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）》期刊青年编委招募正式开启！
《水利水电技术（中英文）》“面向数字孪生智慧水利的新一代水信息学方法与技术（英文）”专栏征稿函
《水利水电技术（中英文）》“新能源开发与水电融合利用”专栏征稿函
《水利水电技术（中英文）》“深海水下技术与环境响应机制”专栏征稿函
《水利水电技术（中英文）》“气候变化驱动下干旱的多尺度响应机制与韧性适应路径”专栏征稿函
《水利水电技术（中英文）》“月球水资源勘探开发”专刊（专栏）征稿函
【征稿启事】《水利水电技术（中英文）》“水利新质生产力驱动下的水生态修复技术创新”专栏征稿函
more..网络首发
人类活动影响下珠江口水环境时空响应数值模拟研究
张洪兴;张磊磊;童时立;杨娟;吴嘉平;【目的】随着珠江口开发不断扩大深化和经济不断高速增长，每年18～20亿t的工业废水和生活污水排入珠江口，使当地水污染问题日趋严重；同时，工程建设过程中岸线变化导致了水质演变过程趋向复杂。为探究1990—2020年工业发展、工程建设、围填海等开发过程中珠江口典型污染物时空分布特性及其对岸线变化的响应规律，【方法】建立了一个珠江口三维水动力和水环境耦合模型，模拟了1990年和2020年岸线工况下重要水质参数迁移转化过程及时空分布。【结果】模拟结果显示：1990—2020年伶仃洋束窄影响下河口上游叶绿素a浓度出现了降低，而中部到口门区域叶绿素a浓度出现了增加；高栏岛陆连岛工程阻碍了黄茅海与外海的水体交换和叶绿素a输运，导致了黄茅海上游叶绿素a浓度的增加；悬浮泥沙和营养盐的分布也随余流结构和叶绿素a分布的改变而发生了显著变化。与1990年岸线工况相比，2020年岸线工况下夏季期间整个河口硝酸盐和铵盐平均浓度减少了28.8%和33.8%,叶绿素a、悬浮泥沙和硅酸盐平均浓度分别增加了12.6%、15.5%和1.9%。【结论】珠江口开发过程中岸线驱动下河口内流速出现了增加而口门处余流出现了减小，进而导致整个珠江口内水质参数时空分布的变化，尤其是工程区及河口口门附近。
水动力介导下微塑料对抗生素的吸附解吸行为研究
刘洪涛;祖波;李旺;陈魏;王梅;张中杰;陈馨;李浩闻;【目的】为探究水动力条件下聚乙烯微塑料(PE)与四种抗生素(SDZ、SMX、NOF、OFL)的吸附-解吸行为及其环境风险，【方法】采用横向振荡格栅水槽模拟真实水体环境，通过吸附解吸试验分析PE对抗生素的吸附、解吸特性，并考察微塑料浓度与紊动强度对吸附过程的影响。【结果】吸附过程40 h达到平衡，动力学模型拟合结果表明吸附过程以化学吸附为主且受内外扩散共同控制，而解吸过程以物理解吸主导。PE浓度增加使单位吸附量最终降低约30%;紊动强度的逐渐增强使吸附量最终提升10%左右。【结论】PE浓度以及水体紊动强度对PE吸附能力均有影响：高PE浓度引发颗粒聚集从而降低吸附效率，强紊动条件通过加速分子扩散和分散颗粒提升吸附量。解吸过程存在潜在化学作用，可能增强抗生素的环境迁移风险。研究揭示了水动力条件下PE作为抗生素载体的双重作用机制，为评估复合污染生态风险提供理论依据。
赤水河丰水期水生生物群落结构特征分析及水质评价
苗蔚;吴秋双;欧延静;张尚弘;闫龙;林小楠;【目的】为了探究赤水河丰水期水生生物群落结构特征和水质状况，为长江流域制定水生态考核标准提供参考，【方法】2023年丰水期在赤水河干流进行实地采样调查，运用RDA和Pearson相关对浮游植物、浮游动物、底栖动物和着生藻类群落结构特征进行分析，同时使用水生生物指标(优势指示法、生物多样性指数)和水体理化指标(水质指数WQI和综合污染指数CPI)评价赤水河水质。【结果】结果显示：共采集到浮游植物69种、浮游动物45种、底栖动物30种和着生藻类34种；优势种包括7种浮游植物、7种浮游动物、4种底栖动物和3种着生藻类。理化指标评价显示河流整体呈轻度污染；水生生物评价以浮游生物多样性指数为主，结果为轻度-中度污染。RDA和Pearson分析表明，浮游植物受总氮、总磷、高锰酸盐指数和电导率影响；浮游动物受电导率、总氮和氨氮影响；底栖动物受氨氮和溶解氧影响；着生藻类受溶解氧和五日生化需氧量影响。【结论】浮游生物在丰水期受到营养盐和污染物等环境因子的显著影响，其评价结果与理化指标结果均表明赤水河在丰水期存在污染，通过持续监测发现丰水期结束后会有一定程度的恢复。
2000—2020年密云水库入库河流水质演变趋势
徐萌;薛万来;万路通;吴卿;齐迹;李文忠;安翼;【目的】良好的水质可以确保水生生物的生存和繁衍，维持生物多样性，密云水库入库河流水质变化与其上游流域水生态保障息息相关。【方法】利用北京饮用水水源地密云水库上游白河大关桥站和潮河辛庄桥站2000—2020年水质监测数据，运用S-MK趋势分析、Spearman相关性分析、LSTM预测模型等方法，揭示了密云水库入库河流水质变化特征和演变趋势。【结果】结果表明：大关桥处总氮由最低值1.85 mg/L连年增长至2.09 mg/L,辛庄桥由4.89 mg/L连年增长至5.93 mg/L,2000—2020年总氮不满足Ⅱ类标准，是密云水库入库河流水质变化的主要影响因子；其中，人口增长、GDP对水质贡献率超过90%,降雨、气温及蒸散发对水质的贡献率约9%,人为因素是影响水质的主要驱动因素；LSTM预测显示未来10年密云水库入库河流水质总体保持在Ⅱ—Ⅲ类标准，总氮和硝酸盐氮在部分月份呈现8.36 mg/L的最高值，出现较大波动，需特别关注季节性水质变化。【结论】通过水质变化分析、驱动因素探讨及未来水质演变预测，为密云水库流域水资源管理与北方河流水质保护研究提供参考与借鉴。
极端降水引发地下水位上升对城市韧性的影响：以北京为例
尚子琦;王树芳;吴芮欣;崔一娇;刘宗明;李启云;高梓健;王旭;杜旋;刘鑫;【目的】新水情背景下北京地下水位持续上升且已处于历史高位，威胁城市安全，极端降水加速了地下水位上升，急需探究浅层地下水对极端降水事件的响应机制，评估水位上升对城市韧性的影响，探索地下水调控策略。【方法】以2021年和2023年两个极端降水事件发生年为例，计算了极端降水百分位阈值，分析了多年平均(1983—2023年)、2021年、2023年降水时空分布特征。利用研究区360个浅层地下水位监测井数据，定量分析了极丰水年浅层地下水位对极端降水的响应过程。【结果】结果显示：(1)北京市近40年平均、2021年和2023年降水量依次为564.9 mm、864.5 mm和690.0 mm,降水主要集中在6—9月，其中2021年为近40年最大降水年。(2)北京地区20个典型气象站中，2021年和2023年极端降水的95%阈值依次为23.0～56.6 mm和19.3～89.7 mm,年内极端降水日数依次为4～6天和3～5天，年极端降水贡献率分别介于35.5%～56.7%和28.1%～67.1%,极端降水强度依次为45.3～123.1 mm·d-1和25.8～217.8 mm·d-1,年内日最大降水量依次为48.4～223.3 mm和37.9～306.8 mm。(3)对比2021年和2023年丰-枯水期地下水位，水位升幅普遍介于0～5 m,年内最大升幅超过15 m。(4)城区地下水位埋深普遍小于20 m,部分地铁线路出现渗漏，西部雨洪调蓄工程下渗能力大幅降低。【结论】地表渗透性差异决定了山前地区比东部、南部平原区更易接受大气降水补给，但是不同降雨类型对地下水的补给效果不同，长期持续性降水对地下水的补给效果优于短时强降水。高水位影响了地铁、地下建筑和城市防洪工程的正常运行，加之地下水补给快、排泄慢，如果叠加极端降水的补给，会对城市韧性带来极大挑战，所以必须根据地下水补给和排泄特点，考虑极端降水对地下水的影响，制定科学合理的韧性城市建设规划。
1980—2020年登陆中国热带气旋强降水事件特征分析（英文）
季劼;王艳君;姜彤;翟建青;桑文文;吴海兰;【目的】中国是受热带气旋强降水影响最严重的国家之一，每年都有数百亿经济损失，厘清热带气旋强降水事件的变化特征对防洪减灾具有重要意义。【方法】使用利用中国气象局1 185个气象站点逐时降水资料和热带气旋最佳路径数据集，采用绝对阈值法定义强降水事件，应用线性回归法对1980—2020年登陆中国热带气旋引发的小时尺度强降水事件特征进行分析，其中分别对强降水事件时空分布特征以及不同历时(短历时1～6 h,中历时7～12 h,长历时>12 h)强降水事件频次-强度-持续时间的年际变化趋势展开研究。【结果】结果显示：(1)登陆热带气旋强降水事件主要发生在中国海南岛与东南沿海地区，向内陆、北方递减；强降水事件强度整体呈上升趋势；强降水事件持续时间从南向北、沿海向内陆递减，海南是持续时间最高(6.22 h/a)的地区；频次、强度与持续时间增长的地区主要分布在华南沿海、长江下游沿海与山东。(2)不同历时登陆热带气旋强降水事件中，长历时事件频次比重(39.75%)最高并且与短历时事件比重均保持上涨趋势，两者降水强度都在增强，但长历时事件持续时间继续上升，而短历时与中历时事件却在减短。【结论】1980—2020年，登陆热带气旋强降水事件降水强度不断增加，事件持续时间不断延长，对中国部分地区的经济社会发展和生态环境安全产生深远影响；长历时登陆热带气旋强降水事件的频次、强度、持续时间皆在增长，这对中国沿海及内陆地区的强降水灾害防御构成挑战。
集成学习算法驱动的黄河流域干旱监测与评估
王春晨;马梓策;孙鹏;陈冬花;王玉亮;【目的】针对全球气候变暖背景下旱情加剧，现有干旱监测模型考虑因素过于单一的局限性，本研究提出一种基于集成学习算法的黄河流域综合干旱监测模型(Comprehensive Drought Monitoring Model, CDMMMLEA)。【方法】该模型融合了多源遥感数据，综合考虑了作物冠层温度、作物形态和植被绿度动态变化、土壤水分波动及作物冠层水分状况对干旱监测的影响，能够精准刻画过去20年黄河流域干旱的时空演变特征。【结果】研究表明：(1)在黄河流域干旱监测中表现最为突出，尤其是在黄河流域上游，其平均相关系数为0.46且均方根误差低至0.81;(2)与三个月尺度标准化降水蒸散发指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI03)相比，在2002年和2010年干旱监测中展现出显著优势：在上游精准识别中旱区域边界并增强了干旱范围连片性，中游有效捕获干旱强度突变事件及复杂波动特征，下游干旱等级过渡更平滑，空间连续性显著增强；(3)揭示了2001—2023年黄河流域干旱的季节变化特征，春季上游35.2%区域湿润化、中游28.7%干旱加剧，夏季中游黄土高原“东缓西急”,秋季中游干旱频率上升15%、下游局部扩张15%,生长季全流域干旱化以中游最突出；时间维度上，2011年后全流域干旱强度下降25%,但下游历时从2.55月/次延长至2.32月/次，模型有效捕捉了流域干旱的时空变异特征。【结论】该研究成果旨在为区域干旱精准监测提供科学方法支撑，同时为防旱抗旱策略的优化决策提供依据。
泥石流灾害风险预测与回归分析：以西安喂子坪村泥石流灾害为对象
凡涛涛;孙召义;司春棣;许忠印;谷建玲;【目的】研究泥石流运动特性及关键影响参数，构建泥石流灾害风险预测模型，为评估泥石流对交通基础设施灾害风险提供一定数据支撑。【方法】以陕西省西安市喂子坪村泥石流灾害为研究对象，建立基于深度积分连续介质力学理论的泥石流运动模型，选取摩擦系数和泥石流流量作为关键参数，探究泥石流流速和堆积区域泥深变化规律，并评价泥石流出沟处区域风险等级。结合多元线性回归、多项式回归和支持向量机模型，建立泥石流流量、摩擦系数与流速、泥深之间的精准预测方程。【结果】泥石流流速与流量之间存在显著的正相关，流速在不同流量条件下波动，最高流速范围为2.58～8 m·s-1;泥深随流量的增加而不断增大，最大泥深范围为0.5～4 m;摩擦系数与泥石流的流速和泥深均呈现负相关，最高流速和最大泥深随着摩擦系数的增大整体呈下降趋势。风险预测结果表明，泥石流风险性随流量增大显著升高，摩擦系数的增大可有效降低风险，在较低泥石流流量时效果显著，而较大泥石流流量下摩擦阻力作用效果不显著。支持向量机模型对泥石流最高流速的预测效果较好，而多项式回归模型对泥石流堆积区域最大泥深的预测效果最佳。【结论】对泥石流流量进行监控以预判泥石流流速和堆积区域泥深，对于灾前预估泥石流灾害风险等级、灾后辅助评估泥石流灾害程度具有重要支撑作用。
用水总量预测的研究进展及展望
杨军飞;孙伯明;冒云;赵敏;胡晓雨;耿雷华;黄昌硕;【目的】用水总量管控是最严格水资源管理制度的关键指标，面对持续波动的用水需求，传统单一预测模型难以有效捕捉这种动态调整。【方法】为了更好地预测用水总量，结合当前用水总量预测领域的研究进展，从统计规律、用水机理、用水定额、模型构建等多维度，系统梳理了现有用水总量预测方法的发展动态及其适用范围。【结果】结果显示：我国早期对中长期用水总量的预测结果普遍高于实际数据；基于统计规律的用水预测，高度依赖于历史数据，短期预测参考性较好；基于用水机理的用水预测，在试验点或者范围比较小的地方适用，对于宏观规划无法直接应用；基于用水定额的用水预测，适用中长期、区域、不同用水户的预测；基于模型构建的用水预测，对数据要求高、依赖性强，预测准确性高，适应性强。【结论】早期的长期用水总量预测存在准确性不足问题，且我国用水趋势呈现非线性演变特征，现有预测方法在适用性和准确性方面也存在一定的局限性，因此，未来研究需转向多元方法综合集成或多层模型构建以提升科学性和实用性。
融合多源遥感的缺资料河槽地形构建与验证
赵建勋;龚家国;康艳;常紫倩;李泽林;崔磊磊;王英;【目的】河槽地形数据是开展水文监测的基础，尤其在缺资料地区现有方法难以实现较高精度的河槽地形数据获取，成为水文监测的瓶颈之一。以金沙江奔子栏水文站上下游7 km河段为研究区，利用融合多源遥感的方法构建河槽地形，为地形复杂河段及缺资料地区的地形建模提供新的技术路径和解决方案。【方法】基于无人机获取的河段数字高程模型(UAV-DEM)和水文站实测大断面高程数据，通过融合地表水及海洋地形卫星(SWOT)水面测高数据和高分辨率遥感影像提取的水边线数据枯季至汛期水位波动范围内的河槽地形，同时对比枯水期高分7号立体像对数据生成的河槽地形数据(GF7-DEM)。【结果】结果表明：(1)对比校正前后GF7-DEM精度指标，RMSE由0.717 8 m降至0.601 9 m,MAE由0.561 5 m降至0.476 2 m,STD由0.717 5 m降至0.596 m,R2由0.909 5提高至0.930 1,校正后GF7-DEM精度改善，大尺度河槽地形表达能力较好。(2)多源遥感构建地形RBF-DEM、EBK-DEM和IDW-DEM与UAV-DEM对比均显示良好空间一致性，其中RBF方法表现最佳，具有最低误差(MAE=1.063 9 m,RMSE=1.330 5 m)和最低离散性(STD=1.284 9 m),相关性也较高。(3)在大尺度河槽地形表达上，校正后GF7-DEM(RMSE=0.601 9 m,MAE=0.476 2 m,STD=0.596 m,R2=0.930 1)效果优于RBF-DEM(RMSE=1.330 5 m,MAE=1.063 9 m,STD=1.284 9 m,R2=0.792 9),具备更高的准确性和稳定性，但在缺资料地区GF7数据不完备时RBF-DEM可以为地形构建提供更为有效的替代方案。【结论】GF7-DEM对于河槽地形的表征能力较强，但其对数据获取的要求较高，需使用枯季数据生成DEM,且覆盖度有限。相比之下，SWOT卫星数据丰富，二者互为补充，共同构成缺资料地区地形获取的方法，为基于遥感的河道径流监测、河道水动力过程模拟、数字孪生流域、河流生境演变等诸多领域的研究应用和管理提供基础支撑。
基于人-水-城联动制约关系的宁夏“以水定城”方法研究
刘鑫;游进军;贾玲;邢钰涵;王钰升;佟剑杰;【目的】为探究城市快速发展过程的水资源约束作用，分析人-水-城联动制约关系，研究人-城和水-城两条分析路径的耦合机制，为合理确定城市发展规模提供参考。【方法】以宁夏为研究区，结合2006—2022年城市发展历史数据及水资源供给约束条件，分别利用人-城MP指数、人口规模和经济结构的二元回归分析和土地综合用水量指标法，分析建成区面积合理范围，均衡水资源刚性约束与城市人口、经济发展需求，确定“以水定城”方案。【结果】2025年宁夏全区城市用水约束为10.01亿m3,城区人口为474.84万人，计算得到水资源约束下全区建成区合理控制面积为763.33 km2,相对现状(2022年)可增加85.87 km2。按照“以水定城”控制要求，全区单位建成区面积用水量均值需达到1.41 m3/m2,相对现状提升79.7%;城区人均用水量均值为0.43 m3/d,相对现状提升23.1%,城市用水集约度明显提高。【结论】研究表明，城市发展与水资源条件密切相关，通过“以水定城”方案分析城市合理规模与水资源约束关系，能够有效平衡城市人口增长、经济发展与水资源可持续利用之间的关系，为水资源紧缺地区的城市科学发展提供理论支持与实践指导，促进人口、资源、环境协调。
基于机器学习和贝叶斯模型平均的多源降水融合方法
孟锐;陈云瑶;李彬权;肖洋;张汇明;张涛涛;李匡;【目的】降水输入误差是洪水预报误差的主要来源，融合多源降水信息是降低降水输入误差的重要手段。高时空分辨率卫星降水产品能够更好地捕捉降水事件的时空分布信息，但因其点估计误差较大导致其应用受限。提出一种基于机器学习和贝叶斯模型平均的多源降水融合方法，以提高降水数据在时空尺度上的精度。【方法】首先采用双线性插值方法将3种卫星降水产品(GSMaP、IMERG和PERSIANN)进行空间降尺度，再利用轻量梯度增强机(LGBM)算法进行降水偏差校正，最后基于季节尺度贝叶斯模型平均(BMA)融合校正后的降水产品，得到精度更高的降水数据。【结果】选择赣江上游峡山站以上流域进行实例验证，结果表明：(1)融合后降水在6个评价指标上均明显优于原始卫星产品(均方根误差为4.73 mm、相关系数为0.92、误报率为0.28);(2)与原始卫星产品相比，融合后降水空间分布的准确性显著提高，与地面观测站的一致性更好；(3)单卫星降水校正的结果和多卫星降水融合后的结果在小雨、中雨、大雨、暴雨和大暴雨等5种量级下的均方根误差值均显著低于原始卫星产品。【结论】总体上，多卫星降水融合数据综合了各校正降水产品的优势，在不同降水量级方面均表现较好，成果可为水文模拟和预报提供准确降雨输入数据支撑。
砂卵石复合地层条件下考虑山洪冲击力和局部冲刷的倾斜群桩承载性能研究
冯冠军;童大贵;阿发友;【目的】山洪沟中砂卵石复合地层广泛分布，在山洪冲击力和局部冲刷联合作用下，倾斜群桩承载性能演化机理尚不明确。为探究复杂地层条件对群桩承载性能的影响，对2×2倾斜群桩在不同工况下进行有限元模拟，得出了倾斜群桩受不同荷载的承载力变化曲线。【方法】考虑土体沿深度方向的不均匀性，采用Gibson土体模型，建立了考虑山洪冲击力、局部冲刷和桩土非线性接触的有限元数值分析模型，并采用现场试验数据验证了模型合理性。【结果】研究发现，在一定范围内增大基桩倾角可以减小群桩沉降量，提高群桩竖向承载力；当基桩倾角过大时，基桩进入下部卵石层深度显著减小，群桩沉降量增大，竖向承载力降低；砂卵石复合地层中下部卵石地层粒径大硬度高，在基桩倾角增大时群桩沉降增幅不明显；基桩倾角的增大可以有效提高群桩水平承载力；冲刷坑形成后，群桩沉降和水平位移明显增大，将导致群桩承载性能降低。【结论】结果表明：在下部为砂卵石层的复合地层条件下，倾斜群桩的承载能力并不完全是随着倾角增大而增大；随着倾角的增加，群桩对山洪冲击力的承载能力有明显增大。因此对于复合地层下的倾斜群桩需根据实际情况合理选择倾斜角度，使倾斜群桩在面对竖向荷载和山洪冲击时有良好的承载性能。
低弗劳德数水跃消能弱化机制及关键技术研究进展
曾清;唐立模;骆国强;林青炜;屈一晗;曹伽;【目的】水跃作为一种重要的水力现象，在水利工程消能中被广泛应用。低弗劳德数下水跃易形成波状结构且消能率往往不理想，导致下游消能防冲设施受到严重冲刷破坏。【方法】因此分别从力学机制和外部条件作用分析总结了低弗劳德数水跃消能弱化机制，并结合水体结构与气泡引入及其相互作用角度，深化对低弗劳德数水跃结构和消能路径的理解。基于弱化机制的认识，对消力池设计、消力池结构优化、辅助消能工应用和掺气整流消能关键技术及机理进行梳理，以指导工程设计，同时指出了应对辅助消能工空化空蚀、消力池内泥沙淤积、水体过饱和气鱼类致死等衍生问题的关键技术。【结果】研究发现，当前低弗劳德数水跃消能研究由于水跃结构本身的复杂性以及现代流动测试技术局限性，水跃紊流结构与能量耗散机理研究仍存在系统性认知空缺；在工程应用中，目前缺乏普适性设计准则以指导工程优化，同时亟待建立工程生态影响评估体系。【结论】未来可利用物理信息神经网络和机器学习技术在水跃两相流机理的深入、消能工设计方法的优化、工程方案多目标评价体系的建立三方面开展进一步研究。
基于熵产的发电进水口无级分层取水能量损失研究
戚加欢;刘珂;王兴恩;赵建平;李君;【目的】针对无级分层取水系统中门叶组合与取水层位变化引发的局部流态扰动难以通过传统水头损失方法定量表征的问题，探究其复杂结构条件下的耗散特性及空间分布规律，为复杂水工结构条件下能量损失的识别与优化提供方法支撑。【方法】基于熵产理论构建分项能耗分析框架，在1∶20物理模型试验验证的基础上，利用三维数值模拟量化分析典型工况下进水口系统的黏性耗散(EPDD)、湍流耗散(EPTD)和壁面摩擦耗散(EPWS)。【结果】结果表明：系统总熵产随取水层位上移而提高，高位取水引发跌落冲击与竖井流动重构，竖井段为主要耗散区，系统最大熵产达2 800.468 W·K-1;无级分层取水装置本体在不同工况下熵产贡献占比均低于8%,显示出良好的水力稳定性；湍流耗散(EPTD)为主导耗散机制，在各工况中熵产占比均超98%;局部高耗散区主要集中于门叶—横撑交界区、竖井跌落区与管道入口区。【结论】熵产理论能够有效揭示复杂水工结构中能量损失的空间分布与成因，较传统水头损失法具备更高的诊断深度与优化指导价值。本研究明确了无级分层取水系统结构扰动与能耗分布的对应关系，为系统的结构优化与运行调度提供了理论支撑，对提升系统能效与运行安全具有重要意义。
包含虚拟同步发电机的暂态稳定约束最优潮流模型研究
刘颂凯;刘郧懿;杨超;李彦彰;曹俊;陈常贺;【目的】随着能源转型的持续推进，电力系统“低惯量、低阻尼”特性愈发明显，大量虚拟同步发电机(VSG)被引入电力系统。但以往的研究中，很少有研究考虑VSG对电力系统暂态稳定性的影响，为了维持电力系统的稳定、经济运行，针对含有VSG的电力系统对暂态稳定约束最优潮流(TSCOPF)模型进行了优化，提出考虑VSG暂态稳定约束的最优潮流(V-TSCOPF)模型。【方法】首先，将VSG模型嵌入传统TSCOPF模型中，表征VSG的动态特性。其次，优化输入特征量，并将VSG的虚拟功角纳入暂态稳定指标(TSI)考虑范围内，利用时空图注意力网络(ST-GAT)挖掘输入特征量与TSI之间的联系。再将ST-GAT嵌入含VSG的TSCOPF模型中构成基于优化特征的V-TSCOPF模型，并使用量子遗传算法(QGA)对模型进行高效求解。最后，在10机39节点和16机68节点系统上进行仿真验证。【结果】在10机39节点和16机68节点系统中，基于优化特征的V-TSCOPF模型相较于基于传统特征的TSCOPF模型能显著提升系统稳定性。在对模型求取的运行方式进行仿真验证时，V-TSCOPF模型求取的运行方式在故障实际发生后使所有发电机功角收敛，TSCOPF模型求取的运行方式在故障实际发生后出现功角发散现象。ST-GAT模型取得0.988 4的R2值，经22次迭代收敛，系统优化成本为422 919元人民币。QGA算法在收敛速度和求解精度方面均表现优异。【结论】基于优化特征的V-TSCOPF模型通过优化输入特征量和融合VSG虚拟功角，使电力系统的稳定性得到了有效保障，实现了VSG参数的在线调节，为解决VSG并网系统的暂态稳定问题提供了新的思路。ST-GAT与QGA算法的协同应用，实现了暂态稳定约束的精准表征与复杂模型的快速求解，为新型电力系统安全经济运行提供了解决方案。
弱潮型河道形态演化与河型判别方法：以黄河下游为例
李连文;程丽;孙艳杰;宋晓龙;【目的】弱潮型尾闾河道的形态演变机制复杂，厘清其在水沙作用下的响应规律对于河道治理与防洪安全至关重要。【方法】通过开展系统的物理模型试验，观测不同水沙条件下蜿蜒河道的动态演变全过程。基于试验揭示的机理，结合河流阻力理论，引入河道比降、弗劳德数及床沙粒径等参数，构建了河道形态特征参数。利用支持向量机(SVM)对黄河下游历史水文断面数据进行分类，建立了河型的定量判别标准，确定了游荡、分汊与弯曲河型的定量化判别阈值。【结果】试验结果表明，河道演变呈现“稳定→微变→强变”的典型三阶段规律。水沙条件主导演变模式，高流量引发强烈侵蚀与改道，而高含沙量则导致淤积与拓宽。利用最新河道资料验证表明，该河型判别标准能有效判别河型转变，如孙口—艾山段已呈现向分汊型发展的趋势，与遥感影像判读结果一致。【结论】研究证实，物理模型是揭示河道演变机理的有效手段。所构建的形态参数模型实现了从定性描述到定量判别的跨越，对河道治理具有理论指导意义。
基于过程进行水文地貌重建的河流生态修复：以美国基西米河为例
陈清琤;赵进勇;丁洋;李志鹏;【目的】基西米河生态修复项目旨在应对人类活动造成的生态退化，通过恢复河流生境与流域生物多样性、减少对下游湖泊的污染，同时确保河道的防洪功能得以维持。【方法】为了恢复河湖之间与河流与洪泛平原之间水力连通性，基西米河修复通过先回填人工河道将水流重新引入原始河道，后控制上游水库的放水量模拟下游河流历史水文条件，借助水流过程的冲刷作用解决了原始河道的富营养物质堆积问题，同时利用原始河道的自然河道形态与水文过程中的侵蚀沉积作用恢复了河流的蜿蜒性。为恢复流域生物多样性，通过调节上游水库放水量还原了河岸带季节性洪水淹灌现象，重建了下游广阔的河漫滩湿地，为众多动植物与微生物提供栖息空间。【结果】经过二十多年的实施，基西米河生态修复项目取得了显著的成效。水质明显改善，流域生态系统的生物多样性显著提升，河岸湿地的蓄水调洪功能得到了基本恢复，同时净化了天然水体并提供了栖息地。【结论】基西米河生态修复项目不仅纠正了人类对自然环境干预造成的破坏性后果，还成为全球生态管理和修复实践中的重要里程碑。项目的成功实施，不仅提升了生物多样性和水质，还为当地社会经济带来了积极效益，如保护农业发展和促进自然旅游业。基西米河生态修复案例体现了水文地貌的修复在河湖生态修复中的关键作用，项目的底层修复逻辑顺应了当前基于自然的解决方案的原理，将防洪与保护生态环境结合，实现河流生态系统的稳定性和可持续发展。
不同水位条件下滑坡堵江堆积特性试验研究
谭大文;翟俨伟;刘志武;牛志攀;侯春尧;张法星;赵惟扬;【目的】滑坡是一种常见的地质灾害，当滑坡物质堆积堵塞河道时，可能引发一系列严重的次生灾害。当前研究多关注干河道滑坡堆积特性，对水体影响下滑坡堆积行为的系统认识尚不充分。水深变化对滑坡物质堆积过程与几何形态的影响规律有待揭示。【方法】通过室内物理模型试验，系统研究粒径为2.5 mm均匀石英砂在35°和45°坡度下，滑入干河道(水深0 cm)和不同水深(3 cm、6 cm、9 cm、12 cm)河道时的堆积特性，滑坡体积设为500 cm3、1 000 cm3、1 500 cm3和2 000 cm3。采用高速摄影和三维点云扫描技术记录堆积过程与形态，定义河道堆积体积率λ表征堆积程度。【结果】水深显著影响滑坡堆积过程与形态。干河道条件下，堆积体呈现前缘厚、后缘薄的不均匀分布；水体存在时，堆积物厚度分布更均匀，出现“双滑坡头”现象。河道堆积体积率λ随水深增加而减小，θ=35°时λ从干河道的0.36降至H=12 cm时的0.19,降幅达47.2%;θ=45°时λ从0.72降至0.41,降幅约43.1%。多元回归分析建立了水深、坡度和体积对λ的预测模型，对λ的影响程度由大到小依次为：坡度、滑坡体积和水深。【结论】水体通过增加阻力和缓冲作用，显著降低了滑坡物质的河道堆积比例。λ随坡度增大而增大，随体积和水深增加而减小。建议后续研究进一步考虑滑坡物质级配、河床动态变化等因素，以探究更为复杂条件下的堆积特性。相关研究成果为滑坡堵江风险评估与防治提供了定量依据。
基于坡面位移的土质边坡潜在滑面智能预测
史继尧;李搏凯;杨涛;陈怀林;张哲;【目的】针对当前边坡潜在滑面预测分析难、精度低等现状，以实时坡面位移为基础，尝试借助神经网络实现土质边坡潜在滑面定量预测。【方法】基于随机潜在滑面生成原理，采用离散元程序3DEC模拟随机滑面下边坡失稳全过程；后结合数据样本和级联算法建立可预测潜在滑面的神经网络模型，并开展室内试验和工程案例双重分析和验证；最后建立边坡动态安全预警系统。【结果】室内试验结果显示：所建立的级联相关神经网络(简称“CC”神经网络)模型和反向传播前馈神经网络(简称“BP”神经网络)模型在一定程度上均能映射出坡面位移与潜在滑面之间的隐含关系；而相较于BP神经网络，由CC神经网络所预测的滑面实时曲线平均吻合度为0.973,同比增大0.07,且所预测滑面土体黏聚力的平均相对误差为14.99%,同比降低9.93%,内摩擦角的平均相对误差为10.12%,同比降低10.25%。采用CC神经网路模型开展实际工程应用表明：所预测的滑面实时曲线吻合度均大于0.99,而土体抗剪强度实时预测值的相对误差均小于14%,且预测精度整体呈上升趋势。【结论】结论表明：边坡潜在滑面的生成及稳定性状态可由坡面表观位移分布情况及发展趋势所进一步体现；分析室内边坡模型试验结果可知CC神经网络因其独有的自适应网络结构，在边坡滑面预测中体现出更高的精确度及更强的适应性；利用边坡坡面位移，搭配“人工智能-神经网络预测”技术，可短时间、高精度智能化预测边坡潜在滑面及其力学特性，进而实现便捷、高效且可靠的判断当前边坡可能发生的潜在失稳灾害。
基于时空数据融合的实际灌溉面积遥感监测方法研究
贺君彦;赵红莉;郝震;段浩;王镕;肖宇航;刘津呈;【目的】充分挖掘遥感影像的时序信息，动态识别灌溉面积及空间分布，为提升灌溉用水监管能力提供数据支撑。【方法】以内蒙古河套灌区永济灌域为研究区，基于增强的时空自适应反射率融合模型(Enhanced Spatial and Temporal Adaptive Reflectance Fusion Model, ESTARFM)对MODIS和Sentinel-2数据进行时空融合，计算并构建逐日的再修正垂直干旱指数时间序列。针对时空融合数据出现的灌溉特征坦化现象，基于滑动窗口的双向长短期记忆网络(Bi-directional Long Short-Term Memory, Bi-LSTM)识别灌溉事件，动态监测灌区内的灌溉面积及空间分布。【结果】2024年4—6月永济灌域的实际灌溉面积分别为323.88 km2,462.67 km2,500.57 km2,灌溉事件识别结果的平均总体精度为89.82%,平均kappa系数为0.77,有效体现了灌域内灌溉事件时空分布的动态变化。【结论】时空融合为实际灌溉面积监测提供了更为连续的影像数据基础。基于滑动窗口的Bi-LSTM方法，有效捕捉了灌溉过程中土壤含水量的时序变化，解决了不同时空分辨率数据融合中土壤含水量变化过程坦化带来的灌溉识别难题，提高了实际灌溉面积连续动态监测的能力。
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