用户专区

版权信息

  • 主管单位:

    中国科学技术协会

  • 主办单位:

    中国水利学会 中国水利水电科学研究院 中国大坝工程学会

  • 主  编:程晓陶
  • 地  址: 北京海淀区玉渊潭南路3号中国水利水电科学研究院D座303室
  • 邮政编码:100038
  • 电  话:010-68785877;6262;6221;6919
  • 电子邮件:slxb@iwhr.com
  • 国际标准刊号:0559-9350
  • 国内统一刊号:11-1882/TV
  • 邮发代号:国内 2-183/国外 M216

下载专区

友情链接

期刊搜索

当前目录

  • 水利学报
  • 2021年 第52卷 第2期
  • 出刊日期:2021-02-28
《水利学报》创刊于1956年,是中国水利学会、中国水利水电科学研究院、中国大坝工程学会主办的综合性学术刊物,是水利行业创刊最早、国内外最具影响的学术期刊,在水利工程类核心期刊中排第一位,被国内外多家检索系统收录。《水利学报》刊登反映水利、水电、水运领域较高水平的学术论文、专题综述和工程技术总结,开展学术论文的讨论和评论,介绍国内外科技动态和消息。主要专业范围包括:水文及水资源、防洪减灾、灌溉排水、水力学、泥沙、河港水运、岩土工程、水工结构及材料、水利水电施工及监理、水力机电、水利经济、水环境、水利史研究等。

2021年第52卷第2期

(下载当期目录)

  • 增长的规律:中国用水极值预测
    赵勇,李海红,刘寒青,王丽珍,何国华,王浩
    用水发展趋势及其增长极值事关水资源管理宏观决策和重大水利基础设施布局,本文提出了“经济社会规模-生产水平-水资源供给”用水变化三元驱动机制,构建了受制于资源约束的适应性用水增长曲线(AIR曲线)和增长规律,总结提出了达到用水极限峰值时的经济社会特征参数与定量判别依据。研究以地级行政区为基本单元,分类判别了全国358个地级行政区用水量增长趋势,集合预测了全国及分区用水极限峰值及其发生时点,结果显示:在最严格水资源管理制度框架和既有工程规划体系下,中国用水极限峰值约为6480亿m3,极值时点大概率会出现在2037年。综合中国用水历史规律和未来预测,提出了现状用水总量拐点的假象和供给“天花板”现象,研判了分行业需求增长趋势,探讨了中国用水极限峰值的不确定性。
    2021  Vol.  52(2):    129-141    [摘要](366)    [PDF](542)
  • 流域水环境水生态智慧化管理云平台及应用
    张万顺,王浩
    推动流域管理由信息化向智慧化发展是保障流域高质量发展的关键环节。本文立足流域智慧化管理的多重需求,引入云计算、边缘计算及雾计算技术,构建由大型复杂数值计算任务的云端、个性化简单计算功能的边缘端,以及基础数据处理能力的终端三个层次组成的“云边终”协同架构;部署具有相对独立功能的数据中心、模型中心、控制中心及客服中心,通过数据融合集成、多模型耦合高性能算法和“云边终”协同技术,实现流域水环境水生态智慧化管理高效互联多层级多中心的云平台系统。采用该技术开发的三峡库区流域水环境水生态智慧化管理云平台,可对三峡库区流域水环境水生态质量进行精准预报与调控。
    2021  Vol.  52(2):    142-149    [摘要](347)    [PDF](286)
  • 脏盆理论——一种基于河湖水质影响的地表水资源评价新方法
    黄本胜,李深林,邱静,胡培,刘达
    粗放且剧烈的人类活动造成了严重的水环境污染,进一步恶化了水资源使用条件,靠水而居却无水可用的窘境成为制约人类社会可持续发展的重大瓶颈。粤港澳大湾区的珠三角九市正是处于该发展阶段的典型区域之一。结合珠三角九市发展现状和水资源水环境问题,提出一种基于河湖水质影响的地表水资源评价新方法,评估水环境污染对地区水资源开发利用产生的危害,探究水污染防治策略。研究结果表明:(1)现状由于污染物大量排放,导致大湾区珠三角九市损失13.8%的地表水资源,广州和深圳等经济相对发达的网河区六市的地表水资源损失比例高达34.1%;(2)要显著降低地表水资源损失量,污水收集处理率至少要提高到90%以上;(3)采用一级A标准将所有生活污水处理后排放,仍存在地表水资源损失量,提高污水处理的出水标准十分必要。研究成果有利于促使社会群众和决策者形成对水环境污染危害的直观印象,提高社会水环境保护意识,为水资源保障和水环境治理战略决策提供技术支撑。
    2021  Vol.  52(2):    150-157    [摘要](315)    [PDF](499)
  • 新水沙条件下长江中游芦家河水道“坡陡流急”段演变机理分析
    李明,胡春宏,周成成,彭松柏
    芦家河水道沙泓中段在枯水期存在著名的“坡陡流急”现象,是长江中游航道的瓶颈段。本文基于实测资料分析,系统研究了近十几年来芦家河水道沙泓的演变机理与发展趋势,结果表明,2003年三峡水库蓄水运用以来,受芦家河水道下游枯水位持续下降的影响,芦家河水道进出口落差加大,枯水比降在沙泓中段进一步集中;长达1.7 km的沙泓中段表流加速段是水位控制核心区段,比降增加最为明显,并导致急流段流速持续增加,估计三峡水库蓄水运用以来7000~8000 m3/s流量区间的最大表面流速增加了约1 m/s;河床的强抗冲性是维持沙泓中段“坡陡流急”现象的前提条件,急流区河床组成以宽级配卵石为主,近年来急流区河床在持续冲刷下切过程中,存在卵石短程输移搬运的现象;主要冲刷区河床抗冲性有所减弱,可能存在抗冲粗化层破坏的情况,若芦家河水道出口枯水位进一步下降,急流区存在进一步冲刷下切的趋势。本研究试图为芦家河水道乃至整个砂卵石河段的航道维护与治理提供技术支撑。
    2021  Vol.  52(2):    158-168    [摘要](296)    [PDF](272)
  • 耦合KL理论与调度特征的大规模水电站群优化调度降维方法
    申建建,张博,程春田,李秀峰,蒋燕,赵珍玉
    大规模水电站群优化调度计算效率是水电及电力系统运行面临的最棘手问题之一,是突破超百座水电站高维复杂系统求解的理论和技术障碍。本文提出一种耦合KL理论与调度特征的水电优化调度降维方法,通过对水电站群长系列调度样本进行主成分分析,识别调度过程中的库水位变化特征值与其对应的特征函数,采用KL理论将库水位描述为多个水位变化特征项的组合函数,引入Kullback-Leibler散度以根据问题特点确定调度特征项随机系数的概率分布及初始值;构建了两阶段逐步迭代寻优策略,通过动态搜索水位特征项的随机系数实现大规模水电站群优化调度的高效求解。提出的方法以云南电网超百座水电站群调度问题进行了验证,通过不同算例对方法的有效性、高效性、随机系数概率分布和参数敏感性进行了分析,与经典动态规划及其改进算法相比,KL方法在有效保持结果精度的条件下显著提高了计算效率。
    2021  Vol.  52(2):    169-181    [摘要](285)    [PDF](486)
  • 新疆高混凝土面板堆石坝筑坝填筑标准及变形控制
    柳莹,李江,杨玉生,彭兆轩
    根据近30年来新疆100 m级以上面板坝建设经验,对坝体填筑标准进行了总结,并结合沉降监测资料,分析了坝高和筑坝材料、施工填筑控制标准、碾压施工参数和运行年限等因素对高面板坝变形控制的影响:(1)对于新疆100~150 m级面板坝,从变形控制的角度看,采用砂砾石填筑的沉降率比采用堆石填筑小0.2%左右,采用砂砾石填筑优于采用堆石填筑;(2)对高震区150 m级以上的高面板砂砾石坝,设计填筑相对密度从不小于0.85提高到0.90必要且可行,且应采用现场原级配大型相对密度试验代替室内相对密度试验方法来确定坝体的填筑标准;(3)提高施工振动碾吨位是减小坝体变形的有效方法,采用目前广泛使用的26 t振动碾,铺料厚度80 cm,碾压8遍,一般能满足150 m级以下面板坝的设计填筑标准要求;对更高的坝建议采用更大吨位的振动碾施工。
    2021  Vol.  52(2):    182-193    [摘要](292)    [PDF](268)
  • 开放水体脱氮过程及其影响因素研究进展
    杨正健,魏辰宇,刘德富,纪道斌,马骏,王从锋
    中国已建各类水库近10万座,水库建设改变了原河流水动力条件,影响了水体物质场、能量场、化学场和生物场,究竟是“削减了水体净化功能”还是“强化了水体去污能力”目前尚不明确。本文系统总结了开放水体脱氮过程研究进展,主要包括:(1)厌氧反硝化(Denitrification)、厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation)、好氧反硝化(Aerobic denitrification)和厌氧甲烷氧化(Anaerobic methane oxidation)等是目前开放水体脱氮的4个典型过程;(2)潜流带、沉积物、溶解氧极小层及悬浮颗粒等是开放水体脱氮的主要发生区域;(3)溶解氧、碳氮比、硝酸盐浓度、温度、pH值是影响开放水体脱氮效率的直接因素。建议通过开展“出入库氮形态持续观测及氮负荷平衡计算”、“水库不同载体脱氮机制原位研究方法构建”、“水库脱氮机制及氮移出通量研究”和“自然河流与水库脱氮效率对比研究”等方面的研究来回答“水库强化水体脱氮能力”这一科学假设,以期为发掘水库的脱氮除污功能、深入认识水库的生态环境影响提供一个新的研究思路。
    2021  Vol.  52(2):    194-202,214    [摘要](289)    [PDF](474)
  • 基于元胞自动机与改进A*算法的砾石土摊铺实时监控作业路径规划
    焦铮,王佳俊,王晓玲,崔博,佟大威,关涛
    砾石土摊铺是心墙堆石坝施工的重要环节,其厚度和平整度是表征摊铺质量的关键指标。然而,现有的摊铺作业路径规划高度依赖人工经验,存在主观性强的缺陷,因而摊铺质量难以得到有效控制。针对上述问题,本研究提出了一种基于元胞自动机与改进A*算法的砾石土摊铺实时监控作业路径规划方法。该方法通过改进A*算法中的轨迹距离度量函数并引入避障冗余距离优化全局路径的规划和选取,同时结合质量评价函数优化局部动态路径规划方法,从而实现摊铺作业全局-局部混合路径规划。此外,通过建立砾石土摊铺质量元胞自动机模型,将施工机械的实时监控数据转化为仓面各网格的质量信息,实现质量信息的实时更新。工程应用表明,本研究提出的方法在保证施工效率的前提下,能够控制摊铺厚度在0.27 m左右,有效避免超厚超薄现象的发生,且平整度相较人工提高了22.6%。
    2021  Vol.  52(2):    203-214    [摘要](284)    [PDF](465)
  • 考虑冰盖生消和冰-结构-冻土协同作用的渠道弹性地基梁模型
    葛建锐,牛永红,王正中,谭志翔,张春洋,王羿
    冰-冻破坏是寒区冬季输水渠道结构破坏的主要原因,而目前尚缺乏准确的分析方法和评价准则。本文从冰盖生消过程中结冰初期、流冰期和封冻期3个阶段衬砌结构冰冻破坏机理出发,考虑在冰-结构-冻土协同作用下,基于弹性地基梁Winkler理论推导了衬砌结构的挠曲线微分方程,分别建立了3个阶段衬砌结构的冰冻破坏力学模型,并结合相应荷载组合和边界条件对模型求解获得了衬砌结构的挠度、内力和应力的解析表达。应用该模型对南水北调京石段某输水渠道进行冰冻破坏分析计算,结果表明:结冰初期、流冰期和封冻期3个阶段衬砌结构的法向冻胀位移最大值分别为10.62、13.89和5.05 cm,对应3个阶段衬砌结构的截面最大拉应力分别为3.63、4.11和2.05 MPa,且破坏位置均在冻结区坡板的中下部,与现场监测渠道冰冻破坏分布规律吻合。据此,建议寒区冬季输水渠道控制运用中应尽量缩短结冰初期、流冰期时间,延长第3阶段稳定封冻期时间,同时应合理控制地下水位和冰盖厚度。研究结果可为寒区冬季输水渠道抗冰冻设计提供理论依据和分析方法。
    2021  Vol.  52(2):    215-228    [摘要](290)    [PDF](440)
  • 西北地区植被耗水量的时空变化规律及其对气象干旱的响应
    姜田亮,粟晓玲,郭盛明,吴海江
    准确评估西北地区植被耗水的时空变化规律及其对气象干旱的响应,对该区生态建设具有重要意义,然而大尺度区域植被耗水的量化存在方法上的挑战。本文提出了基于Penman-Monteith(PM)公式结合气象、水文、植被和土地利用遥感数据的大空间尺度植被耗水量的计算方法,采用Boosted Regression Trees(BRT)模型分析不同类型植被耗水量的主要贡献因子,利用Pearson相关系数分析耗水量与改进帕尔默干旱指数(scPDSI)的最大相关性和滞时,以此探讨西北地区9种植被类型和17个生态地理分区的植被耗水量演变规律及其对气象干旱的响应。结果表明:(1)本文提出的大空间尺度植被耗水量计算方法在西北典型地区与已有研究结果吻合较好;(2)西北地区耗水量总体表现为东南部多、西北部少,80.2%的格点呈上升趋势,植被生长期内耗水量东南部 > 西北部 > 中南部 > 西南部,1990—2015年间,各类植被的面积和耗水总量都呈增加趋势,区域耗水总量增加876.2亿m3,其中耕地、林地、草地耗水分别增加148.7亿、108.0亿和619.4亿m3;(3)潜在蒸散发(ET0)是旱地和草地耗水量的主要贡献项,归一化植被指数(NDVI)为水田和林地耗水量的主要贡献项;(4)草地耗水量对干旱的敏感度最高,林地次之,耕地最低,用耗水量代替NDVI能更好地表征气象干旱对植被产生的综合影响。研究方法可为较大时空尺度植被耗水量的计算提供参考,研究结果可为西北地区气象干旱应对策略的制定提供生态维度上的依据。
    2021  Vol.  52(2):    229-240    [摘要](309)    [PDF](268)
  • 坝基混凝土防渗墙力学性状的统计分析
    温立峰,李炎隆,柴军瑞
    混凝土防渗墙是透水和可压缩坝基渗流控制的主要措施。本文从统计分析的角度研究坝基混凝土防渗墙的力学性状。首先收集了43个已建土石坝工程坝基防渗墙实例力学性状监测资料和工程建设信息,建立了防渗墙力学性状实例数据库。在分析防渗墙受力特点的基础上,基于实例资料,对混凝土防渗墙的水平位移、顶部沉降、覆盖层和防渗墙的相对沉降、防渗墙应力特性及开裂性状开展详细的统计分析,揭示了不同力学性状的统计规律和产生机理。在此基础上,进一步讨论了防渗墙的位置、深度、材料以及河谷形状和地基变形特性对墙体力学性状的影响规律,识别影响防渗墙力学性状的主要因素。本文从统计角度揭示防渗墙的力学性状,可为防渗墙的设计和建设提供参考。
    2021  Vol.  52(2):    241-254    [摘要](309)    [PDF](274)

信息公告

更多>>

在线期刊

排行榜top13

  • 下载排行
  • 点击排行

漂浮通知

关闭