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地震作用下土石坝单元失效概率研究
1
作者 李泽 陆志明 +2 位作者 张小艳 彭普 郭兴 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第2期134-143,共10页
土石坝的失稳与众多随机参数相关,传统的稳定性分析方法通常忽略了库水位、土体抗剪强度和地震的随机性对土石坝的影响。为了全面分析土石坝的失效概率和破坏模式,以某抽水蓄能电站土石坝为对象,结合拟静力法、塑性极限分析法、有限元... 土石坝的失稳与众多随机参数相关,传统的稳定性分析方法通常忽略了库水位、土体抗剪强度和地震的随机性对土石坝的影响。为了全面分析土石坝的失效概率和破坏模式,以某抽水蓄能电站土石坝为对象,结合拟静力法、塑性极限分析法、有限元离散思想、随机规划理论和蒙特卡洛模拟法,提出了一种考虑土体抗剪强度参数变异性的土石坝可靠度分析新算法。基于单元失效概率理论,计算了坝体不同部位的失效概率,从而全面评估土石坝的可靠度。结果表明:对坝坡下游进行抗滑桩支护后,在正常蓄水位和地震工况下的土石坝失效概率分别降低了1.90%和17.56%,表明抗滑桩在地震作用下具有明显的加固效果;相较于传统方法(有限单元法和毕肖普法),新算法计算得到的安全系数平均相对误差仅为3.32%,且计算效率提高了98.31%,表明该算法能够精确、高效地预测土石坝的失效概率和失效区域,为工程设计和安全评估提供了可靠的工具。 展开更多
关键词 土石坝 稳定性分析 单元失效概率 地震作用 拟静力法 蒙特卡洛模拟法
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长江经济带农业用水强度时空演变及反弹效应研究
2
作者 覃朝晖 潘铮 +1 位作者 丁志国 田红宇 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第2期171-180,共10页
为了控制农业用水总量并提升农业用水效率,构建节水型社会,有必要科学分析农业用水强度的变化及其反弹效应。基于2004—2022年长江经济带省级面板数据,利用核密度函数对各省(市)农业用水强度的时空演变进行了分析,并依据农业用水反弹效... 为了控制农业用水总量并提升农业用水效率,构建节水型社会,有必要科学分析农业用水强度的变化及其反弹效应。基于2004—2022年长江经济带省级面板数据,利用核密度函数对各省(市)农业用水强度的时空演变进行了分析,并依据农业用水反弹效应的标准,测算了农业用水反弹效应并进行了评估。结果表明:长江经济带农业用水强度均值总体呈下降趋势,按地区划分,农业用水强度从低到高依次为上游地区、中游地区、下游地区;在空间上,长江经济带农业用水强度从最初的不均匀多波峰分布逐步转变为三波峰分布,各省(市)间的农业用水强度差异逐渐缩小;考虑农业技术进步等因素的影响,长江经济带各省(市)出现了较高程度的农业用水反弹现象,表明农业用水总量尚未得到有效控制。为此,应加快农业节水技术创新,开发和推广高效节水灌溉技术,通过政策引导和技术支持,降低农业用水反弹效应的程度,从而实现减量增效的目标。 展开更多
关键词 农业用水强度 反弹效应 农业用水总量 农业节水技术 长江经济带
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新疆农业节水与水资源高效利用的对策与建议
3
作者 尹飞虎 张富仓 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第2期1-8,共8页
新疆是中国西北地区的重要粮棉果农业产区,而干旱缺水、土壤盐碱化及水资源时空分布极不均衡等问题,严重制约了新疆现代农业的可持续发展。因此,加强农业节水与水资源高效利用,对保障新疆农业生产、维护生态安全以及推动经济社会可持续... 新疆是中国西北地区的重要粮棉果农业产区,而干旱缺水、土壤盐碱化及水资源时空分布极不均衡等问题,严重制约了新疆现代农业的可持续发展。因此,加强农业节水与水资源高效利用,对保障新疆农业生产、维护生态安全以及推动经济社会可持续发展具有重要意义。从新疆水资源及其开发利用现状、农业节水现状与发展、当前存在的问题等方面进行分析探讨,并结合新时期国家对新疆农业发展的新定位和要求,提出了实施平原水库功能改造、减蒸降损工程、农田降盐节水工程、推动咸水资源化利用、发展生物节水技术、加强“四化”现代灌区建设、推进综合节水集成发展、建立健全农业节水服务体系等对策与建议,旨在为新疆现代节水农业与水资源高效利用及农业可持续发展提供有力支撑。 展开更多
关键词 水资源 农业节水 高效利用 对策和建议 新疆
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基于格子Boltzmann法的柱群布置对污染物分布影响研究
4
作者 夏鹏飞 杜海川 +1 位作者 杜璇 曹德生 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第2期118-124,133,共8页
在河流、渠道和湖泊等浅水流环境中,污染物的输运现象广泛存在。为了保护水生态环境,研究污染物在这些环境中的分布规律具有重要意义。采用基于D2Q16模型的格子Boltzmann方法(LBM)模拟浅水流动,并利用D2Q5模型对污染物扩散过程进行模拟... 在河流、渠道和湖泊等浅水流环境中,污染物的输运现象广泛存在。为了保护水生态环境,研究污染物在这些环境中的分布规律具有重要意义。采用基于D2Q16模型的格子Boltzmann方法(LBM)模拟浅水流动,并利用D2Q5模型对污染物扩散过程进行模拟,探讨了圆柱群不同间距比、不同布置形式以及水流流速对柱后污染物分布的影响。结果表明:圆柱间距比对于柱后污染物浓度分布的影响较大,当进口流速一定时,随着圆柱间距比的增大,柱后各横断面的污染物分布更加集中,当圆柱间距比L/D为1.0时,各横断面的污染物浓度极值均大于其他圆柱间距比下的污染物浓度极值;当圆柱间距比一定时,随着进口流速的增大,柱后各断面污染物浓度的极值总体上呈现不断下降的趋势;柱群布置形式对于柱后污染物的分布影响较大,正方形布置形式相比于梅花形、梯形和菱形柱后同位置横断面的污染物浓度更小。 展开更多
关键词 污染物分布 污染物浓度 柱群 格子Boltzmann法 浅水方程 数值模拟
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人水关系度量方法总结及应用分析
5
作者 左其亭 张书齐 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第1期1-10,共10页
人水关系是人类与自然界最重要的关系之一,研究其度量方法对于理解人水系统具有重要意义。度量方法不仅为揭示人类社会与水系统的相互作用提供科学手段,也可为水资源管理、生态保护和经济社会可持续发展提供技术支撑。在梳理前期研究成... 人水关系是人类与自然界最重要的关系之一,研究其度量方法对于理解人水系统具有重要意义。度量方法不仅为揭示人类社会与水系统的相互作用提供科学手段,也可为水资源管理、生态保护和经济社会可持续发展提供技术支撑。在梳理前期研究成果的基础上,系统总结了人水关系度量方法,将其归纳为综合评价、相关分析、定量计算、模型模拟、优化调控和耦合度量6大类方法,并对各类方法的特点及应用范畴进行了分析。在此基础上,进一步探讨了这些方法之间的耦合关系,揭示了各方法在研究人水系统时的互补性与协同作用,并展望了人水关系度量方法的发展方向。这6大类方法既可以独立开展研究,又可以在实际应用中相互配合,为多尺度、多要素的人水系统研究提供了分析方法库。强调人水关系度量方法的智慧化转型和多学科、多方法交叉融合,为人水关系学深入研究提供了技术支撑与理论依据。 展开更多
关键词 人水关系 人水系统 人水关系学 度量方法 耦合度量
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高重力坝表孔堰面曲线优化数值模拟研究
6
作者 缑文娟 王天源 +1 位作者 刘东明 宋嘉婕 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第1期138-145,162,共9页
高重力坝溢流表孔的堰面曲线是影响下泄水流水力特性及泄流结构稳定性的重要因素之一。某溢流表孔原体型泄洪时,由于堰面曲线偏陡,导致堰面存在局部负压。为避免空化空蚀发生,建立了高重力坝溢流表孔的三维数值模型,采用RNG k-ε模型模... 高重力坝溢流表孔的堰面曲线是影响下泄水流水力特性及泄流结构稳定性的重要因素之一。某溢流表孔原体型泄洪时,由于堰面曲线偏陡,导致堰面存在局部负压。为避免空化空蚀发生,建立了高重力坝溢流表孔的三维数值模型,采用RNG k-ε模型模拟紊流,通过VOF方法追踪自由液面。对高重力坝表孔泄洪进行了数值模拟,并与水工模型试验数据进行对比,验证了数值模拟结果的准确性。进一步拟定了3种WES曲线方程的优化方案,研究不同优化方案对表孔堰面负压的影响。研究结果表明:随着堰面曲线变缓,堰面的负压区长度和负压值均减小,方案1的负压最小,虽泄流能力稍有降低,但均满足设计要求;而且,随着堰面变缓,曲线段流线更加平缓,相同断面处流速减小,临底流速梯度也随之减小,在相同水深处,掺气浓度增大。因此,选取方案1为最终优化体型。 展开更多
关键词 高重力坝 堰面曲线 水力特性 体型优化 数值模拟
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生物膜培育方式对生物慢滤池净化农村生活污水效果影响研究
7
作者 王煜 洪凯 +1 位作者 郑伟 杨超 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第1期88-94,共7页
生物慢滤净水技术通过滤料及生物膜对污水的拦截、过滤、吸附、分解等作用,有效降低水体有机物污染物含量,提高水体水质。有机物含量高是农村生活污水的突出特点,为提高生物慢滤净水技术对农村生活污水的净化效率,需优化生物慢滤池滤料... 生物慢滤净水技术通过滤料及生物膜对污水的拦截、过滤、吸附、分解等作用,有效降低水体有机物污染物含量,提高水体水质。有机物含量高是农村生活污水的突出特点,为提高生物慢滤净水技术对农村生活污水的净化效率,需优化生物慢滤池滤料及生物膜结构和性能。采用实验室生物膜培育及农村生活污水生物慢滤池净化试验,对比分析不同生物膜培育方式对生物慢滤池净化农村生活污水效果的影响。结果表明:在25℃环境温度条件下,采用人工接种方式形成的生物膜较自然方式形成的生物膜具有更短的生物膜成熟时间和更强的稳定性;生物膜成熟后不同成膜方式下的生物慢滤池对污水浊度、氨氮、总磷的净化效果无明显差异,但采用人工接种挂膜的生物慢滤池对污水有机物(COD)去除效果明显优于采用自然挂膜的生物慢滤池;不同生物膜培育方式下的生物慢滤池对农村生活污水均具有较好的净化效率,其出水水质指标均达到污水排放的要求。研究结果可为农村生活污水净化处理提供技术参考。 展开更多
关键词 农村生活污水 生物慢滤净水技术 生物膜培育方式 人工接种挂膜
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基于AHP-CRITIC-灰色关联分析的城市洪水风险评估研究
8
作者 苑希民 苏智 +2 位作者 王丽娜 田福昌 郭立兵 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第1期11-17,28,共8页
针对城市防洪风险管理的迫切需求,基于灾害学理论从承灾体、孕灾环境和致灾因子3个因素选取评估指标,构建洪水风险一体化评估体系,耦合AHP-CRITIC计算指标综合权重,利用灰色关联分析方法计算各单元的洪水风险度,并通过自然断点法进行等... 针对城市防洪风险管理的迫切需求,基于灾害学理论从承灾体、孕灾环境和致灾因子3个因素选取评估指标,构建洪水风险一体化评估体系,耦合AHP-CRITIC计算指标综合权重,利用灰色关联分析方法计算各单元的洪水风险度,并通过自然断点法进行等级划分,以三亚市主城区为研究对象,建立洪水风险评估模型,进行洪水风险等级区划。结果表明:三亚市主城区洪水风险由极高至低风险4个等级的区域面积占比分别为5.60%、13.84%、33.04%和47.52%,其中极高风险和高风险区主要分布于三亚河和三亚东河下游沿岸地区以及汤他水下游两岸地势低平的连片耕地区域;对比证明基于AHP-CRITIC-GRA的洪水风险评估模型优于单一模型方法,洪水风险分布评估结果更为合理。研究结果与洪水风险评估模型可为三亚市及其他类似城市的防洪减灾规划提供参考。 展开更多
关键词 洪水风险评估 AHP-CRITIC 灰色关联分析 三亚市
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强潮急流跨海桥梁基础局部冲刷研究
9
作者 李有为 肖苡辀 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第2期84-92,共9页
跨海桥梁基础冲刷问题极为复杂,探究各个建设阶段中的床面冲刷情况,对于预防桥梁由于冲刷造成的损坏至关重要。以杭州湾跨海铁路大桥(在建)南航道桥主墩基础为例,针对桩基施工与承台施工的不同阶段,通过物理模型试验、数值模拟及现场原... 跨海桥梁基础冲刷问题极为复杂,探究各个建设阶段中的床面冲刷情况,对于预防桥梁由于冲刷造成的损坏至关重要。以杭州湾跨海铁路大桥(在建)南航道桥主墩基础为例,针对桩基施工与承台施工的不同阶段,通过物理模型试验、数值模拟及现场原位测量3种手段进行桥梁基础局部冲刷的研究,分析了各阶段的冲刷特性和水力特性。结果表明:物理模型试验和数值模拟的结果与实测测量数据基本吻合;桩基施工阶段期间,粉砂层已被冲刷掉,当前泥面主要由更难以被冲刷的淤泥质土构成;在大桥基础冲刷过程中,70%的冲刷深度出现在冲刷初期的30%时间内;围堰减小了床面切应力的整体变化范围,降低了周边水流流速,并在迎水面和背水面形成了淤积区;围堰安装后,预测将进一步冲刷4 m,使冲刷深度和范围增加约30%,这将超出桩基设计的冲刷深度,影响其承载能力,需采取预防或保护措施以免受进一步冲刷。研究成果可为类似跨海大桥的设计、建设和运营管理等方面提供参考。 展开更多
关键词 强潮急流 跨海桥梁基础 局部冲刷 物理模型 数值模拟 原位实测
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不同形式的调谐质量阻尼器在弧形闸门地震控制中的对比 被引量：1
10
作者 胡友一 王珏 +1 位作者 靳双明 许诺 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第1期146-153,173,共9页
鉴于地震激励对弧形闸门可能造成的振动破坏问题,通过振动优化设计,对比分析了3种调谐质量阻尼器(TMD)结构,即单个TMD(S-TMD)、多个串联TMD(M-TMD-Ⅰ)和多个并联TMD(M-TMD-Ⅱ)在弧形闸门地震响应控制中的减振效果。建立了与实际弧形闸... 鉴于地震激励对弧形闸门可能造成的振动破坏问题,通过振动优化设计,对比分析了3种调谐质量阻尼器(TMD)结构,即单个TMD(S-TMD)、多个串联TMD(M-TMD-Ⅰ)和多个并联TMD(M-TMD-Ⅱ)在弧形闸门地震响应控制中的减振效果。建立了与实际弧形闸门等效的力学简化模型,并基于达朗贝尔原理建立了含有3种减振结构的弧形闸门动力学控制方程;利用遗传算法以动力放大系数为优化目标,优化了各个TMD的质量比、频率比、阻尼比,以实现与弧形闸门振动特性的最佳匹配;利用ANSYS软件对加装优化减振结构的弧形闸门进行了动力时程响应分析,模拟了不同地震波作用下闸门的振动响应。研究结果表明:3种减振结构均能有效降低弧形闸门在地震作用下的动力响应,尤其是M-TMD-I结构,在位移和加速度的减振方面展现出最优的减振效果。研究可为弧形闸门的振动控制设计提供理论依据与实践参考。 展开更多
关键词 弧形闸门 调谐质量阻尼器 减振优化 地震激励 动力响应 振动控制
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竖缝式鱼道主流蜿蜒度对草鱼上溯行为的影响研究
11
作者 石凯 孙双科 +3 位作者 柳松涛 李广宁 郑铁刚 柳海涛 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第2期93-100,108,共9页
竖缝式鱼道是一种国内外广泛应用的鱼道类型,其高效运行依赖于良好的池室水力特性。利用数值模拟方法,依据池室主流居中及回流区对称分布的原则,选择了3种不同主流蜿蜒度的竖缝式鱼道池室布置方案,并在此基础上构建了物理模型;以草鱼作... 竖缝式鱼道是一种国内外广泛应用的鱼道类型,其高效运行依赖于良好的池室水力特性。利用数值模拟方法,依据池室主流居中及回流区对称分布的原则,选择了3种不同主流蜿蜒度的竖缝式鱼道池室布置方案,并在此基础上构建了物理模型;以草鱼作为试验对象进行了对比试验,分析了它们在3种方案中的上溯表现;结合水力学指标与草鱼上溯数据,提出了推荐的竖缝式鱼道池室主流蜿蜒度。结果表明:随着主流蜿蜒度的增大,主流覆盖范围扩大,最大主流强度随路径长度而减弱的程度加剧,同时竖缝断面的流速梯度亦增大,但主流流速和竖缝流速均有所降低;当使用草鱼作为评判标准时,方案Ⅱ表现出最佳性能,草鱼的上溯轨迹更为集中且过程连贯,摆尾次数较少,耗时较短,成功率最高,因此,推荐方案Ⅱ为最优的池室布局设计。研究成果将有助于指导实际竖缝式鱼道项目的水力设计工作。 展开更多
关键词 竖缝式鱼道 上溯行为 蜿蜒度 草鱼 数值模拟 模型试验
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基于多头LSTM模型的南疆枣树土壤墒情预测
12
作者 杨轶航 吕德生 +4 位作者 刘宁宁 王振华 李淼 张金珠 王东旺 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第2期207-217,共11页
在南疆枣业生产中,准确预测土壤墒情对于优化作物种植质量和制定灌溉计划至关重要。通过建立高精度的土壤墒情预测模型,为南疆枣树的灌溉管理提供了科学依据。基于2021和2022年的全生育期枣树在20、40、60、80 cm土层的土壤墒情数据、... 在南疆枣业生产中,准确预测土壤墒情对于优化作物种植质量和制定灌溉计划至关重要。通过建立高精度的土壤墒情预测模型,为南疆枣树的灌溉管理提供了科学依据。基于2021和2022年的全生育期枣树在20、40、60、80 cm土层的土壤墒情数据、气象数据以及灌溉水量等小时级数据集,采用长短期记忆神经网络(LSTM)模型对各土层土壤墒情进行多步预测。引入了由4个单一LSTM模型组成的多头LSTM模型,旨在扩大预测范围并提高预测精度,并采用k折交叉验证结合麻雀搜索算法(SSA)对每个单一LSTM模型进行超参数调优,以提升模型的泛化能力和准确性。对各单一模型的输出进行加权平均,获得最终的预测结果。结果表明:在4个土层墒情均值数据集上,多头LSTM模型对未来1、12、24、48 h的土壤墒情预测的决定系数(R^(2))分别提升至0.951、0.932、0.870、0.815;多头LSTM模型可有效提升枣树土壤墒情的中长期预测精度,特别是在24和48 h的预测中,改进效果尤为明显,这为枣树的精细化灌溉管理提供了有力支持,可帮助农民更有效地利用水资源,减少浪费。 展开更多
关键词 土壤墒情预测 多头LSTM 麻雀搜索算法 k折交叉验证 南疆滴灌骏枣
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淮北平原复合农业干旱和高温事件的特征变化——以蚌埠站为例
13
作者 黄禹鑫 朱永华 +5 位作者 王启猛 吕海深 陆玟 王怡宁 朱嘉琪 孙千桢 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第2期191-199,共9页
为了更精准地进行水资源调配并制定应对复合农业干旱和高温事件(CADHEs)风险的田间管理对策,需要明晰淮北平原冬小麦在抽穗-灌浆期、灌浆-成熟期以及夏玉米全生育期内CADHEs的特征趋势及潜在驱动因素。基于五道沟水文试验站从1986—202... 为了更精准地进行水资源调配并制定应对复合农业干旱和高温事件(CADHEs)风险的田间管理对策,需要明晰淮北平原冬小麦在抽穗-灌浆期、灌浆-成熟期以及夏玉米全生育期内CADHEs的特征趋势及潜在驱动因素。基于五道沟水文试验站从1986—2021年的日均温度和0~100 cm土层土壤含水率数据,使用标准化温度和土壤湿度指数来识别CADHEs,研究对比了气温突变年(1994年)前后CADHEs的发生频率、烈度以及最大连续天数的变化趋势,并通过Copula方法确定了CADHEs变化的主要驱动因素。结果表明:冬小麦灌浆-成熟期和夏玉米拔节-抽雄期CADHEs的发生频率最高,分别为13和23 d/a;这两个时期CADHEs的烈度最大,且存在较多极值,分别可达5.68和6.00;在这两个关键生长期内,出现连续5 d及以上CADHEs的频率最高,并呈现持续增加的趋势,最长连续天数分别达到了12和21 d;温度与土壤湿度之间的相关性变化是导致CADHEs增加的主要因素,其次是温度本身的变动。研究成果为更精确地进行水资源调配,以及制定有效的田间管理策略提供了科学依据,特别是对于如何调整灌溉制度和提升田间管理水平以应对CADHEs的风险具有重要意义。 展开更多
关键词 农业干旱和高温事件 标准化温度 土壤湿度 驱动因素 COPULA函数 淮北平原
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基于离散元法的块石填料摊铺层振动压实过程及效应研究
14
作者 徐平 何嘉雄 +3 位作者 乔世范 董辉 陈宾 侯伟琦 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第1期163-173,共11页
为了研究块石填料摊铺层在振动压实过程中的行为及其效应,采用离散元法进行了两种不同荷载工况下的振动碾压模拟试验:“慢速小激振力”和“快速大激振力”。通过对比分析这两种工况下块石填料的颗粒位移、应力响应、颗粒间空隙率变化以... 为了研究块石填料摊铺层在振动压实过程中的行为及其效应,采用离散元法进行了两种不同荷载工况下的振动碾压模拟试验:“慢速小激振力”和“快速大激振力”。通过对比分析这两种工况下块石填料的颗粒位移、应力响应、颗粒间空隙率变化以及压实过程,结果表明:增加碾压遍数显著增大了颗粒位移,并减少了颗粒间的空隙率;摊铺层表面沉降率与颗粒空隙率的变化值之间表现出强烈的线性相关性;压实能量的作用效应(包括颗粒位移、空隙率减少程度、峰值动应力和静土压力增量)随着摊铺层深度的增加而迅速减弱,压实能量主要沿竖直方向传播,摊铺层沿深度方向可分为主压实区、次压实区和弱影响区3个区域;大粒径块石填料颗粒的比例显著影响颗粒间的接触结构特征,从而影响压实效果和过程,块石填料的压实过程是由挤压压实效应、移动压实效应和填充压实效应共同作用引起的;在持续的振动碾压荷载作用下,颗粒间的接触结构特征和聚集状态从“单点接触”和“松散”状态逐渐演变为“多点接触”和“紧密”状态。研究成果可为工程实践提供重要的理论依据,有助于确定最适摊铺层厚度及优化压路机参数的选择。 展开更多
关键词 块石填料 振动碾压 压实效应 接触结构特征 压实过程 离散元模拟
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河北坝上地区集雨储水替代地下水灌溉大棚作物的供水系统选配
15
作者 孙萌萌 张继宗 +1 位作者 张立峰 李会彬 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第2期218-228,共11页
河北省坝上地区是京津冀地区的重要生态屏障和水源涵养区,但该地区的蔬菜、马铃薯等经济作物的灌溉用水主要为地下水,尤其是塑料大棚作物完全依赖地下水灌溉,导致了地下水资源的过度消耗以及生态环境退化问题。为了缓解这一问题,并响应... 河北省坝上地区是京津冀地区的重要生态屏障和水源涵养区,但该地区的蔬菜、马铃薯等经济作物的灌溉用水主要为地下水,尤其是塑料大棚作物完全依赖地下水灌溉,导致了地下水资源的过度消耗以及生态环境退化问题。为了缓解这一问题,并响应国家关于“两区”建设和乡村振兴的需求,以河北省坝上地区的大棚芸豆生产为例,探讨了一种基于雨水集蓄利用系统的替代灌溉方案。采用了水量平衡原理并通过Python建模来评估不同类型的雨水集蓄利用系统(简易水库、镀锌板水库、玻璃钢水库)在不同地下水补灌量下的成本效益。结果表明:在80%保证率年份的分年度降水量情景下,以480 m^(2)普通大棚芸豆全额地下水灌溉的成本作为参照,则棚膜集雨水源下的简易水库、镀锌板水库和玻璃钢水库的经济库容分别为14.4、9.7、4.8 m^(3),地下水替代率分别为76.4%、67.5%、48.8%,均存在弃用水量。该地区建设棚膜集雨-储水灌溉系统不仅具有较高的经济可行性,而且还能大幅替代地下水灌溉,减轻当地水资源压力。同时,将棚膜和其他径流面收集到的雨水重新注入地下水中,有助于维持地下水水位的稳定,达到生态高效的目的。 展开更多
关键词 雨水集蓄利用系统 库容成本 大棚生产 替代地下水 供水系统 河北省坝上地区
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新疆某高水头抽蓄电站地应力综合测量及应力场反演分析
16
作者 蒋健 董志宏 +2 位作者 周春华 罗笙 王斌 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第2期144-152,共9页
精确的地应力实测数据以及精细化的数值反演分析对高水头抽水蓄能电站安全施工和高效运行至关重要。以新疆某处于复杂地质条件背景下的高水头抽蓄电站为依托,通过多种地应力测量方法(常规水压致裂法、三维水压致裂法及孔径变形法)进行... 精确的地应力实测数据以及精细化的数值反演分析对高水头抽水蓄能电站安全施工和高效运行至关重要。以新疆某处于复杂地质条件背景下的高水头抽蓄电站为依托,通过多种地应力测量方法(常规水压致裂法、三维水压致裂法及孔径变形法)进行综合测量,并结合多元线性回归分析实现地应力场的反演重构,分析了该电站输水隧洞沿线关键部位围岩应力分布特征及抗劈裂能力。研究表明:3种地应力测量方法在三钻孔交汇处所测应力量值及方位大体一致,使3种方法得以相互印证,也提高了测试的精确度;基于综合实测地应力实现的数值反演模型所得计算值与同位实测值吻合度高,可供工程区进行大范围地应力场反演重构;输水隧洞沿线应力分布特征凸显了高水头抽蓄电站地应力场受地形及地质构造扰动大的特点,工程区围岩应力特征主要表现为σ_(H)>σ_(z)>σ_(h),最大水平主应力方位角在NE40°~65°之间,与厂房轴线方向NE45°所呈角度较小,厂房轴线方位选定合理;基于最小主应力判别准则,输水隧洞沿线各关键部位抗劈裂安全系数最小可达1.53,均满足输水隧洞围岩抗劈裂条件。 展开更多
关键词 抽水蓄能电站 水压致裂法 孔径变形法 地应力场反演 抗劈裂分析
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基于CMIP6模式解析未来水资源变化对引滦入津工程的影响
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作者 王粼昊 张婷 +1 位作者 李建柱 冯平 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第1期29-39,共11页
为揭示未来水资源变化对引滦入津工程的影响,基于地理空间与水文气象数据,构建了滦河潘家口水库控制流域的SWAT模型。选取4个单项指标和1个综合指标对采用的8个GCMs逐站点进行适用性评估,并依据评估结果进行加权多模式集合,以改进的Delt... 为揭示未来水资源变化对引滦入津工程的影响,基于地理空间与水文气象数据,构建了滦河潘家口水库控制流域的SWAT模型。选取4个单项指标和1个综合指标对采用的8个GCMs逐站点进行适用性评估,并依据评估结果进行加权多模式集合,以改进的Delta-DCSI对气象数据进行降尺度及偏差校正,同时保留了其趋势信号,将修正后的气象数据用于驱动SWAT模型,对未来情景下水资源变化情况进行了模拟预测。结果表明:构建的SWAT模型适用性良好,模式优选后的多模式集合数据精度能够满足驱动SWAT模型进行未来水资源变化预估的要求;未来3种气候情景下径流量年际间变化剧烈,波动起伏较大,总体呈现增大趋势;与1997—2022年相比,潘家口水库入库径流量在未来时期显著增大,流域内水量丰沛,天津市对引滦水量依赖性下降。 展开更多
关键词 水资源 降尺度 CMIP6 SWAT模型 引滦入津
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基于GNSS和深度学习融合的水利工程边坡变形预测方法研究
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作者 宋锦焘 安辰策 +2 位作者 杨杰 马春辉 仝飞 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第1期129-137,共9页
边坡变形预测是水利工程边坡安全分析的重要研究领域,全球导航卫星系统(GNSS)作为边坡变形监测的重要手段之一,其数据的质量和预测精度对评估边坡的安全性至关重要。针对GNSS数据噪声处理及变形序列高精度预测的问题,提出了一种基于变... 边坡变形预测是水利工程边坡安全分析的重要研究领域,全球导航卫星系统(GNSS)作为边坡变形监测的重要手段之一,其数据的质量和预测精度对评估边坡的安全性至关重要。针对GNSS数据噪声处理及变形序列高精度预测的问题,提出了一种基于变分模态分解(VMD)、卷积神经网络(CNN)、双向长短期记忆网络(BiLSTM)和注意力机制(AM)的边坡GNSS变形数据降噪与预测模型。利用VMD对原始变形序列进行滤波降噪处理,有效去除噪声干扰,提高数据质量;采用CNN从经过VMD处理后的序列中提取时变特征,捕捉时间序列中的局部和全局模式;使用BiLSTM模型拟合由CNN提取的时变特征,通过双向捕捉时间序列中的历史和未来信息,输出变形的拟合值。为了优化深度学习网络的重要参数,引入模拟退火(SA)算法进行最优分析,从而提升模型的整体性能和预测精度;BiLSTM输出的结果通过AM全连接层,结合注意力机制进一步提高预测结果的准确性,最终得到预测值。将该融合模型应用于某水利工程边坡的GNSS监测数据预测,结果表明:与经典深度学习组合模型相比,提出的融合模型在3个方向(h、x、y)上的预测精度分别平均提升了63.92%、62.06%和89.10%,为水利工程边坡GNSS监测数据分析提供了新的建模方法。 展开更多
关键词 边坡变形 预测模型 GNSS 时序预测 深度学习
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平面闸门动水闭门的数值模拟研究
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作者 赵伟 蔡伟 易伟 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第2期125-133,共9页
为了深入研究潜孔式平面闸门在流固耦合作用下的动水闭门过程,选取了某水电站进水口平面闸门作为研究对象,建立了详细的流体区域和闸门模型。通过使用ANSYS Fluent中的RNG k-ε湍流模型、VOF(流体体积)模型及动网格技术,进行了数值模拟... 为了深入研究潜孔式平面闸门在流固耦合作用下的动水闭门过程,选取了某水电站进水口平面闸门作为研究对象,建立了详细的流体区域和闸门模型。通过使用ANSYS Fluent中的RNG k-ε湍流模型、VOF(流体体积)模型及动网格技术,进行了数值模拟分析,并将模拟结果与物理试验数据进行了对比,以分析平面闸门的受力及变形情况。结果表明:通过与物理模型试验中的测点压强和流场分布对比,验证了数值模拟技术的准确性和可靠性;在闸门关闭过程中,面板上的最大等效应力逐渐增大,尤其是在主横梁上翼缘靠近闸门中部的位置应力集中显著,而下翼缘由于几乎不受水压力影响,应力相对较小;平面闸门的整体最大位移集中在底缘处,并随着闸门关闭过程逐渐增大。 展开更多
关键词 平面闸门 面板测点压力 梁格应力 动水压力 动网格技术 物理试验 数值模拟
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不积雨条件下黄土水分入渗特征及其对边坡稳定性的影响
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作者 雷磊 王晓东 +4 位作者 魏小龙 刘子瑞 陈青云 白旭龙 田堪良 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第2期153-160,170,共9页
降雨入渗是诱发边坡失稳的重要因素,模拟降雨引发的不积雨入渗对于理解边坡失稳及滑坡等地质灾害至关重要。基于室内黄土土柱水分入渗试验,利用HYDRUS-1D软件模拟土壤水分入渗过程,并结合FLAC3D软件分析降雨入渗对边坡稳定性的影响。结... 降雨入渗是诱发边坡失稳的重要因素,模拟降雨引发的不积雨入渗对于理解边坡失稳及滑坡等地质灾害至关重要。基于室内黄土土柱水分入渗试验,利用HYDRUS-1D软件模拟土壤水分入渗过程,并结合FLAC3D软件分析降雨入渗对边坡稳定性的影响。结果表明:HYDRUS-1D模型在不同深度的土壤含水率模拟值与实测值随时间变化趋势一致,评价指标RMSE值的范围为0.023~0.039 cm^(3)/cm^(3),NSE值均在0.7以上,该模型具有较好的模拟效果,且土壤含水率随土层深度的变化表现出响应时间延长和变化幅度减小的特征;不积雨条件下土壤水分入渗的实测值与模拟值的湿润峰运移特征高度吻合,拟合相关系数达到0.997,模型对湿润峰运移时间和速率的模拟精度随土层深度的增加而逐步提高,并产生显著的水流滞后效应;FLAC3D模型分析表明,降雨入渗深度的增加导致边坡土体剪切带从坡脚向坡顶扩展,边坡逐渐失稳,安全系数从天然状态下的2.46减小至入渗深度为200 cm时的0.72,表明降雨入渗深度对边坡稳定性具有显著影响。研究结果为黄土边坡水分场变化和滑坡预测提供了重要依据,有助于更好地理解和预防边坡失稳地质灾害的发生。 展开更多
关键词 黄土 不积雨入渗 边坡稳定性 HYDRUS-1D模型模拟 湿润峰 FLAC3D数值模拟
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