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

1

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于土地生产能力的河道生态基流保障补偿标准修正模型研究

2

作者 成波 李怀恩 成文娟 《灌溉排水学报》 2025年第3期87-93,共7页

【目的】构建基于土地生产能力的河道生态基流保障补偿标准修正模型。【方法】以缺水地区典型河流:渭河干流宝鸡段为例,以农户管理的土地生产能力与研究区平均土地生产能力的比值为修正系数,基于改进生产函数法建立了河道生态基流保障... 【目的】构建基于土地生产能力的河道生态基流保障补偿标准修正模型。【方法】以缺水地区典型河流:渭河干流宝鸡段为例,以农户管理的土地生产能力与研究区平均土地生产能力的比值为修正系数,基于改进生产函数法建立了河道生态基流保障的生态补偿标准修正模型。【结果】极枯水年河道生态基流保障的宝鸡峡塬上灌区补偿标准为3502.09元/hm^(2),且补偿标准随保障目标的提升而增加;不同典型年的修正补偿标准存在差异。补偿标准修正模型基本合理可行,不同典型年修正补偿标准与单位面积粮食产量之间存在非线性指数函数关系,灌区各县和受损农户的河道生态基流保障修正生态补偿标准与径流变化呈负相关。【结论】基于土地生产能力的河道生态基流保障补偿标准修正模型可为河道生态基流保障的生态补偿机制构建提供理论基础和技术支撑。 展开更多

关键词 土地生产能力 生态基流保障 补偿标准 修正系数 渭河干流宝鸡段

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于概率解析法的雨水收集利用系统水文性能评估

3

作者 潘鑫 王家昌 +3 位作者 曹升乐 辛瑞瑞 杨雪 王俊 《水电能源科学》 北大核心 2025年第4期70-73,64,共5页

为利用概率解析法所构建的水文模型定量解析雨水收集利用系统的径流调控性能和供水保障能力,以西安市历史长序列降雨资料为依据,采用连续模拟模型和所构建的概率解析模型,解析雨水收集利用系统的水文过程和用水过程,揭示出水文性能指标... 为利用概率解析法所构建的水文模型定量解析雨水收集利用系统的径流调控性能和供水保障能力,以西安市历史长序列降雨资料为依据,采用连续模拟模型和所构建的概率解析模型,解析雨水收集利用系统的水文过程和用水过程,揭示出水文性能指标与系统容积的非线性关系,验证了概率解析模型在西安市雨水收集利用系统的适用性,进而利用概率解析模型确定出西安理工大学金花校区校园雨水收集利用系统最佳容积。结果显示基于概率解析法所构建的水文模型可作为一种计算高效、使用便捷的雨水收集利用系统水文评估与设计工具,对我国海绵城市雨水收集利用系统规划、设计与评估提供了参考。 展开更多

关键词 雨水收集利用系统 概率解析法 径流控制 供水可靠度 海绵城市

在线阅读 下载PDF 职称材料

渭河干流陕西段沿岸碳汇生态服务供需格局时空差异

4

作者 白皓冉 李怀恩 +3 位作者 成波 成文娟 段清之 闫丹丹 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第2期57-65,75,共10页

基于InVEST模型中的碳储量模块以及ArcGIS等软件工具,针对渭河干流陕西段沿岸的22个区(县),利用2010、2015、2020年的土地利用数据、地区碳库数据以及碳排放数据,以区(县)为最小单元,分析了研究区内生态系统服务碳汇项在地区间的供需匹... 基于InVEST模型中的碳储量模块以及ArcGIS等软件工具,针对渭河干流陕西段沿岸的22个区(县),利用2010、2015、2020年的土地利用数据、地区碳库数据以及碳排放数据,以区(县)为最小单元,分析了研究区内生态系统服务碳汇项在地区间的供需匹配及其变化特征。结果表明:研究期内,碳汇服务供给总量由2010年的2466.14万t减少至2020年的2380.44万t,需求总量由2010年的1898.81万t增长至2020年2907.65万t,导致研究区碳汇服务格局出现明显的时空错配现象;2020年单位面积固碳量较2010年减少了44.49 t/km^(2)、单位面积碳排量增加了523.76 t/km^(2),进一步加剧了碳汇服务的供需失衡;碳汇服务赤字区域呈扩散趋势,特别是在中部城市群中出现明显的赤字化倾向,意味着地区的碳排放量超过了其碳汇能力,形成了碳赤字。研究成果对于加强区域生态发展规划、优化协调地区资源配置、开展碳补偿工作等具有重要意义。 展开更多

关键词 碳汇 生态系统服务 供需匹配 渭河干流陕西段

在线阅读 下载PDF 职称材料

黄河与汾河交汇区水动力特性及河床形态

5

作者 张涛 《西北水电》 2025年第1期22-27,共6页

作为典型的多沙河流交汇区,黄河与汾河交汇区是黄河中下游水动力和泥沙输移的重要控制节点。为了进一步认识该处大宽深比、高含沙、复杂河床地形条件下的水沙动力特性与河床形态,利用走航式声学多普勒剖面测速技术(ADCP)对该交汇区9个... 作为典型的多沙河流交汇区,黄河与汾河交汇区是黄河中下游水动力和泥沙输移的重要控制节点。为了进一步认识该处大宽深比、高含沙、复杂河床地形条件下的水沙动力特性与河床形态,利用走航式声学多普勒剖面测速技术(ADCP)对该交汇区9个断面的三维流速、水深、悬沙粒径及河床地形进行了实测研究。结果表明:黄河与汾河交汇区水面存在横向超高,纵向比降分布不均;流场基本符合现有的水动力分区概念模型,流速分布在0.170~1.194 m/s;交汇段主槽水流宽浅,宽深比为78~155,紧邻交汇口下游存在狭长的冲刷带,最大水深6.16 m;交汇区悬移质泥沙空间分布受流速与涡流紊动的影响,中值粒径范围在17.19~140μm,泥沙粒径近似正态分布,交汇口混合区的泥沙主要由上游转输和表层沉积物再悬浮组成。研究结果可为大型河流交汇区水沙运动与河床演变研究及防洪工程建设等提供参考。 展开更多

关键词 黄河 河流交汇区 水动力特性 泥沙粒径

在线阅读 下载PDF 职称材料

无定河流域水沙变化的驱动因素研究

6

作者 孙雯 徐国策 《西北水电》 2025年第1期14-21,共8页

黄土高原土壤侵蚀严重,精细化分析典型流域水沙变化的驱动因素对流域管理具有重要意义。为了摸清黄土高原典型流域水沙变化的驱动因素,以黄土高原无定河流域为研究对象,采用双累积曲线、Pearson相关分析及PLS-SEM模型分析了多种因素对... 黄土高原土壤侵蚀严重,精细化分析典型流域水沙变化的驱动因素对流域管理具有重要意义。为了摸清黄土高原典型流域水沙变化的驱动因素,以黄土高原无定河流域为研究对象,采用双累积曲线、Pearson相关分析及PLS-SEM模型分析了多种因素对径流量、输沙量变化的影响。结果表明:1960-2018年径流量和输沙量呈显著下降趋势,径流量年均下降0.145亿m 3,输沙量年均下降141.32万t;NDVI从0.26增加至0.45,年增长率为0.47%。土地利用结构主要从耕地和未利用地转至林地和草地,林地、草地面积分别增加了42.45%、2.92%。与突变前相比,人类活动影响对径流量减少的贡献率分别为80.77%、111%;对输沙量减少的贡献率分别为97.74%、114.79%。降水、土地利用、植被覆盖等因子可解释无定河流域径流量、输沙量变化的67.2%、68.0%,其中降水和土地利用因素是无定河流域径流量、输沙量变化的主要驱动因素。研究结果量化了不同因素对径流量、输沙量的影响,可为无定河流域水土保持措施及可持续管理提供参考。 展开更多

关键词 径流量 输沙量 驱动因素 PLS-SEM 水土保持 无定河

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于洪水预报模型的双溪口水库下游洪水演进模拟

7

作者 吴焕苗 周敏 +2 位作者 周庆诗 杨波 赵博 《西北水电》 2025年第1期44-50,共7页

为精确模拟不同强度降雨下双溪口水库下游的洪水响应风险情况,基于河道及断面、场次降雨径流、二维地形数据和土地利用类型等数据,耦合新安江模型和GAST模型构建洪水模拟模型,模拟双溪口水库下游洪水淹没过程,并利用经验分析法评估淹没... 为精确模拟不同强度降雨下双溪口水库下游的洪水响应风险情况,基于河道及断面、场次降雨径流、二维地形数据和土地利用类型等数据,耦合新安江模型和GAST模型构建洪水模拟模型,模拟双溪口水库下游洪水淹没过程,并利用经验分析法评估淹没区域洪水风险等级。结果表明:5年一遇、10年一遇、20年一遇、50年一遇和100年一遇重现期下洪水总淹没面积分别为1.41 km^(2)、1.51 km^(2)、1.59 km^(2)、1.67 km^(2)和2.03 km^(2),呈渐增变化趋势。随着降雨重现期的增加,低风险区面积占比由5年一遇的71.33%下降至100年一遇的65.61%,中风险区面积占比由5年一遇的0.51%增加到100年一遇的1.90%,高风险区面积占比由5年一遇的28.16%增加到100年一遇的32.49%。此外,70%左右地区受洪水威胁较小,地势低洼且较平坦的城镇或耕地受洪水威胁较大。模拟结果可为双溪口水库下游洪水灾害预防,制定合理有效的安全管理应急预案提供重要支撑。 展开更多

关键词 洪水预报 洪水淹没模拟 风险等级评估 水库流域

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于可解释机器学习的混凝土重力坝变形安全监控模型

8

作者 程琳 袁喜娜 +2 位作者 马春辉 贾冬焱 徐笑颜 《水利水电科技进展》 北大核心 2025年第3期77-85,共9页

针对目前基于机器学习的大坝安全监控模型无法给出模型预测解释的问题,引入SHAP值理论,并结合LightGBM模型,建立了一种具备可解释性的混凝土重力坝变形安全监控模型,且该模型可以量化每个影响因子的具体贡献。工程实例验证结果表明,该... 针对目前基于机器学习的大坝安全监控模型无法给出模型预测解释的问题,引入SHAP值理论,并结合LightGBM模型,建立了一种具备可解释性的混凝土重力坝变形安全监控模型,且该模型可以量化每个影响因子的具体贡献。工程实例验证结果表明,该模型考虑了变形与环境量之间复杂的非线性关系,更接近真实情况,不仅具有良好的拟合精度和预测精度,还能对模型进行全局和局部的解释。 展开更多

关键词 混凝土重力坝 变形安全监控 可解释机器学习 SHAP值理论 LightGBM模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

砂泥岩互层坝基渗漏问题及处理措施研究

9

作者 温立峰 王民侠 张晨 《西北水电》 2025年第1期78-86,共9页

砂泥岩互层地区地层渗透结构具有明显的各向异性特征,对修建于其上大坝的坝基渗流安全带来了严峻挑战。为研究修建于砂泥岩互层地区的大坝渗漏原因和坝基渗流场分布规律,在分析砂泥岩互层的地质特点,总结砂泥岩互层地质渗流结构的基础上... 砂泥岩互层地区地层渗透结构具有明显的各向异性特征,对修建于其上大坝的坝基渗流安全带来了严峻挑战。为研究修建于砂泥岩互层地区的大坝渗漏原因和坝基渗流场分布规律,在分析砂泥岩互层的地质特点,总结砂泥岩互层地质渗流结构的基础上,采用数据统计方法,分析砂泥岩地区上已建大坝的渗漏原因,提出相应的砂泥岩互层地区建坝防渗措施的建议。以砂泥岩互层地基上的普化工程为工程实例,采用连续介质渗流有限元分析方法,建立三维渗流计算模型,分析砂泥岩互层地区大坝坝基渗流场分布规律。结果表明:砂泥岩互层地区地质构造复杂,其渗流特性具有明显的各项异性,砂岩和泥岩互层间常发育X状高角度张裂隙,库水通常沿砂岩和泥岩层理结合面产生渗漏通道;裂隙是砂泥岩互层地区坝基渗漏的主要原因,由裂隙引发的大坝渗漏约占总体渗漏的60%;大坝渗流量随着坝高和坝顶长度的增加具有增加的趋势,渗流量与坝高和坝长之间显现出明显的相关性。砂泥岩互层地质的渗流各向异性给坝体和坝基带来了更大的渗流风险,地层各向异性会使得工程区渗流量和岩体水力坡降增大,不利于山体渗透稳定。 展开更多

关键词 砂泥岩互层 渗流 防渗措施 坝基渗漏

在线阅读 下载PDF 职称材料

XCY-2旋切触探系统研发及应用

10

作者 马语航 何明明 李宁 《岩土力学》 北大核心 2025年第3期1025-1038,共14页

中国地下岩土工程开发常面临高地应力、地下岩溶和极软岩等复杂地质条件,造成岩体结构松散断裂,快速、准确且方便地获取岩体力学参数对于地下岩土工程建设至关重要。自主研制了一台自动和连续监测岩石钻进过程的XCY-2旋切触探系统,包括... 中国地下岩土工程开发常面临高地应力、地下岩溶和极软岩等复杂地质条件,造成岩体结构松散断裂,快速、准确且方便地获取岩体力学参数对于地下岩土工程建设至关重要。自主研制了一台自动和连续监测岩石钻进过程的XCY-2旋切触探系统,包括动力钻进控制系统、全伺服系统、智能监测系统等多个系统,安装流程简易且试验操作步骤简单。基于该系统开展了完整岩层、分层岩体等不同条件下的岩体旋切触探试验,探究旋切钻进过程中随钻参数与不同岩性的特征响应关系,研究结果表明:(1)智能监测系统能够有效地智能控制和实时监测钻进速度、动力头转速、钻进扭矩、水压力、钻进压力和钻进深度等钻进参数,实现了地下工程施工高精准的钻进操作和监测;(2)钻进不同岩层组合试块时钻进压力和钻进扭矩会产生波动,上下差距明显,而钻速和转速在整体试验过程中保持稳定输出,证明了钻进过程中钻进参数的监测结果可靠。(3)钻进扭矩和钻进压力在不同岩层交界处有明显波动现象,对不同岩性的岩石实时感知明显,实现了岩层界面的准确定位。XCY-2旋切触探系统为地下岩体物理力学性质测试提供了新的途径。 展开更多

关键词 岩石力学 钻进设备 旋切触探技术 钻进参数 岩层识别

在线阅读 下载PDF 职称材料

寒冷地区腈纶纤维混凝土力学性能及多层感知器神经网络预测

11

作者 段明翰 覃源 +1 位作者 李阳 耿凯强 《材料导报》 北大核心 2025年第6期105-113,共9页

为延长寒冷地区混凝土材料的服役寿命,降低水利工程建设和维护过程中的资源损耗,通过添加腈纶纤维来制备腈纶纤维增强混凝土(PAN-FRC)。本工作主要探讨了寒冷气候条件下,养护方式、龄期及纤维掺量对PANFRC的动弹性模量、表面回弹硬度、... 为延长寒冷地区混凝土材料的服役寿命,降低水利工程建设和维护过程中的资源损耗,通过添加腈纶纤维来制备腈纶纤维增强混凝土(PAN-FRC)。本工作主要探讨了寒冷气候条件下,养护方式、龄期及纤维掺量对PANFRC的动弹性模量、表面回弹硬度、抗压强度及劈裂抗拉强度等力学性能的影响。结果表明:冬季室外养护容易发生冻害,28 d龄期难以达到抗压强度设计值,纤维掺量在1.5~1.8 kg/m^(3)时对混凝土有增强效果,且抗拉性能提升效果最优,有望改善其抗裂能力。同时建立了适用于PANFRC的力学指标转换数学模型。此外,基于试验数据构建了关于PANFRC压、拉性能的神经网络预测模型(RBFN及MLPN),模型精度评估结果表明MLPN优于RBFN,测试集中两个模型的抗压强度和劈裂抗拉强度预测绝对误差分别可控制在3 MPa及0.17 MPa以内,相对误差分别可控制在9%及6%以内,相关系数R^(2)均在0.9以上。研究结果可为PANFRC进一步应用于寒冷地区渠道衬砌及其他水利设施建设提供理论依据。 展开更多

关键词 腈轮纤维混凝土 力学性能 强度预测 神经网络 渠道衬砌

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于隧道掘进机掘进参数的现场岩体力学参数快速估计方法

12

作者 佘磊 赵阳 +4 位作者 李炎隆 李东锋 宋卿 郑继光 陈晨 《岩土力学》 北大核心 2025年第5期1595-1604,共10页

岩体单轴抗压强度σ_(cm)是影响隧道掘进机(tunnel boring machine,简称TBM)围岩开挖及支护优化的重要力学参数之一。为实现TBM工程中现场岩体力学参数的快速准确评估,基于我国4条典型的长距离硬岩隧洞详细编制了包含159组岩体特征、掘... 岩体单轴抗压强度σ_(cm)是影响隧道掘进机(tunnel boring machine,简称TBM)围岩开挖及支护优化的重要力学参数之一。为实现TBM工程中现场岩体力学参数的快速准确评估,基于我国4条典型的长距离硬岩隧洞详细编制了包含159组岩体特征、掘进参数、技术指标的TBM综合数据库,提出并推导了适用于TBM刀盘破岩系统的掘进比能SETBM理论方程,建立了SETBM与σ_(cm)之间的经验模型,并对其有效性进行验证和讨论。研究结果表明:相比于现场贯入度指数FPI,SETBM有效消除了TBM掘进参数和技术指标差异化带来的影响,可作为准确评估岩体可掘性的新可靠指标。依据4种岩体分类标准或系统获取的岩体单轴抗压强度经验关系均表现较好(决定系数R^(2)>0.84),其中基于岩体完整性指数Kv的预测模型性能最佳。利用上下限方程修正后的岩体单轴抗压强度预测新模型的平均相对误差为11.37%,总体预测精度较高。利用海量的TBM掘进参数可以为现场岩体单轴抗压强度的快速估算提供一种新的思路。 展开更多

关键词 隧道掘进机 岩体单轴抗压强度 掘进参数 岩体分类系统 掘进比能

在线阅读 下载PDF 职称材料

堆肥污泥添加对黄土丘陵区草地土壤酶活性及动力学特征的影响

13

作者 艾祥宇 肖列 +3 位作者 李鹏 耿直 王周 马园园 《水土保持研究》 北大核心 2025年第4期33-40,49,共9页

[目的]揭示土壤酶活性特征的主导驱动因素,为堆肥污泥资源化利用和土壤质量提升提供科学依据。[方法]通过室内培养试验,研究了堆肥污泥添加量(0%,2%,5%,10%,15%和20%)和培养温度(5℃,15℃,25℃和35℃)对黄土丘陵区典型草地土壤β-葡糖苷... [目的]揭示土壤酶活性特征的主导驱动因素,为堆肥污泥资源化利用和土壤质量提升提供科学依据。[方法]通过室内培养试验,研究了堆肥污泥添加量(0%,2%,5%,10%,15%和20%)和培养温度(5℃,15℃,25℃和35℃)对黄土丘陵区典型草地土壤β-葡糖苷酶(BG)、N-乙酰-β-D-氨基葡糖苷酶(NAG)和碱性磷酸酶(ALP)活性及其动力学参数的影响。[结果]添加5%堆肥污泥时土壤BG和ALP酶活性最高,添加15%堆肥污泥时NAG酶活性最高。35℃下的土壤酶活性比5℃下提高了17%~168%。BG和ALP酶的最大速率(V_(max))在添加5%堆肥污泥时分别较对照提高了27%~73%和68%~151%,NAG酶的V_(max)在添加15%堆肥污泥时较对照提高了82%~289%。BG酶的催化效率(Kcat)在添加10%堆肥污泥时达到最大值,比对照提高了46%~150%,NAG和ALP酶的Kcat在添加15%堆肥污泥时分别较对照提高了335%~589%和3%~51%。冗余分析表明硝氮、总磷、有机碳和速效磷的含量是影响土壤酶活性和动力学参数的主要因素。[结论]在黄土丘陵区退化草地中,施加中等比例(5%~15%)的堆肥污泥有助于提高土壤酶活性及其动力学特征,显著改善土壤质量。特别是5%的堆肥污泥能显著提高土壤BG和ALP酶活性,而15%的堆肥污泥则能显著提升NAG酶活性,表明堆肥污泥资源化对土壤修复具有积极作用。 展开更多

关键词 堆肥污泥 酶活性 动力学参数

在线阅读 下载PDF 职称材料

适用于蠕变条件的冻土强度参数获取方法研究

14

作者 姚晓亮 王文丽 王莉平 《应用力学学报》 北大核心 2025年第2期388-394,共7页

以冻结标准砂为研究对象,基于三轴压缩和蠕变试验结果提出了适用于蠕变条件的强度参数获取方法。使用相同应变速率和不同围压条件下的压缩试验结果,得到了冻土强度包络线的形状参数;结合压缩和蠕变条件下平面应变试验得到的剪切带倾角... 以冻结标准砂为研究对象,基于三轴压缩和蠕变试验结果提出了适用于蠕变条件的强度参数获取方法。使用相同应变速率和不同围压条件下的压缩试验结果,得到了冻土强度包络线的形状参数;结合压缩和蠕变条件下平面应变试验得到的剪切带倾角数据验证了通过压缩试验结果确定蠕变条件下强度包络线形状参数的有效性;使用相同围压不同轴向压力下的蠕变试验结果分析得到了表征强度包络线位置的黏聚力衰减函数。结合本研究获取的强度包络线参数计算分析表明,冻土蠕变发展过程中出现的3个不同蠕变阶段主要取决于强度包络线与应力状态点的相对位置,即:强度包络线位置高于、接近以及低于应力状态点的3种状态对应于蠕变速率发展的衰减、匀速以及急剧增大3个阶段。 展开更多

关键词 冻结砂土 强度参数 强度包络线 蠕变规律

在线阅读 下载PDF 职称材料

地表与管网组合排水特征对不同降雨条件的响应规律分析

15

作者 孙佳辉 侯精明 +3 位作者 薛树红 王添 马萌华 张维纳 《水资源保护》 2025年第3期204-211,共8页

针对城市内涝治理建设中管网排水能力评估依据不足的情况,基于GAST-SWMM二维水动力耦合模型,以西安沣西新城为研究区域,模拟分析了在不同累计降雨情况下管网与地表径流排水的占比和流量变化规律,以定量分析管网排水能力变化。结果表明:... 针对城市内涝治理建设中管网排水能力评估依据不足的情况,基于GAST-SWMM二维水动力耦合模型,以西安沣西新城为研究区域,模拟分析了在不同累计降雨情况下管网与地表径流排水的占比和流量变化规律,以定量分析管网排水能力变化。结果表明:不同累计降雨下管网与地表径流的排放比值有明显差异,随着累计降雨的增大,该比值呈先增大后减小的趋势,在累计降雨为10 mm时达最小值0.543,在累计降雨80 mm时取得最大值2.241,之后呈下降趋势;管网与地表径流的排放比值对雨峰系数不敏感,在累计降雨较小时最大差异率为12.96%,在累计降雨较大时最大差异率只有3.98%;雨峰系数的增大会使各部分排水的峰值流量增大;在累计降雨为100 mm,雨峰系数为0.2、0.5、0.8时管网排水最大流量分别为6.26、7.45、9.40 m^(3)/s,地表径流排水最大流量分别为3.19、3.90、4.84 m^(3)/s。 展开更多

关键词 耦合模型 雨峰系数 排水特征 城市内涝 地表径流排水 管网排水 累计降雨

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于理想化同心圆降雨概化的流域洪水响应规律

16

作者 贾严 侯精明 +3 位作者 马萌华 潘鑫鑫 李鑫月 许岚杰 《人民长江》 2025年第5期23-30,共8页

为研究降雨时空分布对流域洪水过程响应规律,以延河流域为研究对象,基于SWMM建立一维水文模型,提出一种理想化的同心圆降雨概化方法,即设定降雨在流域内以同心圆的方式移动,通过改变降雨移动位置以及移动路径来模拟分析各典型断面的径... 为研究降雨时空分布对流域洪水过程响应规律,以延河流域为研究对象,基于SWMM建立一维水文模型,提出一种理想化的同心圆降雨概化方法,即设定降雨在流域内以同心圆的方式移动,通过改变降雨移动位置以及移动路径来模拟分析各典型断面的径流过程。结果表明:①在西北向东南方向的降雨路径下,流域出口断面的洪峰流量由75.97 m^(3)/s增大到133.43 m^(3)/s,峰现时间提前16 h,各个支流断面峰值流量都呈现先增大后减小的趋势。②降雨移动路径对流域出口断面的最大洪峰流量影响不大,由西北向东南方向的降雨路径在位置7处产生的最大洪峰流量为133.43 m^(3)/s,东北向西南方向的降雨路径在位置2处产生的最大洪峰流量为138.17 m^(3)/s,流量仅增加了3.55%。③各断面的径流过程表明,流域典型断面径流过程受降雨空间分布与汇流时间的协同调控,其中降雨区域的位置决定流域降雨分布,汇流时间的长短决定流域流量的汇集快慢。研究成果可为河道洪水风险评估提供借鉴。 展开更多

关键词 同心圆降雨 降雨移动位置 降雨移动路径 洪峰流量 峰现时间 SWMM模型 延河流域

在线阅读 下载PDF 职称材料

黄河几字弯水土流失区水-能-粮-生融合发展研究

17

作者 李占斌 邓铭江 +1 位作者 李鹏 贾路 《中国水利》 2025年第11期20-27,共8页

水资源、能源、粮食和生态之间存在紧密的纽带关系。在黄河几字弯水土流失区,各要素互相制衡和协同,是制约区域经济社会可持续发展的关键。系统分析了黄河几字弯水土流失区市域尺度2000—2020年间水资源量、能源消费总量、粮食总产量和... 水资源、能源、粮食和生态之间存在紧密的纽带关系。在黄河几字弯水土流失区,各要素互相制衡和协同,是制约区域经济社会可持续发展的关键。系统分析了黄河几字弯水土流失区市域尺度2000—2020年间水资源量、能源消费总量、粮食总产量和植被指数等要素的时空变化特征,结果表明:该区域水资源分布不均、能源消费总量显著增长、粮食产量逐年增加、生态环境状况持续向好,存在水-能-粮-生协同关系,并指出该区域目前还存在发展不均衡、低协同和不可持续等问题。建议未来进一步系统强化水-能-粮-生融合发展,破解水土流失区生态保护与生产发展矛盾,同时增强技术创新与数据支撑,以能源为杠杆、水粮为基底、生态为约束、高质量发展为目标,通过技术创新、制度设计和空间优化,推动水-能-粮-生四要素从低效协同向高效融合转变,实现黄河流域生态保护和高质量发展。 展开更多

关键词 水-能-粮-生 融合发展 黄河几字弯 水土流失区 生态保护

在线阅读 下载PDF 职称材料

气垫式调压室特征参数对水电站引水系统水锤防护效果的影响研究

18

作者 黄智鑫 张道法 +2 位作者 闻锐 马新宇 荆海晓 《西北水电》 2025年第2期86-93,共8页

气垫式调压室是通过封闭气室内的高压空气来调节管道中的水锤压力波动,减小水锤压力对上游引水隧洞的破坏。为了分析气垫式调压室对电站引水系统在大波动条件下的水锤防护效果,以一混合式开发水电站为例,通过选取不同的气体多变指数n和... 气垫式调压室是通过封闭气室内的高压空气来调节管道中的水锤压力波动,减小水锤压力对上游引水隧洞的破坏。为了分析气垫式调压室对电站引水系统在大波动条件下的水锤防护效果,以一混合式开发水电站为例,通过选取不同的气体多变指数n和调压室初始水深,并考虑气垫式调压室漏气引起的气体控制常数C T降低等因素,开展系统模拟研究,分别对水轮机组事故甩负荷和增负荷工况下的调压室内水位和气体压强波动进行分析。结果表明:甩负荷工况下一维模拟的最大气压和最大水面高度小于三维模拟结果,一维模拟的最小气压及最小水面高度大于三维模拟结果,三维模拟与一维模拟结果气体压强相差最大5.6%,液面高度相差最大3.9%;气体多变指数n的变化对气室内水位和压强的波动周期和峰值均产生影响;初始水深的改变仅对气室内压强波动幅值产生影响而不影响波动周期,甩负荷工况下压强变化最大仅为2%,增负荷工况下压强几乎没有变化;降低气体控制常数C T将使气室内液面高度显著上升而气体压强变化幅度不大。研究成果可为气垫式调压室的设计与应用提供借鉴。 展开更多

关键词 气垫式调压室 水锤 大波动过渡过程 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

植被恢复条件下红壤水-土-养分淋溶特征及归因分析

19

作者 范清华 刘晓君 +5 位作者 李鹏 张祎 任正龑 张虎威 陶清瑞 胥世斌 《浙江农林大学学报》 2025年第3期444-456,共13页

【目的】探明退化红壤区不同植被恢复模式下土壤养分在淋溶过程中的变化规律,阐明土壤水-土-养分淋溶流失规律及影响机制。【方法】以江西省泰和县植被恢复区马尾松Pinus massoniana纯林(PM)、湿地松P.elliottii纯林(PE)、马尾松-木荷Sc... 【目的】探明退化红壤区不同植被恢复模式下土壤养分在淋溶过程中的变化规律,阐明土壤水-土-养分淋溶流失规律及影响机制。【方法】以江西省泰和县植被恢复区马尾松Pinus massoniana纯林(PM)、湿地松P.elliottii纯林(PE)、马尾松-木荷Schima superba混交林(RMS)、湿地松-木荷混交林(RES)等4种不同植被恢复模式表层土壤为研究对象,研究60、90、120、150 mm·h^(-1)等4种淋溶强度下,土壤产流、产沙、泥沙颗粒变化特征及养分在淋溶过程中的流失规律。【结果】(1)随着淋溶强度的增加,产流量和产沙量也增加,泥沙颗粒质量分数及稳定性发生了显著变化,泥沙颗粒平均质量直径(DMW)、粒径>0.250 mm泥沙颗粒质量分数(R0.25)显著升高(P<0.05)。在淋溶侵蚀下,低林下植被覆盖度的马尾松纯林团聚体稳定性低,高植被覆盖度的湿地松-木荷混交林土壤团聚体稳定性高(P<0.05)。(2)在150 mm·h^(-1)的淋溶强度下,养分淋失显著高于60 mm·h^(-1)(P<0.05),但在90和120 mm·h^(-1)淋溶强度下,养分淋溶流失没有显著差异。泥沙是养分迁移流失的主要介质。(3)养分淋失与淋溶强度、产流率、产沙率、粒径>0.250 mm泥沙颗粒质量分数呈正相关,与≤0.053 mm泥沙颗粒质量分数呈现负相关(P<0.05)。(4)随机森林分析表明:淋溶强度和产流率是影响养分淋溶流失的主要因素,贡献率分别达16.33%、20.91%。【结论】随着淋溶.强度的增加,产流量和产沙量显著提升,泥沙颗粒的组成和稳定性发生变化,且淋溶强度和产流率是影响养分流失的主要因素。在中国亚热带退化红壤区生态建设中,应注重增强植被恢复区林下植被丰富度,以改善林分结构并巩固治理成果。 展开更多

关键词 红壤 植被恢复 淋溶 养分流失

在线阅读 下载PDF 职称材料

大波动工况下长廊型气垫式调压室三维数值模拟研究

20

作者 赵琳 黄智鑫 +2 位作者 刘晓丽 欧友杰 张巧玲 《西北水电》 2025年第2期77-85,共9页

气垫式调压室因其在复杂地形下调节水流波动的独特优势,在高山地区表现尤为突出。然而,调压室内气室水位、温度、流速及湍流漩涡在压强变化下的动态规律尚不清晰。为探究长廊型气垫式调压室在极端工况下的动态特性,基于CFD三维数值模拟... 气垫式调压室因其在复杂地形下调节水流波动的独特优势,在高山地区表现尤为突出。然而,调压室内气室水位、温度、流速及湍流漩涡在压强变化下的动态规律尚不清晰。为探究长廊型气垫式调压室在极端工况下的动态特性,基于CFD三维数值模拟及VOF模型,分析了其水位、压强、流速和温度的变化过程。结果表明:水位、温度、流速波动及漩涡均与压强变化密切相关。最高水位9.74 m,最低水位5.02 m,均位于调压室进口附近;气室内空气与水体压强变化规律一致,压强分布均匀,最大空气压强为5.80 MPa,最大水体压强为5.84 MPa,靠近水面处压强更大;增压阶段气体温度先升后降,空气与水体流动方向相反,流速波动峰值递减,漩涡主要分布于调压室中部,随压强变化漩涡体积先减小后增大。减压阶段流动强度降低,漩涡数量减少。三维模拟结果更准确地反映了气垫式调压室在极端条件下的动态变化特征,可为气垫式调压室设计和优化提供理论依据。 展开更多

关键词 气垫式调压室 大波动工况 CFD三维数值模拟 VOF模型 气室波动

在线阅读 下载PDF 职称材料