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2022年第3期目次

2022, 53(3):  0-0. 

摘要 ( 120 )   PDF (797KB) ( 170 )  

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长江经济带“四水”与社会经济SD模型构建及应用Ⅰ——模型构建与验证

杨丽;刘海军;王红瑞;张睿齐;赵自阳

2022, 53(3):  1-7.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.001

摘要 ( 176 )   PDF (1927KB) ( 384 )  

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长江经济带高质量发展，需要处理好水资源、水环境、水生态和水灾害“四水”与社会经济的耦合关系。利用2008～2019年长江经济带“四水”以及社会经济数据，运用系统动力学方法，构建了“四水”与社会经济系统动力学模型（SD模型）,并进行了参数敏感性分析；基于目前发展态势和相关经济社会发展规划，模拟预测了2035年长江经济带“四水”与社会经济发展的变化趋势。研究结果表明：（1）在保持当前发展趋势和满足规划的条件下，长江经济带社会经济稳步发展，2035年长江经济带GDP将是2019年的2.83倍；（2）水生态环境条件有所改善，相较于2019年，2035年湿地面积、浮游动植物多样性指数平均、COD、氨氮和总磷排放量将分别下降15%,26%,8%,10%和11%,但废水排放总量将增加27%;（3）与2019年相比，2035提水灾害风险降低，洪旱灾害直接经济损失占地区GDP比例将下降0.18%;（4）供水量和用水总量分别增加了288亿m3和310亿m3,到2035年基本保持供需平衡。针对模拟结果，提出了“四水”与社会经济协调发展情势下的治理建议，包括加强污水处理设施建设、调整产业结构、加强科研创新和推行节水行动。?

长江干流河道采砂规划实施情况评估——以《长江上游干流宜宾以下河道采砂规划(2015～2019年)》为例

郭超;王玉;姚仕明;周银军

2022, 53(3):  8-12.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.002

摘要 ( 150 )   PDF (1372KB) ( 214 )  

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河道采砂规划是规范和指导河道采砂的重要依据。为了在践行长江大保护基础上，实现长江干流河道砂石资源的科学合理利用，必须严格落实河道采砂规划的实施和监督管理。为此，采用资料收集分析、现场调查、座谈交流等方法，对《长江上游干流宜宾以下河道采砂规划(2015～2019年)》实施情况进行了分析评估。在此基础上，详细掌握了规划期内具体许可及实施情况，总结了采砂规划实施和监管过程中取得的成效以及存在的问题和困难；并在研判长江上游干流河道采砂的特点、需求以及总结采砂规划实施和监管过程中的实践经验等基础上，提出了相应的对策及建议。研究成果可为长江乃至全国江、河、湖、库采砂规划的编制、实施以及监督管理提供借鉴与参考。

长江如皋沙群河段近期河道演变及其影响因素

尹大聪;卢金友;渠庚;柴朝晖

2022, 53(3):  13-20.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.003

摘要 ( 161 )   PDF (5132KB) ( 395 )  

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如皋沙群河段位于长江下游澄通河段，其河道宽阔多汊，滩槽冲淤演变规律复杂，开展河道演变及其影响因素分析对该河段治理和保护具有重要意义。利用1977～2018年实测资料对如皋沙群河段的冲淤、深泓、滩槽以及典型断面的近期变化进行了系统分析，并在此基础上对河道演变的主要影响因素进行了探讨。结果表明：如皋沙群河段近年来河床总体呈冲刷发展趋势，深泓总体向左侧偏移，其中在如皋右汊最大偏移幅度达900 m;双涧沙防护部分左右缘小幅淤积，民主沙沙尾小幅下移，横港沙滩面淤积明显，2011～2018年横港沙在九圩港以上-5 m等高线以上河床平均淤积抬高0.62 m,深槽和典型横断面变化幅度趋小，总体呈缓慢刷深的态势，平面上表现为深槽的上提下挫；如皋沙群河段整体稳定性受河道边界条件、大洪水、来水来沙及人类活动的影响，其中人类活动影响较大，相关整治工程的实施使得该段总体河势趋于稳定。

荆江南岸藕池河东支典型河段河床调整特点研究

孙启航;夏军强;石林;李代军

2022, 53(3):  21-28.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.004

摘要 ( 147 )   PDF (5802KB) ( 232 )  

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为研究荆江南岸藕池河东支注滋河段河床调整特点，利用实测水沙及地形等资料，计算了1995～2019年的河段冲淤过程；采用河段平均的方法，计算了该河段平滩河槽形态的调整过程，同时分析了该河段的崩岸过程及其影响因素。结果表明：注滋河段1995～2005年为淤积状态，累计淤积量为667万m3;2005～2019年为持续冲刷状态，累计冲刷量为786万m3。2005～2019年该河段上游崩岸数量大于下游，且2005～2006年崩岸次数较其他时间段多。此外还分析了水沙条件与河床边界等因素对崩岸过程的影响，其中水流冲刷强度的持续增加和岸坡土体相对松散（砂土）是造成注滋河段崩岸经常发生的两个主要原因。

变化环境下长江流域超标准洪水灾害特点研究

李昌文;黄艳;严凌志

2022, 53(3):  29-43.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.005

摘要 ( 179 )   PDF (28162KB) ( 391 )  

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流域超标准洪水一直是困扰世界的重要问题，给社会经济发展带来毁灭性影响。如何辨识变化环境下流域超标准洪水灾害的新特点及风险要素，是各国政府及水利工作者迫切需要去研究和解决的重大科学问题。以长江流域为例，从气候变化、流域下垫面改变、防洪体系建设、经济社会发展4个维度，动态审视了环境变化引起的流域超标准洪水风险及灾害的新特点。结果表明：全球气候变化增大了超标准洪水的发生几率，大洪水的周期性变化规律亦表明未来发生超标准洪水的可能性较大；水土保持减轻了流域超标准洪水的灾害威胁；洲滩民垸“洪水漫滩-家园重建-再漫滩”恶性循环的状况未根本改变，行蓄洪水与发展保护的矛盾增加了长江流域超标准洪水的调度运用风险；长江流域防洪体系的完善在增加了防御特大洪水能力的同时，由于蓄滞洪区分洪运用困难、河道泄流能力难以保证、外洪和内涝矛盾无法有效协调等原因，仍然不能完全应对流域超标准洪水；经济社会发展尤其是城市化集聚效应致使超标准洪水风险剧增、防洪风险格局改变，每个地区都变得越来越“淹不起”,人们对美好生活的向往加大了水库超蓄和河道强迫行洪的期望值，加剧了防洪调度决策的协调难度。研究成果对科学防御长江流域超标准洪水具有重要科学价值和战略意义。

长江中下游梅雨与三峡水库入库洪水遭遇规律分析

李娜;郭生练;王俊;熊丰

2022, 53(3):  44-49.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.006

摘要 ( 169 )   PDF (2307KB) ( 236 )  

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依据1951～2020年长江中下游梅雨特征，包括入出梅时间、梅雨量和梅雨强度指数等参数，分析了梅雨与三峡水库洪水的遭遇规律。结果表明：三峡水库洪水一般发生在7～8月上旬，当出梅时间偏晚时，与三峡水库主汛期发生重叠，梅雨有可能与长江上游来水发生遭遇，遭遇严重时形成流域性大洪水；8月中下旬，尽管三峡水库入库洪水仍可能较大，但梅雨早已结束，一般不会与中下游洪水发生遭遇，此时没有对城陵矶进行补偿调度的任务。依据成因分析法和数理统计法得到三峡水库汛期分期结果，再结合长江中下游出梅时间，综合考虑将主汛期和后汛期的分期节点调整为8月8日至9月10日的动态区间，充分利用气象水文预报的预见期，在确保防洪安全的前提下，实行水库汛期运行水位动态控制和提前蓄水调度。

水利工程质量监督执法一体化与协同治理研究

佘春勇;赵礼;张可

2022, 53(3):  50-54.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.007

摘要 ( 141 )   PDF (1276KB) ( 191 )  

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水利工程属于典型的公共基础设施，政府对工程质量进行监督管理是维护公共利益的一项制度安排。在中国，以政府为龙头，市场、社会为两翼的水利工程质量治理格局已初步形成，解决政府监管乏力的问题已迫在眉睫。采用“现状分析-可行性分析-角色分析-路径选择”的研究思路，通过文献研究、实证研究、归纳演绎分析了当前政府、市场及社会质量管理现状，对监督执法一体化的可行性及其在新型协同关系中扮演的角色与定位进行论证，并为监督执法一体化的制度落地提出了路径选择。研究结果表明，监督执法一体化是水利行业行政体制改革的重要举措和自然选择，具有合法性、合理性、可操作性，是水利工程质量治理现代化的重要抓手与切入点。

大渡河丰水期水体氢氧同位素特征及其影响因素

谢姝;孟玉川;刘国东;李璐汐

2022, 53(3):  55-60.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.008

摘要 ( 87 )   PDF (2111KB) ( 147 )  

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大渡河干流规划了29座梯级水电站，已建成13座。为了解环境和水电开发对大渡河河水氢氧同位素组成的影响，应用数理统计等方法对2020年9月采集的大渡河流域河水氢氧同位素和相关水文资料进行分析。结果表明：（1）大渡河水体δD和δ18O的分布范围分别为-120.60‰～-77.98‰和-16.67‰～-11.90‰,河水的δD与δ18O关系线为δD=8.01δ18O+14.43（R2=0.97,ρ<0.01）;（2）氘盈余的范围为11.72‰～18.15‰,河水氘盈余值全部偏正，体现了大渡河水接受冰雪融水补给的特征；（3）δD和δ18O沿程增加，表明从上游至下游重同位素逐渐富集，反映了该区域氢氧同位素分布具有海拔效应；（4）水电站的大坝拦截会对水体氢氧同位素含量产生一定影响，水库水体滞留时间较长会使得坝前水体重同位素富集。

流溪河中下游地下水中锰时空分布及其影响因素

庞园;曾慧;张明珠

2022, 53(3):  61-67.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.009

摘要 ( 92 )   PDF (2020KB) ( 132 )  

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为研究流溪河中下游地下水锰的时空分布特征及其影响因素，选取了28个地下水监测井2012～2018年雨季和旱季共392组地下水检测数据，分析了锰的时空分布特征并讨论了影响锰分布的主要因素。结果表明：2012～2018年研究区地下水锰的整体含量较高，但总体上低于广州市和珠江三角洲地区；中游地下水锰的质量浓度和超标率总体上均高于下游，其分布受地势影响较小；基岩裂隙水中锰的质量浓度和超标率总体上均高于松散岩类孔隙水；雨季和旱季锰的质量浓度和超标率相差不大，且均随时间呈下降趋势，其季节分布和年际变化受降雨影响较小；研究区地下水锰的分布总体上主要受酸碱条件和“盐效应”影响。

三峡水库175m试验性蓄水后库区水质时空变化规律

张漫;张万顺;张潇;郭平;李崇明

2022, 53(3):  68-73.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.010

摘要 ( 95 )   PDF (3088KB) ( 175 )  

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为了研究三峡水库175 m试验性蓄水运行后的库区水质时空变化规律，基于2008～2019年三峡库区逐月水质监测数据，采用Mann-Kendall非参数检验法和水质质量指数(WQI)综合评估法分析了三峡库区蓄水后水质时空分布特征。结果表明：三峡库区水质主要超标项目为总磷和高锰酸盐指数，上游总磷、高锰酸盐指数超标现象大于下游；2008～2019年高锰酸盐指数、总磷浓度整体呈缓慢下降趋势；2016年是干流总磷浓度变化的突变节点，干流的总磷浓度在2016年之后有显著下降趋势；三峡库区干支流水质质量指数整体处于上升趋势，支流水质质量指数整体低于干流，丰水期水质质量指数低于枯、平水期。研究成果可以为三峡库区水环境保护和管理提供科学依据。

丹江口-王甫洲区间生态调度认识与实践

丁洪亮;程孟孟;胡永光;颜剑;朱丹

2022, 53(3):  74-78.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.011

摘要 ( 106 )   PDF (1530KB) ( 209 )  

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自南水北调中线一期工程通水以来，丹江口水利枢纽调度任务及调度方式发生转变，丹江口-王甫洲区间水温降低、水流量及流速减小，导致伊乐藻等沉水植物大量繁殖，严重影响王甫洲枢纽的行洪与发电安全。为抑制水草过度生长，2020～2021年丹江口水库连续2 a开展生态调度试验。综述了丹江口-王甫洲区间水草灾害现象、危害、原因，介绍了2020～2021年生态调度试验实施情况，评价了实施效果。结果表明：丹江口-王甫洲区间生态调度试验改善了汉江中下游的水生态环境，有效抑制了王甫洲库区水草过度生长，加快了汛前库水位消落，为水库安全度汛奠定了基础，同时提高了水资源利用效率，增加了发电效益。最后就进一步做好生态调度防控水草过度生长危害提出了建议。

多目标生态水网构建与评价方法研究

徐驰;彭振阳;黄金凤;刘国强;何子杰;张浮平;陈俊

2022, 53(3):  79-86.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.012

摘要 ( 122 )   PDF (5328KB) ( 214 )  

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生态水网的构建与评价是涉及防洪、水资源、水生态、水环境等多因素的综合性问题，对更好协调各个因素之间的关系、提升生态水网的综合效益有重要意义。提出了一种生态水网构建的基本理念，聚焦于水位和流量两要素，优化了生态水网构建方式和调度规则，提取满足多目标需求的生态水网；利用ArcGIS、MIKE、MATLAB等工具建立了多目标生态水网的一维、二维耦合模型，实现了对防洪、供水、水环境治理的统一模拟；以层次分析法为基础，结合专家打分赋予权重方式，构建了一套生态水网的评价指标体系；最后，将研究成果运用于南京市高淳区固城湖水系生态水网。结果表明：相对于现状水网而言，构建的生态水网可通过对水位、流量的优化调控，在满足防洪安全的同时，提升水资源利用效益，改善水生态环境，研究提出的评价方法可靠。

岩溶石漠化区县级水土流失重点防治区划分研究

弥智娟;姜宏雷;朱艳艳;黄俊文;杨永胜

2022, 53(3):  87-91.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.013

摘要 ( 94 )   PDF (2419KB) ( 147 )  

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岩溶石漠化区县级水土流失重点防治区的划分，可为科学编制岩溶石漠化区水土保持规划提供依据。在省级水土流失重点防治区基础上，在县级尺度范围内，以小流域为单元，统筹考虑水土流失现状防治需求，运用定性和定量分析相结合的方法，对云南省蒙自市水土流失重点防治区进行划分。构建了蒙自市水土流失重点防治区划分的指标体系，划分了南溪河省级水土流失重点治理区并落实至小流域，划分了1个县级水土流失重点预防区。划分结果可为蒙自市编制水土保持规划、实施水土流失防治提供科学依据。

基于梯度自适应优化的入库流量数据平滑算法研究

陈建;李允军;王建平;吴善锋

2022, 53(3):  92-97.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.014

摘要 ( 85 )   PDF (3017KB) ( 223 )  

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为了解决入库流量等时序数据跳变而影响对数据变化趋势规律判断的问题，结合水量平衡原理计算入库流量现实存在“跳变”的局限性，提出了梯度自适应迭代平滑算法，设计了数据序列光滑度评价计算方法，并阐述了其详细的计算原理和计算步骤。以三峡水库实际计算入库流量为例，将梯度自适应迭代平滑算法的平滑过程分别与3点、5点、7点线性平滑，5点、7点二次函数拟合平滑，5点、7点三次函数拟合平滑的结果进行对比。结果表明：该算法在入库流量平滑计算中具有较好的表现；三峡水库两段比较具有代表性的2月份和4月份小时计算入库流量数据序列经平滑计算后，数据序列的平均光滑度分别达到了0.958 4和0.980 3。该算法能够很好地适应原始数据光滑度较差的序列平滑计算，具有很好的实际应用推广价值。

不同GRACE-FO模型反演流域陆地水储量变化对比

崔立鲁;杜安;张诚;汪晓龙;李琼

2022, 53(3):  98-102.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.015

摘要 ( 95 )   PDF (6796KB) ( 249 )  

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为了有效比较由美国空间研究中心（Center of Space Research, CSR）、德国地学中心（Helmholtz-Centre Potsdam-German Research Centre for Geosciences, GFZ）和美国喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory, JPL）机构提供的3种GRACE-FO RL06时变重力场模型精度，分别从模型阶方差、C20项精度、全球和局部陆地水储量变化反演等角度对3种模型进行了详尽的阐述。结果表明：JPL的RL06模型阶方差要大于其他2个机构发布的结果；而在C20项精度方面，CSR和JPL发布的数据更接近于卫星激光测距（Satellite Laser Ranging, SLR）;通过对比这3种模型反演的陆地水储量变化结果与全球陆面数据同化系统（Global Land Data Assimilation system, GLDAS）水文模型的反演结果，发现3种模型与GLDAS模型的结果符合度都比较高，从局部反演结果来看，在3种模型中CSR与GLDAS模型的符合度较高。

长江流域主要支流地下水资源特征分析

贾建伟;王立海;王栋

2022, 53(3):  103-107.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.016

摘要 ( 115 )   PDF (1506KB) ( 195 )  

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合理的地下水资源特征分析及开采潜力评估是科学管理和维护地下水资源系统稳定的重要前提。选取了长江流域内21个主要支流，以2001～2020年最新观测数据为基础，采用补给法和排泄法计算了各支流不同类型地下水资源量，并对总量进行了相应统计，最终结合现状地下水开采量，分析了不同支流的开采潜力。结果表明：长江上游支流平原区地下水资源模数显著大于中下游支流，中游支流略小于下游；山丘区地下水资源量及地下水资源总量模数自上游向下游整体呈现增加趋势。综合来看，长江上中游主要支流的地下水资源开采程度大于下游，全流域地下水开采程度整体较低，具有较大的开采潜力。

四川省金川县曾达沟泥石流灾害特征与监测预警

侯儒宁;胡桂胜;陈宁生;韩征;刘恩龙

2022, 53(3):  108-113.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.017

摘要 ( 127 )   PDF (28247KB) ( 286 )  

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2019年6月27日22:45,流域面积达125.53 km2的四川省金川县曾达沟突发特大型泥石流灾害，一次性冲出固体物质约120万m3,直接经济损失达1.51亿元。通过现场调查、遥感解译、室内实验等手段，从物源、地形和水源条件入手，分析了此次灾害的成灾特征、形成演化过程、动静特征参数、未来发展趋势。研究表明：6月27日曾达沟泥石流是前期雨量和激发雨量共同引发的稀性泥石流，重度为1.60～1.78 g/cm3,峰值流量为442 m3/s;此次泥石流的成灾过程可以分为龙古沟源区滑坡失稳、各支沟泥石流汇入主沟后规模不断扩大、在主沟沟道淤积并减速停止3个阶段。“群测群防”体系与工程措施的结合在此次泥石流灾害避险中发挥出重要作用，可为以后相关地质灾害的预警及避险提供借鉴和参考。

白鹤滩水电站运行期水厂取水塔滑模设计与应用

姜蕊;郝国鹏;向东旭

2022, 53(3):  114-120.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.018

摘要 ( 114 )   PDF (7683KB) ( 184 )  

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金沙江白鹤滩水电站运行期水厂取水塔工程结构复杂、混凝土浇筑体积大、施工难度高，再加上按精品工程标准要求，混凝土的成型质量要求更高。传统的组合钢模板分层施工因耗时长、质量控制困难、整体性欠佳等多种不利因素，很难实现大体积混凝土的精品工程质量控制。在白鹤滩水电站取水塔工程中设计了新型滑模系统，详细介绍了系统方案设计、实施步骤及过程控制要点。实践表明：采用新型滑模系统解决了大体积曲面混凝土一次成型质量问题，且缩短了施工工期，节约了成本，保证供水系统顺利运行。相关经验可为以后类似工程建设提供经验。

那苏瓦卡里水电站沉沙池沉沙及冲沙效果研究

高东红;邹浩

2022, 53(3):  121-126.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.019

摘要 ( 74 )   PDF (3925KB) ( 134 )  

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在水利水电工程中一般都采用沉沙池来降低泥沙含量，减小泥沙对引水发电系统产生的不利影响，沉沙池中含沙水流流态及沉沙冲沙效果的研究就显得极为重要。基于尼泊尔那苏瓦卡里水电工程的沉沙池，采用理论公式、RNG k～ε紊流模型及体积分辨率函数VOF模拟计算了沉沙池内水沙两相流的水流形态，并详细展示了多组分泥沙颗粒组合中不同颗粒直径泥沙的沉积效果。结果表明：不小于0.2 mm粒径的泥沙沉沙率达到95%以上，数值计算结果与采用理论公式计算得出的沉沙率保持较高的吻合性，满足工程设计要求。

砂石料生产工艺计算机辅助设计方法研究及应用

杜轩;周俊尧;付廷伍

2022, 53(3):  127-135.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.020

摘要 ( 104 )   PDF (3111KB) ( 142 )  

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针对砂石料系统生产工艺流程设计所存在的技术工艺复杂、工艺参数多、流程计算量大等难题，在深入分析砂石料加工特征的基础上，提出了一种基于标准工艺流程的模块化工艺设计方法，设计了一种包含破碎、筛分、流量检测等砂石料生产工艺要素的基础工艺模块。首先利用图形化的基础工艺模块对砂石料生产工艺流程进行描述，并构建砂石料生产的标准工艺流程；然后利用标准工艺流程的可计算性，通过编程实现设备参数及流程量平衡计算，实现了砂石料生产工艺流程的计算机辅助设计。最后利用基于本文理论所开发的砂石料ACAPP原型系统实现了具体砂石料加工系统的工艺设计，验证了所提出的砂石料生产工艺计算机辅助设计方法的有效性。

刚性和弹性水锤模型对水轮机调节系统计算的影响

杨帅;徐永;李湧博;王宾;鞠小明

2022, 53(3):  136-143.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.021

摘要 ( 134 )   PDF (3905KB) ( 140 )  

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压力引水系统数学模型是深入分析水轮机调节系统动态特性的一个重要基础，通常以刚性水锤模型或弹性水锤模型来描述压力引水系统，模型的选择和应用基于不同的考虑，精确的模型对系统的稳定性评估、动态计算和控制器优化都具有重要的意义。应用控制理论和数值仿真的方法对选取的水轮机调节系统结构框图进行分析，在此基础上，比较了具有不同惯性比率R1的电站在刚性水锤和弹性水锤这2种水锤模型下的稳定域变化趋势及其过渡过程调节品质的差异。研究结果表明：（1）相同惯性比率时，采用弹性水锤模型得到的稳定域要小于刚性水锤模型所得到的稳定域，随着θr的增加，2种水锤模型下调节系统稳定域的差别会越来越大；（2）调速器参数相同时只有在R1较大且θr大于1的情况下，2种水锤模型下的系统调节品质才会有明显差异；（3）水锤模型的选取宜根据R1和θr的值予以综合判断后再做决定。

基于温控仿真的碾压混凝土重力坝防裂措施研究

周顺田;张健;刘东旭;王振红;汪娟;李辉

2022, 53(3):  144-148.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.022

摘要 ( 101 )   PDF (3571KB) ( 170 )  

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温度荷载是混凝土重力坝的一个主要荷载，它的大小直接影响着大坝是否产生温度裂缝，进而影响着大坝的安全稳定运行。碾压混凝土坝由于胶凝材料用量少、混凝土温升较低，温控措施往往认为可以简化或者取消，但工程经验表明，碾压混凝土重力坝施工过程中温控措施仍必不可少。以福建省周宁电站碾压混凝土重力坝为例，借助三维有限单元法，探讨了有无控温措施的区别，同时对浇筑温度和表面保温关键温控参数开展敏感性分析。计算结果表明：不采取温控措施不能满足温控要求，浇筑温度降低和适度表面保温可以起到较好的温控防裂作用。该工程的温控防裂方法和思路对类似工程的温控防裂具有重要参考意义。

乌东德水电站首次蓄水期坝基渗流控制效果评价

施炎;黄灿新;黄孝泉;王团乐;郝文忠;孙云山

2022, 53(3):  149-154.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.023

摘要 ( 109 )   PDF (3592KB) ( 151 )  

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在特高拱坝首次蓄水期，对坝基渗流控制效果进行评价是保障大坝安全的重要依据。以岩溶地区300 m级特高拱坝乌东德水电站坝基为例，利用监测成果分析、测试分析、工程地质分析等手段，分析了首次蓄水期坝基渗流变化规律及分布特征，以及蓄水过程中产生的局部渗漏问题，评价渗流控制措施的工程效果。结果表明：乌东德水电站首次蓄水完成后，幕后渗压折减系数一般为0.08～0.27,最大0.40,均在规范允许范围；幕后山体地下水位增加0～13 m,幕后排水孔出水总流量6.5 L/s,总体变化均较小；水化学与地质信息表明右岸733 m灌浆平洞局部渗水来源主要为坝后水垫塘。综合表明，坝基扬压力正常，渗漏量总体较小，渗流状态趋于平稳，大坝防渗帷幕及排水幕效果理想，在同类工程中处于较优水平。

基于复杂网络理论的水利工程人为风险分析

冯继伟;孙开畅;颜鑫

2022, 53(3):  155-159.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.024

摘要 ( 105 )   PDF (1481KB) ( 154 )  

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确定各种人为因素对水利工程风险系统的影响可降低水利工程风险率。根据已有事故数据，采用模糊认知图理论建立水利工程事故风险致因网络模型，确定各个风险因素之间的关系，并利用复杂网络理论中节点的度、路径的平均长度、网络模型的直径、聚类系数、中介中心性等网络分析指标分析整个风险网络，确定风险系统中的关键因素及各因素的影响关系。结果表明：直觉与决策差错、人员素质、操作违规是影响整个水利工程风险系统主要的因素；直觉与决策差错因素受到水利工程风险因素系统中多个风险因素的影响，在整个水利工程中致因网络结构中风险率较高，应从源头上防范该因素在水利工程风险体系中的影响；复杂网络理论可以有效地对水利工程建设过程整个风险系统进行分析，具有一定的适用性。

“山”形自闭式水封水密特性仿真计算与试验研究

杨斌;周雨微;王蒂

2022, 53(3):  160-164.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.025

摘要 ( 61 )   PDF (1925KB) ( 135 )  

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为改善传统充压伸缩式水封机械加压方式所带来的闸门结构复杂和不耐久的问题，设计了一种利用水封在库水作用下自身的大变形主动完成封水的自闭式新型水封，从而取消机械加压，这种水封设计的关键是对各种工况下水封的变形进行准确预估。基于水封橡胶材料的非线性张量本构关系、几何大变形非线性特征、接触非线性特征、以某尖头“山”形水封为例，利用连续介质有限元计算方法对该种水封进行了自闭的仿真计算，并以室内试验加以验证。实践表明：“山”形橡胶水封能实现较好的自闭，且大大削减了闸门充压水封装置的建造成本、便利了工程维护、提高了耐久性，具有较大的应用价值。

基于二元并联模型的胶凝砂砾石材料本构模型研究

郭磊;李明儒;郭利霞;张芳芳;汪伦焰

2022, 53(3):  165-168.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.026

摘要 ( 57 )   PDF (1750KB) ( 121 )  

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胶凝砂砾石材料是一种贫胶筑坝材料，其应力应变特征不同于常规混凝土，在通过数值模拟对胶凝砂砾石材料的强度进行模拟分析时，无法选用混凝土的本构模型进行计算。通过对不同围压胶凝砂砾石材料应力-应变曲线特征进行分析可知，胶凝材料用量对其本构模型影响较大。对此将表征胶凝砂砾石初始形成状态的堆石体概化为“堆石元件”,将胶凝材料的胶结作用概化为“胶结元件”。基于二元并联概念模型引入经验系数，考察不同胶凝材料用量对材料应力-应变关系的影响，从而建立胶凝砂砾石材料本构模型，并通过大三轴试验数据对本构模型进行了验证。模型计算结果与实验数据拟合度良好，说明该模型可较好地描述不同胶凝材料用量下胶凝砂砾石材料应力-应变曲线非线性特征。

基于直线积分边界元法的温度应力研究

刘彪;高宇;李通盛;程勇刚;王桥;周伟

2022, 53(3):  169-174.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.027

摘要 ( 77 )   PDF (1605KB) ( 131 )  

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边界元法作为一种半解析解的数值计算方法，除了在同自由度下能够获得相对更高的精度以外，更为突出的优点是降维，只需要对研究域的边界进行离散。但是在进行温度应力问题求解时，积分方程中会出现域积分。为了保证边界元法降维的优点，基于散度定理提出将直线积分法的域积分转化为边界积分。边界积分可以用带积分点的边界单元来计算。每个积分点可以构造一条积分线，由积分线上的线积分计算域积分。同时为了获得更高的精度，可以利用背景单元网格将积分线切割成更多的子线进行计算。最后通过一个矩形梁的热弹性分析和一个重力坝的温度应力分析验证了所提方法的有效性和精度。

粉土负压排水规律试验研究

韩旭;徐浩伦;赵荐;叶晖;孙红月

2022, 53(3):  175-180.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.028

摘要 ( 84 )   PDF (1627KB) ( 134 )  

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为了验证负压排水方法在粉土中的排水有效性，设计了室内圆筒物理模型试验。试验过程中监测负压值和排水量，并通过排水量计算平均排水速率。通过采用不同内径的排水管并多次改变排水路径，对粉土的负压排水规律进行了研究。试验结果表明：(1)在一定条件下，负压排水法可以实现粉土的高效排水，但与砂土不同的是，由于粉土渗透系数较小，排水过程中，负压达到稳定所需时间明显变长；(2)排水管内径影响着负压排水效果，当管径较大时，如6.5mm内径，因入渗水量不足以形成满管流诱发虹吸效应，难以产生稳定负压，导致其排水速率反而低于能够产生稳定负压的4 mm内径排水管，说明负压排水能显著提高排水速率；(3)排水路径对排水速率有一定影响，通过增加排水高差，增大排水管倾角，适当减小扬程，均可有效提高排水速率。

夏季太湖北岸的波浪组成及演变特征分析

赵巧华;徐嘉;王健健

2022, 53(3):  181-187.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.029

摘要 ( 126 )   PDF (2778KB) ( 202 )  

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波浪是驱动大型浅水湖泊中水生生态系统演变的关键动力过程。基于太湖北部近岸区的波浪方向谱、同期风速、风向的观测资料，分析了波浪组成及其演变特征。结果表明：太湖北部近岸区的波浪频率谱主要为单峰或双峰型，属于中高频波；风是波浪形成的主要驱动力，风向(或周边地形)对有效波高的调制作用可用三角函数定量表征；风浪的有效波高、谱峰频率及其平均方向与风速、风向的关系证实了太湖北部近岸区的波浪由涌浪和风浪组成，且涌浪占比较高。岸界的反射作用提高了北部近岸区涌浪的比例；涌浪的有效波高随耦合风速(风速、风向的耦合)不仅呈e指数增长，而且有快、慢分化的现象。研究成果有助于提高大型浅水湖泊中近岸区波浪估算的精度，确保水生生态修复效应。

滚石运动特性的物理模型试验研究

刘彦辉

2022, 53(3):  188-195.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.030

摘要 ( 93 )   PDF (12613KB) ( 128 )  

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滚石的运动特征研究是滚石灾害防治的重要前提，而坡表覆盖层和滚石自身特性是影响其运动特征的重要因素。以斜坡覆盖层材质为变量，开展物理模型试验，研究了混凝土坡面和土质坡面下滚石试块的运动特征；并在此基础上，以在建合壁津高速公路边坡为例，开展滚石运动特征数值模拟研究，以运动速度、转动速度、运动能量等为指标分析了滚石形状和尺寸对其运动过程的影响。结果表明：形状和尺寸对滚石运动特征影响较大，滚石越接近球形、尺寸越小，其运动速度越大、转动速度越大；滚石在下落过程中有30%以上的势能通过坡面碰撞损耗，在滚石防治工程中应考虑这部分损耗，而滚石转动能量只占总动能的1/30～1/10,因此一般不单独考虑滚石的转动过程。研究成果可为滚石防治工程的设计及优化提供参考。

基于聚类改进的河流水体遥感图像处理算法

屈艳红

2022, 53(3):  196-201.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.031

摘要 ( 119 )   PDF (10070KB) ( 285 )  

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采用合适的图像分割技术及数据模型，是准确解译卫星遥感河流影像的关键环节。针对当前存在的技术问题，从提高遥感河流图像分割的准确性与抗噪性出发，提出了一种基于烟花优化K-Means聚类与学生t分布混合模型(Student′s t-distribution Mixture Model, TMM)的遥感图像分割新算法。该算法首先采用烟花算法(Fireworks Algorithm, FA)来求解K-Means聚类的初始聚类中心，提高了聚类效果，可获得遥感图像的初步分割结果。然后，以初步分割结果作为初始值，建立学生t分布混合模型(TMM),采用EM算法确定参数最终值，并借助Bayesian公式完成图像二次分割。最后进行了算例验证，验证结果显示新方法在分割精度和稳定性方面，都较现有算法表现更优，可更为有效地实现遥感河流影像的解译。

东方山水库大坝管道型渗漏的应急抢险与除险加固

杨启贵;周和清;刘加龙

2022, 53(3):  202-206.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.032

摘要 ( 111 )   PDF (5427KB) ( 249 )  

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2018年8月，黄石市东方山水库大坝发生最大达0.886 m3/s的渗漏险情。结合东方山水库大坝管道型渗漏险情的应急抢险和除险加固工程实例，分析了东方山水库大坝渗漏发生原因，介绍了渗漏应急处置经历与措施、大坝除险加固措施等，并总结了应急抢险与除险加固的经验。实践表明：采取输水涵管泄水、水泵应急抽水、级配料封堵渗漏管道、坝脚渗漏出口区压渗等应急抢险方法可有效避免东方山水库大坝溃决，采取渗漏通道追挖回填、坝体防渗加固、白蚁灭杀等方法可对东方山水库大坝进行有效除险加固。根据事后地质勘探以及施工过程中揭露的实际情况推测，东方山水库大坝管道型渗漏险情的主要原因是坝体结构缺陷所致，也不排除白蚁筑巢和静压灌浆封孔质量缺陷对渗漏通道形成的加剧作用。

基于SVM-MCD的大坝变形监测数据异常值判定

杨承志;魏博文;徐镇凯

2022, 53(3):  207-213.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.033

摘要 ( 97 )   PDF (4146KB) ( 155 )  

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变形是最能直观反映混凝土坝运行性能的宏观效应量。考虑到监测数据异常值对监控模型精度与大坝安全性态诊断的不利影响，提出了一种基于支持向量机的混凝土坝变形监测数据异常值判定方法。在分析混凝土坝原型变形监测数据显性异常点的基础上，通过构建基于支持向量机理论(SVM)的高精度计算体系，充分利用结果效应量与驱动环境量之间的映射交互关系，结合最小协方差矩阵(MCD)稳健估计理论对残差序列进行异常值判定，而后将其异常确定值进行有机性替代处理，解决了内蕴复杂环境干预的监测信息挖掘难点。工程实例分析表明：所建判定系统的精准性及泛化能力均得以提升，相比于传统方法具有较好的实用性和鲁棒性，能有效地避免变形监测数据预处理中的误判漏判等困扰。此外，所提出的判定方法经一定的优化和拓展，亦可推广应用于其他水工建筑物的数据异常值判定分析。

城市供水动态预测预警研究与应用

谈娟娟;阙家骏

2022, 53(3):  214-219.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.034

摘要 ( 122 )   PDF (2074KB) ( 151 )  

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持续稳定良好的供水环境是保证人民生活质量的基础。聚焦当前城镇供水管理分散、抗旱调度预测预判能力薄弱、线下会商效率低等问题，以宁波城镇供水为例，针对该城市供水动态预测预警问题展开了研究。结果表明：采用数字化手段并结合水利专业模型技术，通过供水信息的全面汇聚和共享、“水库-水厂”供需预报预警模型的研究、供水实时调度分析平台的搭建，强化城市供水调度“预报、预警、预演、预案”措施，在实际抗旱供水调度应用过程中，可以实现多方位支撑旱情形势下供水调度的精准分析、可供水持续时间的动态预测，以及对供水调度进行可视化预演，同时可有力地保障区域的供水安全。研究成果可为城市供水调度能力的全面提升提供建设性的指导。

水电站机组下导摆度突变原因分析及处理——以老挝南公1水电站为例

周耘辛;张鹏;周清武

2022, 53(3):  220-224.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.035

摘要 ( 151 )   PDF (1731KB) ( 171 )  

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老挝南公1水电站80 MW水轮发电机组在调试中出现了下导摆度突然增大的异常情况。为了查找导致该变化的原因并消除故障，主要从动静摩擦、质量不平衡、机组轴线、轴承滑转子等方面开展了排查工作。结果表明：机组下导摆度突变是由于轴承滑转子发生倾斜缺陷造成的。为此，通过开展动平衡试验和采取监测探头下移等措施，使下导摆度数据得到明显改善，达到了预期目的。对该水轮发电机下导摆度突变现象的原因分析及故障处理，可为其他类似故障诊断提供一定的参考。

水利水电工程移民调产安置规划与实践——以宁波市葛岙水库工程移民安置为例

赵静;卢陈涛

2022, 53(3):  225-229.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.03.036

摘要 ( 101 )   PDF (3358KB) ( 182 )  

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宁波市葛岙水库移民安置采用基本生活保障为主的生产安置方式和产权调换搬迁安置方式，是浙江省内第一例实施全无土安置的大中型水库移民安置项目，该项目目前已进入实施阶段，取得了较好的安置效果。详细阐述了葛岙水库产权调换安置方式在水利水电工程移民安置中的具体实践，并剖析了这种安置方式的实施机理、必要性和可行性。分析结论表明：调产安置之所以能够在葛岙水库移民安置项目得以顺利实施，并被移民群体广泛接受，离不开当地社会经济发展背景、移民群体人口素质条件以及政府让利于民的决心这3项有力支撑。其他水利水电工程能否像葛岙水库一样，参考城市拆迁安置的经验和路径，在移民安置工作中引入调产安置、房票安置等创新安置方式，走出一条新路子，值得关注和探讨。