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山区河流推移质泥沙监测技术研究进展
1
作者 罗铭 刘兴年 +3 位作者 彭万兵 吴小康 何逸敏 黄尔 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第1期11-20,共10页
受推移质监测技术的限制,高精度瞬时监测和分析天然山区河流的推移质输移特征变化存在困难,形成技术瓶颈。全球气候变化导致河流水沙变化巨大,加剧了中国的山区河流保护与治理事业的挑战。本文按照直接监测和间接监测分类对近年国内外... 受推移质监测技术的限制,高精度瞬时监测和分析天然山区河流的推移质输移特征变化存在困难,形成技术瓶颈。全球气候变化导致河流水沙变化巨大,加剧了中国的山区河流保护与治理事业的挑战。本文按照直接监测和间接监测分类对近年国内外推移质监测技术研究进展进行了全面整理。直接监测法包括了器测法和坑测法,其中器测法发展较为成熟,但直接监测法在高洪条件下的可操作性及安全性问题仍然突出。间接监测法可连续、长期地记录包含河床变化、推移质输移等信号,主要分为主动监测法和被动监测法,其中被动监测法又分为接触与非接触式,包括了推移质击板/柱/管、地震检波器、水听器等。但间接监测法传感器所记录的信号通常非常复杂,对信号的有效解译及量化标定关系成为该类研究的热点及难点。据此,本文指出了原型观测站点的建设、多源信号监测技术的融合、流域推移质泥沙监测装备体系的构建是未来研究的重点和亟待解决的科技问题。 展开更多
关键词 山区河流 推移质泥沙 监测技术 研究进展
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河流型水源泵站取水口卷吸效应的物理模型试验研究
2
作者 熊伶 田威 +6 位作者 伍中航 颜涛 杨立凡 何斌 周松涛 聂歆 程娟 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第1期16-21,共6页
河流型水源泵站取水对河道内鱼类早期资源的卷吸效应会对河流鱼类资源产生不利影响。研究选择长江金刚沱泵站取水口,开展了不同取水口方案卷吸效应物理模型试验。研究结果表明,取水箱两侧钢板高度和引水管布置方向会影响卷吸效应,低侧... 河流型水源泵站取水对河道内鱼类早期资源的卷吸效应会对河流鱼类资源产生不利影响。研究选择长江金刚沱泵站取水口,开展了不同取水口方案卷吸效应物理模型试验。研究结果表明,取水箱两侧钢板高度和引水管布置方向会影响卷吸效应,低侧板方案卷吸效应最明显,其产生的平均横向流速和平均垂向流速约为高侧板方案的1.4~1.8倍,并在纵向上对流速具有更为明显的减缓作用,使原本的河道纵向流速平均下降了30%。引水管垂向布置的卷吸效应范围比侧向布置宽约1.5~2 m,垂向管的卷吸范围在取水箱两侧均匀分布,侧向管布置引起卷吸效应在取水箱顶部产生约2.5~4 m的偏移。卷吸效应范围受河道流量影响,低流量工况下,不同方案的卷吸范围在13.5~18.5 m之间,与高流量工况相比,各方案的卷吸范围有小幅增大,平均增大了1.1倍。根据卷吸效应范围,研究中的高侧板侧向管方案最优,其较高的侧板和侧向引水管的布置型式能够减小卷吸效应,取水头部两侧较高的钢板能够对水流产生阻隔作用,一定程度上减缓了引水管直接对水流的卷吸,研究可为取水工程设计优化提供科学依据。 展开更多
关键词 卷吸效应 取水工程 流场 物理模型
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河流系统生态完整性评估的回顾与展望 被引量：12
3
作者 李欣桐 王远铭 +3 位作者 梁瑞峰 冯镜洁 李然 李克锋 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期2256-2272,共17页
为明确定义河流生态系统的完整性内涵,研究影响河流生态完整性退化的主要因素,以及选择科学、合理、可行的指标对其进行定量刻画等,运用文献计量方法梳理国内外河流生态系统的完整性的广义内涵,将河流的生态完整性具象为水文过程完整性... 为明确定义河流生态系统的完整性内涵,研究影响河流生态完整性退化的主要因素,以及选择科学、合理、可行的指标对其进行定量刻画等,运用文献计量方法梳理国内外河流生态系统的完整性的广义内涵,将河流的生态完整性具象为水文过程完整性、生境过程完整性和生物过程完整性.系统总结了河流生态完整性评价的研究进展与应用,统计了各类评价指标的使用情况,提出了现有河流生态完整性评估在评价指标和参照状态选取等方面存在的问题.以小水电开发河流的生态完整性评价为例构建了评估框架,分析了河流生态完整性研究面临的挑战与未来发展趋势. 展开更多
关键词 河流 生态完整性 指标 评估
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大渡河流域极端气温时空分布特征研究 被引量：2
4
作者 张志昊 李晓兵 +5 位作者 张鹏 梁瑞峰 王庆丰 郭为 王远铭 李克锋 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2024年第9期10-25,共16页
【目的】全球气候变化下,极端气候事件发生的频率、强度等日益增强,其可对流域环境等产生重大影响。大渡河流域不仅是我国长江上游生态屏障和川滇生态屏障的重要组成部分,也是长江流域干旱半干旱河谷的重点分布区域,流域内保护鱼类分布... 【目的】全球气候变化下,极端气候事件发生的频率、强度等日益增强,其可对流域环境等产生重大影响。大渡河流域不仅是我国长江上游生态屏障和川滇生态屏障的重要组成部分,也是长江流域干旱半干旱河谷的重点分布区域,流域内保护鱼类分布较多,对气候变化敏感。为此,探究大渡河流域极端气温指数时空分布特征。【方法】以大渡河流域为研究对象,基于该流域1964—2018年共55年的逐日气象数据,采用线性拟合、Sen′s斜率估计以及Mann-Kendall非参数检验等方法对大渡河流域的极端气温指数进行了分析;利用协同克里金法进行空间插值,分析了极端气温指数的空间分布规律。【结果】大渡河流域极端气温事件存在明显的年际变化,16个极端气温指数中有11个指数呈上升趋势,5个指数呈下降趋势。除气温极值外,上升速率最快的是SU25,上升速率为2.0 d/10 a;下降速率最快的是FD0,下降速率为1.6 d/10 a。除CSDI和WSDI在流域内变化趋势为0外,其余各极端气温指数变化速率在空间分布上有明显的差异性,海拔高度为导致大渡河流域极端气温指数空间分布特征的主要影响因子。【结论】在时间尺度上,大渡河流域极端气温指数中表征暖的指数均呈上升趋势;表征冷的指数(除TNn和TNx外)均呈下降趋势;其他指数中GSL上升速率较快。这表明该流域在近55年内整体呈变暖趋势,冬季变短夏季变长,且适宜植被生长的温度持续时间增长。突变检验表明各极端气温指数突变除TN10外均为显著突变,且突变年份集中在2000年前后。在空间尺度上,冷指数中ID0、FD0上游上升速率高于中下游,暖指数中TR20、SU25中下游上升速率大于上游,GSL上游上升速率明显高于中下游。流域整体呈变暖趋势且中下游更容易发生极端高温事件。研究成果可为大渡河流域极端气候灾害预警和水生态保护提供科学依据。 展开更多
关键词 极端气温 时空分布 大渡河流域 气候变化 长江流域 MANN-KENDALL检验 克里金法 水生态保护
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基于景观格局指数的河流生境特征描述方法研究 被引量：1
5
作者 何春杉 李晓兵 +1 位作者 梁瑞峰 李克锋 《人民长江》 北大核心 2024年第8期45-52,共8页
以金沙江支流黑水河为研究对象,借助景观格局指数,筛选并建立描述生境特征的指标集,分析了黑水河苏家湾电站所处河段生境特征变化规律。研究结果表明:在不同工况下,生境斑块的时间和空间分布存在明显差异;主成分分析共提取出11个代表指... 以金沙江支流黑水河为研究对象,借助景观格局指数,筛选并建立描述生境特征的指标集,分析了黑水河苏家湾电站所处河段生境特征变化规律。研究结果表明:在不同工况下,生境斑块的时间和空间分布存在明显差异;主成分分析共提取出11个代表指标,从形状、聚集性、复杂性等方面描述了生境特征;筛选得到的生境指标集随流量变化存在4种不同的变化趋势,其中斑块占景观面积百分比、连接度、整体性和回旋半径加权面积指数与鱼类加权可用面积的变化显著相关。生境景观格局指数反映了鱼类生境斑块配置及其质量的变化,可为河流可持续发展和鱼类生境修复提供可靠的监测依据。 展开更多
关键词 河流生境特征 景观格局指数 小水电开发 黑水河
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河岸带碎屑饵料起动特性实验研究
6
作者 王正央 陈卓 +1 位作者 冯镜洁 李然 《农业灾害研究》 2024年第3期259-261,共3页
以对雅砻江进行采样分析得到的碎屑饵料特性为参考,制备实验碎屑饵料,设计了无碎屑、4.8%、9.1%、16.7%等不同碎屑饵料质量含量工况的模拟河岸,利用实验室可控水流系统探究流速对河岸带碎屑饵料补给起动的影响。结果表明,无碎屑饵料、4... 以对雅砻江进行采样分析得到的碎屑饵料特性为参考,制备实验碎屑饵料,设计了无碎屑、4.8%、9.1%、16.7%等不同碎屑饵料质量含量工况的模拟河岸,利用实验室可控水流系统探究流速对河岸带碎屑饵料补给起动的影响。结果表明,无碎屑饵料、4.8%、9.1%和16.7%碎屑饵料质量含量所需的起动流速分别为40.2、37.8、35.1和32.4 cm/s。随着碎屑饵料含量增加,向河流补给所需要的起动流速降低。实验条件下,得到碎屑饵料起动流速与碎屑饵料质量含量关系为。计算得到雅砻江锦屏段采样区的碎屑饵料起动流速为39.7 cm/s。研究成果可将传统水生态关注的饵料补给定性分析拓展至与水力学参数关联的定量影响,为河流碎屑饵料补给测算以及河流水生态系统健康保障提供科学数据与支撑。 展开更多
关键词 碎屑饵料 起动 河岸带 水生态 机理实验
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南水北调西线工程水源区气象条件分析 被引量：1
7
作者 王聪 陈旻 +3 位作者 张陵蕾 李嘉 安瑞冬 李永 《人民黄河》 北大核心 2025年第2期42-50,73,共10页
南水北调西线工程是缓解黄河中上游地区水资源短缺的重要举措,但全球气候变化影响水源区的水资源供给和分配,目前对水源区气象特征缺乏整体的认知,其内部气象变化的时空差异和敏感性也需进一步阐明。因此,基于1961—2020年逐日气象数据... 南水北调西线工程是缓解黄河中上游地区水资源短缺的重要举措,但全球气候变化影响水源区的水资源供给和分配,目前对水源区气象特征缺乏整体的认知,其内部气象变化的时空差异和敏感性也需进一步阐明。因此,基于1961—2020年逐日气象数据对水源区降水和气温进行趋势、突变和相关性分析。结果表明:从变化趋势来看,水源区气象要素对全球气候变化响应敏感,降水量以16.14 mm/10 a的速度显著增加,接近我国平均速度的3倍;气温上升速度为0.26℃/10 a,与全国平均速度持平。从时空分布来看,水源区多年平均降水量由东南向西北递减,年内分布变差系数为0.91,降水主要集中在6—9月,占全年的72%;多年平均气温为3.62℃,呈现由北向南递增的趋势,年内气温介于-16.7与16.4℃之间。同时,水源区内部气候敏感性存在差异,降水变化敏感区为水源区靠近两河口和双江口区域,清水河、石渠和色达为气温变化敏感站;敏感站之间存在较强的相关性,其气象条件可能同时剧变,配水策略应避免风险叠加。 展开更多
关键词 变化趋势 时空分布特征 变化敏感区 相关性分析 南水北调西线工程
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亭子口水库坝前水温分层结构及坝下水温节律研究
8
作者 张旭 脱友才 +3 位作者 王刚 王耀雄 贾云霄 黄滨 《人民长江》 北大核心 2025年第3期63-72,94,共11页
为探究大型水库坝前水温分层结构及出库水温在坝下河道的演化规律,以亭子口水库为研究对象,于2021~2023年对水库坝前水温及下泄水温开展了高频原型观测。结果表明:①亭子口水库为季节分层型水库,夏季分层现象显著,7~9月出现稳定双温跃... 为探究大型水库坝前水温分层结构及出库水温在坝下河道的演化规律,以亭子口水库为研究对象,于2021~2023年对水库坝前水温及下泄水温开展了高频原型观测。结果表明:①亭子口水库为季节分层型水库,夏季分层现象显著,7~9月出现稳定双温跃层现象,2021年秋季入库流量的剧增加强了水体的垂向混掺,显著破坏水体热分层结构;②表层水温日变幅主要受气温影响,深层水体水温日变幅主要受温跃层内波影响,出流日调节引起的温跃层内波导致最大日变幅位置向深水处移动;③温跃层深度随季节发生变化,温跃层厚度变化趋势与深度相反,表层水温与分层稳定性指数(SI)呈现显著正相关关系;④亭子口水库运行后下泄水温及坝下苍溪水文站水温在4~6月表现出明显“滞温”现象,其余月份表现出“滞冷”现象,苍溪水文站水温较气温变化滞后约44 d,到达特征水温18℃时间较天然过程延迟16 d;⑤苍溪航电枢纽成库后减缓了亭子口水库出库水流的流动,对坝下水温恢复有正效应。研究成果可为优化水库调度和分层取水措施提供参考。 展开更多
关键词 水温分层结构 温跃层 坝下水温 日变化 原型观测 航电枢纽工程 亭子口水库
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变化环境下长江中下游河道形态演变及归因分析
9
作者 黄诚 王玉蓉 王媛媛 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第8期26-32,共7页
河道形态在河流系统管理与保护中至关重要,全面了解其演变过程有助于更好地管理河流。基于1988-2023年的Landsat遥感影像,提取了长江中下游宜昌至大通河道形态特征,评估了江心洲面积、水面平均宽度、蜿蜒度、分汊系数等形态指标,通过引... 河道形态在河流系统管理与保护中至关重要,全面了解其演变过程有助于更好地管理河流。基于1988-2023年的Landsat遥感影像,提取了长江中下游宜昌至大通河道形态特征,评估了江心洲面积、水面平均宽度、蜿蜒度、分汊系数等形态指标,通过引入变异系数及变化率和恢复率,分析了河道形态自适应性调整的敏感性和可恢复程度。结果显示:①1988-2002年,长江中下游水沙条件相对平衡,江心洲面积增加11%,水面平均宽度减少8%;在2003年后,三峡水库及上游梯级水库陆续运行,水沙条件发生明显变化,江心洲面积减少9%,水面平均宽度增大6%,蜿蜒度和分汊系数变化较小;②研究期内,江心洲面积是最敏感的形态指标;三峡水库修建前后,各河段形态指标敏感性变化存在较大差异;③在三峡水库的调节作用下,形态变化率的年均增长由水库修建前的1%减小到水库建设后的0.33%,河道形态演变速率有所减缓;2003-2005年河道形态的变化率为12%,由于河道的持续侵蚀,基于该变化的恢复率在2005-2023年由52%降至34%。总体而言,河道形态的变化受到三峡水库及长江上游梯级水库、护岸工程和河道采砂等人类活动引发的水沙及边界条件变化的综合影响。 展开更多
关键词 长江中下游 河道形态 敏感性 恢复率 遥感
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高水头弧形闸门出口侧墙空化特性及掺气减蚀研究
10
作者 王伟 邓军 卫望汝 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第2期84-92,共9页
高水头泄洪放空洞弧形闸门出口往往需要设置掺气设施以减免高速水流空化空蚀破坏。由于有压出口区域水流流态与结构壁面相互作用复杂,易导致掺气减蚀保护失效,目前,其核心水力致灾原因尚不明确,并且制约着适用于弧形闸门掺气减蚀的技术... 高水头泄洪放空洞弧形闸门出口往往需要设置掺气设施以减免高速水流空化空蚀破坏。由于有压出口区域水流流态与结构壁面相互作用复杂,易导致掺气减蚀保护失效,目前,其核心水力致灾原因尚不明确,并且制约着适用于弧形闸门掺气减蚀的技术研发。本文结合实际工程中高水头弧形闸门出口侧墙空蚀破坏实例,采用水力学模型试验与数值模拟方法,对空蚀破坏的水力学成因进行系统分析,并提出了掺气减蚀水力设计方案。结果表明,弧形闸门泄流运行时,高速水流横向扩散显著,侧空腔掺气效果较差,在侧向附壁过程中形成侧墙冲击-低压反射区,导致附壁区水流空化数较低,并存在侧墙清水区域,二者共同作用导致泄洪放空洞侧墙发生空化空蚀破坏,这种不利影响在大流量、闸门局开条件下更为严重。基于提高侧墙水流空化数与改善侧掺气空腔掺气效果,提出了侧墙二级收缩掺气坎,实现低压空蚀风险区域水流脱壁,末端侧向水流附壁全断面掺气减蚀。研究成果将为弧形闸门出口掺气减蚀水力设计提供科学依据,保障高水头泄洪建筑物的安全运行。 展开更多
关键词 高速水流 弧形闸门 空蚀破坏 掺气减蚀 泄洪洞
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滑坡异常监测数据识别与预警方法优化研究
11
作者 巨能攀 何朝阳 +3 位作者 何燚 解明礼 黄云 张利鹏 《人民长江》 北大核心 2025年第9期1-9,共9页
监测预警是滑坡减灾防灾的关键技术手段,然而现阶段普遍存在由于监测数据与阈值原因导致误报率较高的问题。通过总结影响滑坡预警精度的主要因素,建立典型异常监测曲线样本库;基于完整性、规范性和准确性3个维度,建立一套数据质量评价体... 监测预警是滑坡减灾防灾的关键技术手段,然而现阶段普遍存在由于监测数据与阈值原因导致误报率较高的问题。通过总结影响滑坡预警精度的主要因素,建立典型异常监测曲线样本库;基于完整性、规范性和准确性3个维度,建立一套数据质量评价体系;采用机器学习方法实时识别异常监测数据,提出预警阈值动态调整机制,进而建立一套滑坡预警等级修正智能预警方法。应用该方法体系对阿坝藏族羌族自治州2021~2024年的滑坡预警事件进行对比分析。结果表明:通过对异常数据的识别与处理,进而修正预警等级,可以有效地降低由于异常数据导致的误报,GNSS误报率从2021年的42.58%降至2024年的11.72%,裂缝计预警误报率从2021年的42.58%降至2024年的19.32%,2021~2024年整体有效预警率分别提升了19.10%,17.63%,14.78%和16.90%。得益于机器学习对位移类监测数据特征提取的优势,对GNSS和裂缝计异常监测数据识别的准确率为97.43%~98.93%,验证了典型异常曲线样本库构建与动态阈值算法的有效性。研究成果可为类似滑坡监测预警工作提供参考。 展开更多
关键词 滑坡监测预警 机器学习 异常识别 预警精度 误报率
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基于随机位移方法的河道植被区悬沙沉积分布计算模型
12
作者 李川 孙思晨 +2 位作者 单钰淇 刘永浩 刘超 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第1期48-56,共9页
天然河道中,水生植被影响水流特性与悬沙输移规律,使得河道植被区的悬沙沉积分布相比于无植被区更加复杂,模拟难度更高。为探究河道植被区悬沙沉积分布,本文将改进边界条件后的随机位移模型引入植被作用下的水沙输移研究,融合真实形态... 天然河道中,水生植被影响水流特性与悬沙输移规律,使得河道植被区的悬沙沉积分布相比于无植被区更加复杂,模拟难度更高。为探究河道植被区悬沙沉积分布,本文将改进边界条件后的随机位移模型引入植被作用下的水沙输移研究,融合真实形态植被对水流特性的影响,提出了适用于真实形态植被(以芦苇为例)下的悬沙沉积分布计算模型。为验证计算模型的准确性,本文选用具有真实外形的仿真芦苇开展水槽试验,详细测量了不同泥沙粒径、水流条件和植被密度下的芦苇区悬沙沉积沿程分布。试验结果发现:泥沙粒径、上游平均流速和植被密度均影响河道芦苇区的悬沙沉积分布,其中,对植被区前端的悬沙沉积量影响尤为显著。植被区泥沙补给是否受限会导致悬沙沉积呈现两种截然不同的分布。本文提出的数值计算模型可较好地模拟泥沙补给不受限条件下河道植被区的悬沙沉积分布,模拟结果与试验结果的量级和变化趋势均吻合较好;但该模型不能捕捉泥沙补给受限条件下植被区的悬沙沉积分布。综上,本文提出的基于随机位移方法的计算模型可较准确地预测河道植被区的悬沙沉积沿程分布,但仅适用于植被区泥沙补给不受限的情况。 展开更多
关键词 河道植被区 随机位移模型 仿真芦苇 悬沙沉积分布
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金沙江黑水河3种典型鱼类通过鱼道过坝后上溯行为规律
13
作者 石小涛 高生辉 +9 位作者 柯森繁 焦易林 李冬晴 许家炜 杨吉 李新宇 卢建雨 朱世龙 涂志英 成必新 《湖泊科学》 北大核心 2025年第5期1709-1721,I0008,I0009,共15页
鱼道进口“找不到”、槽身“上不去”和过坝后“怎么游”一直是恢复鱼类洄游通道以及探明鱼类生活史过程需要回答的问题。其中,鱼类过坝后“怎么游”、是否会陷入库区“生态陷阱”以及能否通过库区到达栖息地是亟待解答的重要问题。本... 鱼道进口“找不到”、槽身“上不去”和过坝后“怎么游”一直是恢复鱼类洄游通道以及探明鱼类生活史过程需要回答的问题。其中,鱼类过坝后“怎么游”、是否会陷入库区“生态陷阱”以及能否通过库区到达栖息地是亟待解答的重要问题。本文选择金沙江黑水河3种典型鱼类——齐口裂腹鱼(Schizothorax prenanti)、红尾副鳅(Paracobitis variegatus)和短体副鳅(Paracobitis potanini)为过鱼对象,通过网捕法调查目标鱼资源状况,利用遥测技术获取3种目标鱼过坝后的上溯行为指标,构建耦合库区水文水动力因素的鱼类过坝后上溯效果定量评价模型,识别影响鱼类过坝后上溯效果的关键因子,建立目标鱼库区上溯效果与各关键因子的响应关系。结果表明:(1)齐口裂腹鱼、红尾副鳅和短体副鳅在坝上、鱼道、坝下均为优势种,资源量总和占所有渔获物总量的40%以上。(2)3种目标鱼的鱼道通过率为11.14%,自鱼道出口向库尾的上溯成功率为30.87%。(3)目标鱼过坝后有不同生境选择占比,70%的目标鱼停留于近坝库区;28%的目标鱼继续上溯至卵石河床区;未发现有目标鱼从砾石辫状河床区上溯至沙砾蜿蜒河床区。(4)影响鱼类过坝后上溯效果的敏感因素为鱼的种类、流量、水文条件变化率和昼夜节律。(5)目标鱼过坝后的上溯成功率随河道流量增大而下降;目标鱼选择在短涨水时上溯;超过60%的目标鱼选择在夜间上溯;齐口裂腹鱼过坝后的上溯成功率显著高于红尾副鳅和短体副鳅。 展开更多
关键词 鱼类洄游 跟踪监测 水文水动力 上溯行为 生境选择
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跨河桥梁基础冲刷研究综述 被引量：1
14
作者 王路 刘宏伟 +2 位作者 魏凯 Bruce MELVILLE 聂锐华 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第7期94-103,共10页
基础冲刷是导致跨河桥梁水毁的主要原因之一。归纳了跨河桥梁基础冲刷近60 a来的研究成果,总结了一般冲刷、束窄冲刷和局部冲刷3个方面的研究进展,并分析了现有研究的不足。过去60余年,国内外学者基于水槽试验、原型观测、数值模拟等方... 基础冲刷是导致跨河桥梁水毁的主要原因之一。归纳了跨河桥梁基础冲刷近60 a来的研究成果,总结了一般冲刷、束窄冲刷和局部冲刷3个方面的研究进展,并分析了现有研究的不足。过去60余年,国内外学者基于水槽试验、原型观测、数值模拟等方法,围绕跨河桥梁基础冲刷开展了大量研究,取得了一系列研究成果,显著提高了跨河桥梁基础冲刷的设计水平。由于已有跨河桥梁基础冲刷研究多局限于顺直河道、非黏性河床、单桩结构等简单边界条件,研究方法多基于水槽试验和特定桥梁的原型观测结果,较少考虑人类扰动对河床演变的影响,相关结论和设计方法的适用性和可靠性有限。未来研究需要更好地将水槽试验、原型观测、数值模拟、理论分析、人工神经网络、深度学习等方法进行融合,系统深入开展受人类扰动影响和复杂边界条件的跨河桥梁基础冲刷研究,完善跨河桥梁基础冲刷的理论体系,提出适用性更广、可靠性更高的冲刷设计方法。 展开更多
关键词 跨河桥梁 基础冲刷 泥沙运动 河床演变 桥梁水毁
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基于特征雨型识别的山洪灾害动态临界雨量研究 被引量：1
15
作者 吴雪梅 辉尚强 +2 位作者 赵雨婷 覃光华 李红霞 《水电能源科学》 北大核心 2025年第3期12-16,共5页
鉴于降雨雨型对山洪预警指标计算及预警精度有很大影响,以四川省清溪河流域为例,首先,基于K均值聚类方法进行特征雨型识别,并与《手册》型设计雨型进行对比;然后,利用动态时间弯曲法(DTW)进行流域实际降雨与不同雨型的相似性分析判别;最... 鉴于降雨雨型对山洪预警指标计算及预警精度有很大影响,以四川省清溪河流域为例,首先,基于K均值聚类方法进行特征雨型识别,并与《手册》型设计雨型进行对比;然后,利用动态时间弯曲法(DTW)进行流域实际降雨与不同雨型的相似性分析判别;最后,利用水文模型试算出各雨型条件下的动态临界雨量,并判断验证预警效果。结果发现,《手册》型设计雨型与研究流域差异较大,出现场次仅占研究场次的2.34%,聚类雨型对大多数场次降雨过程具有较好的适用性,其中聚类Ⅲ型出现频次接近50%;不同雨型计算出的临界雨量相差较大,以24 h历时为例,居中集中型的《手册》型雨型对应临界雨量值最低,偏前均匀型的聚类Ⅱ型对应临界雨量值最高。研究表明,根据雨型判断选择相应预警指标,能显著提升山洪预警的准确性和可靠性。 展开更多
关键词 山洪预警 临界雨量 雨型不确定性 K均值聚类 DTW
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斜切挑坎横向压力差研究 被引量：1
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作者 冉雨博 刘超 +2 位作者 邓军 卫望汝 隆强 《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》 北大核心 2025年第1期54-65,82,共13页
斜切挑坎在挑流设计中是一种常用的挑坎体型,能使水流在纵向上充分扩散,避免水流集中冲击于同一位置。斜切体型设计会使挑射水流在运动过程中在横向方向上呈现扩散角度增大的现象,但对此现象的深入研究较少。本文主要针对长边侧与短边... 斜切挑坎在挑流设计中是一种常用的挑坎体型,能使水流在纵向上充分扩散,避免水流集中冲击于同一位置。斜切体型设计会使挑射水流在运动过程中在横向方向上呈现扩散角度增大的现象,但对此现象的深入研究较少。本文主要针对长边侧与短边侧之间的横向压力差进行研究,探究斜切挑坎横向压力差受挑坎尺寸与来流条件的影响,为后续斜切挑坎水舌横向扩散研究提供相关参考依据。本文使用数值模拟方法对不同挑坎尺寸与来流条件下斜切挑坎的出流情况进行模拟,分析了斜切挑坎内横向压力差的分布特征,以及挑坎尺寸与来流条件对横向压力差的影响。研究发现,最大横向压力差位于斜切挑坎短边边墙末端底板位置,横向压力差与斜切角度、来流流速、来流水深呈正相关,与挑坎半径呈负相关,并拟合了最大横向压力差与挑坎尺寸、来流条件有关的计算式。研究成果对斜切挑坎挑流水力设计具有一定的借鉴意义。 展开更多
关键词 挑流消能 斜切挑坎 数值模拟 挑坎出口 压力差
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新型弧形聚能爆破作用下的岩石破裂演化机制研究 被引量：1
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作者 许国庆 黄高翔 +3 位作者 王协康 罗登泽 李洪涛 姚强 《岩土力学》 北大核心 2025年第10期3267-3279,共13页
研究了聚能爆破在硐室开挖光面爆破中的应用。根据聚能射流的基本原理,提出了一种弧形聚能装药结构(arc-shaped charge blasting,简称ASCB),建立了弧形聚能爆破数值模型,并与锥形药包聚能爆破(cone-shaped charge blasting,简称CSCB)进... 研究了聚能爆破在硐室开挖光面爆破中的应用。根据聚能射流的基本原理,提出了一种弧形聚能装药结构(arc-shaped charge blasting,简称ASCB),建立了弧形聚能爆破数值模型,并与锥形药包聚能爆破(cone-shaped charge blasting,简称CSCB)进行了比较。结果表明:ASCB比CSCB炸药消耗少43.4%,有效装药率比CSCB高25.97%。当冲击波到达炮孔壁时,ASCB的冲击波比CSCB的冲击波更集中,有利于在聚能方向形成初始裂纹。ASCB施加在炮孔壁聚能侧的压力比CSCB高6.26%,而施加在非聚能侧的压力比CSCB低37.34%。ASCB在聚能方向产生的裂纹长度约为CSCB的两倍。因此,ASCB的聚能爆破效果优于CSCB。上述研究成果为定向预裂爆破提供了一种新的方法。 展开更多
关键词 ANSYS/LS-DYNA 聚能爆破 数值模拟 流固耦合 不耦合装药
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植被影响下的弯曲分汊河道水沙特性 被引量：1
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作者 王森 李坤芳 +2 位作者 刘兴年 黄尔 罗铭 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第1期29-36,共8页
弯曲分汊河道由于其特殊的地形和复杂的水沙运动特性,对河势稳定、防洪、航运及沿岸经济发展都有着深远的影响。植被作为河流生态系统的组成部分,对河床演变形态具有重要影响,且植被往往分布在弯曲分汊河道的凸岸淤积段或洲滩。本文基... 弯曲分汊河道由于其特殊的地形和复杂的水沙运动特性,对河势稳定、防洪、航运及沿岸经济发展都有着深远的影响。植被作为河流生态系统的组成部分,对河床演变形态具有重要影响,且植被往往分布在弯曲分汊河道的凸岸淤积段或洲滩。本文基于物理模型试验,开展系列不同来流及不同植被密度影响下的弯曲分汊河道动床非恒定流概化试验,分析植被影响下弯曲分汊河道冲刷与再造过程中的水流和泥沙的输移特性。结果表明:非恒定过程条件下,左汊分流比受植被影响较为显著,且随着支汊植被密度的增加呈现增大的趋势;分流比对右汊有无植被布设较为敏感,但植被布设密度的大小对分流比影响较小。对于推移质输移,支汊植被的存在增大了弯曲分汊河段推移质的输沙率和输沙级配,随着右汊植被覆盖密度的增加,推移质输沙率峰值有所增大,同时推移质输沙波动亦增大,流量较大时波动性表现更为显著。汊道相互影响量化参数的变化表明弯曲分汊河道再造过程中汊道间的影响随着支汊植被密度的增加呈现出较大的增加幅度。研究成果一定程度上可为相关的河道整治、河流生态修复等提供理论支持。 展开更多
关键词 弯曲分汊河道 植被影响 水流特性 推移质输移 非恒定流
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基于集成学习方法的汶川震损区崩塌滑坡易发性评价 被引量：1
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作者 丁嘉伟 王协康 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第4期52-61,共10页
崩塌、滑坡等形成的松散物质常为山洪灾害提供重要泥沙物源。汶川“5·12”地震灾区存在大量不稳定边坡与潜在的滑坡、崩塌风险区。构建崩塌、滑坡易发性评价模型对于该区域复合山洪灾害的早期防范具有重要意义。本文从地形、地质... 崩塌、滑坡等形成的松散物质常为山洪灾害提供重要泥沙物源。汶川“5·12”地震灾区存在大量不稳定边坡与潜在的滑坡、崩塌风险区。构建崩塌、滑坡易发性评价模型对于该区域复合山洪灾害的早期防范具有重要意义。本文从地形、地质及气象水文等方面筛选出10个评价因子,应用极端梯度提升(XGBoost)与轻量级梯度提升机(LightGBM)两种先进的集成学习算法和逻辑回归、随机森林两种常见算法分别构建汶川县崩塌滑坡易发性评价模型,通过准确率、精确率、受试者工作特征曲线(ROC)下面积等定量指标对比各模型评估结果。结果表明:根据不同分类评价指标,两种集成学习模型相较于传统模型拥有更高的分类预测能力;分类准确率方面,XGBoost模型(0.903)与LightGBM模型(0.903)优于随机森林模型(0.900)与逻辑回归模型(0.864);精确率方面,LightGBM模型(0.887)略优于XGBoost模型(0.882),优于随机森林模型(0.872)与逻辑回归模型(0.802);根据不同模型ROC曲线下面积计算结果,XGBoost模型(0.904)与LightGBM模型(0.904)具有近乎同等的分类性能,略优于随机森林模型(0.902),逻辑回归模型最差(0.869);对易发性图进一步对比分析发现,两种集成学习模型的易发性分区结果与逻辑回归、随机森林模型结果存在一定差异,根据对各分区崩滑点密集程度的计算,两种集成学习模型的结果较为可靠,LightGBM模型在识别和预测崩滑高易发区域方面的性能最佳。 展开更多
关键词 汶川震损区 滑坡 崩塌 山洪灾害 机器学习
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雅鲁藏布江米林段小流域土壤侵蚀特征 被引量：1
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作者 陈豪爽 兰玲 王协康 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第2期115-124,共10页
雅鲁藏布江是中国最长的高原河流,水资源丰富,但沿岸土壤侵蚀严重,滑坡、泥石流灾害频发,生态环境脆弱,影响着流域的水电开发,因此,揭示其土壤侵蚀特征对于水资源管理与水电开发具有重要意义。本文采用修正通用土壤流失方程(RUSLE)模型... 雅鲁藏布江是中国最长的高原河流,水资源丰富,但沿岸土壤侵蚀严重,滑坡、泥石流灾害频发,生态环境脆弱,影响着流域的水电开发,因此,揭示其土壤侵蚀特征对于水资源管理与水电开发具有重要意义。本文采用修正通用土壤流失方程(RUSLE)模型,开展了雅鲁藏布江流域米林段12条典型小流域多年土壤侵蚀演化的定量研究,并分析了地震前后的侵蚀特征。结合地理探测器探究了米林段小流域的土壤侵蚀驱动因子,分析了多因子交互作用对土壤侵蚀的影响,并探讨了研究区土壤侵蚀的风险区域。结果表明:1)研究区主要发生微度和轻度侵蚀,其中:多空普、鲁霞普曲、丹娘沟年平均侵蚀量均超过3×10^(5) t,生态环境脆弱;门着普沟、蹦嘎沟、曲鲁沟、额阿东沟多年平均侵蚀量均不超过105 t。2)地震加剧了流域土壤侵蚀。地震前,气候条件与植被覆盖相互作用,使土壤侵蚀总体呈下降趋势;地震后,降雨侵蚀阈值降低,温度影响加强,流域对气候变化更为敏感。3)植被覆盖是主要的驱动力因子,其与地形、气候的交互作用主导土壤侵蚀;坡度与其他因素交互作用的影响最显著。4)裸地与归一化差异植被指数(NDVI)小于0.41的区域是流域土壤侵蚀的主要风险区。地震后,裸地的土壤侵蚀模数增加56.88 t·km^(-2)·a^(-1),NDVI范围为0.05至0.14区域的土壤侵蚀模数达到103.46 t·km^(-2)·a^(-1)。研究成果可丰富现有对雅鲁藏布江流域土壤侵蚀特征的认识,为水电开发与水土保持政策提供科学依据。 展开更多
关键词 土壤侵蚀 地理探测器 雅鲁藏布江 时空演变
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