基于HEC-RAS建立二维水动力模型进行洪水演进分析,明确设计调度方案。结果表明,南海子蓄滞洪区现状滞洪库容为230万m~3,比50 a一遇规划蓄洪量260万m~3少30万m~3,将麋鹿苑作为蓄滞洪区的一部分可最优地解决这一问题,并明确当南海子公园湖区水位达到29.75 m时,打开新建连通渠节制闸,开始向麋鹿苑分洪,当麋鹿苑水位达到29.65 m时,关闭连通渠节制闸。为了保证工程的稳定性,根据模拟结果,确定新建连通渠及节制闸宽度为5 m。根据各区域滞洪水位的对比,相较于水位~库容曲线,基于HEC-RAS的二维水动力模型能够考虑水体的流动方向和水头损失,更好地模拟实际水体的流动。

    2025年S1期 v.56 239-243页 [查看摘要][在线阅读][下载 2216K]
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  • 缺资料流域中小河流洪水预报研究

    练迪;王京晶;王宁;

    缺资料流域中小河流洪水预报研究是目前水文研究的重难点问题。以广州市派潭河流域为目标流域,分别采用综合单位线法和水文相似参数移植法进行水文预报研究,其中参数移植法将西福河流域作为参证流域,基于西福河和派潭河流域地形指数频率分析结果,表明两流域具有水文相似性,将参证流域新安江模型参数直接移植到目标流域进行洪水模拟预报。对比分析两种方法在目标流域洪水模拟情况,结果表明基于新安江模型的参数移植法需要较多参证流域和目标流域的水文地理资料,较综合单位线法整体预报精度更高。综合单位线法所需的水文地理资料较少,整体精度较低,但随着洪水量级增大,预报精度会显著提高。并综合以上两种方法的适用条件和应用效果,提出一种缺资料中小河流的洪水预报方法。

    2025年S1期 v.56 244-249页 [查看摘要][在线阅读][下载 4111K]
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水工建筑

  • 特高拱坝变形分析与监测研究

    王永庆;杨安玉;

    305 m级的超大型水电站的工程技术及施工难度超乎想象,许多技术指标已超过现行规范的要求,掌握变形规律及拟定变形监控指标是极其复杂的研究,首先,基于1∶1的原型试验参数对现役坝体的重要形变性态进行多方位的分析与总结,反馈坝体实际服役性能,进而探究其外部影响因子及影响规律;其次,融合荷载集、荷载效应集,通过确定性函数和物理推断法综合确定各影响因素,依据实测资料确定模型中的各因子的系数,进而可以推算某一组荷载集时的荷载效应集,进而建立特高级拱坝变形监控统计模型,以判断建筑物的工作状态,对建筑物进行监控,通过典型测点的变形预测分析,将其与其他方法对比分析,进而得出特高级拱坝变形监控指标以及较优的拟定方法;第三,建立坝体的三维非线性有限元模型,提出了通过考虑坝体自重和外界水荷载下的增量步差值算法,较为精确的模拟了拱坝变形实际性态。研究成果对于以后类似工程的探究分析提供了有力的参照。

    2025年S1期 v.56 250-254页 [查看摘要][在线阅读][下载 1945K]
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  • 某水利枢纽1#泄洪排沙放空洞掺气设施体型试验研究

    高建标;

    某水利枢纽1~#泄洪排沙放空洞运行水头高达83 m,断面最高平均流速超过35 m/s,采用一坡到底形式,底坡为0.81%。设计三道坎槽结合的掺气设施。为了验证掺气设施设计方案的合理性,通过比尺1∶40的水工物理模型试验,对掺气设施体型进行了优化研究。结果显示:设计体型控制段后渐扩边墙局部压强值达-86.6 kPa,易发生空化水流。空腔回水严重,间歇堵塞通气孔,通气井面积小,气水流量比最大为1.8%,3~#掺气坎仅0.6%。经试验研究,提出取消渐扩段,1~#掺气设施上移并将体型调整为差动式突扩突跌形式,2~#、3~#掺气设施调整为差动式挑坎、坎后变坡形式。结果表明:优化后的体型能够满足掺气要求,汛限水位气水流量比超过4.2%,正常蓄水位以上气水流量比超过7.0%,掺气效果良好,成果对解决隧洞小底坡掺气设计有重要参考价值。

    2025年S1期 v.56 255-261页 [查看摘要][在线阅读][下载 2617K]
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  • 北坑水库大坝坝型比选及坝基处理方案研究

    丁刚;邹德兵;傅兴安;程子刚;王寺响;

    北坑水库坝址为不对称宽谷地形,岩性为凝灰岩,岩石较坚硬,左岸覆盖层较为深厚。与重力坝相比,当地材料坝对地形地质条件适应性强,料源条件更好,且投资更省;考虑风化料心墙堆石坝施工工期较长,且与紧邻布置的溢洪道有一定干扰,推荐坝型为面板堆石坝。针对坝基深厚覆盖层问题,考虑“保留部分覆盖层+振冲碎石桩”方案大坝面板变形开裂风险相对较大,施工难度大,施工工期长,工程投资多,因此大坝坝基采用“全部挖除覆盖层”的处理方案。

    2025年S1期 v.56 262-266页 [查看摘要][在线阅读][下载 2035K]
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  • 沥青混凝土面板堆石坝防渗面板局部失效渗流特性研究

    熊珅;华倩宇;高东红;林恒星;

    当沥青混凝土面板堆石坝防渗面板局部出现裂缝时,会对大坝的安全产生巨大的影响。为了掌握沥青混凝土面板防渗局部失效时对坝体渗流的影响,以甘肃某抽蓄电站上水库沥青混凝土面板堆石坝为例,建立三维有限元模型,计算面板局部失效时坝体的渗流场,分析面板不同部位局部出现裂缝及不同裂缝大小对渗流场的影响。计算结果表明,沥青混凝土面板局部失效裂缝对面板坝渗流场的影响主要集中于裂缝附近,随着缝宽的不断增大,通过坝基岩体的流量也依次变大,面板的渗透坡降变小,坝基岩体的渗透坡降基本不变。在面板裂缝周围垫层内部较小区域形成饱和区,面板防渗局部失效对渗流场的影响范围均不超过垫层区,裂缝下部垫层饱和区范围和入渗流量较大,故保证垫层料的级配和抗渗性能是极为重要的。同时发现沥青混凝土面板防渗局部失效对渗流场的影响与失效的部位、裂缝宽度等有关,相比于失效缝缝宽,失效部位对渗流的影响更大。结果可为类似工程设计、施工提供参考。

    2025年S1期 v.56 267-271页 [查看摘要][在线阅读][下载 2363K]
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  • 基于优化的EMD-LSTM的土石坝沉降预测模型研究

    李宗淇;姚成林;赵文波;

    针对土石坝沉降预测模型中回归模型易受多重共线性影响,神经网络模型存在过拟合、局部极值陷阱以及超参数难以确定等问题,提出了一种基于经验模态分解(EMD)和长短期记忆神经网络(LSTM)的优化模型。首先,通过EMD对全球导航卫星系统(GNSS)测点的时间序列数据进行多尺度分解,提取趋势和周期成分。然后,利用主成分分析(PCA)筛选关键影响因子,减少数据维度,提高模型的泛化能力。最后,采用LSTM构建时间序列模型,并通过鲸鱼优化算法(WOA)优化LSTM的超参数,以提升模型的预测精度和收敛速度。实验结果表明,该模型在土石坝沉降预测中具有显著的优势,均方误差(MSE)为7.070 1,平均绝对误差(MAE)为1.885 9,拟合优度(R~2)为99.83%。与传统方法相比,该模型在降噪、特征捕捉和超参数优化等方面均有明显提升,可为土石坝沉降提供可靠的预测方案。

    2025年S1期 v.56 272-281页 [查看摘要][在线阅读][下载 3814K]
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  • 高海拔地区混凝土坝热力学参数反演和温控措施优化

    杨映;曾乾礼;郑磊;张磊;

    高寒高海拔地区气象环境复杂,设计条件与实际条件存在较大差异,在特定条件下可能增大混凝土的开裂风险,因此需要对施工期热力学参数和温度场进行反演分析,优化温控措施以确保施工安全和质量。采用全坝全过程仿真分析方法,结合施工期实测温度数据,全面对比分析室内热学和力学参数与现场实际参数之间的差异。采用反演的温度参数和实际浇筑进度,通过仿真分析对陡坡坝段的温控措施进行优化研究。反演分析显示,三级配常态混凝土的绝热温升值调整至27.5℃后,计算值与实测值相符;二级配常态混凝土的绝热温升终值为35℃时,计算值与反演分析值最为接近。设计绝热温升与反演分析的对比表明,反演的早期温度高于设计值,但终值低于设计值。仿真计算结果显示,基础强约束区常态混凝土的最大顺河向应力为1.50 MPa,安全系数为1.64;其他区域的应力和安全系数均在合理范围内,但基础强约束区和垫层常态混凝土的安全储备略低。在准确反演热力学参数的基础上,结合仿真分析成果发现基础强约束区和垫层常态混凝土的温控措施需进一步优化,特别是需要进一步严格控制最高温度并加强表面保护。本文采用的参数反演和温度应力场的反馈方法可以更准确地反映实际施工情况,为大体积混凝土施工标准和措施的优化提供更可靠的技术支撑。

    2025年S1期 v.56 282-287页 [查看摘要][在线阅读][下载 3133K]
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  • 地震作用下钢筋混凝土水闸非线性损伤破坏机理研究

    宋力;郭博文;范冰;刘智;孙帅龙;

    针对目前钢筋混凝土水闸结构抗震分析中存在的缺陷,建立了水闸-地基-水体系统非线性地震损伤分析方法,并以某VIII度区内防洪闸工程为例,研究了水闸结构在地震作用下的动力响应、损伤破坏范围与程度等,揭示了水闸-地基-水体系统非线性地震损伤破坏机理。结果表明:(1)该方法考虑了无限地基辐射阻尼效应、混凝土动态损伤、钢筋混凝土黏结滑移作用以及水体和水闸结构间流固耦合作用等因素影响,较为真实地反应了地震作用下钢筋混凝土水闸受力状态,并通过与其他方法计算结果对比,验证了建立方法的准确性;(2)地震作用下排架柱与闸墩连接部位出现混凝土损伤,损伤区域基本覆盖排架柱横截面,且最大损伤值已达到了0.659,此时混凝土基本处于损伤破坏状态;(3)随着地震历时的增加,闸室结构排架柱折角处开始出现混凝土损伤,且损伤数值和区域持续增大,当损伤区域贯穿整个排架柱横截面时,可认为闸室结构已发生震损破坏。

    2025年S1期 v.56 288-296页 [查看摘要][在线阅读][下载 3919K]
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工程施工

  • 异形高强大体积混凝土施工温控研究

    钱萍萍;陈徐东;

    基于跨铁路高架桥V形刚构墩结构施工,研究高强异形大体积混凝土的温度控制措施。分别建立了墩座、斜腿第一节段和斜腿第二节段的有限元模型,分析了不同降温措施下混凝土的温度峰值随龄期的变化特征和内部温度场特征,比较了温度监测和模拟结果。结果表明:不同施工段的温控关键参数不同,墩座为温度峰值,斜腿为最大表里温差。高强大体积混凝土的抗裂性能提高,温度峰值和最大表里温差可比现有规范提高5℃,表面与大气温差值可提高10℃。

    2025年S1期 v.56 297-303页 [查看摘要][在线阅读][下载 3973K]
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  • 帷幕灌浆单耗量设计与施工差别较大的原因分析与处理措施

    吕晓东;杨赵峰;朱蕾;李锡均;

    水利水电工程帷幕灌浆施工时的单耗量与设计单耗量相差较大,一般增大的情况较多。其增大的原因多种多样,也复杂可变,总的概括起来受灌浆材料、人为因素、灌浆压力和受灌地层岩性等等因素控制,但均可以采用有效的手段使其得到有效的控制。在历年来的规范修订过程也强调了这一点,每次修订过程中也对影响单耗量的参数进行了逐一修订,每一次修订的结果越来越符合工程实际和易于操作和实施。造成单耗量相差较大的因素也是影响帷幕灌浆单耗量增大的因素,可通过有效的控制手段和处理措施使其设计单耗量与施工时的单耗量基本一致,免得材料的增加带来工程造价的增大而导致的设计变更。研究成果为同类工程遇到同样情况时提供了一定的参考和借鉴。

    2025年S1期 v.56 304-308页 [查看摘要][在线阅读][下载 1786K]
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  • 新集水库坝基消力池固结灌浆试验研究

    瞿刚修;蒋伟林;聂鼎;

    为保证新集水库大坝浇筑施工进度及坝基固结灌浆质量,需要进行坝基固结灌浆试验。根据试验区地质条件制定了固结灌浆试验方案,对灌浆前后岩体波速、抬动变形、透水率等进行了分析与讨论。其中试验区灌浆后岩体波速的平均值比灌浆前增大7.5%;试验中各孔段均未发现有消力池底板砼抬动迹象变形;消力池试验区灌前灌后平均透水率分别为31.92 Lu、12.96 Lu,灌后透水率明显下降。这些结果表明了此次固结灌浆具有良好效果。

    2025年S1期 v.56 309-313页 [查看摘要][在线阅读][下载 2512K]
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  • 极寒条件下地下洞室通风供暖形式及节能措施研究

    刘国超;

    某大型地下洞室工程地处严寒地区,冬期时长208 d,平均温度-19.7℃,最低温度-45.4℃。该洞室的分布错综复杂,主洞室施工周期漫长,施工巷道、水幕巷道线路长交叉口多。随着施工的推进,洞室之间的联通方式、通风通道、通风距离、通风回路都在不断变化,地下洞室气流组织复杂,施工保温供暖难度大。针对以上在施工中存在的困难,采用计算流体力学(CFD)理论模型对水封洞库不同施工时段的风流场和温度场进行模拟,通过现场采集数据对模拟成果进行修正,力求通过计算模拟指导施工。利用计算模拟的成果对施工期冬季施工通风及供暖布置进行了优化调整,使极端寒冷条件下洞内环境温度始终保持在5℃以上,同时充分利用洞内排出气体的余热解决了交通洞路面结冰的难题,为工程建设的推进起到了很好的保障效果。

    2025年S1期 v.56 314-321页 [查看摘要][在线阅读][下载 4174K]
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  • 超浅埋大盾构近距离下穿市政隧道控制技术

    温晓虎;高天增;吴彬;吴飞;杨建烽;

    以广州地铁十二号线云溪公园站—小金钟站区间左线大盾构下穿金园路隧道为例,研究了在上软下硬复杂地层条件下大盾构近距离下穿对既有市政隧道沉降变形的影响。通过采取不同阶段的保护对策及技术方案,对大盾构下穿金园路隧道设计和施工进行了指导。综合运用理论分析,通过对金园路隧道保护设计方案的比选论证,最终确定采用在变形缝位置设置混凝土箱涵的方案。在大盾构下穿金园路隧道的施工过程中,采取了掘进控制、径向孔注浆、管片壁后深孔注浆及加密监测频率等措施,有效解决了沉降变形控制技术难题,为类似工程提供了借鉴参考。

    2025年S1期 v.56 322-328页 [查看摘要][在线阅读][下载 3283K]
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  • 基于AHP-模糊综合评价法的水泥搅拌桩质量评价与应用

    叶亚平;魏逸龙;裘友强;刘军勇;张超;尹利华;

    水泥搅拌桩被广泛地应用于我国许多软土地区用以处理软弱地基,但是针对其隐蔽的工程特性,如何及时、有效地对其工后质量进行评价,目前还缺乏科学有效的方法。以广东省中山市某软基搅拌桩处治工程为例,基于智能化监测系统结合现场检测试验,采用AHP-模糊综合评价的方法对水泥搅拌桩的成桩质量进行评价。首先确定搅拌桩成桩质量的评价指标及隶属度函数,然后采用层次分析法计算对应评价指标权重,其次将模糊综合评价法用于水泥搅拌桩成桩质量评价,最后将评价结果与工程实际进行对比分析。结果显示:监测桩长和实际桩长之间的误差小于2%,监测段灰量与桩身强度、钻杆平均速度与桩身完整性之间的拟合优度均较高,成桩质量模糊综合评价结果与抽取芯样的芯样特征之间的吻合程度较高。结果表明:应用此评价指标体系再结合模糊综合评价的方法能很好地反映实际工程中水泥搅拌桩质量检测的结果,验证了该方法用于水泥搅拌桩成桩质量快速评价的可行性,为改进水泥搅拌桩施工阶段内容及提高施工质量提供参考。

    2025年S1期 v.56 329-336页 [查看摘要][在线阅读][下载 2550K]
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  • 基于三维激光扫描的隧洞施工数字化系统建设及应用

    李向前;林恩德;房宽达;陈吉林;于琦;尚超;

    抽蓄工程建设涉及到地下厂房、引水隧洞等地下洞室施工,建设工期紧、质量要求高。为了提升隧洞工程建设数字化水平,提高建设效率,保障工程质量,构建了基于微服务架构的隧洞施工数字化系统,基于cesium实现了大规模隧洞三维点云数据的轻量化和可视化。系统利用三维激光扫描仪采集的隧洞开挖、支护与衬砌等阶段施工形象的点云数据,结合隧洞设计参数,实现对隧洞超欠挖、支护的体型的偏差、喷射混凝土厚度、衬砌厚度与平整度等质量要素的统计与分析。基于三维点云数据对隧洞工程进度进行监控,对施工强度进行统计分析,对隧洞开挖及支护的工程量进行计量,对隧洞变形进行三维可视化查询。系统能够基于分析结果自动化生成隧洞施工质量分析报告及满足工程管理要求的验评表单及签证。系统在某抽水蓄能电站工程的进厂交通洞进行了工程应用,对工程的建设管理提供了有效支撑。

    2025年S1期 v.56 337-344页 [查看摘要][在线阅读][下载 3893K]
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  • 基于参数化建模的地下洞室施工通风方案优化

    赵于龙;赵青;曹文昱;赵翌博;翟秋凤;

    地下洞室纵横交错的布置形式和平行交叉的掘进方式导致通风散烟难度大,而其通风效果直接影响工程的施工进度和安全。以某地下水封洞库工程为研究对象,采用Addins方式对OpenBuildings Designer软件进行二次开发,参数化构建地下水封洞库BIM模型,并依据与工程相符的初始条件和边界条件,通过标准k-ε湍流模型和组分运输模型精细化模拟洞室内风流场分布与有害气体迁移。研究结果表明,相对于风管出口到工作面的距离,其在截面的位置对二衬步距范围内通风效果的影响更大;当风管出口位于拱顶中央且距工作面50 m时,二衬步距范围内的通风效果最好,仅需9.7 min的通风时长即可满足施工人员长期作业的需求;洞室内有害气体存在汇集于连接巷道、施工巷道等主通道内的现象,可考虑在主通道内有序间隔布设射流风机以提高其通风效率。

    2025年S1期 v.56 345-350页 [查看摘要][在线阅读][下载 3198K]
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工程基础

  • 某水电站地下厂房围岩稳定性及加固效果评价

    陈曦;吴英姿;肖诗荣;柴子晗;姜晓玲;郭飞;

    地下洞室围岩稳定性关系到地下工程的施工安全和地下建筑物后期的安全运行。以施工地质工作中的围岩类别校核和块体稳定性分析为基础,对西南某地下厂房围岩稳定性进行评价。并通过施工期围岩位移监测数据与FLAC~(3D)数值模拟成果的对比分析,对厂房围岩加固效果进行评价。评价结果表明,地下厂房围岩以Ⅱ类、Ⅲ类围岩为主,占比96%,Ⅳ类仅占4%,且由于加固及时,施工过程中未发生10 m~3以上较大规模块体塌落现象,围岩稳定性总体较好。地下厂房围岩顶拱位移为毫米量级,顶拱围岩加固效果良好。边墙位移为厘米量级,边墙围岩加固效果较好。比较而言,顶拱加固效果比边墙加固效果好。研究成果对同类项目具有参考借鉴意义。

    2025年S1期 v.56 351-358页 [查看摘要][在线阅读][下载 3133K]
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  • 不同非均质系数对土体注浆压裂过程影响的数值模拟研究

    杨永宁;孙屹;蒋景东;郁舒阳;

    软弱黏土地基容易产生不均匀沉降,威胁水工建筑物安全。黏土固结注浆是改善其力学性质的有效手段,但是传统有限单元法及离散单元法在处理黏土注浆劈裂过程存在局限。为探究黏土注浆开裂机制,建立一套可以模拟土体注浆劈裂浆脉发展过程的无网格数值方法,在SPH框架下定义了“土体粒子”与“浆液粒子”,推导了注浆压力下“浆液粒子”与“土体粒子”的相互作用方式,引入了一个可以反映粒子失效的断裂标记κ,可以模拟土体注浆劈裂裂缝渐进扩展形态。考虑土体的非均质特性,引入Weibull分布函数考虑抗拉强度的非均匀分布,对不同非均质特性下的土体注浆劈裂特性进行了数值模拟,结果显示:所提出的改进SPH方法可以很好的模拟黏土注浆劈裂过程中的浆脉发展过程。结果表明:不考虑土体非均质性时,浆脉延伸形态单一且对称,而考虑土体非均质性时,土体注浆压裂形态较为复杂,形成纵横交错的浆脉网络。在浆脉起裂前,注浆形成的土体扰动主要集中于注浆孔附近,而在浆脉起裂后,浆脉沿线土体均受到较大的扰动。最后,讨论了土体注浆压裂裂缝形成机制,发现土体注浆压裂分叉形态是由土体非均质特性导致的,并对SPH在土体注浆压裂模拟中的应用前景进行了展望,未来研究应着眼于开发三维高性能并行SPH算法。

    2025年S1期 v.56 359-365页 [查看摘要][在线阅读][下载 3737K]
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  • 夯扩挤密桩处理湿陷性黄土地基挤密效果和水平应力变化规律研究

    周勤帮;李建东;段伟;王凯;王海宏;

    为研究灰土夯扩挤密桩处理湿陷性黄土公路路基时挤密效果和水平应力沿深度的变化规律,选用不同桩径、桩间距的灰土夯扩挤密桩处理湿陷性黄土地基,分析处理前后深度范围内桩周土挤密系数、水平应力、超固结比、锥尖阻力和侧壁阻力变化规律。研究结果表明:灰土夯扩挤密桩可显著增大处理深度范围内桩间土平均挤密系数、湿陷系数、水平应力、固结度、锥尖阻力和侧壁阻力,进而提高地基承载力。桩间距从1.0 m增大为1.2 m和1.5 m时,桩间土平均挤密系数分别增大了1.37%和4.11%,平均湿陷系数分别增大了1.75倍和2.79倍;桩间距为1.0 m、1.2 m和1.5 m时,400 mm桩径对应的平均水平应力比分别为3.23、2.47和1.92,超固结比分别为11.58、6.64和3.94,平均桩尖阻力分别增大了2.54倍、1.92倍、1.31倍,侧壁阻力分别增大了3.07倍、2.35倍、1.47倍。450 mm桩径对应的平均水平应力比分别为3.52、2.74和2.21,超固结比分别为13.80、8.26和5.27,平均桩尖阻力分别增大了2.77倍、2.03倍和1.39倍,侧壁阻力分别增大了3.40倍、2.59倍和1.66倍,且桩间距对上述桩间土参数的影响程度均大于桩径。实际工程中建议采用桩间距≤1.2 m的灰土夯扩挤密桩处理湿陷性黄土地基。

    2025年S1期 v.56 366-371页 [查看摘要][在线阅读][下载 3396K]
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  • 基于SVM的岩体灌浆可灌性分析预测模型

    王昶磊;刘宽;张扬;翟秋凤;冯俊祥;

    影响岩体可灌性因素众多,特别是对于隐蔽的岩体裂隙用经验公式判断可灌性准确性较低。针对上述问题,从实现对岩体可灌性的快速准确分析的目的出发,利用支持向量机方法建立岩体可灌性分析预测模型。通过分析可灌性的影响因素,考虑灌浆数据集的小样本特性,分别建立岩体注灰量回归预测SVR模型和岩体可灌性分类预测SVM模型。进一步通过改进灰狼优化算法和增强鲸鱼优化算法,对基于支持向量机的预测模型的进行惩罚因子C、核函数参数g进行寻优。结果表明,通过与其他预测模型相比,所提出的可灌性预测模型分类预测准确率提高约6.5%,并具有收敛速度快的明显优势,验证了基于支持向量机的岩体可灌性分析预测模型的准确性和有效性。

    2025年S1期 v.56 372-378页 [查看摘要][在线阅读][下载 4300K]
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  • 基于时移思想的高密度电法在库区岩溶精细化探测中的应用

    张虎;杨野;王登峰;杨世华;陈科宇;

    为提升高密度电法探测精度和效率,提出了一种创新的数据处理技术,通过单次数据采集时移处理实现,简化了传统方法的复杂性。结合理论模型的数值模拟与实际应用案例,深入探讨了该方法在岩溶探测中的有效性。结果表明,该方法能够有效识别电阻率变化率剖面中的断层和低阻异常体。实际案例中,反演结果与钻孔数据高度吻合,且电阻率变化率与压水试验得到的渗透系数显著相关。此外,岩溶分布特征与电阻率变化率剖面的局部极小值区域密切相关。这一方法成功揭示了西流溪库区地下岩溶裂隙的分布特征,为后期防渗帷幕施工提供了重要的科学依据和指导,也为高密度电法在岩溶的精细化探测中提供了新的解决方案。

    2025年S1期 v.56 379-385页 [查看摘要][在线阅读][下载 4046K]
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  • 大型地下输水管涵运行期地表渗水数值模拟分析

    袁鸿鹄;黄勇;毛莹;宫晓明;李宏恩;

    城市大型地下输水管涵运行期,地表渗水问题引起各方关注。以某城市大型地下输水管涵地面渗水为背景,针对工程地质和水文地质条件,进行地表渗水数值模拟分析研究。选取典型断面,通过设置衬砌不同的渗透系数来反映管涵的不同渗漏程度,进而分析对地表渗水的影响。结果表明:衬砌的渗漏越严重,衬砌孔压消散越小,衬砌顶部土体孔压增加越明显,地表孔压随之增大;在衬砌渗透系数达到1 m/d,长期渗流作用下地表有点状水出漏;对比现场地下水监测资料,与模拟值比较接近。研究成果对于类似城市大型地下输水管涵设计与运行具有借鉴和参考价值。

    2025年S1期 v.56 386-391页 [查看摘要][在线阅读][下载 4779K]
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  • 瞬变电磁探测土质堤坝渗漏病害的正演模拟与工程应用

    张盛行;汤雷;朱春光;石蓝星;明攀;

    渗漏是土质堤坝的高发病害,瞬变电磁法有望实现堤坝深部渗漏低阻区的高效探测。采用有限元方法正演模拟了瞬变电磁场在堤坝内部扩散过程,揭示了瞬变电磁测量曲线对渗漏低阻区域的响应规律,量化分析了有、无渗漏通道磁感应强度的变化,最后结合实际工程开展了现场试验。结果表明:瞬变电磁场在堤坝内部呈椭球形扩散,渗漏低阻区使特定采样时间窗口的磁场分布相对集中、磁感应强度大幅增大,在多测道图上呈现为局部上凸型且表现出明显的体积效应;响应过程中,磁感应强度呈对数型降低,采用相对偏差值可凸显堤坝内部渗漏低阻区的响应;经现场试验和钻孔取芯比对,瞬变电磁法能够有效探测渗漏低阻区,相对偏差值多测道图和视电阻率图谱能够直观展示堤坝内部低阻分布区域。

    2025年S1期 v.56 392-397页 [查看摘要][在线阅读][下载 3077K]
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  • 山区公路桥梁双桩基础磨蚀数值模拟研究

    白晓宇;周迪辉;吴涤;熊文;张二华;

    为研究山区公路桥梁双桩基础在携砂水流作用下的磨蚀分布规律,基于Fluent软件建立双桩基础的三维磨蚀数值模型,采用DPM模型模拟泥沙颗粒,并结合Finnie磨蚀预测公式,开展不同水流流速、泥沙颗粒粒径、含砂率、桩基壁面粗糙度及双桩的排列型式条件下双桩基础磨蚀分布特征研究。结果表明:桩周的流速分布对桩基的磨蚀分布影响较大,前桩的磨蚀相对稀疏,主要分布在迎水面两侧,而后桩受前桩尾流区的影响,磨蚀分布较为密集;随着水流流速的增大,桩基最大磨蚀率的整体变化趋势为增大,但达到一定的速度后,增幅下降;随着泥沙颗粒粒径、含砂率及桩基壁面粗糙度的增大,桩基最大磨蚀率亦增大。其中,对于泥沙颗粒粒径和桩基粗糙度,当增大至一定数值,桩基最大磨蚀率增大的速度下降,而含砂率增大至一定数值时,桩基最大磨蚀率增大的速度增加。随着桩中心距增大,串联双桩的前后桩最大磨蚀率均增大,且增幅逐渐减小,而并联双桩的左右桩最大磨蚀率先增大后减小。

    2025年S1期 v.56 398-404页 [查看摘要][在线阅读][下载 3049K]
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  • 高压富水地层水工隧洞新型堵汇排渗控设计与应用研究

    郭清华;皮进;李宇;杨健;刘立鹏;曹瑞琅;

    富水隧洞堵排结合处理措施后仍存在难以同时满足外水压力和渗流量标准的双控要求,探索渗控新方法具有重要意义。灌浆堵水对减少隧洞渗流量具有明显作用但难以完全隔绝渗漏,实施后隧洞呈现小流量高水压的典型特点,排水和汇水起到明显卸压效果却无法抑制渗流量,为此在传统堵排设计基础上提出了堵汇排渗控理念,并剖析了不同渗控措施下衬砌周边水环境演化规律。研究结果表明,排水措施较浅时泄压能力差而较深时削弱了灌浆堵水效率,致使富水高压地层应用中泄压效果受限,通过设置汇水层能有效疏通衬砌周围的渗流通道,能在不影响灌浆封堵且大幅提升排水泄压效果;在局部排水孔堵塞或非全断面排水时,堵汇排设计能够提供衬砌背后局部渗流和水压消散通道,避免了衬砌偏压效应。新型堵汇排措施可为富水地层高外水压力渗控设计提供新思路。

    2025年S1期 v.56 405-411页 [查看摘要][在线阅读][下载 4047K]
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  • 水平定向钻探技术在水利水电深埋隧道注浆堵水的应用

    杨越;王朝阳;李龙标;李伟;

    在地层复杂、裂隙发育的地层进行深埋隧洞掘进时,如何快速、有效解决渗漏、涌水等普遍存在的问题,已成为保障隧洞安全、有效掘进的重点。以某水利隧洞施工为工程背景,测量涌水量、涌水点等数据,结合长距离定向钻进技术,以洞轴线为圆心、半径为7.02 m的布孔圈上布置4个注浆孔,水平段与洞轴线平行布设、与隧洞轮廓线最小距离2.5 m,通过地面双向施工定向长钻孔进行超前预注浆,结果表明:透水率不大于3 Lu,隧道掘进治理段出水量不大于147 m~3/h,治理效果明显。由此可以得出,与传统地面垂直孔帷幕注浆及掌子面循环注浆工艺相比,此注浆技术降低钻孔数量、提高注浆效率、控制注浆范围、节约注浆材料及施工工期,为隧洞安全掘进创造有利条件,对同类型的隧洞堵水治理具有一定的借鉴意义。

    2025年S1期 v.56 412-416页 [查看摘要][在线阅读][下载 2201K]
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水力学

  • EP水电站溢洪道冲刷破坏机理及治理方案研究

    黄维;杨彦龙;熊泽斌;

    EP水电站溢洪道泄槽末段及鼻坎段左侧底板泄洪时被冲毁,对大坝运行安全造成威胁。水工模型试验及现场检查检测揭示溢洪道泄槽底板水毁的主要原因有:掺气坎位置设计不合理导致泄槽底板脉动压力大,掺气效果差;挑流鼻坎体型不合理,水流归槽不顺造成下游河道回流强度较大;溢洪道泄槽底板平整度差,止水失效,混凝土质量存在缺陷。为彻底消除溢洪道泄洪安全隐患,提出了优化掺气设施布置,鼻坎调整为大挑角差动鼻坎,拆除重建溢洪道泄槽底板等工程治理措施,原型观测试验表明治理效果较好,可为其他溢洪道水毁隐患治理提供参考。

    2025年S1期 v.56 417-421页 [查看摘要][在线阅读][下载 2450K]
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  • 钻孔抽水试验水位降深计算公式推导及其应用

    陈含;张冰冰;邓刚;张延亿;叶建炳;路威;

    水利水电工程基坑降水需要开展钻孔抽水试验。在某深大基坑工程的倒虹吸选取试验场地布置钻孔,开展了单孔抽水、多孔观测试验以及双孔抽水、多孔观测试验,根据试验结果计算得到了地层渗透系数。根据单孔抽水试验的各孔水位降深,推导得到了对数函数形式的水位降深计算公式,利用该公式可计算单孔抽水影响范围内任意位置的水位降深。结合卡巴拉诺维奇公式,推导得到了单孔抽水试验的抽水孔涌水量计算公式,且发现计算值与实际值较为接近,表明了公式的有效性。根据双孔抽水试验的各孔水位降深,推导得到了二次函数形式的双孔抽水试验两抽水孔之间水位降深计算公式,利用该公式可用来确定基坑在双孔抽水时允许的最小水位降深。各计算公式的应用可为基坑降水方案设计提供依据。

    2025年S1期 v.56 422-427页 [查看摘要][在线阅读][下载 2442K]
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  • 新型一字门拦河大型浮船式泵站水动力载荷的数值模拟研究

    王建生;许朴;杜辛茹;

    传统泵闸类水利枢纽的水闸与泵站通常为非集成式,面临占用水道面积大建设困难、一体化智能控制不便、城市建设美观度差等问题,因此以苏州河河口浮式泵站为例,提出一种新型集成式泵闸:一字门拦河大型浮船式泵站。然而该泵站在工作状态下的侧推功率和对河床淤泥影响尚不明确,因此本研究从流动分析角度计算该泵站的水动力载荷,采用了RANS求解器结合VOF多相流模型的方法建立数值模型,以预测该泵站在关闭、开启以及关门清淤状态下的受力情况,并对上下游流场的特性进行分析。结果显示:在泵站匀速关闭过程中,其水动力载荷呈现非线性增长,增大船底与河道之间的间隙可降低水动力载荷;泵站开门过程所需侧推力与河道水位呈正相关关系;在泵站冲淤过程中,浮船底部与河床的距离越大,能够实现的有效冲淤范围也相应增加。结果表明:泵站的船底间隙、水泵的拍门、侧推功率在开启关闭阀门过程中需要及时调整配合,同时结论可以为类似工程项目的风险评估和资源管理提供参考。

    2025年S1期 v.56 428-435页 [查看摘要][在线阅读][下载 5023K]
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机电技术

  • 基于粒子群算法的发电机启停调度快速优化方法

    康赫然;张天闻;邢敬舒;霍启迪;胡文波;王青;高雯曼;

    针对目前发电机启停调度难以适应新能源和负荷快速变化的问题,在常用的调度方案基础上,提出了一种以经济效益为目标,以系统安全稳定为约束的发电机启停优化调度模型,并引入粒子群算法,通过对模型进行线性化处理以减少求解所需时间,提高了求解效率。通过IEEE-30节点算例对提出的方法进行仿真验证,提出的发电机启停调度优化方法准确度和效率高。相比于目前发电机启停调度方法,该方法误差在5%以内,计算时间能够节省50%以上。

    2025年S1期 v.56 436-440页 [查看摘要][在线阅读][下载 2323K]
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泥沙研究

  • 近70 a我国干旱内陆区主要河流水沙变化及主要成因

    陈康;赵钟楠;杨晓茹;张沛;张瑀桐;陈吟;

    河流水沙变化关系到河流健康和功能,也反映出流域的环境变化。为了解我国干旱内陆区河流水沙变化情况及人类活动影响,本文选择我国干旱内陆区的塔里木河、黑河和疏勒河作为代表性河流,运用累积曲线法和M-K检验法分析了其代表性水文站在近70年间年径流量和年输沙量的变化,并探讨了主要成因。结果表明,塔里木河年径流量无趋势变化,黑河和疏勒河年径流量具有显著增加趋势;塔里木河和黑河年输沙量具有显著减少趋势;疏勒河的年输沙量有增加趋势。气候环境、水库工程建设、流域引水与河道漫溢、水土保持等是影响干旱内陆区河流水沙变化的主要因素。

    2025年S1期 v.56 441-447页 [查看摘要][在线阅读][下载 2310K]
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水环境与水生态

  • 大渡河沙湾水电站鱼道过鱼效率评估研究

    廖艺红;王先政;王袁;郑大禹;郭涛;赵艺;张杰;

    为了解沙湾水电站鱼道的过鱼效果,在鱼道内开展了通过性与折返性试验。以中华倒刺鲃(Spinibarbus sinensis)为研究对象,通过在鱼道内安装PIT(Passive Integrated Transpondere)监测设备,记录标记鱼上溯行为。结果表明,调查期间坝下共采集到鱼类15种,共计284尾,属2目4科13属,坝下优势种(IRI>1 000)为钝吻棒花鱼、麦穗鱼、白甲鱼、短须颌须鮈、唇■和裸腹片唇鮈。鱼道内共采集到鱼类10种,共计258尾,属1目2科10属,鱼道内优势种(IRI>1 000)为尖鳍马口鱼大鳞亚种、裸腹片唇鮈、蛇鮈、钝吻棒花鱼、麦穗鱼。监测期间共获得标记鱼信号1 848次,共监测到标记鱼221尾,有70尾未被监测到信息。标记鱼上行率为36.08%,折返率为58.42%,通过率为18.10%。监测期间白天(8:00—20:00)监测到的信号数高于夜晚(20:00—8:00),使用鱼道最频繁时间段为10:00—11:00、15:00—16:00和16:00—17:00。研究成果可为国内过鱼设施的过鱼效果研究提供参考。

    2025年S1期 v.56 448-453页 [查看摘要][在线阅读][下载 1978K]
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  • 基于环境DNA的长江上游朱沱产卵场鱼类多样性及优势种生态位分析(英文)

    路嘉;王丽;李瑞娇;杨瑾;张鹏;杨胜发;

    【目的】随着“十年禁渔”政策的实施,长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区内产卵场的鱼类多样性及优势种的生态位特征可能会发生改变,于2022年2月开始持续对保护区内的天然产卵场生境展开调查。【方法】研究使用环境DNA宏条形码对产卵场鱼类物种组成、生物多样性及优势种的生态位等特征进行分析。【结果】结果显示,本次调查通过环境DNA (eDNA)共检测出鱼类45种,隶属于3目13科38属,其中包含岩原鲤、胭脂鱼等10种长江上游特有鱼类,鱼类群落主要以栖息在底层,产沉性卵、杂食性鱼类为主,且Chao1指数、ACE指数、Shannon指数和Simpson指数的变化范围分别为736~996、719~965、1.58~3.23和0.83~0.99,且各指数均以ZT1监测点处最高。通过聚类分析表明,在一定的相似性水平上,产卵场鱼类群落类型基本可分为2组,监测点ZT3首先与ZT1和ZT5聚为一组,ZT2和ZT4聚为一组。鱼类优势种共有9种,其生态位宽度Bi变化范围为1.13~3.87,以鲤、张氏■等广生态位和中生态位鱼类为主,且部分鱼类优势种生态位重叠指数O_(ik)达到了0.95以上。【结论】结果表明,朱沱产卵场鱼类物种丰富,群落结构较为相似,均匀度较高,鱼类对资源的竞争较为激烈。本研究为长江上游鱼类监测提供了一种新的方法和视角,具有重要的现实意义,也为该处的鱼类资源管理和保护提供了基础数据。

    2025年S1期 v.56 454-467页 [查看摘要][在线阅读][下载 3529K]
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  • 小清河生态缓冲带保护与修复对策研究

    王晓莉;赵兴淼;孙杰;王晋;刘雪飞;刁汇文;

    研究旨在探讨小清河生态缓冲带的现状,识别主要生态环境问题并提出生态保护和修复措施。通过对小清河不同类型生态缓冲带的调查与分析,发现该河流面临河道渠系化严重、堤防公路化及河口湿地缺失等生态环境问题。针对性地提出了干扰去除、生境营造、植物群落构建及河口湿地营造等修复对策。这些对策旨在降低人类活动对河道的影响,提高缓冲带的生态功能,同时强化其作为生态安全屏障的重要作用。通过实施生态工程,可以有效遏制水土流失,拦截净化面源污染,改善小清河的生态环境质量。

    2025年S1期 v.56 468-472页 [查看摘要][在线阅读][下载 2123K]
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  • 新型调水工程水质在线监测与智能预警系统研究

    张棋;杨波;韩镇远;

    优质的水资源对调水工程的发展至关重要,有效的水质监测及预警有助于持续改善水质环境。为提升水资源质量水平,针对新型调水工程的水质在线监测与智能预警系统展开研究。构建水质监测模型整体框架,通过对水质数据的处理,定义具体的监测模型评价指标,完成调水工程水质监测模型的搭建。在此基础上,设置温度传感器、pH传感器、TDS传感器与ORP传感器,并调试其运行功能,实现水质在线监测与智能预警系统的设计。试验结果表明,应用上述系统可以根据水体温度、氧化还原能力、溶解性固体质量及pH值的异常情况完成对调水工程水质情况的监测与预警,可以为持续改善水质环境提供参考。

    2025年S1期 v.56 473-478页 [查看摘要][在线阅读][下载 2162K]
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  • 龙开口集运鱼系统集鱼效果研究

    沈智敏;黄永国;廖艺红;韦向星;王鑫;张杰;匡晓鸣;

    为了解龙开口集运鱼系统的集鱼效果,通过集运鱼系统的定期运行,对8种目标鱼类进行捕捞过鱼。结果表明,集鱼系统对裂腹鱼的集鱼效果较好,但与2021年集鱼系统监测结果差别较大。说明在相同时节,受到周围环境不同影响,集鱼系统对同一鱼类的集鱼效果不同。随后以短须裂腹鱼(Schizothorax wangchiachii)、细鳞裂腹鱼(Schizothorax chongi(Fang))、齐口裂腹鱼(Schizothorax prenanti)为主要研究对象,进行PIT试验,研究在集鱼系统不同部位放流后的集鱼效果。结果表明,试验期间在集鱼斗内放流后回捕到该区域放流的标记鱼17尾,进入到集鱼平台中13尾,逃出集鱼平台比例为23.08%。在集鱼平台入口放流的标记鱼进入集鱼斗8尾,留在集鱼平台中9尾,逃出集鱼平台比例为45.16%。深水网箔入口处放流的标记鱼监测到5尾进入集鱼平台中,上溯率为16.67%。研究结果表明龙开口集运鱼系统具有一定的集鱼效果。该研究可为龙开口集运鱼系统的改造及国内集运鱼系统集鱼效果研究提供参考。

    2025年S1期 v.56 479-483页 [查看摘要][在线阅读][下载 2015K]
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运行管理

  • 知识驱动的梯级泵站群智能运维管理平台研究与应用

    刘海瑞;钟千有;谢津平;张弋扬;付超;

    长距离引调水工程对于缓解地区水资源紧张和促进区域经济社会发展具有重要意义,其中梯级泵站群是确保引调水工程正常运行和高效输水的关键设施。以南水北调东线山东干线梯级泵站群的信息化建设为例,提出一个知识驱动的梯级泵站群智能运维管理平台。通过分析南水北调东线山东干线梯级泵站群信息化建设的需求,梳理实际工程对象之间的关系,构建梯级泵站群运维知识图谱,实现梯级泵站群运维过程中多源异构数据的智能化管理与优化调度。案例研究结果表明,该平台能够提高梯级泵站群的效率与可靠性,减少故障和损失,同时实现运维过程中的智能化管理。

    2025年S1期 v.56 484-490页 [查看摘要][在线阅读][下载 2447K]
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  • 基于云管边端协同的抽水蓄能电站视频监控智能体的研究与应用

    王保根;林文峰;秦飞;高冠群;陈波;黄嘉;

    随着新一代人工智能技术的发展,机器学习和深度学习框架已成为开发和推进人工智能应用的重要工具。在充分考虑端侧设备算力资源局限性的前提下,提出基于云管边端协同的抽水蓄能电站视频监控智能体,解决传统依赖云数据中心进行密集计算的问题。通过算法模型分层部署和云管边端协同机制,极大程度上解决了抽水蓄能电站视频监控智能体在算力、网络、存储等方面的问题,降低远距离广域网传输大量数据产生的高时延和高耗能,优化智能体边缘计算模式,提高人工智能技术应用计算复杂度高的能力,提升抽水蓄能电站视频监控智能体实时应用水平。

    2025年S1期 v.56 491-497页 [查看摘要][在线阅读][下载 2700K]
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  • 船闸光纤光栅水位测量系统的级联布置方案及数据处理算法

    王忠民;

    水位测量技术在船闸运行中发挥着重要作用,光纤光栅传感器作为一种新型无源传感器,在船闸水位测量领域的应用具有较大的潜力。为建立一套精准可靠的船闸水位测量系统方案,针对光纤光栅水位测量系统中光纤光栅传感器易于串联的特性,结合船闸运行时的水位变化特性,设计了一种船闸光纤光栅水位测量系统的级联布置方案,该方案在测量船闸闸室内外水位差时能够在传感器本身精度固定的情况下进一步提高实际测量精度。基于此布置方案,设计了针对水位计零点漂移和斜率漂移的校准算法,校准算法在船闸进行充泄水时运行,逐级对水位计进行校准。针对级联布置方案中的有效水位计数据,设计了基于卡尔曼滤波原理的数据融合算法,并通过仿真对算法的有效性进行验证。

    2025年S1期 v.56 498-503页 [查看摘要][在线阅读][下载 3498K]
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  • 浙南水电增效扩容与绿色改造研究

    但扬清;百文焕;陈晴悦;李大任;周卫明;饶大义;

    我国小水电资源丰富,自20世纪80年代起,国务院大力推进农村水电建设,成功建成1 500多个电气化县,全国小水电站总装机容量超过73 000 MW,占据着世界各国小水电装机容量的半壁江山,显著推动了农村经济和社会发展。然而,随着经济发展和环保意识提升,小水电的作用逐渐被边缘化,存在的历史问题尚未有效解决。基于我国农村水电基础数据平台,探讨了小水电绿色改造和现代化提升的可行性,分析了在高比例新能源并网条件下的水电扩建模式及混合抽蓄改造的可行性,提出了浙南水电资源富集区的改造规划方案,并对不同规模水电站的技术经济性进行了分析。研究表明,通过合理的增效扩容改造,老旧水电站可以显著提高能效,增加发电量,并改善安全性和环境效益。

    2025年S1期 v.56 504-510页 [查看摘要][在线阅读][下载 2623K]
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  • 一种快速测算水电站碳排放的方法

    黄思炜;张天雪;

    在“双碳”目标和“双控”制度实施的背景下,为更客观地反映水电工程的环境影响与环境效益,将碳排放指标纳入水电工程的环境影响评价体系已成为必然。然而,目前绝大多数水电工程均缺乏碳排放的实测数据,使得开展更为系统的环境影响评价研究遇到困难。以雅砻江锦屏一级水电站作为案例,收集并标准化了国内6个已建水电工程的相关参数,做了应用模糊聚类法计算无实测数据水电站的碳排放量的尝试。结果表明,模糊聚类法可以更准确快速地定量预测水电站的碳排放情况,从而能为环境影响评价工作提供更为科学的依据。

    2025年S1期 v.56 511-516页 [查看摘要][在线阅读][下载 2192K]
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  • 水电站水资源与发电联合优化调度研究综述

    刘宝权;魏苗;李霖;苏佩超;孙永红;

    水能作为一种可再生清洁能源,在电力供应领域起着不可替代的作用。由于水电站的特殊性,又承担了一定的水资源调配任务,如农业用水、工业用水、城市用水等供水任务,如何平衡水电站运行期间水资源调配和发电调度之间的矛盾是此领域的研究热点之一。在水电站运行过程中对水资源和发电进行联合优化调度是解决此问题的有效方式,是对近年来水电站水资源与发电联合优化调度领域研究成果的综述,并对未来研究的热点方向进行了探讨,可为相关研究提供参考。

    2025年S1期 v.56 517-523页 [查看摘要][在线阅读][下载 2187K]
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  • “碳减排”视域下某升船机通航调度管理系统设计研究

    王向辉;陈诚;刘佳洋;胡学龙;张栋;刘正桃;陈建锋;黄碧泉;周延通;

    随着全球碳减排要求的日益提高,升船机通航调度系统在提升通航效率、减少空船次和降低碳排放方面的重要性愈加突出。为优化某升船机的通航管理,以某大坝为研究对象,研究设计一套基于AIS船舶定位、视频监控、三维GIS和自动过闸计划编排的智慧化通航调度系统。研究结果显示,改进系统在通航调度效率上有显著提升,调度效率优化幅度达到35%以上。系统在空船次减少方面表现突出,在800次迭代后空船次减少至5,显著优于传统系统的82%。碳排放控制方面,复杂条件下的碳排放量低至120.78 kg。

    2025年S1期 v.56 524-528页 [查看摘要][在线阅读][下载 2142K]
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  • 建德市水务一体化改革探索与研究

    余晶;高焱;杨昌明;

    为实现统一全市供排水建设、运维,统一全市水资源的开发利用,全力推动全市共同富裕,建德市基于现有的水务基础,对全市开展水务一体化改革,深入剖析当前建德市城乡水务状况和问题,确定水务改革目标和原则,通过组建水利水务集团公司、厘清政企职责、推进水价水费改革、加快水利水务工程建设等改革举措,将全市供排水设施的建设和运维工作统筹考虑。建德市水务一体化改革取得了管理体制顺畅、建管统一、供排水通畅、服务优质、水价同网同价等良好改革成效,实现了全市城乡供水安全、水资源充分利用、国有资产保值增值目标,全面提高建德市水资源支撑保障能力,使有限的水资源充分发挥应有的经济效益、社会效益和环境效益,建立了建德市水务一体化改革新模式,为其他地区提供了水务一体化改革建德样板。

    2025年S1期 v.56 529-533页 [查看摘要][在线阅读][下载 2043K]
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  • 基于多源信息融合的船舶撞击弧形闸门风险评估

    张超怡;陈星;张启灵;邢喜旺;李端有;李明;

    随着内河航运的快速发展,各类水利设施面临船舶撞击的风险日益增大。相比于大坝等大体积混凝土挡水结构,闸门结构尺寸相对单薄,在遭受船撞后失效的风险更高,是挡水一线的薄弱环节,当前尚无成熟的方法定量评估闸门的船撞失效风险。针对弧形闸门,以有限元数值模拟结果作为评价数据输入,提出一种基于组合权重、云模型和D-S证据理论的多源信息融合评估方法,开展了闸门结构的风险评估研究。结果表明:船舶吨位200~3 000 t、船速1~8 m/s时,闸门遭受船撞后的失效风险等级为Ⅱ级,撞击后存在一定的质量隐患,但不会影响其安全运行。该方法能够直观呈现闸门风险等级,实现了失效风险的定量评估,评估结果可为水利基础设施通航安全管理及应急预案的制定提供科学依据。

    2025年S1期 v.56 534-542页 [查看摘要][在线阅读][下载 2801K]
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  • “平行船闸”系统的研究

    刘祖伟;赵一鸣;钟植;

    目前船闸工业控制技术在不同系统之间数据交互、系统与系统之间的层次界定、网络安全隐患等方面已经逐步无法满足目前的需求。通过分析三峡河段船舶过闸的服务流程,首次提出一个集智能化管理、智能化运营、智能化监管的“平行船闸”概念。通过构建船舶过闸平行船闸管理系统,将船舶开始申报到最终离开闸区的整个过程显现化和数据化,进而对整个船舶过闸服务进行全面监测和智能化管理,使船闸工业控制技术在现有基础上向通航智能化更进一步。

    2025年S1期 v.56 543-546页 [查看摘要][在线阅读][下载 1980K]
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  • 基于最小下泄流量的水位衔接模拟研究:以大渡河铜街子-沙湾电站为例

    王建华;王乐;曲田;邱辉;李书飞;曾明;董轩;黄克威;

    水位衔接对大渡河流域水资源高效利用具有重要影响。基于2017—2022年的实况和测量数据,利用水文学和水动力模拟方法,分析了大渡河流域铜街子-沙湾电站在最小下泄流量条件下的衔接关系,并提出了相应的最小下泄流量保障方式。结果表明:受水库运行后长期冲刷影响,铜街子坝下水位流量关系曲线较设计阶段出现一定程度的右偏,同流量下对应的水位偏低。沙湾水库库尾回水对铜街子坝下水位存在顶托影响,当沙湾库水位在431 m以上时顶托作用较为明显。铜街子-沙湾为不完全衔接关系,其衔接水位为430.47 m,较设计衔接水位降低1.53 m,采用新的衔接水位能够在满足最小下泄需求的同时,更好的提升上下游梯级之间的水能资源利用效率。

    2025年S1期 v.56 547-552页 [查看摘要][在线阅读][下载 3687K]
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  • 水经济运行系统用户异常行为检测模型研究

    唐茂林;刘刚;何振邦;于永成;周青山;孟雯锦;

    水经济运行系统是水资源管理的重要工具,能够极大地提升电站的运行效率,系统的用户行为直接影响到水经济运行系统的运行状态和数据的准确性。通过系统日志对用户行为的实时监测和分析,可以及时发现潜在的安全威胁。研究从系统日志中挖掘用户异常行为发生的共性,提出了基于Transformer的水经济运行系统用户异常行为检测模型(T-UABI-WEOS)。在不牺牲数据原有信息的前提下,采用特征融合预处理方法优化了数据的表达形式,使得特征之间的相互作用得到了有效的体现,而不是单纯地被独立对待。考虑到用户行为数据的不平衡问题,引入变分自编码器模型(Variational Auto-Encoder, VAE),对异常序列数据进行学习,进而由已训练的VAE模型生成的模拟异常序列数据平衡数据集,以此来增强模型的训练效果。试验结果显示,相较于传统数据预处理方法,该方法能提高模型的预测精度达6%左右。试验对比了不同的深度学习模型,模型T-UABI-WEOS表现出了更高的准确率和较低的误报率。研究成果为电力行业提供了科学的决策支持,通过实时检测出某些用户的行为存在异常,从而及时发现潜在的安全威胁,并采取相应的防范措施,可以更好地应对网络安全事件,确保电力系统的稳定运行和国家的安全稳定。

    2025年S1期 v.56 553-559页 [查看摘要][在线阅读][下载 2034K]
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  • 勘察规范对我国中小型水库除险加固工程的影响

    宋华君;曹连朋;付大庆;孙进忠;

    针对近年来经加固的中小型水库接连溃坝及发生滑坡等重大险情现象,探讨勘察规范对中小型水库除险加固工程的影响问题。基于我国中小型水库除险加固数据,结合实例分析了勘察规范对中型水库加固工程的影响,比较了《中小型水利水电工程地质勘察规范》(SL 55—2005)与3个规范性文件关于小型水库加固工程勘察规定的区别。结果显示:(1)全国62.4%的中型水库除险加固勘察无适宜的勘察规范,对中型水库除险加固工程的大坝安全产生了深远影响。(2)两个规范性文件与SL 55—2005的个别规定,对全国99.3%小型水库除险加固工程的大坝安全产生了不可估量的深远影响。(3)SL 55—2005并不能保障近期需完成的数百座中型水库除险加固工程的勘察设计质量,1个规范性文件将充分保障正在实施的小型水库加固的工程质量。为保障中小型水库大坝的安全,SL 55—2005亟需修订。

    2025年S1期 v.56 560-568页 [查看摘要][在线阅读][下载 2595K]
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  • 基于PCA-GA算法的贵州省水库标准化管理因子研究

    倪康;古今用;申乾坤;

    依赖专家对标对表的创建工作中,存在专家在扣分区间内自由把控扣分程度的现象,针对所造成的因子重要性、所占总分比例、扣分区间一致,但其差异化不一致的问题,利用主成分分析法(PCA)以离散度作为表征指标,重构《贵州省水库标准化管理评价标准》(简写为《评价标准》),建立特征矩阵作为输入变量,利用GA遗传算法改进BP神经网络进行拟合验证。结果表明,《评价标准》因子离散程度越高,越能代表创建实际情况;GA算法通过建立解释目标与解释适应度核函数之间的映射关系,进一步提升了BP神经网络的泛化能力和精准度,改进后的GA-BP神经网络算法模型的拟合准确率达98.78%;重构后的《评价标准》拟合R~2高达0.953,较重构前提升了0.107,有着更好的拟合精度。目前从因子离散度角度出发对水利工程达标创建标准解构、重组的研究相对较少,研究结论能够较好的辅助贵州省水库标准化管理创建、后续《评价标准》的修编等工作。

    2025年S1期 v.56 569-576页 [查看摘要][在线阅读][下载 3816K]
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  • AIGC技术在水利工程设计中的应用前景与挑战

    李宇星;

    人工智能生成内容(AIGC)技术,结合人工智能与生成式计算,通过机器学习、深度神经网络和生成式模型等方法,从海量数据中提取要素,生成复杂内容,为各领域带来颠覆性变革。在水利工程设计领域,AIGC技术展现出广阔前景,如高精度流量预测、智能水资源管理、流域综合治理及全生命周期设计智能化等。然而,其应用亦面临诸多挑战,如工程项目独特性、算法适用性、数据质量参差不齐、基础设施不完善、人才培养滞后及信息安全问题等。为应对这些挑战,需持续推动跨学科技术创新,加强行业数据积累与分析,培养引进专业人才,构建高素质技术团队。期望通过这些努力,充分发挥AIGC技术在水利工程设计智能化、精细化和可持续发展中的变革作用,为水利工程未来发展注入新活力。

    2025年S1期 v.56 577-581页 [查看摘要][在线阅读][下载 2218K]
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  • 大型船闸人字闸门门缝错位图像识别方法研究

    高术;江舟;边级;陈社;

    探讨了基于图像识别技术的某大型船闸人字闸门门缝错位检测方案。采用高清晰度图像采集设备,并通过对采集到的图像进行预处理、特征提取和支持向量机分类器训练等步骤,实现对人字闸门门缝、错位的实时检测。通过现场样机测试和误差分析,证明该方案具有实用性和良好的检测效果,满足该船闸的实际应用要求。

    2025年S1期 v.56 582-587页 [查看摘要][在线阅读][下载 2446K]
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工程地质

  • 植物根系直径和长度对于生态护坡作用的影响分析

    曾旻;张宏利;周亚宁;席小龙;张连玉;林杭;

    生态护坡中植物根系以加筋或锚固的方式加固土体,根系尺寸直接影响着植物的固土效率和边坡稳定性。以根径和根长为变量,通过数值计算方法,分析了不同根系尺寸下根-土复合体受拉拔-水平耦合荷载作用的位移响应。通过对比拉拔-水平荷载作用下根系、土体以及根-土复合体的位移特征曲线,分析了根径和根长对拉拔-水平荷载作用下根-土复合体变形的影响,阐明不同根系尺寸下根-土复合体位移演化规律。结果表明:拉拔-水平荷载作用下,根径对根-土复合体变形影响较弱,而根长越大,根-土复合体变形越小。当根长较短时,根-土复合体的位移增量主要集中在根壁上部两侧的土体。随着根长增加,根壁下部两侧土体的位移增量也随之增长。较长的根系能提供更大的锚固面积,因此能够更好地分散和承载荷载。短根情况下,土体变形主要发生在根的近端,而长根则能使变形模式更加均匀,影响到更远距离的土体,有利于土体的稳定性。

    2025年S1期 v.56 588-593页 [查看摘要][在线阅读][下载 3204K]
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  • 三轴压缩条件下粉砂质泥岩扩容特性研究

    张昊;周黎明;罗荣;张利洁;

    扩容效应是岩石三轴压缩条件下体积变化的显著特性,是岩石体积非线性膨胀的重要表现。为考察岩石的扩容特性,分析塑性特性与应力水平对扩容的影响机制,阐释岩石全过程偏应力-应变曲线特征,以西南地区某引调水工程粉砂质泥岩为研究对象,开展了1~25 MPa围压水平下的三轴压缩试验,引入Mohr-Coulomb强度准则与塑性参数,对岩石的扩容特性进行研究。结果显示:(1)岩石的扩容应力与残余应力分别为峰值应力的0.65与0.58,各项强度指标与围压水平均有着明显的线性关系,符合Mohr-Coulomb强度准则;(2)发生扩容后,岩石内摩擦角与黏聚力随塑性参数的增大经历了先增大后减小的变化,且变化特征有一定的不同步性,基于Mohr-Coulomb强度准则和塑性参数的拟合模型能够描述岩石扩容发生后的全过程偏应力-应变曲线;(3)扩容角及扩容指数随围压的增大而呈负指数型减小,破裂面倾角随围压的增大而逐渐增大,并逐渐趋于稳定。结果表明:岩石扩容后的变形过程与应力水平及塑性特性密切相关,且围压对岩石扩容具有抑制作用。

    2025年S1期 v.56 594-602页 [查看摘要][在线阅读][下载 4074K]
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  • 山区管道地质灾害风险管控技术对标及差异性分析

    方迎潮;蒋毅;席国仕;胡益铭;王仁和;王仁超;

    我国山区管道贯穿西北至东南以及中部、西南、东北等地区,常不可避免地穿越复杂陡峭的山区。调研发现,我国管道巡线中常见的地质灾害包括崩塌、滑坡、泥石流、水毁等。由于管道具有高压、易燃易爆的特性,一旦发生地质灾害,极易造成人员伤亡、财产损失以及恶劣的社会影响。因此,开展山区管道地质灾害风险管控技术研究具有重要意义。运用文献计量法和分类统计法,对国内外以及管道与公路、铁路、电网与国土等其他线性工程的风险管控技术进行差异性分析。研究的风险管控技术涵盖识别技术、风险评估技术、监测预警技术及防治技术。通过凝练国内外及其他线性工程管道地质灾害的重要技术特征,并结合其优缺点,总结出值得我国山区管道借鉴的技术。这些技术可作为我国山区管道工程科学可靠的防护管控指导建议,为保障山区管道的安全运行提供有力支持。

    2025年S1期 v.56 603-611页 [查看摘要][在线阅读][下载 2151K]
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  • 深埋隧洞超前预报及特征数据三维分析的研究应用

    苏波;钟果;崔正伟;张世殊;胡清龙;唐友川;李付龙;

    引水隧洞作为引水式电站建设中的关键项目,开展超前地质综合预报对保障隧洞安全开挖、按时间节点顺利贯通显得十分重要。针对川西某深埋引水隧洞开挖过程中部分洞段存在地应力大、断层破碎带发育、地下水丰富等复杂地质条件,结合地质分析法、TRT法、瞬变电磁法及探地雷达,提出了基于超前地质预报三维信息平台的地质综合预报方法。具体实施步骤为:首先,使用三维地震波法确定隧洞前方不良地质体发育的异常物探响应洞段;其次,对异常洞段进行地质信息分析,并使用瞬变电磁对异常洞段开展多角度复测,并三维化地质及物探信息;最后,结合地质雷达精细探测、地质先验资料的补充,开展对掌子面前方不良地质体发育情况的精确预测。将该方法应用于川西某深埋引水隧洞的超前地质预报中,开挖结果揭示:桩号(隧)6+950—(隧)6+867段围岩完整性差,节理裂隙发育,局部发育小断层,岩体较破碎-破碎,地下水发育,整体为Ⅳ类围岩;桩号(隧)6+867—(隧)6+830段岩体完整性较差,节理裂隙较发育,地下水较发育,岩体局部较破碎,整体为Ⅲ_2—Ⅳ类围岩。应用结果表明:三维超前地质综合预报方法实现了地质与物探相结合、物探方法点、线、面的相结合,精确圈定了隧洞掌子面前方断层破碎带、节理裂隙、富水带等不良地质体的发育范围、空间分布等情况,为隧洞安全、顺利开挖提供可靠的技术依据。

    2025年S1期 v.56 612-620页 [查看摘要][在线阅读][下载 5098K]
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  • 地下工程结构安全与韧性技术研究现状及发展方向探讨

    高超;

    地下工程结构作为城市基础设施重要组成部分,在地下空间规划与设计中具有重要意义。通过对地下工程结构安全与韧性技术的现状进行综述,探讨了目前存在的问题及未来的发展方向。首先介绍了地下工程结构安全性与韧性技术的研究背景及意义,然后从地下结构安全性评估、地下结构抗震韧性技术、地下结构损伤识别与修复等方面对现有研究进行了概述,最后对地下工程结构安全与韧性技术未来发展方向进行探讨。

    2025年S1期 v.56 621-625页 [查看摘要][在线阅读][下载 1993K]
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  • 金沙江上游干流大型滑坡光学遥感识别研究

    赵恒;余天彬;王猛;黄细超;王军;刘文;宋班;

    金沙江上游地质条件极其复杂,大型及以上滑坡发育,曾经形成多次类似白格滑坡的堵江链式灾害,受地面调查手段和通行条件的限制难以及早发现。基于光学遥感技术开展金沙江上游干流大型滑坡识别研究,从滑坡形成条件及演化过程入手,采用遥感解译和孕灾地质环境条件分析的综合识别方法,建立了高位远程滑坡的影像标志、地形地貌标志、地质环境条件标志、人类工程活动标志等四大类识别指标,根据各指标的贡献程度,将各指标划分为基本条件、重要条件、辅助识别条件等三个等级。应用该方法在研究区共识别出84处大型及以上滑坡隐患。研究成果可为金沙江上游干流区域地质灾害防治和重大工程建设提供依据,也为类似高山峡谷区滑坡识别提供参考。

    2025年S1期 v.56 626-633页 [查看摘要][在线阅读][下载 6256K]
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  • 降雨作用下堆积体滑坡物理力学参数沿高程演化规律研究

    胡安龙;俱永升;魏勇;尚志鹏;白永利;黄鹏;

    降雨是引发山体滑坡的主要因素之一。为研究降雨对堆积体滑坡物理力学参数的影响,以我国西部地区堆积体滑坡为研究对象,制作室内堆积体滑坡物理模型,通过模拟典型降雨效应,在堆积体物理模型的不同高程取样,进行渗透和直接剪切试验,研究了堆积体的矿物含量、孔隙率、渗透系数和抗剪强度参数等物理力学参数沿着高程的演化规律。结果表明:降雨结束后,坡表顶部的孔隙率是坡表底部的2.2倍,代表河沙、黏土等细颗粒的矿物SiO_2与Al_2O_3的含量增加了约7%与3%;堆积体渗透系数、内摩擦角均随着高程的增加逐渐增大,而黏聚力c值则表现出相反的规律,逐渐降低;坡表的渗透系数、内摩擦角和黏聚力与坡体内部相比,其变化幅度更加明显。结合参数的定量变化规律分析和试验过程的现象观察,表明在降雨的径流与渗流作用,促进了堆积体的细颗粒向坡体的低高程处发生了迁移与堆积。研究过程和结果对降雨条件下堆积体滑坡的稳定性分析具有重要意义。

    2025年S1期 v.56 634-641页 [查看摘要][在线阅读][下载 4097K]
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  • 降雨条件下裂隙开度对含裂隙泥岩库岸边坡稳定性影响

    蒋煌斌;王祥;梁经纬;

    降雨条件下边坡裂隙渗流与稳定性研究一直是边坡灾害防控的关键环节。为探究裂隙开度对泥岩库岸边坡稳定性影响,采用有限元数值模拟技术,研究降雨条件下含不同裂隙开度的边坡内部渗流特征变化规律,分析不同边坡破坏模式下裂隙开度对其稳定性影响规律。结果表明:降雨条件下,雨水沿边坡岩体裂隙渗入内部,并在坡脚处形成饱和区域,且该区域面积随裂隙开度的增大而增大。泥岩库岸边坡发生滑移破坏时,稳定系数随裂隙开度和增大而增大,当裂隙开度大于0.75 mm,边坡安全系数达到1.2;发生层滑移-弯曲破坏时,稳定系数随裂隙开度的增大而减小,裂隙开度小于0.15 mm时,边坡系数达到1.4。可见,裂隙开度对泥岩库岸边坡稳定性的影响与边坡的破坏模式有直接关系。

    2025年S1期 v.56 642-646页 [查看摘要][在线阅读][下载 2396K]
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  • 季节冻土地区粗颗粒土-土工格栅界面特性离散元细观研究

    刘庆光;刘杰;雷兵兵;张江鹏;白奇玉;

    为研究在季节冻土区,显著的温度波动改变筋土界面力学特性进而影响寒区加筋土工程的力学稳定性和长期耐久性能。通过离散元法PFC~(3D)软件,针对-5℃下粗粒土-土工格栅室内直剪试验,进行直剪试验数值模拟。方法研究了土工格栅加筋粗粒土在直剪试验中土工格栅的单体变形受力、孔隙率变化、粗粒土的位移与旋转及土体内部的力链应力场等宏细观特性演化过程,并通过模拟与室内试验结果的对比分析,验证模型的准确性和实用性。结果表明:在-5℃的低温条件下,随着剪切位移的增加,变形逐渐明显,且纵肋的变形显著大于横肋。深入分析土体内部不同截面的孔隙率变化,可以观察到孔隙率随着剪切位移的增长而降低,且剪切面上下的孔隙率呈现非对称分布模式。剪切位移主要集中于剪切面周围,位移呈现左高右低的特征,并随着剪切的进行,土体内部形成中心对称的拱形结构。进一步探究土体的应力场变化,初始时强力链沿盒壁分布,形成低应力区,而应力峰值过后,颗粒间接触力减少,力链沿对角线分布,这种分布特征与施加的水平推力有着密切的关联。研究成果从细观角度对粗粒土的加筋机理提供了理论解释,可为季节性冻土区的加筋土工程设计参数提供了数据支撑。

    2025年S1期 v.56 647-656页 [查看摘要][在线阅读][下载 6231K]
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  • 高海拔地区加筋土高边坡工程性能现场试验研究

    彭旺;王茂忠;贾斌;董然;

    高海拔地区建设的加筋土边坡可能面临冻融、材料老化、地震等作用的影响从而产生结构损坏,因此往往需对高海拔地区加筋土边坡进行施工及服役期的现场监测,为工程安全稳定提供保障。依托西藏昌都某输电换流站新建40 m高土工格栅加筋土边坡进行现场试验,对高海拔地区建设的加筋土高边坡内外温度、坡面变形、坡顶沉降、竖向土压力和土工格栅应变分布进行了分析,探讨了高海拔地区加筋土高边坡的工程性能。试验结果表明:加筋土边坡内部温度随环境温度的变化而变化,坡面边界周围区域为温度变化敏感区。边坡坡面侧向位移在施工期急剧增长,而后逐渐稳定,最大侧向位移出现在最下级边坡坡面,累计位移约为坡高的1.11%。坡面沉降在工后逐渐稳定,工后六个月坡面沉降最大增量约50 mm;由于上部变电站施工及机械荷载的增加,坡顶沉降仍逐渐增大。边坡内部竖向土压力沿边坡高度的增加逐渐减小,沿筋材铺设方向先增大后减小。各层土工格栅应变沿着筋材铺设方向递减,随边坡高度的增大逐渐减小。

    2025年S1期 v.56 657-664页 [查看摘要][在线阅读][下载 4102K]
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  • 根土复合体在循环单剪条件下的响应行为及离散元模拟研究(英文)

    孙渊;李辉;陈智锋;

    植被根系可以提高土体抵抗剪切的能力,抑制浅层滑坡。但是,根系是否可以增强黄土的循环抵抗能力,以及地震荷载下各种因素对根系力学加固效应的影响缺乏相关的研究。通过进行一系列动单剪试验和离散元模拟来探究加根黄土的循环行为。首先调查了初始静剪应力和加载频率对根土复合体试样循环抵抗能力的影响。之后基于离散元方法(PFC~(3D)),进行常体积循环直接简单剪切模拟,探究根系几何、力学特性及根土间胶结强度对加根黄土循环强度的影响。研究结果表明根系可以有效提高黄土的循环抵抗能力。根土复合体的循环抵抗能力随初始剪应力的增加先下降,后上升,随频率的增加不断提高。模拟结果表明根系弹性模量、根土间胶结强度的增加均可以提升根土复合体的循环抵抗能力。当根系的初始倾斜角度为90°时,根土复合体的循环抵抗能力获得最大值。

    2025年S1期 v.56 665-680页 [查看摘要][在线阅读][下载 5032K]
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  • 基于SBAS-InSAR监测技术的城池村古滑坡形变特征研究

    王仕兴;徐正宣;赵思为;唐宇豪;郭晨;赵文龙;

    滑坡地质灾害对人类生命财产安全构成严重威胁,因此,对滑坡的形变特征进行深入研究具有重要的科学与实践意义。短基线集合成孔径雷达干涉测量时序分析技术(SBAS-InSAR)是监测大范围滑坡缓慢地表形变的有效手段之一。该技术能够高效识别滑坡的时空形变特征。利用SBAS-InSAR技术,分析覆盖城池村古滑坡区域的76景Sentinel-1A卫星升轨数据和12景ALOS-1/PALSAR卫星升轨数据,对该区域的滑坡时空形变特征进行解析。结果表明,城池村古滑坡体的显著形变区域集中于中上部南侧,最大年均形变速率为-90 mm/a。2020年至2022年间,最大形变点的累积形变量达到-237 mm,形变斜率介于0至-0.5之间。研究结果表明,城池村古滑坡处于长期持续蠕动状态。结合L波段与C波段的监测,显著提高了滑坡形变监测的精度与时效性,为滑坡的早期识别和灾害预警提供了重要数据支持,并为减灾防灾和提升灾害预警时效性奠定了科学基础。

    2025年S1期 v.56 681-688页 [查看摘要][在线阅读][下载 4726K]
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  • InSAR技术用于黄河流域滑坡隐患识别和多维形变分析

    赵恒;董继红;王猛;黄细超;余天彬;刘文;张堃;

    青海省位于青藏高原东北部,受地质和气候影响,黄河两岸频繁发生滑坡灾害。采用SBAS-InSAR技术利用Sentinel-1数据获取了2019年1月至2023年12月期间黄河流域玛沁段的地表形变信息,并结合可视性分析开展滑坡隐患识别。采用升、降轨数据获取了二维形变结果,并选取军功滑坡进行监测分析;在此基础上,引入地表平行流约束模型对秀麻乡滑坡开展三维形变反演研究。研究结果显示:基于InSAR形变速率,升、降轨数据分别识别出65处和46处变形区域,共计82处变形区,升降轨结合可消除几何畸变对结果的影响,实现工作区均为好可视性区;二维形变结果显示东西向和垂直向最大形变速率分别为-50 mm/a和88 mm/a,二维结果有助于辅助分析滑坡变形特征,军功滑坡的二维形变显示2~#区变形强烈,受人类工程活动和降雨等因素干扰,玛多地震对其变形也有明显影响,垂直向形变达到-175 mm;三维形变揭示了秀麻乡滑坡群不同部位的运动方向,坡体水平滑动方向受微地貌影响,以正南为主偏向沟内,同时伴有下沉状态,时序结果显示滑坡受降雨影响明显,局部有周期性形变特征。

    2025年S1期 v.56 689-698页 [查看摘要][在线阅读][下载 7973K]
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  • 引大济岷工程渠首高陡边坡稳定性研究

    朱少帅;李忠武;韩朝阳;丁培培;兰小平;余磊;

    针对位于青藏高原东缘横断山脉地区的引大济岷工程渠首高陡边坡稳定性问题,采用合成孔径雷达干涉测量技术开展长时间序列的地表变形监测并识别潜在失稳区域,同时利用无人机倾斜摄影技术获取边坡高精度三维地形数据,进而结合极限平衡法和有限元强度折减法开展潜在不利工况下的边坡稳定性计算分析。研究结果表明,SBAS-InSAR计算捕捉的持续表面变形与卸荷岩体局部松动垮塌空间对应,现状条件下的边坡稳定性良好;地震和降雨作用将显著降低边坡安全系数并可能诱发中浅层的整体滑动,但由于研究区岩土体物理力学性质较好,边坡仍将在极端工况下保持稳定状态。本研究星载雷达地表变形观测与数值模拟计算相结合的分析方法可为类似水利水电工程高陡边坡的稳定性评价提供有益的借鉴与参考。

    2025年S1期 v.56 699-707页 [查看摘要][在线阅读][下载 4901K]
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  • 纳米二氧化硅固化黄土的循环简单剪切行为及热学性能的试验研究

    孙渊;李辉;

    纳米材料逐渐出现在岩土工程领域,用以处理问题地基和防治滑坡。旨在调查纳米二氧化硅处理黄土的循环抵抗强度和循环后抗剪强度的发展。通过一系列循环简单剪切和循环后单调剪切试验,探讨了纳米二氧化硅掺量和初始有效固结应力对处理黄土强度的影响。并通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)测试分析了复合体的微观结构和结晶相。此外,还对不同含水率和纳米二氧化硅掺量下黄土的导热系数(温度场的重要参数)进行了试验。根据试验结果得出,随着纳米二氧化硅掺量的增加,黄土的循环抵抗能力和循环后剪切强度不断增加。纳米二氧化硅主要通过填充、裹附、强化胶结这三种机制来固化黄土,不与土体成分发生化学反应。另一方面,纳米二氧化硅是一种优良的隔热材料,可以有效降低黄土的导热系数。

    2025年S1期 v.56 708-718页 [查看摘要][在线阅读][下载 5712K]
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  • 乌东德库区古堰塞湖沉积物特征及形成年代研究

    王团乐;刘敬民;彭正;叶圣生;李化;邓建辉;

    古堰塞湖湖相沉积物中含有反映地质环境演化的重要信息,通过对湖相沉积物的研究能够进一步揭示乌东德库区古堰塞湖的形成及消亡过程。以金沙江下游乌东德库区内的湖相沉积物为研究对象,通过现场调查、粒度试验和光释光测年,探讨该区湖相沉积物的空间分布、粒度层序特征和形成年代。研究结果表明:(1)乌东德库区内湖相沉积物连续分布于攀枝花市上游金沙水电站坝址下游至金坪子滑坡前缘的金沙江两岸,可见最大连续沉积厚度≥50 m,分布高程从962 m到10 38 m;(2)C-M图解显示沉积结束时水动力条件变化剧烈水力搬运能力变强,且多处“顶层”湖相沉积物与河流相砂卵石层的叠置关系反映沉积过程的结束很可能对应了一次较大程度的水动力环境突变事件;(3)根据测年结果推算的湖相沉积物开始形成时间(堵江时间)为距今53~45 ka,湖相沉积物沉积结束时间(溃坝时间)为距今20 ka左右。

    2025年S1期 v.56 719-725页 [查看摘要][在线阅读][下载 5697K]
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  • 岩溶盲谷地区大型水库的工程地质研究与实践

    徐宇霆;雷昊;李锡均;

    岩溶盲谷地区其地势高峻,是修建大型水库天然资源之一,可实现发电、灌溉,也可实现南水北调或东水西调,对发展工农业有着极为重要的现实意义。然而在岩溶盲谷地区修建水库,特别是大型水库其工程地质条件和水文地质条件极为复杂,修建难度较大且工程造价也较大。通过本文以五里冲水库为例对建库方案的论证和推荐,且采用帷幕防渗处理方案建库的成功,在探索岩溶盲谷地区修建大型水库有一定的现实、指导和实践意义。

    2025年S1期 v.56 726-730页 [查看摘要][在线阅读][下载 4643K]
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  • 基于卷积神经网络的工程扰动区地质灾害识别(英文)

    张恒;张典典;袁达;刘涛;

    工程扰动是诱发地质灾害的主要原因之一,目前,对道路工程的生态影响评价存在标准不一、指标难定量的问题。从图像检测的角度出发,通过识别道路沿线影像中植被裸露区域可直观反映工程扰动对环境的破坏程度。为此,提出一种基于卷积神经网络的环境破坏检测模型:采用50层残差网络进行特征图提取,通过迁移学习优化初始参数,并以神农架国家森林公园道路沿线的坍塌破坏与滑坡破坏自建数据集为例进行验证。结果表明,坍塌破坏的AP值为0.470 3,滑坡破坏的AP值为0.480 9。与YOLOv3模型相比,本模型虽牺牲了一定检测速度,但在坍塌与滑坡识别精度上更具优势。

    2025年S1期 v.56 731-738页 [查看摘要][在线阅读][下载 3408K]
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  • 降雨作用下基于边坡位移速率稳定性评价

    张俊平;耿文燕;朱鹏宇;

    虽然降雨对边坡材料强度的影响系数可以确定,但降雨条件下道路边坡的安全系数难以准确监测,可以监测的是边坡位移状况等因素。如果可以通过对此边坡降雨折减系数及边坡位移信息的评估,从而判断路基边坡的安全状况,实际工程中就可以根据安全状况及时进行支护,减少人员财务损失。以填土边坡为例,运用强度折减法,监测了边坡全局位移速率,分析建立边坡安全系数与监测点全局位移速率之间的关系。结果表明:强度折减法的具有可信性;均质路基填土边坡以圆弧形破坏为主,得到了边坡损伤变形破坏的全过程;边坡安全系数与位移速率是有关系的,通过分析边坡坡面上监测点位移速率与边坡稳定性状态之间的关系,所有点都基本一致,这也为评估边坡稳定性安全性提供了一定的依据;当位移速率小于8~10 m/s时,边坡出现局部失稳现象,坡脚位移较大,坡顶位移较小。此时边坡土体处于极限平衡状态,需要及时支护;当位移速率达到7~10 m/s时,边坡将整体失稳,沿圆弧形滑面滑动,此时所有坡梯滑动面内的监测点位移较大,且几乎没有相差无几,这说明该边坡出现了滑动。

    2025年S1期 v.56 739-744页 [查看摘要][在线阅读][下载 2457K]
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  • 基于新型模型试验的桩-土体系变形演化阶段的研究

    张晓亮;何刚;滕汉卿;谢锦鸿;李欢;纪李志;

    为探究因滑坡在抗滑桩加固下形成的桩土相互作用的演化模式,并建立以桩土相互作用体系的协同变形与破坏特征为标准的滑坡稳定性评价标准,采用室内试验的手段,依托既有工程案例,采用拉动式滑坡抗滑桩模型试验装置进行室内模型试验,模拟滑坡滑动时桩土相互之间的作用关系,依靠预设的监测装置分别对坡内土压力、桩身应变、桩位移、坡体宏观变形等进行监测。得到了不同阶段内滑坡渐进破坏过程中滑坡-抗滑桩体系的宏观变形特征,桩身应变变化特征,桩后土压力变化特征。以此共同作为体系演化阶段的划分依据,将小型滑坡-抗滑圆桩体系的桩土相互作用变形演化阶段划分为初始压密阶段、裂纹扩展阶段、残余屈服阶段、桩土破坏阶段。并依托坡体与抗滑桩在不同阶段的宏观变形特征,建立了较为直观的桩土相互作用演化过程中不同阶段的划分标准。

    2025年S1期 v.56 745-751页 [查看摘要][在线阅读][下载 3091K]
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  • 降雨条件下边坡渐进性破坏的模型试验研究

    周亮梅;王翠英;崔岚;冷先伦;方波;

    黄土滑坡因气候变化、人为干扰及工程活动加剧而频繁发生,而降雨入渗是主要原因之一。需要研究降雨诱发黄土滑坡的变形演化机理,并探讨施加防护措施对边坡稳定性的影响。选取陕西省黄延高速公路K615公里处阳坡窑黄土边坡为研究对象,通过设计两组物理模型试验,结合分布式光纤传感测量技术和人工降雨模拟系统,全面监测边坡在降雨过程中的变形、含水率、孔隙水压力和土压力等参数变化。结果表明:降雨入渗过程中,黄土边坡的含水率增加导致土体强度降低,孔隙水压力升高,最终引发边坡失稳破坏的演化机制。第二组试验通过埋设木板防护措施,显著延缓了边坡破坏过程,表明防护措施对增强边坡稳定性具有积极作用。分布式光纤能够准确的检测边坡内部随降雨时间的变形,为降雨诱发黄土滑坡的灾害预警和防治提供了重要依据,也为光纤传感技术在边坡监测中的应用提供了新的思路和方法。

    2025年S1期 v.56 752-761页 [查看摘要][在线阅读][下载 4674K]
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  • 基于桩土相互作用的抗滑圆桩影响参数研究

    杨松;陈昌俊;熊文涛;何刚;李欢;陈怀林;

    抗滑桩是一种广泛运用于提高边坡稳定性的支护措施,合理选择抗滑桩参数,对于提高边坡稳定性、节省成本具有重要意义。以甘洛县某小型滑坡为研究对象,利用FLAC ~(3D)数值分析软件,考虑桩径与桩间距两项设计参数对桩土相互作用的影响,分析了桩径和桩间距对抗滑圆桩受力变形的影响和对滑坡的加固效果。结果表明:随着桩间距的增大,滑坡推力、桩前抗力、桩身位移、坡体最大位移和桩身内力逐渐增大,抗滑圆桩加固后的滑坡稳定性随桩间距的增大而逐渐降低,桩间距不宜超过6.25 m方可保证桩土的协调作用。随着桩径的增大,滑坡推力、桩前抗力、桩身位移和坡体最大位移逐渐降低,抗滑圆桩加固后滑坡稳定性、桩身内力随桩径的增大而逐渐增大,桩径应不小于1 m且最大桩径宜取1.5 m。

    2025年S1期 v.56 762-767页 [查看摘要][在线阅读][下载 2850K]
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  • 基于再生骨料的多孔生态混凝土边坡防护及应用研究进展

    陈垚;王重卿;江世雄;李熙;张志华;张文杰;翁孙贤;陈鸿;

    随着新时期生态文明建设和绿色发展的不断推进,如何合理有效地应用大量建筑废弃物是国内外学者关注的重点课题,以废弃建筑物为原材料生产的再生骨料制备而成的多孔生态混凝土在边坡防护中发挥了巨大作用。从多孔生态混凝土边坡防护技术发展、多孔生态混凝土再生骨料及其在不同影响因素下的力学特征和生态经济的长期性等方面详细分析了多孔生态混凝土的研究现状和应用实践。结合工程技术特点和生态文明建设,展望了多孔生态混凝土边坡防护研究及发展趋势。研究成果可为多孔生态混凝土在输变电站工程边坡生态防护应用提供技术参考。

    2025年S1期 v.56 768-775页 [查看摘要][在线阅读][下载 2386K]
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  • 拉拔-水平荷载作用下根-土复合体变形特征分析

    李健宏;张庆传;吴春波;吉泓羽;付廷顺;林杭;

    生态护坡技术主要通过植物根系固结土体来提高土体抗剪强度,增强边坡浅层稳定性。以往植物根系护坡研究多集中在根-土复合体强度特征方面。基于数值模拟方法,研究逐级拉拔-水平耦合荷载作用下根-土复合体变形规律。基于根系和土体的特征位移,分析拉拔-水平耦合荷载作用下根-土复合体破坏模式,明确受荷过程中邻近土体位移演化规律。通过对比拉拔和拉拔-水平耦合荷载作用下根-土复合体变形特征差异,分析水平荷载对根-土复合体变形的影响,确定不同荷载下植物根系固土能力。结果表明:根-土复合体逐级拉拔情况下,低荷载时,根系与土壤间尚能保持一定程度的连结;但当荷载超过临界值,根系与土壤间的相互作用减弱,最终导致根-土复合体的破坏。根系的存在不仅改变了土壤的位移模式,还对土壤的力学响应产生了重要影响,尤其是在荷载较低时,根系的支撑作用更为明显。

    2025年S1期 v.56 776-780页 [查看摘要][在线阅读][下载 2811K]
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  • 不同法向应力下岩石节理面剪切损伤特性定量分析

    杜世霖;胡超;林勇华;井向阳;

    基于剪切试验及3D轮廓扫描技术,探究了不同剪切加载条件下岩石节理面形貌、能量特征,并采用分形维数理论定量的分析节理面的损伤程度。结果表明:随着法向应力的增加,节理岩样峰值剪应力呈线性增长特征,且在高法向应力作用下,节理面微凸体的啮断破坏会造成剪切位移-剪应力曲线出现小幅波动特征;随着法向应力的增加节理面的剪切损伤区域依次呈现为细点状→点状→团块状→波浪状特征,其破坏模式逐渐由剪切磨损破坏转为磨损-剪断复合破坏;随着法向约束作用的增强,岩石节理剪切破坏所需驱动能量经历了快速增长和缓慢增长2个阶段,整体呈对数型增长趋势;同时,剪切节理面分形维数劣化值呈线性增长特征,节理面损伤程度增加显著。

    2025年S1期 v.56 781-787页 [查看摘要][在线阅读][下载 3585K]
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  • 浅埋地铁隧道在两侧密贴深基坑异步开挖影响下的变形分析

    康大勇;刘运生;罗斐;

    城市地下空间开发常在地铁线路两侧开挖基坑,两侧基坑一般采用同步对称开挖,但受外部环境影响很难实现完全同步,异步开挖对控制隧道变形不利,严重时将影响运营安全。然而近年来随着地下空间开发强度加大,基坑越来越贴近地铁既有线路,开挖深度也远超既有线深度,形成浅埋隧道高悬在两侧深基坑之间的情况,在这种工况下异步开挖对隧道变形更为不利,因此有必要研究其变形规律,为控制隧道变形提供依据。依托广州地铁十二号线赤岗站在既有八号线两侧密贴基坑的异步开挖,将既有地铁运营隧道变形监测数据与开挖工况、开挖速率、地层等相结合进行变形分析。结果显示:隧道开始向先行开挖基坑侧平移,最大平移量3.14 mm,发生在先行开挖侧基坑开挖至隧道底板高度时;随着另一侧基坑的开挖平移速率减缓,当另一侧基坑也开挖至隧道底板以下时,隧道转向后续开挖侧基坑平移,最大平移量6.12 mm,发生在基坑封底前;异步开挖在一定程度上抑制隧道沉降,但会导致隧道产生横向差异沉降,横向差异沉降在基坑封底前最大值3.38 mm,封底稳定后2.51 mm。结果表明:在异步开挖工况下隧道两侧平移量不等,平移方向在开挖过程中会发生改变,与基坑变形高度相关;异步开挖导致隧道向先行开挖基坑侧倾斜;隧道水平位移和差异沉降最大值出现在基坑封底前,基坑封底能有效控制隧道变形,两侧基坑封底后隧道变形趋于稳定。

    2025年S1期 v.56 788-795页 [查看摘要][在线阅读][下载 6042K]
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  • 盾构下穿桥梁桩基地层参数优化反演研究与应用

    李良;

    复杂地质条件下盾构下穿桥梁桩基施工时,地层关键参数的准确测定对于施工安全至关重要。已有方法存在环境扰动大、现场参数难以获取以及测定效率低、精度不足等局限性,针对这一问题,依托广州地铁12号线东湖岛—二沙桥段区间双线盾构隧道下穿桥梁桩基实际工程,提出了一种基于登山队优化算法(MTBO)的无损反演地层参数的智能优化方法。该方法采用FLAC~(3D)数值模拟软件计算盾构下穿施工过程中的地表沉降,将模拟计算结果与实际监测得到的地表沉降数据进行对比,以对比误差构建MTBO算法中的目标函数。通过将地层参数设为优化变量,利用MTBO算法的高效全局计算能力,对目标函数进行迭代优化,直至找到使误差最小化的地层参数值,并将该方法成功应用于工程实例。结果表明,该智能优化方法在计算效率和计算精度上都有较大优势,能为复杂的岩体优化反演问题提供帮助;对于地质构造复杂的广州轨道交通12号线,在盾构隧道下穿桥梁桩基后,该方法反演出的弹性模量、黏聚力和内摩擦角值等关键地层参数与真实值较为接近,相对误差均小于14%,说明了该方法的工程适用性;该方法在工程实例中的计算耗时为22 197 s,极大缩减了工作耗时。

    2025年S1期 v.56 796-801页 [查看摘要][在线阅读][下载 2454K]
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  • 基坑不同间距开挖对邻近建筑物影响的研究

    向锐;李景拓;吴洋;王智德;韦昌富;

    为了探究基坑不同间距开挖对邻近建筑物变形影响规律,以珠海某深基坑施工为工程背景,采用数值分析方法,对比不同基坑与隧道间距下,分析基坑开挖对邻近建筑物变形及受力的影响。结果表明:(1)基坑与隧道不同间距时,邻近建筑物的整体变形随距离的增大而减小,且不同间距相同开挖步时,邻近建筑物水平位移差距不大,砖混住宅的剪力值在150 kN以上,弯矩值在170 kN·m以上,桩基础大厦随基坑的持续开挖,弯矩呈现一定增长;(2)随基坑的持续开挖,不同间距下,隧道无论水平位移还是竖向位移,都随基坑的开挖逐渐增大,其结构受力整体随隧道与基坑的间距的增大而逐渐减小,无论是最大拉应力还是最大压应力,均未超出允许值,结构处于安全状态。

    2025年S1期 v.56 802-807页 [查看摘要][在线阅读][下载 2782K]
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  • 不良地质条件下预应力锚杆岩壁吊车梁设计研究

    王锦锋;刘加进;姚新刚;田迎春;

    对于不良地质条件下的地下厂房岩壁吊车梁设计,国家能源局规范NB/T 35079—2016未做较为明确规定。由于不良地质条件下围岩释放应力难以准确预估,普通砂浆受拉锚杆受力离散型较大,难以完全保证岩梁安全稳定运行。提出并验证了可重新张拉的预应力锚杆岩壁吊车梁设计方案,该方案预应力锚杆深入稳定围岩,受围岩释放应力影响较小,在施工和使用过程中,若预应力锚杆受力超标,可对预应力锚杆松弛再张拉,保证长久安全稳定运行。数值计算结果表明,预应力锚杆岩梁可与围岩紧密贴合,较普通砂浆锚杆岩梁具有更可靠的整体稳定性,有利于减小围岩和结构间的开合度,保障结构与围岩的黏聚力和摩擦力的有效发挥,提高岩梁整体稳定性。最后,以以色列Kokhav Hayarden抽蓄地下厂房的预应力锚杆岩梁作为案例,验证了预应力锚杆岩梁具备较大的安全裕度,设计合理可行。

    2025年S1期 v.56 808-814页 [查看摘要][在线阅读][下载 3743K]
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  • 两河口水电站近坝库岸倾倒变形体失稳运动过程及涌浪研究

    王文松;何牧;冯凡丁;何春华;王明磊;朱大鹏;

    两河口水电站近坝库岸的托达西倾倒变形体近期变形显著,且变形程度持续加剧。为了评估其失稳破坏对水库及坝区沿线居民的生命安全、财产和基础设施构成的威胁,以两河口近坝库岸托达西倾倒变形体为研究对象,采用有限元-光滑粒子流体动力学(FEM-SPH)耦合方法,系统分析了滑坡的失稳运动过程及滑坡涌浪现象。数值模拟结果表明,托达西倾倒变形体的失稳运动过程持续约30 s,最大运动速度可达25 m/s,滑坡引发的最大位移为1 827 m;滑坡造成的初始最大涌浪高度为28.9 m,涌浪传播至大坝处的最大高度为0.61 m。研究表明,FEM-SPH耦合法在捕捉滑坡体复杂动力学行为及滑坡涌浪方面具有较高的准确性,滑坡失稳过程可分为启动、高速滑动和碰撞停积三个阶段。基于研究结果的大坝风险评估显示,在正常蓄水位下,涌浪传播至大坝的最大高度未超过大坝高程,具备较高的安全裕度。本研究成果为类似水库滑坡及潜在滑坡诱发涌浪的预警与预防提供了重要的参考依据。

    2025年S1期 v.56 815-825页 [查看摘要][在线阅读][下载 4832K]
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水工材料

  • 加载速率对沥青混凝土力学性能影响的三轴试验研究

    高磊;邓刚;张延亿;刘诚;李泽发;努尔哈斯木·穆哈买提汗;

    为研究加载速率因素对沥青混凝土试样力学性能的影响规律,选择4种加载速率进行了沥青混凝土静三轴试验。结果表明,加载速率对沥青混凝土力学性能有较为显著的影响,试验应力应变曲线随加载速率、围压呈现一定规律性变化。在相同试验温度和围压条件下,偏应力随着加载速率的增大而增大。在不同围压的低速段条件下,加载速率的变化对沥青混凝土最大偏应力的影响较为明显。在相同加载速率和温度条件下,偏应力随着围压的增大而增大,最大偏应力值也随着围压的增大而逐渐增大,并且基本呈现出线性关系。加载速率对邓肯张模型参数也有显著的影响,随着加载速率的增大,模型参数k、n和黏聚力c呈增长趋势,内摩擦角φ随着加载速率的增大呈减小趋势,并逐渐趋于稳定。对比邓肯张模型参数计算曲线和试验曲线,说明邓肯张模型不能反映材料应变软化特征。

    2025年S1期 v.56 826-831页 [查看摘要][在线阅读][下载 2818K]
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  • 应变强化对水泥基复合材料抗冲磨性能影响研究

    董同亮;孙新宁;刘国平;

    如何从根本上大幅提升水泥基材料抗冲磨性能,是水电建设运维中的一项重要课题。基于轴拉应力-应变本构模型,重点研究纤维增强水泥基复合材料的拉伸应变行为与其主要力学性能及抗冲磨性能之间的关系。通过引入基于纳米偏高岭土的纤维粘结调节剂BA获得单因素改变的不同基体,分别测试2%纤维掺量(体积)下不同基体、同一基体不同纤维掺量下的拉伸行为及相应性能。结果显示,拉伸应变行为主要取决于纤维与基体之间的相互关系,并非简单依赖基体强度或纤维掺量;纤维粘结强度大于基体抗拉强度是实现应变强化的前提之一;应变强化不仅能使抗拉强度进一步增加,而且拉伸应变大幅提升,因而韧性显著改善,抗冲磨性能大幅提高。基于9%BA掺量的优化基体,纤维掺量1.5%和2.5%的拉伸行为分别为应变软化和应变强化,后者的控裂韧性是前者的43.7倍,抗冲磨强度是前者5.52倍,达到209.3 h·kg~(-1)·m~2,是高性能C50硅粉抗冲磨混凝土的十倍以上。可见,应变强化是水泥基复合材料从脆性到韧性、从而实现抗冲磨性能突变的重要技术途径之一。

    2025年S1期 v.56 832-840页 [查看摘要][在线阅读][下载 2727K]
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  • 西藏高寒地区碾压混凝土大坝低热硅酸盐水泥和F-N掺合料应用研究

    吴文博;张锦堂;范志勇;张亮;杨国党;

    目前碾压混凝土筑坝胶凝材料多采用中热水泥高掺粉煤灰,以降低大坝混凝土内部温升,达到温控防裂的目的。西藏地区由于工业水平较低和交通条件限制,缺少粉煤灰、矿渣等优质掺合料,但当地拥有大量的天然火山灰资源,如果能够加以利用,部分或全部替代粉煤灰掺合料,将能够很好地解决粉煤灰短缺,供应成本高的问题。研究了传统的中热水泥单掺F以及低热水泥单掺F、复掺F-N、单掺N等不同方案的碾压混凝土性能,结果表明低热水泥复掺F-N掺合料的碾压混凝土各项性能满足设计要求,后期强度和抗冻性能优于中热水泥单掺F。

    2025年S1期 v.56 841-846页 [查看摘要][在线阅读][下载 2588K]
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  • 粉煤灰中不同CaO含量对水泥浆体安定性及抗裂性的影响研究

    段玉东;李明霞;

    研究粉煤灰中不同的CaO含量对水泥浆体安定性及抗裂性的影响。选取4种CaO含量的粉煤灰,分别为3.42%、16.22%、10.35%及20.89%进行对比分析。结果显示:雷氏夹法安定性膨胀值随着CaO含量和掺量的增加略有增大,当4种粉煤灰在40%掺量范围内体积安定性良好;空气中28 d时,水泥砂浆都呈收缩状态,且都随着CaO含量的增加而收缩略有减小;水泥品种、粉煤灰掺量相同的条件下,CaO含量为20.89%的粉煤灰胶凝材料初始开裂时间比掺加其他3种粉煤灰短,掺加CaO含量为3.42%粉煤灰的胶凝材料初始开裂时间最长。

    2025年S1期 v.56 847-851页 [查看摘要][在线阅读][下载 2128K]
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  • 工业废渣固化淤泥破碎后的压实特性试验研究

    王柳江;江后根;臧耀辉;毛航宇;崔红斌;

    针对采用高炉矿渣、电石渣、磷石膏复合固化剂固化后的高含水率淤泥破碎重塑土,通过开展击实试验及无侧限抗压强度试验,研究固化剂掺量和前养护龄期对破碎重塑土压实特性的影响。试验结果表明:固化剂掺量越高,前养护龄期越长,固化淤泥破碎重塑土越难压实,且当固化剂掺量超过150 kg/m~3后,前养护龄期对破碎重塑土压实密度的影响十分显著;破碎重塑土的压实密度随破碎前固化淤泥无侧限抗压强度的增大呈先增大再减小的趋势,对应最大压实密度的无侧限抗压强度可作为破碎重塑时机选择的一个参考指标;破碎重塑土的压实特性取决于固化淤泥中自由水和吸附水转化为化合结晶水的量以及破碎土团颗粒之间的摩擦咬合作用;对于工期不紧迫、有足够堆场的工程,建议减少固化剂掺量,延长前养护龄期,而对于工期紧迫的工程,则建议提高固化剂掺量,缩短前养护龄期。

    2025年S1期 v.56 852-857页 [查看摘要][在线阅读][下载 3289K]
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  • 水胶比和纤维掺量对水工ECC干缩特性的影响

    李盼盼;蒋文广;李明霞;孙杨兴;

    水工ECC是基于水工建筑物的抗裂需求与技术特点,将ECC应用于水工工程的重大尝试。配制了水工ECC材料,并保持拌合物扩散度相当,测试分析了水胶比和纤维掺量对水工ECC干缩特性的影响。研究表明,水工ECC的干缩变形主要发生在7 d龄期内,28 d龄期时干缩率趋于稳定;增大水胶比时,用水量略有增加,胶凝材料用量随之减小,此外,砂子用量增加,水工ECC的干缩率减小;PVA纤维有利于阻碍水分散失,抵消毛细孔负压,增加PVA纤维掺量,水工ECC的干缩率有所减小;砂子最大粒径越小,水工ECC的干缩率越大。

    2025年S1期 v.56 858-862页 [查看摘要][在线阅读][下载 2324K]
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  • 防裂剂和纤维对面板混凝土性能的影响研究

    蒋文广;吕兴栋;袁磊;董芸;夏求林;刘恒;石妍;

    研究了防裂剂与PVA纤维、玄武岩纤维单掺或复掺对面板混凝土抗压性能、抗拉性能、干缩变形性能和早期抗裂性能的影响。结果表明:掺加12%防裂剂导致面板混凝土各龄期抗压强度、抗压弹模、轴拉强度、极限拉伸值降低,但有利于减小干缩变形,面板混凝土180 d干缩变形减小了22×10~(-6),并且在平板开裂试验中无裂纹产生。掺加PVA纤维(0.9 kg/m~3)或玄武岩纤维(2.5 kg/m~3)有利于面板混凝土的各项性能提升,其中28 d轴拉强度分别提高了7.0%和9.2%,平板开裂试验中开裂时间延迟、裂纹数量减少、裂纹面积减小。防裂剂与PVA纤维或玄武岩纤维复掺时,二者对面板混凝土抗压和抗拉性能的影响相互补偿,对干缩变形和早期抗裂性能具有协同改善作用,面板混凝土180 d干缩变形可减小约30×10~(-6),平板开裂试验中无裂纹产生。

    2025年S1期 v.56 863-867页 [查看摘要][在线阅读][下载 2695K]
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  • 不同粗骨料粒级对混凝土长期性能的影响

    孙杨兴;霍金阳;李明霞;李盼盼;

    依托引江济淮工程,研究不同粗骨料粒级对混凝土长期力学性能、耐久性能及微观结构的影响。研究结果表明:当水胶比为0.42时,5.0~31.5 mm和5.0~40.0 mm粒级粗骨料混凝土的长期性能均较好。与5.0~40.0 mm粒级粗骨料混凝土相比,5.0~31.5 mm粒级粗骨料混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度更大,并且其120 d和180 d的抗压强度增长率分别为12.7%和22.4%,120 d和180 d的劈裂抗拉强度增长率分别为2.7%和4.5%。此外,5.0~31.5 mm粒级粗骨料混凝土的抗渗性能和抗冻性能更佳;5.0~31.5 mm粒级粗骨料混凝土的孔隙率更低,并且其有害孔和多害孔分布较少;5.0~31.5 mm粒级粗骨料粒级混凝土的整体结构更密实,水化产物更为致密。因此,5.0~31.5 mm粒级粗骨料混凝土的性能满足且优于5.0~40.0 mm粒级粗骨料水工混凝土的性能要求,可在水利水电工程建设中充分利用当地粗骨料资源。

    2025年S1期 v.56 868-874页 [查看摘要][在线阅读][下载 2795K]
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  • 溴化丁基橡胶止水材料的自黏性改进研究

    李斌;

    在水工建筑领域,常会预留出伸缩缝以应对水泥混凝土的热胀冷缩。缝内的止水材料不仅需要具备良好的气密性和黏性,同时也需要有较高的塑性。因丁基橡胶分子链的侧基团中甲基的排列十分紧密,限制了大分子和链段的运动,因此其具备很低的透气率和优异的气密性,常被用作为止水材料。但丁基橡胶本身的自黏性和互黏性差,需借助增黏剂进行补强,而溴化后的丁基橡胶的黏性虽然得到了提高,但其性能仍不能满足使用要求。因此,采用溴化丁基橡胶为基材,优选补强材料、增黏剂、增塑剂,并以增黏剂为变量,研究不同种类和掺量的增黏剂与溴化丁基橡胶混炼后的性能,并探索其自硫化的可能性。研究结果表明,当选用松香体系,炭黑为50份,环烷油为50份,且松香份数为70份时,其剥离强度可达41.77 N/25 mm,即增黏效果较好。

    2025年S1期 v.56 875-878页 [查看摘要][在线阅读][下载 1882K]
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  • 骨料坚固性对混凝土力学与耐久性能的影响研究

    吕兴栋;曹亚;李响;董芸;

    针对长距离输水隧洞工程人工骨料坚固性超标的问题,研究了不同坚固性的骨料对混凝土力学和耐久性能影响。采用不同坚固性的原岩调配成坚固性为四个等级的粗细骨料,其中,I级为细骨料(≤8%)+粗骨料(9%~11%),II级为细骨料(8%~10%)+粗骨料(14%~16%),III级为细骨料(10%~15%)+粗骨料(19%~21%),IV级为细骨料(>15%)+粗骨料(>25%)。结果表明,随着骨料坚固性等级的降低,混凝土抗压强度、轴拉强度和极限拉伸值呈现整体下降趋势,混凝土抗冻性能、抗渗性能也呈现降低的趋势。第II级、第III级和第IV级的氯离子扩散系数比第I级分别高1.3×10~(-12 )m~2/s、2.8×10~(-12 )m~2/s和2.5×10~(-12) m~2/s。采用第I级—第IV级坚固性骨料制备的混凝土抗硫酸盐侵蚀等级均可达到KS120,但骨料坚固性等级对混凝土抗硫酸侵蚀性能影响不显著。研究成果为水利水电工程其他骨料料源类似问题的解决提供技术储备和参考,为拓宽骨料料源选择范围、推动相关规范更加适应实际工程需求奠定技术基础。

    2025年S1期 v.56 879-884页 [查看摘要][在线阅读][下载 4325K]
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防汛抗旱

  • 基于Logistic模型的河南省电网洪涝灾害风险评估及影响分区

    郭飞;姚晗;张帅领;王胜磊;焦营营;

    电网洪涝风险评估对于保障电网安全运行具有重要意义。针对河南省行政区域内复杂的流域下垫面和水文气象情况,构建河南省洪涝灾害评价指标体系,并基于二元Logistic回归模型,分流域建立指标体系与历史灾害发生情况的映射关系,求取河南省洪涝风险概率分布图,结合电网密度数据,对河南电网洪涝风险进行评估,绘制电网洪涝风险区划图。结果表明:(1)河南省东南部的淮河流域洪涝风险较高且发生点集中,该结果较准确地反映了历史灾害分布情况。(2)汛期降雨作为主要致灾因子,在较大流域尺度洪涝灾害评估中,和洪涝风险在空间上不同步。(3)洪涝灾害对电网安全的影响呈带状分布,平顶山、许昌、郑州、开封为高风险带,新乡、安阳、濮阳为中风险带。该分区结果可为河南省电网布设和防灾减灾提供支撑,也可为复杂流域下垫面的行政区域电网洪涝灾害风险评估与分析提供技术参考。

    2025年S1期 v.56 885-890页 [查看摘要][在线阅读][下载 4929K]
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  • 四川省东部地区洪水灾害风险评估

    任玉峰;李晖;高奉先;朱韶楠;刘新波;马一鸣;

    加强气候变化背景下极端降雨洪灾事件风险评估理论研究,关乎流域人民群众生命财产安全和经济社会稳定发展,为解决四川省东部地区极端降雨较多,导致的洪灾事件不确定性较大、洪灾事件风险评估准确量化困难等问题,建立基于证据理论和可变模糊集相结合的洪灾风险计算方法,对该地区洪灾风险实现准确评估。采用证据理论构建洪灾事件致灾因子、孕灾环境和承灾体的风险量化体系,同时采用可变模糊集计算证据理论的基本信任分配函数,建立基于证据理论和可变模糊集相结合的极端洪灾风险评估方法,并在四川省东部地区洪灾风险分析中加以应用。结果表明:该方法可实现气候变化下极端洪灾事件风险客观、准确地量化评估,为气候变化背景下流域防洪决策制定和防洪工程安全评估提供支撑。

    2025年S1期 v.56 891-895页 [查看摘要][在线阅读][下载 2541K]
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  • 山地洪水威胁区防治区划方法研究:以云南省为例

    张智雄;李青;王东升;陈尧;王晗;余娅丽;王紫璠;

    山洪灾害是中国最为严重的自然灾害,严重影响了中国社会经济发展。在第一次全国自然灾害风险普查的背景下,对山洪灾害多发区域进行区划评估,有助于区域山洪灾害风险管控和重点隐患排查工作的开展。采用了《洪水风险区划及防治区划编制技术要求》中对于山地洪水防治区划的推荐方法,并在此基础上进行了算法改进,依托山洪灾害调查评价成果,对云南省山地洪水威胁区防治区划进行了计算分析,进而得出了云南全省各级山地洪水威胁区防治区划的面积及分布情况。结果表明,云南省山地洪水重点、中等、一般防治区分别占行政区划面积的7.73%、4.99%和87.28%,重点防治区在云南省中部和东北部地区分布较为密集。并且本次采用的计算方法可随着山洪灾害调查评价成果的更新进行快速迭代,可为各地山地洪水防治工作提供相应的支撑。

    2025年S1期 v.56 896-903页 [查看摘要][在线阅读][下载 2533K]
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新能源

  • 跨断面梯级水风光中长期优化调度规则研究

    周开喜;钟璐;杨悦;吴育全;黄炜斌;杨柳;

    充分发挥水电的灵活调节和大电网资源优化配置能力,优化以可再生能源为主体的新型电力系统互补调度方式,降低电网调度决策困难,以促进风光电量消纳并保障电网安全稳定运行亟待深入研究。为解决新型电力系统下跨输电断面联合优化调度的问题,为梯级水库调度提供决策依据,构建了以梯级水电站发电量最大和枯期断面内水风光互补系统出力波动最小为目标的中长期优化调度模型,并采用PSO-POA算法对雅砻江清洁能源基地70 a长系列运行数据进行求解计算。根据优化计算结果,采用门限回归方法提取了骨干水库中长期逐月调度函数。结果表明:所构建的两河口、锦屏一级和二滩的月调度函数可决系数(R~2)均值分别为0.869、0.868和0.874,整体上有较好的拟合效果,可为水库调度提供运行决策支持。

    2025年S1期 v.56 904-908页 [查看摘要][在线阅读][下载 3031K]
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  • 基于轨迹灵敏度的风电机组低电压穿越控制主导参数分析

    魏博;张妙静;汤文;马喜平;

    随着风电装机容量的增加,风电机组并网对电力系统安全稳定运行的影响日益显著,低电压穿越能力是新能源系统故障后维持稳定的必要功能。为识别低电压穿越期间风电机组主导控制参数,提出一种基于轨迹灵敏度的主导参数分析方法。首先详细介绍了风电机组网侧换流器在低电压穿越期间的控制策略,并初步筛选出影响母线电压的无功控制参数;然后采用轨迹灵敏度提取参数与暂态电压之间的动态特征,构建评价指标以识别系统的主导参数;最后,在PSCAD/EMTDC软件中搭建相应的仿真模型,验证了分析的正确性。

    2025年S1期 v.56 909-914页 [查看摘要][在线阅读][下载 3122K]
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  • 基于模型预测控制的含混合型新能源电网电压控制策略

    邵冲;杨勇;牛浩明;徐宏雷;张旭军;杨瑞;

    风力发电传统的并网控制方式是以最大功率跟踪为目标的电流源型跟网控制,而直流闭锁、换相失败等故障可能导致换流器端口的短时无功过剩并引发暂态过电压,危及运行安全。为探究构网型新能源场站对并网电压稳定性的支持作用,建立了含构网型和跟网型新能源场站的送端电网模型,在此基础上提出了基于模型预测控制的协调电压调节策略,考虑并网点电压并加入反馈环节调节风机变流器的无功控制参数,以最大限度地提高动态无功功率储备。最后,在PSCAD平台上搭建相关仿真系统并验证了理论分析的正确性。

    2025年S1期 v.56 915-920页 [查看摘要][在线阅读][下载 2184K]
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  • 基于RL-MPC算法的含风电互联电网负荷频率控制研究

    吴向权;骆应东;

    为解决高比例新能源并网引起的电力系统的频率波动问题,提出一种基于强化学习-模型预测控制(RL-MPC)算法的含风电互联电网负荷频率控制策略。首先,考虑风速出力变化引起的模型动态参数,构建了风电参与的两区域负荷频率控制模型;然后,采用强化学习实时优化系统中的模型预测控制的参数,减少控制方案对准确模型的依赖,保证在风电输出不确定的情况下,控制器能够针对系统参数变化进行自适应调整,以保证最优的频率控制效果;最后,通过算法仿真对比验证了所提控制策略的有效性。

    2025年S1期 v.56 921-927页 [查看摘要][在线阅读][下载 2418K]
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  • 基于专利的海上风电技术发展趋势研究

    吕庭彦;陈荣敏;王鹏磊;蔡伟杰;贠冰;

    要实现“双碳”目标,海上风电是能源转型的重要方向之一。为了全面掌握海上风电技术总体发展趋势、重点领域及热点技术发展方向,深入系统分析相关文献及全球海上风电专利数据,构建海上风电技术体系,确定了六个重点技术领域。分析表明,当前全球海上风电技术整体处于快速发展期;我国起步晚,发展高速,专利申请总量上占有绝对优势;在高压直流输电网络、桩基础等方面我国具有一定技术优势,但全球布局欠缺,拥有高价值专利数量少,亟需在重点核心技术方面进行创新;未来海上风电机组技术、并网输电技术、管理运维技术及海上风电融合应用技术的创新仍然会保持增长态势,其中:装机容量大型化、柔性直流输电、漂浮式支撑、智慧运维、制氢技术等是企业开展研发,进行技术布局的重点方向。

    2025年S1期 v.56 928-940页 [查看摘要][在线阅读][下载 5776K]
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  • 基于改进AHA-ELM的光伏并网断路器异常检测方法

    沈兴杰;陈沛;于孟;卢道明;

    针对传统光伏并网断路器检测方法对复杂非线性特征提取和分类能力不足的问题,提出一种基于改进人工蜂鸟算法(AHA)优化极限学习机(ELM)的伏并网断路器异常检测方法。首先,研究影响光伏并网断路器健康状态因素,分析断路器常见故障类型和故障特征,选取适当的特征信号作为能够反映断路器工作状态的高质量数据集;其次,引入动态飞行策略和混沌映射机制优化人工蜂鸟算法,利用改进后的人工蜂鸟算法对极限学习机的输入权重和隐藏层偏置进行优化,增强模型对高维复杂特征的学习能力;然后,采用改进的AHA-ELM算法快速获取断路器各种故障下的数据特征,训练得到光伏并网断路器异常检测模型,对断路器状态进行异常检测;最后,基于某实际含光伏并网的配电网进行仿真验证,结果表明所提方法的具有可行性和有效性。

    2025年S1期 v.56 941-947页 [查看摘要][在线阅读][下载 2309K]
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  • 水风光多能互补系统可靠性评估及敏感性分析

    赵龙;张赛;赵炜;袁琛;游志刚;

    水风光多能互补是促进新能源并网消纳的有效方式。为保证电力系统的可靠性,提出了水风光互补系统的可靠性评估及敏感性分析框架。首先,基于多变量随机模拟方法,模拟了长系列水风光数据;其次,构建了水风光中长期随机优化调度模型,采用随机动态规划求解;最后通过改进的可靠性指标及敏感性分析方法分析了水风光互补系统的可靠性及敏感性。以西北地区某梯级水风光互补系统为研究对象,结果表明:在未来不确定性条件下,水风光互补运行能够有效提升系统的可靠性,且其随着系统中风光总装机容量的增大而降低,当光伏与风电装机比例为3∶7时,互补系统可靠性最佳,相比于风、光装机比例,互补系统可靠性对风光总装机容量更敏感。

    2025年S1期 v.56 948-953页 [查看摘要][在线阅读][下载 2590K]
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  • 提升新能源承载能力的电热综合储能容量配置方法

    陈得治;赵雪;李立新;刘联涛;张鑫;田旭;张祥成;

    随着新能源的快速发展,新能源波动性和间歇性的不利影响愈发明显,提升新能源承载能力成为当前电力系统中亟待解决的问题。电热综合储能系统作为一种能够实现电力、热力互联互通的多能互补系统,可以有效提升新能源的承载能力。以提升新能源在电力系统中的承载能力为目标,同时考虑投资运行成本的经济性,对设立的电热综合储能系统进行容量优化配置。首先,对电热综合储能系统进行了原理分析与建模。随后,建立了以新能源承载能力最大、总费用最小为目标的容量优化配置模型,该模型涵盖了电热储能投资成本、弃新能源惩罚成本和与外部电网交互功率成本等多个方面。最后,通过对实际案例的仿真分析,验证了所提方法的有效性和可行性。研究结果表明,该方法能够显著提升新能源的承载能力,提高系统的经济性和可靠性。

    2025年S1期 v.56 954-960页 [查看摘要][在线阅读][下载 2654K]
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水库移民

  • 四川省大中型水库移民后期扶持资金使用管理问题及建议

    杜智毅;吴晓;陈歆怡;

    后期扶持资金使用管理与水库移民生产生活水平恢复密切相关。四川省大中型水库移民后期扶持资金规模庞大,资金拨付程序繁琐,覆盖范围广泛,水库移民后期扶持资金管理任务极为繁重。为确保四川省后期扶持资金的有效利用,加强后期扶持资金的高效管理,通过分析四川省后期扶持资金使用管理情况,总结了已取得的成绩和存在的问题,进而提出加强后期扶持项目资金使用管理、提高后期扶持资金利用效益;创建统一的后期扶持资金效益评价体系;建立健全水库移民弱势群体保障机制;强化资金管理对特色产业和可持续民生发展项目指引等建议,以期为四川省大中型水库移民后期扶持资金使用管理提供参考。

    2025年S1期 v.56 961-965页 [查看摘要][在线阅读][下载 2266K]
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水利现代化

  • 全驱动小型管道机器人设计及其应用

    刘均波;朱新民;王立梅;毕雅静;

    针对在管道施工及运行维护过程中,由于管道排布密度大、管径小、长距离、湿滑、坡度起伏等因素造成的管道焊接内检、管内清理、焊口补漆、工程终检等很难或无法实现等问题,设计开发并优化了一种新型全驱动管道机器人平台结构,通过设计改进控制系统,设计小体积动力单元及架体结构,成功研制出体积小、适合小管径的驱动单元,有效提高了管道机器人的适应性和灵活性。试验和应用结果表明,该机器人在复杂管道环境下表现出良好的机动性与操控性能,能够实现对任意坡度的小口径管道进行全面检测与维护,有利于提高企业管理绩效。

    2025年S1期 v.56 966-969页 [查看摘要][在线阅读][下载 2286K]
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  • TB水电工程科技与智能建造创新及实践

    李志;曾伟;刘金山;路立桥;

    作为澜沧江公司实现中长期发展战略目标第一步的标志性工程,TB电站肩负着新时代下水电工程建设创新发展的重要使命。在总结澜沧江公司20年水电工程建设管理的基础上,守正创新,提出“以关键技术创新为引领、以智能建造平台为支撑、打造TB水电标杆工程”为目标,建立了“1+3+N”科技创新及绿色智能建造体系,实现了智能建造技术在水电工程中的全面应用。通过创新科技与智能建造体系和管理体制,为工程安全、绿色、优质、高效的建设发挥了巨大作用,最终使TB水电站较可研进度提前一年实现投产发电,创造了巨大的经济效益和社会效益,生动诠释了创新驱动发展的理念。

    2025年S1期 v.56 970-975页 [查看摘要][在线阅读][下载 2184K]
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  • 一种基于平行理论的船闸自动控制系统

    江舟;王礼仑;王士健;胡志芳;

    介绍了一种基于平行理论的船闸自动控制系统,基于平行理论的船闸自动控制系统,它包括平行船闸运行管控一体化平台、船闸运行工艺流程平行控制模型、船闸运行工艺流程平行控制算法模块、船舶过闸过程平行控制模型、船舶过闸过程平行管理算法模块、基于时标的船闸平行管控数据库、船闸设备状态监测模块、船舶过闸计划监测模块、过闸船舶状态监测模块、闸室水位监测模块。该系统的设计可以解决现有船闸运行和过闸通行是通过人工对视频监控信息、语音交互信息和PLC信息进行综合分析,从而获取相应的决策和输出指令,从而解决现有的船闸运行控制方式存在的船闸运行和过闸安全性风险高、效率低的技术问题。

    2025年S1期 v.56 976-979页 [查看摘要][在线阅读][下载 2546K]
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  • 测量机器人智能变形监测关键技术及应用研究

    李双平;刘祖强;张斌;郑俊星;王栋;王华为;苏森南;李永华;

    随着我国水利基础设施建设管理的持续高质量推进,保障这些工程安全和稳定运行已成为关键要点。聚焦传统的多台测量机器人未组网运行模式的痛点,提出一种基于多台测量机器人集成与协作的智能变形监测系统,旨在借助实时气象场模型校正以及监测网实时组网平差技术,大幅提高监测的精度与可靠性。攻克了多台测量机器人在智能变形监测系统里的集成与协作难题,达成了机器人设备间的无障碍通信以及任务的合理分配,有力提升了系统的总体效能。成功开发了实时气象场模型,可以精准获取并运用大气参数,对测距数据进行精细校正,进而显著减小环境因素给测量结果带来的影响。研发了实时组网平差技术,保证了数据处理的高效性与准确性。该系统已经在溪洛渡水电站、三峡枢纽、丹江口枢纽、乌东德水电站、白鹤滩水电站、南水北调等众多重大水利工程的安全监测中成功应用,系统的监测精度达到了±1.5 mm,不仅显著提升了工程运维的智能化水平,也为重大基础设施的安全管理提供了强有力的技术支持。研究成果填补了行业内技术空白,为类似的水利工程安全监测提供了宝贵的经验和参考,同时也推动了我国基础设施监测技术向着更高的层次发展。

    2025年S1期 v.56 980-987页 [查看摘要][在线阅读][下载 3685K]
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