期刊简介
期刊名称： 水利水电技术（中英文）
出版周期： 月刊（每月20日出版）
主管部门： 中华人民共和国水利部
主办单位： 水利部发展研究中心
电话： 010-63205981
Email： 13941816@qq.com
国内统一刊号(CN)： 10-1746/TV
国际标准刊号(ISSN)：1000-0860
收录情况
乌利希国际期刊指南(Ulrichsweb)数据库
哥白尼索引期刊数据库（ICI World of Journals）
美国EBSCO数据库
日本科学技术振兴机构数据库（J-GLOBAL）
俄罗斯《文摘杂志》源头期刊
期刊动态
审稿周期总平均不超过1个月——《水利水电技术（中英文）》的审稿周期和发表方式介绍
《水利水电技术（中英文）》“旱涝急转与水旱灾害防御‘四预’关键技术”专栏征稿函
《水利水电技术（中英文）》“数智赋能与系统韧性：“十五五”时期极端气候影响下的水安全新范式”专栏征稿函
《水利水电技术（中英文）》“城市化流域洪水-内涝耦合模拟与协同防控”专栏征稿函
《水利水电技术（中英文）》“基于自然的解决方案(NbS)驱动的流域水生态保护修复”专栏征稿函
《水利水电技术（中英文）》“流域尺度新污染物的识别、风险演化与系统治理”专栏征稿函
《水利水电技术（中英文）》“黄河流域水沙关系演变与数字孪生调控”专栏征稿函
《水利水电技术（中英文）》期刊青年编委招募正式开启！
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长江中下游地区旱涝急转演变特征及成因分析（英文）
王丽;夏欢;袁喆;史晓亮;李智怡;胡静;许亮;【目的】受亚热带季风气候影响，长江中下游地区旱涝急转(DFAA)事件频发，严重威胁流域可持续发展。因此，准确识别和分析DFAA事件演变规律及成因，对区域制定防灾减灾策略具有重要意义。【方法】以短周期旱涝急转指数(SDFAI)作为DFAA事件识别指标，分别探讨长江中下游地区旱转涝(DTF)事件和涝转旱(FTD)事件发生频次、影响范围和强度时空特性；其次采用多尺度地理加权回归(MGWR)模型和随机森林(RF)模型量化DFAA事件的气象和大气环流驱动因子。【结果】结果表明：(1)长江中下游DTF事件和FTD事件交替出现，年最大DTF和FTD强度分别呈减小和增加趋势，发生由DTF模式向FTD模式的转变；(2)DTF和FTD事件发生次数均主要集中在22～26次，影响范围均为轻度最大，发生强度均以中度等级为主；在空间分布上，湖南西部、安徽南部及江苏南部是DTF事件频发区，湖南和湖北南部是FTD事件频发区；(3)气温(TEM)和降水(PRE)为DFAA事件的气象主导因子，作为第一和第二影响区域占比超过50%,但日照时数(SSD)有29.12%的区域为FTD的第一影响区域，厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)和太阳黑子(Sunspot)是影响DFAA事件的主要大气环流因子。【结论】长江中下游地区DTF事件发生强度、频次和范围相较大于FTD事件，湖南、湖北中部和安徽南部是DFAA频发区，TEM和PRE是DFAA事件的气象主导因子，ENSO和Sunspot是大气环流主导因子。研究结果可为该地区DFAA事件监测及应对提供科学指导。
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洞庭湖流域复合高温干旱事件的时空演变特征
阮慧星;邓煜;欧洲;王璿;林靖波;杨鹏;邓海军;【目的】全球气候变暖背景下，洞庭湖流域极端天气频发，复合高温干旱事件对社会经济和生态环境影响加剧。分析洞庭湖流域复合高温干旱的时空演变规律及其对大气环流因子的响应，对于区域防灾减灾具有重要意义。【方法】基于1971—2020年洞庭湖流域日最高气温、标准化降水蒸散发指数(SPEI)与大气环流指数，利用趋势分析法和小波相干分析等方法，分析该流域复合高温干旱事件的时空演变规律及大气环流驱动机制。【结果】结果表明：1971—2020年洞庭湖流域年日最高温呈显著上升趋势，增幅达0.28℃/10 a。SPEI年际波动大，无明显规律，1983—1988年、2003—2009年干旱相对频繁且持续；流域复合高温干旱事件发生日数和持续时间呈增加趋势，分别以2.2 d/10 a、1.3 d/10 a和0.3 d/10 a以及0.9 d/10 a、0.6 d/10 a和0.2 d/10 a速率上升，年代际变化特征显著；从季节性分布来看，复合事件主要发生在7月和8月；后25 a,复合事件发生天数和持续时间相较于前25 a有所增加；空间频率变化上呈“东增西减”分异，东北部增幅最大，达200%以上；复合事件频次受多尺度大气环流因子协同影响，其中厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)、太平洋年代际振荡(PDO)、北大西洋涛动(NAO)及西太平洋副热带高压(WPSH)作用较为显著。【结论】1971—2020年，洞庭湖流域复合高温干旱事件发生天数和持续时间呈增加趋势，空间分布差异显著，东部总体呈增加趋势，减少的区域主要分布在西部；ENSO、PDO、NAO等大气环流因子是影响流域复合高温干旱事件发生的重要影响因素。研究结果为区域复合灾害风险评估与适应性管理提供了科学依据。
交通施工扰动对沟道山洪泥石流孕灾风险的放大效应：以四川金阳“8·21”灾害为例
董亚欣;李紫萱;张文江;覃光华;【目的】山区交通建设等工程的施工扰动常不可避免，可能会增加受影响区的山洪泥石流灾害风险。科学识别和评估施工扰动对山洪泥石流孕灾风险的影响，有助于防御诱发的相关自然灾害。【方法】以2023年四川金阳“8·21”山洪泥石流灾害为案例，根据现场调查和遥感解译，研究分析了施工扰动形式，提出了基于情景模拟对比的山洪泥石流风险施工扰动放大效应识别方法，解析了该事件中施工扰动物源叠加的风险放大效应。【结果】研究表明：(1)供给近程直接物源和占用行洪区域，是施工扰动影响山洪泥石流孕灾风险的主要形式，分别增大了致灾风险度和受灾易损性；(2)在四川金阳灾害中，施工物源供给导致成灾断面最大淤埋厚度增加了2.65 m,是严重损毁施工临时用房的直接原因；(3)该事件中的施工扰动，导致临时用房的成灾风险从近50 a一遇升至20 a一遇，显著放大了山洪泥石流的孕灾风险。【结论】基于情景模拟对比的方法，能有效识别山洪泥石流风险的施工扰动放大效应，强调了山区交通建设等施工应避免在平缓展宽河段的凹岸布设临时用房，减少对岸坡扰动并增强岸坡侵蚀保护，可很大程度上抑制扰动对山洪泥石流孕灾风险的放大效应。
中国1987—2024年自然灾害链研究进展
王菜林;徐方;曹永强;彭越;【目的】灾害链链式风险传导效应研究是短期应急与恢复和中长期防御策略制定的重要前提，系统梳理中国已有研究的发展脉络，可明确灾害链领域未来的研究方向和优化一线减灾能力。【方法】对在国内任职的中国学者1987—2024年间发表的300余篇中文核心期刊论文和2007年至今发表的143篇SCI论文从时间轴进行了系统的综述。【结果】结果显示：(1)过去38a间，我国在灾害链领域的研究经历了灾害链及相关延伸概念的讨论、链式过程推演研究、影响评估方法与量化模型开发3个发展阶段；(2)已有研究多集中于链式结构的定性推理，链式风险扩散转移影响的定量化研究正在成为当前的热点；(3)所涉灾种多集中于地震地质灾害，也有部分暴雨、洪涝、干旱等灾种的定性推理与定量评估的成果，但总体而言相对较少；(4)依托链式风险扩散网络的断链减灾效益评估尚需加强，未来可考虑将已有减灾资源的协同效益纳入链式风险减灾评估中。【结论】结果表明：为更好地服务防灾减灾一线，可围绕历史灾害事件、灾害系统科学、立体监测网络、断链减灾策略应用4个方面完善灾害链领域的理论与量化实证研究。上述发现可为研究者们精准把握灾害链领域的研究方向提供参考。
风场-暴雨叠加下城市内涝响应特征模拟研究
刘非;车沁;代晟;魏书仪;程麒铭;邓义龙;陈垚;【目的】为探究山地城市建筑密集区风场-暴雨叠加下的内涝响应特征，【方法】以重庆市悦来新城某排水片区为研究区域，基于Storm Water Management Model (SWMM)和LISFLOOD-FP模型构建风雨叠加情形下的雨洪过程模拟方法，基于7种模式雨型进行降雨设计，结合历史实测风场，对导致研究区最大产流和溢流的最不利风向进行了模拟计算，并对风场-暴雨叠加后的城市内涝响应特征进行了系统分析。【结果】结果表明，风向(正北向为0°)为225°时的研究区产流量和溢流量明显高于其他风向，随着降雨强度的增大，风向的影响也随之增加；三类风场(均值风速分别为小风0～2 m/s、中风2～4 m/s、大风4～6 m/s)影响下的积水面积与不叠加风场相比，其平均增幅在1.6%～6.5%,局部可超过9.0%,相较于积水面积，随着重现期增加，溢流开始时间和溢流峰值的变化更为明显；在叠加风场情形下，重现期低于50 a时，模式Ⅲ型降雨下的积水面积增幅最为显著，而高于50 a时，模式Ⅱ型降雨下的增幅较为明显，均匀型和双峰型降雨的变化波动相对较小。【结论】在城市建筑密集区的暴雨内涝模拟中，忽视风场因素的影响可能会导致低估区域产流和内涝程度，所提出的耦合风场影响的雨洪模拟方法，在山地城市内涝模拟中表现出良好适用性。
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耦合区间概率计算方法的深度学习洪水预报模型研究
崔欢欢;周肖晖;吴宗洪;【目的】准确可靠的洪水预报是防洪减灾的重要的非工程措施之一，结合深度学习智能技术提高故县水库入库洪水预报精度和可靠性对防洪调度决策有重要意义。【方法】通过在Transformer模型输出层耦合Bootstrap区间预测计算方法，构建一种深度学习洪水过程概率预报模型Transformer-Bootstrap。基于故县水库入库洪水监测站卢氏水文站控制流域内1990—2016年间实测降雨-径流数据，使用Chapman滤波法进行基流分割得到49场逐小时的洪水事件数据，其中1990—2010年间39场洪水用于训练，2011—2016年间10场洪水用于验证。同时选用纳什效率系数(NSE)、均方根误差(RMSE)、偏差(bias)和决定性系数(R2)进行模型性能评估。【结果】结果表明：1～6 h预见期条件下，训练期预报NSE从0.98下降至0.92、验证期预报NSE从0.89下降至0.55;预报误差呈增加趋势，训练期RMSE和bias分别从31.54 m3/s增加至64.04 m3/s、9.08%增加至24.05%,验证期预报RMSE和bias分别从11.01 m3/s增加至20.57 m3/s、3.90%增加至11.36%。同时迭代计算次数75次左右模型升至超过175次模型才趋向收敛。验证期对应预报PIPC值从89.5%下降至61.6%,预报PINAW从0.008增长至0.076。尤其是当预见期增加至4～6 h时，预报流量和观测流量偏差较大，预报效果越差。【结论】Transformer-Bootstrap模型在1～3 h短预见期条件下，训练期和验证期预报NSE超过0.80,预报效果较好；Transformer-Bootstrap模型概率预测覆盖率基本超过或接近所对应90%置信水平的置信区间，概率预报结果是相对合理可靠；随着预见期增加，Transformer-Bootstrap模型的预报精度呈下降趋势，预报误差呈上升趋势；同时模型需要更多的迭代计算次数才能收敛，模型训练期的预报精度和稳定性优于验证期，未来如何提高长预见期条件下的深度学习模型洪水预报精度和鲁棒性是值得深入研究的关键科学问题，研究成果可为故县水库及黄河中游部分地区防洪减灾提供技术支持。
兼顾资源与安全的水库中小洪水优化调度研究：以密云水库为例
温鸿安;王泽勇;龙爱华;甘治国;李海辰;姬辰;【目的】密云水库作为京津冀水资源战略储备核心，其现有调度规程在中小洪水应对中存在精细化调控不足、主汛期末水位常低于后汛期水库限制水位的问题，导致蓄水效益受损、水资源动态调控能力有限，难以平衡防洪效益与蓄水效益。为提升水库中小洪水调度的安全性与资源利用效率，有必要进行调度规则的提取与优化。【方法】构建基于模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)方法的中小洪水调度模型，针对4个量级的中小洪水，设计11种分级控泄策略调度规则，构建44种情景进行仿真对比，优选出最优调度方案，并对可能最大洪水以及万年一遇洪水进行了模拟分析，验证了模型在极端条件下的适用性。【结果】结果显示：2 a一遇洪水全蓄即可满足需求；5 a一遇洪水最大出库流量从原规则554 m3/s降至244 m3/s,降幅达56%,闸门操作次数从82次降至19次，减少76.8%;10 a一遇洪水、20 a一遇洪水均有不同程度的优化。5 a一遇及以上重现期洪水最大出库流量平均降低25%～30%,末水位稳定在154±0.1 m目标区间，综合评分较原规则提升15%～30%,闸门启闭次数平均减少60%以上。【结论】在遵循现有调度原则的前提下，通过模型的仿真调度，可以实现中小洪水的优化调度，在防洪和兴利间找到平衡点，并有效减轻管理单位的运维成本。研究成果为库容较大且调度分级跨越较大的类似水库应对中小洪水调度优化提供了借鉴。
高温对长江下游大城市饮用水源地水库水质的影响：以南京为例
陈怀民;薛宗璞;周顺;蔡越;刘树阳;段志鹏;【目的】在全球气候变暖背景下，高温事件频发对城市饮用水源地水质安全构成严重威胁。为了探明城市饮用水源地水库水质受高温事件影响的机理，探讨高温期间水库库容和调度策略对水质变化的影响，【方法】以长江下游大城市南京市的16个饮用水源地水库为对象，基于2000—2023年逐月的长序列水质24项理化指标与气象数据，通过Spearman相关分析揭示关键水质指标与气温的长期关联特征，并结合2022年极端高温事件解析水库水质响应机制及空间变化规律。【结果】结果表明：只有水温(T)、酸碱度(pH)、高锰酸盐指数(CODMn)、溶解氧(DO)、粪大肠菌群数(FC)、总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH3-N)这8项指标在某些水库与气温存在显著的相关性(p<0.01)。典型高温事件(2022年8月)导致各水库T平均上升6.5%、DO下降5.9%,TP和TN分别增加18.8%和15.6%。空间变化分析显示，江北地区水库(平均库容小、水位降幅大)TN和TP增幅(21.8%、15.5%)显著高于江南区域，而江南地区水库(平均库容大)的DO、pH、CODMn、FC和NH3-N变化更明显。【结论】高温通过改变水体热分层结构与生物地球化学过程加剧水质恶化，库容规模和水资源调度策略对水质响应具有显著调控作用，其中小库容、快降水位型水库更易受高温胁迫。建议建立基于调度功能-响应特征的分类管理模型，制定差异化调控策略提升大城市供水系统的气候韧性。
基于SMOTE-ENN-GWO-SVM模型的低成本直饮水管道漏损预警
王鹏渊;刘治学;郭广丰;刘保卫;杜帅帅;刘颖;【目的】直饮水管道漏损是我国供水行业长期面临的难题，不仅影响居民正常用水，还造成大量饮用水资源浪费，给供水企业带来显著经济损失。当前漏损检测技术存在设备成本高、智能化水平不足以及数据类别不平衡等挑战。【方法】针对这些问题，提出一种基于恒压供水原理的低成本管道漏损预警模型。基于恒压供水原理，利用供水变频器的频率、电压、电流、转速等运行参数的动态变化，结合智能算法与机器学习技术构建SMOTE-ENN-GWO-SVM漏损预警模型，采用SMOTE算法对样本数据进行过采样以平衡类别分布，利用ENN算法清洗噪声样本，最后通过灰狼优化算法调整SVM的关键超参数，以提升模型性能。【结果】结果表明：SMOTE-ENN-GWO-SVM模型准确率为98.16%,F1为0.952 3,皆优于对比模型。【结论】该方法显著提高了漏损识别的准确性和鲁棒性。其低成本、高精度的特点可满足直饮水系统在实际应用中对漏损检测的敏捷响应与可靠性要求，为提升城市水资源管理效率提供了技术支撑。
考虑新能源极端出力事件的水风光互补长期优化调度研究
晏菁菁;王珍妮;闻昕;刘哲华;【目的】为应对新能源持续多日极端出力下水风光互补系统面临的缺电或弃水风险，协调优化系统中期调度风险和长期发电效益，提出了一种考虑新能源极端出力的水风光互补长期优化调度方法。【方法】首先，定义了新能源极端出力场景，并从多年历史数据中提取样本，揭示了新能源极端出力特性。其次，提出面向新能源极端场景的水风光系统调度风险评估方法。最后，建立兼顾发电量与调度风险的水风光互补多目标优化模型，以提升系统对新能源极端事件的响应能力，并以北盘江清洁能源基地为实例进行验证。【结果】结果显示：以平水年为例，优化前系统汛前缺电风险最大为0.75亿kWh,汛末弃电风险最大达0.31亿kWh。均衡方案较发电最优方案调度风险降低了0.48亿kWh、发电量降低了0.17亿kWh;较最优方案调度风险增加了0.21亿kWh、发电量提升了0.66亿kWh。所提模型推荐光照水库汛前水位控制范围为692.15～694.93 m、汛末水位控制范围743.84～745.00 m。【结论】水风光系统在汛前和汛末两个关键节点灵活调节性能存在明显不足，提出的多目标优化模型能够有效协调新能源极端场景下水风光互补系统的发电效益与调度风险。Pareto前沿集对应的关键节点水位区间可作为合理的水位控制范围。均衡方案在兼顾发电效益与风险控制方面表现较为出色，能以较小的电量损失代价换取调度风险的显著下降，可为制定防御新能源极端出力的调度方案提供参考。
昆仑山北坡气候变化与水文响应特征研究
赵琪;石雪侠;张亮;庞宁;谷新晨;【目的】受高海拔环境复杂性及气候变化与人类活动叠加影响，昆仑山北坡径流变化机制已成为当前干旱区水文学研究的核心难点之一。通过解析1956—2023年间昆仑山北坡(涵盖和田河、克里雅河、车尔臣河流域)气候与水文过程的协同演变规律及其潜在影响因素，旨在为寒旱区水资源的可持续管理与科学配置提供决策依据。【方法】基于高分辨率气象与水文数据库，结合线性回归分析、滑动平均法以及距平分析等方法，揭示区域气温、降水与径流量的长期变化趋势、空间聚集性及其驱动路径。【结果】结果表明：(1)区域加速增温显著，升温速率达0.313～0.375℃/10 a,显著高于全球和全国均值；主要受高海拔增温放大效应与冰雪消融导致的地表反照率下降共同驱动。(2)降水量总体呈线性增加趋势(1.17～11.8 mm/10 a),但受西风水汽输送衰减影响，东部地区自2020年起转为减少趋势。(3)1990年后径流量显著增加(2010年后增幅超30%)。基于Z-score标准化解耦分析后，确证气温对径流的贡献远超降水。径流主要依赖冰川加速消融的短期补给，与气温变化高度同步，而降水-径流响应存在滞后性，可能与地下水调蓄有关。(4)东西部水文响应分异显著，西部流域降水-径流转化效率保持稳定，而东部流域自2020年起出现显著解耦。【结论】昆仑山北坡呈现极端的“温度控制型”响应路径，气候变化显著重塑了区域水文格局。应建立针对冰川消融高峰的监测预警系统，修订水利工程标准并优化水资源配置策略，以应对未来径流衰减风险，保障区域水安全与生态安全。
环洞庭湖区植被覆盖变化及其影响因素分析
蒋沂澄;隆院男;黄志勇;黄草;朱镇源;【目的】环洞庭湖区作为长江中下游典型的湖区湿地生态系统，其湿地植被在维持区域生态安全、防洪缓冲等方面具有重要功能。探讨环洞庭湖区植被覆盖时空变化特征，进一步分析其影响因素，旨在为湖区生态系统的动态监测与综合调控提供科学依据。【方法】以归一化植被指数(NDVI)为植被覆盖变化的核心指标，结合重力卫星球谐系数产品反演的陆地水储量变化(TWSA)数据及多源气象数据，系统分析2003—2022年环洞庭湖区植被覆盖变化的时空特征，探讨归一化植被指数影响因素的驱动机制。【结果】(1)2003—2022年环洞庭湖区NDVI年均值在0.49～0.56之间，年际变化速率约为0.002 4/yr。(2)空间格局上呈现出西北地区和东南地区有明显上升趋势，NDVI变化速率由西北地区和东南地区向中部地区递减的特征。(3)水储量亏损指数在研究期间共监测到5场中度及以上水文干旱事件，总历时26个月，总水储量亏损达到3551 mm。在五次水文干旱事件中，NDVI异常均为负值，说明水储量亏损抑制了植被生长。NDVI对降水变化响应迅速，对气温的响应存在约1个月滞后，却先于TWSA1个月发生变化。而厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)通过调控大气环流间接影响植被，植被对ENSO的响应存在显著的长期滞后效应。【结论】2003—2022年环洞庭湖区年均NDVI整体呈波动上升趋势，表明生态保护政策推动下，区域植被覆盖整体改善。降水和气温是决定植被生长的主要气候因子，TWSA作为综合反映地表水、地下水和土壤水的关键指标，对植被动态同样具有重要调控作用。
气候变化与冻土退化对海拉尔河流域径流组分的影响研究
韩冬梅;回晓莹;许新宜;严登华;丁志宏;【目的】探究气候变化与冻土退化对海拉尔流域径流组分的影响，对揭示寒区水文演变机制以及优化寒区流域水资源适应性管理策略具有重要意义。【方法】基于1980—2012年水文、气象及冻土观测数据，采用数字滤波法划分径流组分，利用Stefan模型模拟冻土变化特征，结合灰色关联度法分析降水、气温、冻土深和植被覆盖对径流组分变化的相对贡献。【结果】结果显示：(1)研究期内流域径流显著减少，各站径流减少速率为15.5～43.6 mm·(10 a)-1,基流占总径流比例超过70%。(2)Stefan模型在流域年最大冻结深度模拟效果较好，流域最大冻结深度呈显著减小趋势，速率为8.8～11.2 cm·(10 a)-1。(3)灰色关联度结果显示，冷季径流与冻土关联度最高，为0.78～0.83,而暖季径流与植被覆盖情况关联度最高，为0.79～0.84。气温在所有站点均表现出相对较低的关联度，为0.60～0.69。【结论】结果表明：(1)研究期内流域径流及其组分呈显著下降趋势，而基流在总径流变化中占主导作用。(2)Stefan模型在流域年最大冻结深度中适用性较好，流域整体冻土退化剧烈且空间分异显著。(3)冷季径流主要受冻土退化影响，暖季径流则受植被覆盖主导，季节性差异显著，而气温通过影响冻土消融和植被生长间接作用于径流。
基于三维测距的坝面施工人机碰撞预警方法
马明凤;陈云;陈述;罗立哲;【目的】在混凝土坝建设过程中，立体交叉作业及受限的施工区域导致安全风险加剧，传统二维监控缺乏深度信息，难以精准判断人员与机械的相对位置，施工安全预警效果有限。为解决单目视觉测距尺度不确定性问题，提升坝面施工的人机碰撞风险识别与实时预警能力，提出一种基于单目视觉深度感知的施工安全预警方法。【方法】构建了YOLOv10目标检测与MiDaS单目深度估计融合的三维测距模型，通过目标识别、深度估计与空间坐标转换实现三维欧氏距离的实时测算，并结合深度图与安全阈值建立时空联合判据的预警机制。为验证方法有效性，设计了与主流单目深度估计模型的对比试验，并依托四川某水电工程开展实例测试。【结果】试验结果显示：该模型在混凝土吊罐离地高度测量中的均方根误差为27 cm,在人机相对距离检测中的均方根误差为35 cm,单帧处理耗时0.05 s,能够满足坝面施工现场实时监测的需求。与传统二维视频方法相比，该模型在风险识别的准确性与实时性方面均表现出明显优势。【结论】研究成果构建了基于三维测距的施工安全预警方法，实现了混凝土坝面施工的立体化风险监测与危险预警。不仅可服务于坝面施工场景，还具备拓展至人机协同作业与施工数字孪生系统的潜力，为未来实现更高水平的多目标预警与动态防护提供参考。
多工况下混流式水轮机的应力特性试验研究
李尚奇;周叶;朱觎鑫;刘冬;李晓超;卢志扬;【目的】为深入研究水轮机转轮叶片在复杂运行工况下的动态受力特性与疲劳损伤机制【方法】基于现场试验数据，采用傅里叶变换(FT)技术，对混流式水轮机转轮叶片关键部位(如叶片根部、出水边)的应力信号进行了时频域分析，系统考察了变负荷、空载及启停机瞬态过程中叶片关键部位的应力响应特征。【结果】结果显示：在变负荷工况下，测点7FSG12和13FSG1最大静应力分别达到27.56 MPa、25.99 MPa,测点13FSG2和13FSG14最大动应力分别为13.19 MPa、13.04 MPa,且叶片与下环交界处动应力分布呈现从进水边向出水边递减的趋势，具体表现为7FSG10> 7FSG8> 7FSG6;在320 MW工况下，大部分测点动静应力均低于290 MW和300 MW工况。【结论】结果表明：转轮叶片与上冠链接区域(特别是靠近出水边位置)存在显著的应力集中现象，与实际裂纹萌生区高度吻合，建议增设减应力三角块以改善应力分布；动静干涉效应的影响强度随距无叶区距离的增大而减弱；机组在320 MW超额定出力状态下，具备短期安全超发能力。然而需注意，在启停机及空载工况下，叶片承受的交变应力幅值显著高于变负荷工况，其疲劳损伤风险随启停频次急剧增加。因此，为提升水力机组的结构可靠性与运行安全性，建议优化机组运行策略，尽量减少非必要的启停操作次数。
基于能坡分割法的黄河干流冲积河段水流阻力计算模型
杨张辉;张红武;师翠香;【目的】水流阻力特性研究是河流动力学领域的核心科学问题之一，在衔接理论创新与工程实践中具有双重价值，既为揭示水沙输移机制提供理论支撑，也是河床演变模拟与防洪治理的重要基础。明确现有水流阻力公式在黄河特殊水沙环境下的适用性局限，建立适配细沙河床强冲淤条件的阻力计算方法，可为黄河河床演变精准模拟提供技术支撑。【方法】首先系统回顾现有水流阻力公式发展过程，重点验证基于阻力分割的相关公式；针对验证发现的细颗粒床面强冲淤条件下偏差显著问题，借鉴能坡分割思路，构建以沙粒阻力与沙波阻力叠加为核心的公式框架；通过实测资料率定沙波波长、波高计算式中的系数，建立基于能坡分割法的黄河水流阻力公式，采用观测资料率定系数与弗劳德数Fr的关系式；最终通过实测资料对新建立公式进行精度检验与参数合理性分析。【结果】检验结果表明，新建立的水流阻力公式精度较高，其中沙波高度、沙波长度计算结果及沙波阻力占比均处于合理范围；阻力系数与实测挟沙力呈现显著负相关关系；公式计算结果与黄河河道自动调整作用相符，可实现黄河河床演变过程的合理模拟。【结论】研究证实基于能坡分割法构建的水流阻力公式可有效适配黄河冲积河段强冲淤的特殊水沙环境，解决了传统公式在该场景下的适用性不足问题，所建立的公式可作为黄河水流阻力的有效计算方法，为黄河河床演变模拟及防洪治理相关工程实践提供可靠的技术支撑。
库区节理岩体干湿循环-动荷载损伤机理研究
周孟夏;张昺榴;高阳阳;刘战鳌;曾伟华;王郑洲;章涵;【目的】库区蓄水导致的水库地震以及库水位波动造成的库岸滑坡地质灾害频发，为准确评估白鹤滩水电站建设对库区边坡稳定性的影响，亟须开展库区节理岩体在干湿循环-动荷载联合作用下劣化特性研究。【方法】基于此，针对白鹤滩库区典型滑坡体中的节理白云岩与节理砂岩，通过室内试验手段，系统分析了不同岩性及不同损伤周期下节理岩体干湿循环-动荷载损伤机理。【结果】结果显示，在干湿循环-动荷载联合作用下，前3个周期节理岩体快速劣化，节理砂岩与白云岩剪切强度劣化率达到25.5%与22.3%,在5个周期后劣化程度趋于稳定，12周期作用下节理砂岩黏聚力与内摩擦角劣化率达到22%与13%,而节理白云岩黏聚力与内摩擦角劣化率均达到了33%。【结论】结果表明，节理岩体的劣化主要受控于干湿循环导致的岩体矿物溶解以及动荷载造成的岩体结构面磨损；干湿循环对节理砂岩的劣化更为显著，低法向应力下，动荷载对砂岩结构面磨损更为严重，而高法向应力下动荷载对白云岩损伤加剧，导致在联合劣化作用下，节理砂岩剪切强度劣化率大于节理白云岩，但随着法向应力的增加，两种岩体强度劣化率差异减小。干湿循环-动荷载联合作用会显著劣化节理岩体力学性能，且受岩性、法向应力及作用周期的共同影响，为白鹤滩库区边坡稳定性评估与防灾减灾提供了重要的理论依据。
结构性黏土扰动劣化过程及微观结构演化机制研究
谢艳华;徐继成;刘帅宇;汤斌;张炳晖;【目的】结构性黏土在振动扰动作用下的强度劣化及微观结构演化直接影响地基工程的稳定性。为揭示其微观结构演化规律与强度劣化机理，并为地基稳定性分析与控制提供理论与技术支撑，【方法】以湛江组结构性黏土为研究对象，开展室内振动扰动试验，结合无侧限抗压强度试验、扫描电子显微镜(SEM)分析及核磁共振(NMR)技术，探究扰动过程中的土体强度响应与微观结构变化。通过建立累积扰动能量与强度劣化之间的关系，揭示结构性黏土在扰动作用下能量、微观结构和强度演化规律。【结果】结果表明：基于无侧限抗压强度定义的扰动度随累积扰动能量增加呈幂函数式下降趋势，在760.60～3 777.22 J能量区间内表现出显著的破坏敏感性。微观结构分析显示，振动扰动破坏了原有团聚体结构，使土体颗粒排列趋于无序、胶结作用显著减弱，孔隙结构发生重构，表现为团粒孔向粒间孔转化及孔隙率升高。随着扰动累积，颗粒重排、胶结破坏与孔隙重构协同演化，微观损伤不断向宏观强度劣化转化。【结论】累积扰动能量通过破坏团聚体结构、削弱颗粒胶结并重构孔隙形态，加速了结构性黏土强度劣化，形成“扰动—结构破坏—强度劣化”的动态反馈机制。该过程具有明显的累积性与敏感性，对地基稳定性具有显著影响。研究成果可为结构性黏土的扰动敏感性评价及水利工程中地基稳定性控制提供理论依据与技术参考。
干湿-冻融循环作用下地聚物固化黄土力学特性及微观结构研究
樊兴祥;赵云峰;【目的】西北寒旱区输水明渠黄土长期受干湿交替与冻融循环耦合作用影响，易发生孔隙扩展、结构松散和强度衰减。为揭示地聚物固化黄土在干湿-冻融循环下的力学劣化机制与微观结构演化规律，提升明渠黄土边坡长期服役稳定性，开展地聚物固化黄土耐久性研究。【方法】以新疆某输水明渠黄土为对象，制备0%、5%、10%和15%地聚物掺量固化黄土试样，开展0～12次干湿-冻融循环试验，采用X射线衍射、扫描电镜-能谱分析和核磁共振技术，表征矿物组成、微观形貌及孔隙结构变化。【结果】地聚物显著提高了黄土强度和抗干湿-冻融劣化能力，其中10%掺量效果最优。循环前10%地聚物固化黄土无侧限抗压强度达1.405 MPa,较未固化黄土提高248%;12次循环后强度损失率为37.12%,明显低于未固化黄土的62.53%。微观结果表明，地聚物反应生成的C—S—H和C—A—H凝胶可填充孔隙、胶结土颗粒，使土体由松散絮凝结构向致密胶结结构转变；干湿-冻融循环会削弱凝胶胶结作用，促进小孔隙向大孔隙转化，导致强度持续衰减。孔隙结构关联分析表明，大孔隙数量对无侧限抗压强度劣化影响最显著。【结论】地聚物可通过凝胶填充、颗粒胶结和孔隙细化协同提升黄土抗干湿-冻融循环性能，10%掺量可实现强度提升与耐久性改善的较优平衡。研究结果可为地聚物固化黄土在明渠工程的应用提供科学依据。
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