黄河几字弯区水安全保障与一体化水网工程布局研究

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作者 何国华 赵勇 +2 位作者 王浩 朱翰林 何凡 《中国工程科学》 北大核心 2025年第4期129-140,共12页

黄河几字弯区是我国西北地区的经济中心、国家重要的能源基地和防沙治沙“主战场”,但水安全问题严重制约区域发展,科学研判黄河几字弯区水安全风险并提出针对性保障策略,对支撑黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义。本文系统分... 黄河几字弯区是我国西北地区的经济中心、国家重要的能源基地和防沙治沙“主战场”,但水安全问题严重制约区域发展,科学研判黄河几字弯区水安全风险并提出针对性保障策略,对支撑黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义。本文系统分析了黄河几字弯区面临的水安全挑战,梳理了区域水网工程建设现状与一体化水网建设效益,并在此基础上提出了黄河几字弯区一体化水网建设的总体格局、线路布局及需调水规模。研究发现:(1)黄河几字弯区水安全问题突出表现在供需水矛盾突出、水生态受损、防洪存在短板3个方面;(2)尽管黄河几字弯区规划建设了大量引调水工程,但受制于工程建设方式,现有引调水工程的效益和效率均相对偏低;(3)借助南水北调西线工程调水入洮河方案,可构建全程自流的一体化水网格局,能够解决黄河几字弯区现有引调水工程体系取用水成本高、监管运维困难、协同互补能力弱等问题。为提升黄河几字弯区水安全保障能力,研究建议,坚持总量管控、深度节水、优化分水,持续强化水资源供需管理;以南水北调西线工程为核心,完善几字弯区水网格局;依托水网建设,完善区域生态保护修复布局。 展开更多

关键词 黄河几字弯区 水安全 水资源 水网工程 南水北调西线

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黄河流域非常规水资源开发利用挑战与策略

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作者 姜珊 王浩 +5 位作者 何凡 何国华 朱永楠 仇亚琴 王丽川 王丽珍 《中国工程科学》 北大核心 2025年第4期141-151,共11页

近年来,黄河流域水资源节约集约利用水平显著提升,非常规水资源开发规模持续扩大,但流域内水资源供需的结构性矛盾与系统性压力依然突出,水资源可持续利用面临严峻挑战。本文面向黄河流域水资源短缺与高质量发展需求之间的深层次矛盾,... 近年来,黄河流域水资源节约集约利用水平显著提升,非常规水资源开发规模持续扩大,但流域内水资源供需的结构性矛盾与系统性压力依然突出,水资源可持续利用面临严峻挑战。本文面向黄河流域水资源短缺与高质量发展需求之间的深层次矛盾,概要梳理了包括再生水循环利用、海水淡化规模化利用、雨水集蓄利用、矿坑(井)水资源化利用、微咸水综合利用的现状与模式,辨识了黄河流域非常规水资源系统治理面临的利用规模仍不充分、顶层设计尚需完善、配套设施亟待完备、技术标准还需增强、关键技术有待突破等核心问题。进一步从差异化发展的规律性、协同发展的系统性、可持续发展的长远考量等角度,在理论层面总结了黄河流域非常规水资源开发利用的内在规律与发展逻辑,提出了“分区差异化开发+多元协同配置”为核心的黄河流域非常规水资源开发利用的总体策略,涵盖战略体系构建、资源精准配置、技术创新突破、机制保障健全等维度。本研究可为提升黄河流域非常规水资源系统治理能力、促进流域水资源可持续利用和高质量发展提供基础参考。 展开更多

关键词 黄河流域 非常规水资源 利用模式 分区差异化开发 多元协同配置

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梯级水能循环模式下多能系统互补运行研究:以龙羊峡—拉西瓦基地为例

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作者 曹炯玮 李想 +2 位作者 魏加华 高洁 吴睿妍 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第13期5044-5060,I0009,共18页

针对黄河上游新能源装机大规模增加及梯级水能循环利用等新形势变化,该文以龙羊峡—拉西瓦系统为例,以发电量和稳定性最大为目标,建立水-光-风-储多能系统短期互补多目标优化调度模型,给出常规水电扩机、新增可逆式机组、风光装机进步... 针对黄河上游新能源装机大规模增加及梯级水能循环利用等新形势变化,该文以龙羊峡—拉西瓦系统为例,以发电量和稳定性最大为目标,建立水-光-风-储多能系统短期互补多目标优化调度模型,给出常规水电扩机、新增可逆式机组、风光装机进步增大、可逆式机组进步扩容等不同电源组合和装机规模,不同季节和天气等情景下的帕累托最优曲线,多能系统打捆外送最优曲线,常规水电和可逆式机组优化调度方式。结果显示,随着多能系统稳定性增加,发电量减小,新能源弃电率增加。可逆式机组利用风光弃电抽水和泄水发电,具有储能和调峰的双重作用,常规水电扩机仅具有调峰作用,因此在系统发电量、稳定性以及新能源利用等方面可逆式机组效果优于常规水电扩机。随着风光装机规模不断增加,需要进一步增加可逆式机组规模,但也面临着水位、流量的波动性增加,给工程安全稳定运行带来一定影响。在相同季节和天气情景下,随系统装机规模增加,系统发电量有明显增加,常规水电发电量没有明显变化,可逆式机组在白天光伏大发时抽水,夜间发电。 展开更多

关键词 多能互补 短期调度 多目标优化 常规水电扩机 可逆式机组 龙羊峡—拉西瓦系统

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长江中下游区域性和流域性洪水流量演进分析

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作者 张鸿洋 胡春宏 +2 位作者 周曼 高宇 关见朝 《水科学进展》 北大核心 2025年第4期668-679,共12页

洪水演进事关防洪安全,影响着沿程河道冲淤、河势演变及江湖补给,从频域对典型洪水组成及其沿程变化开展分析,对揭示洪水演进深层规律及成因、制定科学的防洪减灾策略具有重要意义。基于宜昌至大通水文站的日均流量实测数据,运用信号学... 洪水演进事关防洪安全,影响着沿程河道冲淤、河势演变及江湖补给,从频域对典型洪水组成及其沿程变化开展分析,对揭示洪水演进深层规律及成因、制定科学的防洪减灾策略具有重要意义。基于宜昌至大通水文站的日均流量实测数据,运用信号学时频域分析原理,重点分析了区域性洪水(2016年、2017年)、流域性洪水(1998年、2020年)各站流量的频域变化,量化了各河段主要因素对洪水流量信号强度的影响。结果表明:①支流与湖泊入汇、三口分流、区间集水主要影响洪水信号的长周期主频,降雨等短周期事件主要影响洪水信号的短周期次频;②对于区域性洪水和流域性洪水信号,长周期主频强度沿程增加至176.1%~240.3%,短周期次频强度沿程衰减至45.5%~74.5%;③洞庭湖入汇对洪水信号主频强度影响最强,其次为鄱阳湖、汉江、清江,洞庭湖入汇影响在区域性洪水时更显著。研究成果为解读不同类型洪水流量变化规律及成因提供了新角度,深化了对洪水传播规律的认识。 展开更多

关键词 洪水流量 演进分析 流域性洪水 区域性洪水 时域分析 频域分析 长江中下游

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三峡水库旱限水位确定及运用方式 被引量：1

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作者 严子奇 刘至一 +4 位作者 周祖昊 吴碧琼 周丽垚 曹辉 程雅平 《水科学进展》 北大核心 2025年第3期469-480,共12页

三峡水库作为长江流域骨干枢纽性水利工程,在长江中下游干旱防御中发挥着重要作用。目前三峡水库在抗旱调度中缺乏针对性的控制性水位指标和有效的抗旱调度规则,一定程度上影响了水资源综合效益的发挥。针对上述问题,本文提出了三峡水... 三峡水库作为长江流域骨干枢纽性水利工程,在长江中下游干旱防御中发挥着重要作用。目前三峡水库在抗旱调度中缺乏针对性的控制性水位指标和有效的抗旱调度规则,一定程度上影响了水资源综合效益的发挥。针对上述问题,本文提出了三峡水库旱限水位的功能定位和分期旱限水位确定思路,结合汛期水位临时抬升、枯水期逆序递推、蓄水期保障蓄满的角度进一步提出了分期旱限水位的确定方法及运用方式,以2022年为典型年计算得到三峡水库汛期旱限水位(156.6 m)以及蓄水期和枯水期逐日旱限水位。结果表明:与现行调度方案对比,采用分期旱限水位和运用方式控制三峡水位下泄流量,在汛末提前蓄水,可以有效抬升三峡水位,各方案中水位最高抬升13.01 m,发电量最高增加35亿kW·h,下游各行业用水保障天数最高增加34 d。研究成果不仅为三峡水库旱限水位设计和运用提供了技术参考,亦可为中国其他大型综合性水利枢纽工程旱限水位确定和应用提供科学支撑。 展开更多

关键词 旱限水位 抗旱调度 调度规则 三峡水库

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我国贮灰场发展形势与安全问题探讨

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作者 李维朝 鲁欣 +3 位作者 王建军 温彦锋 台泽雯 谢定松 《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期329-344,共16页

粉煤灰是我国工业固体废弃物的最大单一污染源,未能综合利用的数量可观的粉煤灰多采取筑坝形成贮灰场加以贮放。贮灰场长期运行中与封场后的安全环保是其全生命周期内面临的关键问题,贮灰场事故不仅会直接导致重大的人员伤亡或财产损失... 粉煤灰是我国工业固体废弃物的最大单一污染源,未能综合利用的数量可观的粉煤灰多采取筑坝形成贮灰场加以贮放。贮灰场长期运行中与封场后的安全环保是其全生命周期内面临的关键问题,贮灰场事故不仅会直接导致重大的人员伤亡或财产损失,还会引发链式环境污染,造成严重的次生灾害。本文在搜集整理我国大量贮灰场实际资料的基础上,对我国贮灰场当前发展形势与安全问题进行了探讨。现阶段,在我国粉煤灰贮存总量大幅增长的同时,贮灰场贮灰方式已从湿式为主过渡为干式为主,涌现出模袋坝、石膏坝等新型贮灰方式,上百米高的灰坝不断出现,部分贮灰场周边城镇化与工业化高速发展,由荒郊步入城市,甚至成为“头顶库”,贮灰场日常运行中不仅易遭降雨等极端气候的冲击,还会受到粉煤灰回采、基础设施建设、采矿、爆破等人为活动影响与灰场周边山体滑坡等自然因素影响,在多年运行和封场后还面临排水排洪设施老化等问题。这些新形势不仅会对贮灰场安全产生直接影响,还会对贮灰场溃决风险起到交织放大作用。建议今后贮灰场设计、建设、运行、封场、再利用的全过程中,要全面考虑贮灰场的潜在致灾因素,在科学论证分析的基础上有效化解风险,提升新形势下贮灰场的韧性和安全水平。 展开更多

关键词 贮灰场 封场 再利用 极端降雨 灰坝

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纳米胶在混凝土输水工程中的减阻降糙特性

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作者 穆祥鹏 张哲琦 +3 位作者 李军强 陈文学 崔巍 牛子厚 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第2期473-480,共8页

为探究纳米胶对混凝土输水工程的降糙特性,设计建造有压输水箱涵物理模型试验系统,采用压差测量系统及2D-PIV系统分别测量了喷涂纳米胶前后的混凝土壁面糙率,分析了近壁二维流场变化。结果表明:喷涂纳米胶后,混凝土壁面糙率可减少13.90%... 为探究纳米胶对混凝土输水工程的降糙特性,设计建造有压输水箱涵物理模型试验系统,采用压差测量系统及2D-PIV系统分别测量了喷涂纳米胶前后的混凝土壁面糙率,分析了近壁二维流场变化。结果表明:喷涂纳米胶后,混凝土壁面糙率可减少13.90%,体现出了良好的降糙效果;近壁区域水流结构改变,垂向平均流速增大、流速梯度减小,说明纳米胶使得混凝土壁面滞水作用降低,减小了水流阻力。本研究初步揭示了纳米胶应用于混凝土壁面的降糙特性,可为其在长距离输水工程中的推广应用提供科学依据。 展开更多

关键词 输水能力 降糙 近壁流场 PIV 无机纳米硅酸盐水溶液渗透结晶材料

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变化环境下水-生态-能源-粮食纽带关系解析与协同保障

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作者 王小军 降亚楠 +3 位作者 孙嘉琪 朱永楠 操信春 李延峰 《水利水运工程学报》 北大核心 2025年第5期113-124,共12页

通过探讨变化环境下水-生态-能源-粮食(Water-Ecology-Energy-Food,WEEF)纽带关系的演化规律,旨在解决实现全球可持续发展目标(Sustainable Development Goals,SDGs)面临的资源安全、生态保护及绿色经济转型中的关键技术问题,为经济社... 通过探讨变化环境下水-生态-能源-粮食(Water-Ecology-Energy-Food,WEEF)纽带关系的演化规律,旨在解决实现全球可持续发展目标(Sustainable Development Goals,SDGs)面临的资源安全、生态保护及绿色经济转型中的关键技术问题,为经济社会绿色可持续发展提供理论支撑。系统分析了国内外WEEF纽带关系的最新研究动态,解析了变化环境对WEEF纽带关系的影响机理,构建了影响定量解析体系,从技术方案、政策体系、系统措施等方面提出了变化环境下WEEF纽带关系协同保障策略。系统揭示了变化环境下WEEF纽带关系的耦合机制,在此基础上提出了系统性的协同保障对策,可为提升资源利用效率、推动生态保护修复及促进经济社会高质量发展提供科学依据。 展开更多

关键词 水-生态-能源-粮食纽带关系 变化环境 关系解析 协同保障 高质量发展

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南水北调西线工程不同调水方案下径流丰枯遭遇特征及其对调水的影响

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作者 王智元 刘欢 +4 位作者 胡鹏 王建华 贾仰文 王小辣 王宣宣 《水资源保护》 北大核心 2025年第4期105-114,共10页

为量化评估南水北调西线工程不同调水方案下的径流丰枯遭遇及其影响,聚焦西线工程3种主要调水方案,构建了基于Vine Copula函数的上下线断面径流丰枯联合分布模型,系统分析了各调水方案下的径流丰枯遭遇特征,提出了调水适配度指标,开展... 为量化评估南水北调西线工程不同调水方案下的径流丰枯遭遇及其影响,聚焦西线工程3种主要调水方案,构建了基于Vine Copula函数的上下线断面径流丰枯联合分布模型,系统分析了各调水方案下的径流丰枯遭遇特征,提出了调水适配度指标,开展了不同调水方案下有利调水概率分析,多维度探究了不同调水方案对西线工程整体效果的影响。结果表明:方案1(上线、下线调水量分别为80亿、90亿m^(3))的丰枯同步概率为52.0%,大于异步概率,调水适配度波动较大,为56.3%~66.0%,有利调水概率最低,为62.3%,调水稳定性较差;方案2(上线、下线调水量分别为40亿、130亿m^(3))因断面数量的增加使得丰枯同步概率下降为47.8%,调水适配度和有利调水概率分别为68.3%~74.9%和63.3%,均优于方案1;方案3(下线调水量为170亿m^(3))的丰枯同步概率为50.4%,近似等于丰枯异步概率,调水适配度最大可达76.0%,且波动幅度最小,调水适配性最佳,有利调水概率达69.3%,方案3可更有效利用断面间的径流资源,更有利于保障工程整体的稳定性。 展开更多

关键词 南水北调西线工程 丰枯遭遇 调水适配度 Vine Copula函数

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基于熵权贝叶斯模型的水生态系统健康评价方法及其应用

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作者 于新哲 周祖昊 +3 位作者 褚俊英 王坤 原康琦 饶杰 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第S1期165-170,共6页

为克服传统综合指标法存在主观性强等问题,提出基于熵权贝叶斯模型的水生态系统健康评价方法对水生态系统健康状况进行评价,确定物理、化学和生物等综合指标,集成贝叶斯推理和信息熵方法,从而提高评价结果的准确性和可信度。利用该方法... 为克服传统综合指标法存在主观性强等问题,提出基于熵权贝叶斯模型的水生态系统健康评价方法对水生态系统健康状况进行评价,确定物理、化学和生物等综合指标,集成贝叶斯推理和信息熵方法,从而提高评价结果的准确性和可信度。利用该方法对太湖流域2009—2020年的水生态系统健康进行评价。结果表明:太湖水生态健康综合评分位于55.57~68.41,蓝藻密度、湖泊更新周期、总磷和鱼类保有指数是影响太湖水生态健康的主要因素,尤其是蓝藻应引起重视。太湖流域虽然取得了显著的治理效果,但整体仍然处于亚健康状态,仍需进一步采取措施。该研究成果量化分析了各指标对水生态系统健康的贡献,提高了评价结果的客观性和准确性,为水资源管理和环境保护决策提供科学依据。 展开更多

关键词 水生态健康 熵权法 生态指标 贝叶斯模型 太湖流域

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基于混合策略的高校学生生活节水潜力模拟研究

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作者 游梦园 朱永楠 +4 位作者 赵勇 兰凤 刘扬 秦长海 师林蕊 《北京大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期987-998,共12页

以公共生活用水大户高校为例,通过全国范围的问卷调查分析,量化用水管理因素对学生用水方式的影响,构建高校用水节水潜力模型,并模拟单一和混合策略作用下高校学生用水情景、节水效果和节水成本。研究结果表明,我国高校学生人均生活用... 以公共生活用水大户高校为例,通过全国范围的问卷调查分析,量化用水管理因素对学生用水方式的影响,构建高校用水节水潜力模型,并模拟单一和混合策略作用下高校学生用水情景、节水效果和节水成本。研究结果表明,我国高校学生人均生活用水量为122.7L/d,北方高校更注重用水管理的实时性和透明化,计费IC卡使用率比南方高16%;在现有管理方式下,北方学生人均用水量比南方学生少36%。进一步建立“器具源头节水-管理影响习惯-节水意识提升-末端分质回用”的作用链条,多元策略模拟结果显示高校学生生活节水潜力为17%~24%。研究结果可为我国高校用水管理和水资源高效利用提供数据支撑和科学依据。 展开更多

关键词 生活用水 高校用水 节水模型 用水管理 节水策略

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白洋淀分级分期旱限水位确定及抗旱补水需求分析

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作者 周丽垚 严子奇 +2 位作者 杜崇 贺华翔 程雅平 《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》 北大核心 2025年第5期504-514,共11页

白洋淀作为华北地区重要的湖泊生态系统,在气候变化干旱频发的背景下,由于缺乏有效干旱预警指标和应急补水机制,生态干旱风险日益增长。本文综合运用Fisher法、遥感解译、水文频率法、湖泊形态法以及标准化水位指数法等方法,确定了白洋... 白洋淀作为华北地区重要的湖泊生态系统,在气候变化干旱频发的背景下,由于缺乏有效干旱预警指标和应急补水机制,生态干旱风险日益增长。本文综合运用Fisher法、遥感解译、水文频率法、湖泊形态法以及标准化水位指数法等方法,确定了白洋淀分级分期旱限水位,在此基础上计算了不同干旱场景下白洋淀的抗旱补水需求。结果表明:白洋淀三个分期(1—4月、5—7月、8—12月)的旱警水位分别为6.56 m、6.16 m、6.59 m,旱保水位分别为5.81 m、5.51 m、5.79 m。结合白洋淀流域干旱年份的水资源条件及不同行业的刚性需水要求,一般干旱年白洋淀全年补水需求为12.01亿m3,特殊干旱年白洋淀全年补水需求为5.16亿m3。本研究提出的白洋淀分级分期旱限水位及抗旱补水需求,可为白洋淀的干旱分级预警及流域抗旱调度的实施提供技术支撑,研究成果可为我国湖泊湿地干旱预警及抗旱响应提供技术参考。 展开更多

关键词 白洋淀 旱限水位 标准化水位指数(SWI) Fisher法

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膜调控地下滴灌对冬小麦耗水和产量的影响研究

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作者 姚亚丽 绳莉丽 邵薇薇 《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期373-382,共10页

农业灌溉耗水量巨大,在农田建设中推广应用高效节水灌溉技术是解决水资源短缺的关键。本研究以华北地区冬小麦为研究对象,基于地下滴灌技术+膜调控技术,研究膜调控地下滴灌技术对冬小麦耗水和产量的影响。研究结果显示,在膜调控地下滴... 农业灌溉耗水量巨大,在农田建设中推广应用高效节水灌溉技术是解决水资源短缺的关键。本研究以华北地区冬小麦为研究对象,基于地下滴灌技术+膜调控技术,研究膜调控地下滴灌技术对冬小麦耗水和产量的影响。研究结果显示,在膜调控地下滴灌技术下,冬小麦棵间蒸发强度在整个生育期内一直处于一个较低水平,日平均棵间蒸发强度比传统畦灌减少了32.73%~40.00%;与传统畦灌相比,膜调控地下滴灌技术冬小麦的耗水量同比减少了15.00%~19.14%,产量同比最大可提高19.46%,水分利用效率同比提高了22.72%~40.40%;此外,膜调控地下滴灌技术下,冬小麦基础作物系数Kcb随着生育阶段的推进呈现出先增大后减小的趋势,与FAO-56推荐值的变化趋势基本相符。膜调控地下滴灌技术具有显著节水和增产效应,符合国家节水行动的要求,为雄安新区及河北平原区的农业水资源管理提供新思路。 展开更多

关键词 膜调控地下滴灌技术 冬小麦 耗水规律 作物产量 水分利用效率

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流速-水温对草鱼生殖洄游的交互作用

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作者 闫肖瑶 杨泽凡 +2 位作者 曾庆慧 唐家璇 胡鹏 《水生态学杂志》 北大核心 2025年第4期238-246,共9页

探究不同水温、流速组合条件下草鱼洄游行为差异,为水利水电工程生态调度及河流生态修复提供基础理论和数据支持。以180尾2龄草鱼(Ctenopharyngodon idella)为试验对象,开展了6个水温梯度、2个流速梯度组合条件下鱼类洄游行为的对比试验... 探究不同水温、流速组合条件下草鱼洄游行为差异,为水利水电工程生态调度及河流生态修复提供基础理论和数据支持。以180尾2龄草鱼(Ctenopharyngodon idella)为试验对象,开展了6个水温梯度、2个流速梯度组合条件下鱼类洄游行为的对比试验,分析水温、流速及其交互作用对鱼类生殖洄游的影响机制。试验结果表明:水温、流速及其交互作用对草鱼上溯洄游均有显著性影响(P<0.05);在不同流速条件下,有效刺激鱼类洄游的最低水温不同,高流速(0.6m/s)时为14℃,低流速(0.3 m/s)时为18℃;在14~18℃水温区间,提升流速可有效缓解水温降低对草鱼生殖洄游的不利影响,在此水温区间内,流速对上溯成功率的贡献度为91.61%。 展开更多

关键词 水温 流速 洄游 交互作用 草鱼生殖洄游

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向家坝水电站下游河道冲淤演变规律

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作者 冯志毅 邓安军 +2 位作者 陆琴 冯胜航 吕瑞茹 《泥沙研究》 北大核心 2025年第4期1-8,共8页

基于2008—2023年实测资料分析了向家坝水电站下游河道的冲淤演变规律,采用数值模拟计算了大流量条件下近坝河段的极限冲刷情况。天然情况下,向家坝水电站下游河道河床相对稳定,冲淤基本平衡;施工截流期,坝下游4.0 km范围内的河段冲刷明... 基于2008—2023年实测资料分析了向家坝水电站下游河道的冲淤演变规律,采用数值模拟计算了大流量条件下近坝河段的极限冲刷情况。天然情况下,向家坝水电站下游河道河床相对稳定,冲淤基本平衡;施工截流期,坝下游4.0 km范围内的河段冲刷明显,深泓线平均下切5.0 m左右,而距坝超过4.0 km的河段整体变化较小;水库运用后,坝下游32.0 km的河段深泓平均下切0.33 m,其中距坝13.0~16.0 km的河段整体下切5.0 m左右,主要与采砂有关;整体来看,2012—2023年下游河道累积冲刷1103万m^(3),其中人工采砂917万m^(3),河道水流冲刷仅186万m^(3);在20000 m^(3)/s大流量条件下,下游距坝2.1 km的断面刷深3.63 m,距坝6.0 km的断面冲刷2.21 m,大流量条件下向家坝下游河床仍有可能发生较大冲刷。 展开更多

关键词 向家坝水电站 冲淤演变规律 人工采砂 极限冲刷深度 粗化层级配

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新安江岩溶模型与LSTM模型在洪水模拟中的应用比较

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作者 陶驷骥 李彬权 +3 位作者 陈云瑶 夏奕洁 赵建飞 李匡 《水电能源科学》 北大核心 2025年第10期6-9,55,共5页

岩溶地区因其复杂的产汇流机制,洪水预报精度普遍不高。以具有典型岩溶地貌特征的贵州省六硐河流域为例,分别构建基于机理分析的新安江岩溶模型和基于深度学习的长短期记忆网络(LSTM)模型,对比两类模型在岩溶地区洪水过程模拟中的适应... 岩溶地区因其复杂的产汇流机制,洪水预报精度普遍不高。以具有典型岩溶地貌特征的贵州省六硐河流域为例,分别构建基于机理分析的新安江岩溶模型和基于深度学习的长短期记忆网络(LSTM)模型,对比两类模型在岩溶地区洪水过程模拟中的适应性。结果表明,新安江岩溶模型在率定期(验证期)的平均纳什效率系数为0.66(0.70),洪峰合格率为61.3%(62.5%),峰现时间合格率为80.6%(75%);预见期4 h内LSTM模型在率定期(验证期)的平均纳什效率系数在0.89(0.89)以上,洪峰合格率在93.5%(75%)以上,峰现时间合格率在61.3%(50%)以上。总体上,机理分析和深度学习模型均能较好地模拟岩溶地区洪水的涨落过程,但预见期3 h内的LSTM模型精度要高于新安江岩溶模型。研究结果可为产汇流机制较为复杂的岩溶地区的洪水过程模拟提供新途径。 展开更多

关键词 新安江岩溶模型 长短期记忆网络模型 岩溶地区 洪水模拟 六硐河流域

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CN-SWE2D模型构建及门头沟小流域暴雨山洪模拟研究

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作者 吴婧 阚光远 +3 位作者 马建明 何胜男 杜龙刚 张煜萨 《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》 北大核心 2025年第5期515-527,共13页

为了提升暴雨山洪数值模拟的精度与性能,本文将基于径流曲线数方法的水文产流计算模块(SCS-CN)与基于GPU加速的二维水动力汇流计算模块(SWE2D)相耦合,构建了水文水动力耦合模型(CN-SWE2D)。将CN-SWE2D模型应用于“23.7”特大洪水北京市... 为了提升暴雨山洪数值模拟的精度与性能,本文将基于径流曲线数方法的水文产流计算模块(SCS-CN)与基于GPU加速的二维水动力汇流计算模块(SWE2D)相耦合,构建了水文水动力耦合模型(CN-SWE2D)。将CN-SWE2D模型应用于“23.7”特大洪水北京市门头沟小流域暴雨山洪数值模拟,模拟结果显示,灾害淹没面积达1.31 km2,占流域面积的6.25%。洪泛区沿河岸分布,淹没水深大于2 m的严重淹没面积约为0.02 km2。本次洪灾径流系数0.69,出口流量峰值404 m3/s,超过50年一遇设计洪水标准。计算结果与观测数据的进一步比对表明,门头沟小流域遭遇了严重的洪水灾害。本文提出的CN-SWE2D模型实现了从降雨产流到洪水淹没的全过程高性能精细化数值模拟,模拟结果提供了丰富的水力要素信息,模拟结果不仅能够有效反映实际的洪水过程,还能为防洪减灾工作提供有力的技术支撑。 展开更多

关键词 “23.7”特大洪水 小流域暴雨山洪 SCS-CN 二维水动力学模型 GPU并行计算 水文水动力耦合模型

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基于SWAT和连通性指数的小流域植被格局减沙效应研究

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作者 石晨雨 秦伟 +3 位作者 谢瑾如 丁琳 王根柱 张勤 《中国水土保持科学》 北大核心 2025年第4期33-44,共12页

优化植被空间布局是提升水土保持功能的重要途径。笔者以吕二沟流域为研究对象,依据海拔与坡度梯度,设置6种40%覆盖率的典型植被配置情景,结合SWAT模型和改进泥沙连通性指数(IC_(ZQ))分析植被格局的减沙效应。结果显示:1)SWAT模型对流... 优化植被空间布局是提升水土保持功能的重要途径。笔者以吕二沟流域为研究对象,依据海拔与坡度梯度,设置6种40%覆盖率的典型植被配置情景,结合SWAT模型和改进泥沙连通性指数(IC_(ZQ))分析植被格局的减沙效应。结果显示:1)SWAT模型对流域月际径流和输沙的模拟精度满足要求,可用于植被格局情景的输沙模拟分析;2)流域较高海拔或缓坡集中区域布设植被的减沙效果更优,且降雨显著影响减沙量;3)按海拔配置的植被呈带状连续分布,形成大面积泥沙连通性低值区;按坡度配置的植被呈破碎块状分布,泥沙连通性低值区较分散,但所有植被配置情景的年输沙量都与IC_(ZQ)均值呈显著负指数相关(P<0.01);4)子流域尺度上,IC_(ZQ)变化量与输沙模数变化量存在极显著正线性关系(P<0.001)。研究表明,优化植被空间配置可调控泥沙连通性,从而增强减沙效益,为黄土高原水土保持植被布局提供科学依据。 展开更多

关键词 SWAT模型 泥沙连通性指数 植被格局 流域输沙 黄土高原丘陵沟壑区

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三峡水库表层水温相对气温滞后效应的沿程变化特征

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作者 林涛涛 王晓春 +3 位作者 吕超楠 陶冶 王伟杰 韩松俊 《水电能源科学》 北大核心 2025年第8期124-128,共5页

为揭示三峡水库水温相对气温的变化规律,采用正弦曲线拟合与滞回曲线分析两种方法,利用从朱沱到庙河8个断面的水温和附近气温数据,分析了三峡水库表层水温相对气温的滞后效应及其沿程变化特征。研究发现,三峡水库水温在3~8月的蓄能期低... 为揭示三峡水库水温相对气温的变化规律,采用正弦曲线拟合与滞回曲线分析两种方法,利用从朱沱到庙河8个断面的水温和附近气温数据,分析了三峡水库表层水温相对气温的滞后效应及其沿程变化特征。研究发现,三峡水库水温在3~8月的蓄能期低于气温,而在9月至次年2月的放能期高于气温,水温的年内变化滞后于气温;正弦曲线拟合的水温峰值出现时间晚于气温15~37 d,峰值滞后时间和滞回曲线面积均受水深影响而沿程增加;平均水深大于20 m的后6个断面滞后时间沿程增加趋势更为显著,而蓄能期平均水温受水深影响沿程降低,水气温差的绝对值沿程显著增大。结果表明,三峡水库表层水温相对气温的滞后效应受水深影响而沿程增强,在利用气温分析和估算水温变化时需要考虑水深变化的影响。 展开更多

关键词 三峡水库 水温 气温 滞后效应

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基于改进TOPSIS法的平原河网水动力水质补水方案优选

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作者 贺蔚 章雪彤 +4 位作者 何文浩 王龙飞 赵文龙 苏莹 高士强 《水科学进展》 北大核心 2025年第4期707-716,共10页

平原河网水环境备受关注,常采用生态补水来改善。前期已开展较多复杂交汇平原河网的水动力-水质数值模拟研究,有待进一步提出补水优化的定量评价方法。因此,本文以浙江海宁市中心城区河网为研究对象,构建一维水动力-水质耦合模型,模拟了... 平原河网水环境备受关注,常采用生态补水来改善。前期已开展较多复杂交汇平原河网的水动力-水质数值模拟研究,有待进一步提出补水优化的定量评价方法。因此,本文以浙江海宁市中心城区河网为研究对象,构建一维水动力-水质耦合模型,模拟了9种闸泵组合方案的补水效果;提出了耦合AHP-CRITIC-改进TOPSIS方法的综合评价体系,对不同补水方案进行定量优化评价。结果表明,方案6(开启长山河东泵站和硖石市河泵站补水,关闭中间闸,并以麻泾港南闸和袁硖河闸排水)综合效果最佳,生态流速、NH_(3)-N达标率分别达48.1%和94.9%。改进TOPSIS方法可有效降低指标相关性带来的信息冗余,增强方案优选的区分度,方案6相对贴近度最高(0.732),与数值模拟结果一致。所提出的方法有助于提升平原河网补水方案优选的科学性与可靠性,可为流域水环境治理与调控提供参考。 展开更多

关键词 水环境改善 平原河网 综合评价方法 AHP-CRITIC 改进TOPSIS 水动力-水质耦合模型

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