水利學報最新期刊目錄

基于深度學習的長江-洞庭湖流域洪水模擬預報研究————作者：李承龍;郭生練;梁志明;崔震;向鑫;張俊;

摘要：精準快速地預報長江-洞庭湖流域洪水，對三峽水庫防洪調度至關重要。本文構建了卷積神經網絡（CNN）、長短期記憶神經網絡（LSTM）和門控循環(huán)單元（GRU）三個深度學習模型，采用2010—2023年汛期（5—9月）8個水文站和301個雨量站觀測資料進行參數(shù)率定和模型驗證。研究結果表明：這三個模型的洪水模擬預報精度都很高，其中GRU模型性能最優(yōu)，訓練期和驗證期24 h預報結果的納什效率系數(shù)（NSE）分別...

流域系統(tǒng)科學理論與方法解析—以黃河流域為例————作者：江恩慧;屈博;王遠見;李凌琪;田世民;李潔玉;

摘要：流域系統(tǒng)科學將傳統(tǒng)河流治理提升到流域系統(tǒng)行洪輸沙-生態(tài)環(huán)境-社會經濟多維功能協(xié)同的綜合治理，創(chuàng)新了流域系統(tǒng)前瞻性戰(zhàn)略研究的范式。本文進一步闡釋了該學科的研究內容、學科基礎與研究方法，構建了流域系統(tǒng)治理的總體框架及其數(shù)學表達式。并以黃河流域為例，解析了流域系統(tǒng)科學在水資源配置、水沙聯(lián)合調控、三角洲地區(qū)綜合治理的應用方法，提出了新時期黃河流域治理保護的“廣義黃河流域系統(tǒng)”和“廣義水沙調控體系”理念，可...

三峽建庫后荊江洲灘變形及其與水文情勢變化對植被的疊加影響————作者：李芷晴;陳立;馮愷;孫昭華;

摘要：三峽建庫后，荊江河段內中枯水歷時加長以及水流次飽和導致主槽下切已成為共識，但對于基本河槽以上的洲灘變形特征尚未形成統(tǒng)一認識。本文以荊江河段為對象，根據(jù)三峽建庫后的觀測資料，結合地形法和遙感解譯分析法，分區(qū)段、分時段研究了不同流量級淹沒范圍內的洲灘面積變化，分別從河段尺度與局部尺度分析了不同高程的洲灘變形特征，并評估了洲灘變形與水文情勢變化引起的植被適宜區(qū)調整。結果表明：荊江河段內的洲灘沖淤調整主要...

耦合氣象信息和可解釋深度學習方法的日徑流預報————作者：廖勝利;王在能;程春田;吳慧軍;

摘要：高精度的徑流預報信息是水利防洪和水電調度的重要依據(jù)。然而，輸入特征的選擇、模型結構的確定及預報結果的可解釋性等因素嚴重限制了數(shù)據(jù)驅動模型在徑流預報中的應用。本文以實測徑流、降雨和包含豐富氣象信息的ERA5再分析數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)為輸入，將沙普利可加性解釋（SHAP）方法和卷積神經網絡-雙向長短期記憶網絡（CNN-BiLSTM）模型相結合，建立了一種通過“事后”特征選擇機制優(yōu)化模型輸入的可解釋徑流預報框...

基于綜合評價的混合抽蓄-風-光多能互補系統(tǒng)容量優(yōu)化配置研究————作者：馬超;劉璐;練繼建;丁蕾;李婧;

摘要：基于常規(guī)水電站進行混合抽蓄開發(fā)可以有效促進新能源消納，保障多能互補系統(tǒng)并網發(fā)電。針對混合抽蓄開發(fā)需要，本文提出了一種基于全生命周期綜合評價的混合抽蓄-風-光多能互補系統(tǒng)容量優(yōu)化配置方法。首先提出了表征新能源出力及徑流不確定性的組合情景生成方法；然后在多能互補系統(tǒng)多段線送出的模式下，構建了混合抽蓄-風-光多能互補系統(tǒng)短期協(xié)同運行優(yōu)化模型；最后建立了混合抽蓄-風-光多能互補系統(tǒng)不同時間尺度評價指標體系...

徑流序列兩段動態(tài)分解-預測-重構中長期預報模型————作者：陳小澤;王忠靜;劉丹;石羽佳;KANG Boosik;

摘要：中長期徑流預報是水資源優(yōu)化調度的基礎支撐。隨著全球氣候變化加劇，徑流時間序列變異性呈增加趨勢，基于時間序列分析方法的徑流預報難度進一步增大。為克服這一困難、增強預報能力，本文通過局部加權回歸周期趨勢分解（STL）、變分模態(tài)分解（VMD）與帶有知識蒸餾的深度學習組合，構建了基于STL-VMD-Informer的兩段動態(tài)分解-預測-重構的中長期徑流組合預報模型。該模型在永定河流域石匣里水文站斷面應用表...

中國流域水碳平衡模擬模型研究II：模型驗證與應用————作者：宋志遠;段凱;趙勇;翟家齊;翁白莎;董義陽;

摘要：為解析復雜變化環(huán)境對區(qū)域水碳循環(huán)的多要素動態(tài)驅動過程，開展全國范圍的分布式水碳耦合模擬研究具有重要意義。本研究基于所構建的中國水碳耦合模型WaSSI-CN，對中國水碳平衡關鍵要素進行模擬重構，并使用193個水文站流量數(shù)據(jù)與3種遙感數(shù)據(jù)集驗證了該模型的適用性。結果表明，模型對于徑流、蒸散發(fā)、總初級生產力均取得了較好的模擬效果，其中徑流模擬的納什效率、Kling-Gupta效率、百分比偏差、相關系數(shù)的...

多模態(tài)知識圖譜與大模型協(xié)同的水利工程風險應對決策推薦————作者：楊陽蕊;潘世峰;劉雪梅;馬威;馮嶺;

摘要：隨著水利工程發(fā)展和信息化需求的增加,有效處理并利用水利工程巡檢數(shù)據(jù)做出風險應對決策變得更加重要。南水北調工程風險巡檢文本涉及諸多影響因素、復雜的相互關系以及多源異構數(shù)據(jù)。為了充分利用該文本以保證對工程風險處置的及時有效性,本研究基于巡檢文本數(shù)據(jù)提出一種結合多模態(tài)知識圖譜與多模態(tài)大模型(MLLM)的方法,用于對南水北調工程運行中的風險做出針對性應對決策推薦。首先,選用更加關注區(qū)域位置的開源多模態(tài)大模...

黃河中游植被的水土保持作用范圍的集合分析————作者：翁白莎;楊盼盼;嚴登華;王浩;

摘要：系統(tǒng)分析植樹造林、退耕種草、封禁（自然恢復）工程等水土保持措施的試驗結果，對客觀認識黃河中游產匯流機理及未來水沙情勢具有十分重要的意義。本文在梳理已發(fā)表的1165篇國內外文獻的隨機對照試驗結果的基礎上，通過Meta分析方法，整編形成1089個包含地表產流模數(shù)、侵蝕模數(shù)、平均入滲率三個指標的數(shù)據(jù)集，量化分析了上述三類措施的減水、減沙和土壤儲水作用，以及地形坡度和降雨強度對三類措施水土保持作用的影響。...

基于線性二次最優(yōu)的多級串聯(lián)明渠前饋控制方法研究————作者：管光華;李梟華;毛中豪;羅玉峰;黃躍群;楊家亮;

摘要：針對多級串聯(lián)明渠長時間滯后的控制難點以及冰期輸水過渡渠道需要快速、平穩(wěn)的控制需求，本文基于線性二次最優(yōu)控制（LQR）和渠道線性預測模型，提出了改進的最優(yōu)化前饋控制方法；并構建了前饋-反饋流量復合規(guī)則，設計了前反饋混合控制（HLQR）算法。將此控制算法應用于南水北調中線干渠最后10個渠池進行仿真驗證，與無前饋控制、流量補償前饋控制對比分析，并檢驗了該控制算法對于取水流量不確定性的抗干擾能力。算例仿真...

中國流域水碳平衡模擬模型研究I：模型原理與構建————作者：宋志遠;段凱;趙勇;翟家齊;劉寧;孫閣;

摘要：水循環(huán)與碳循環(huán)是陸地生態(tài)系統(tǒng)與大氣之間物質與能量交換的核心，構建流域水碳耦合模型是量化研究變化環(huán)境下水資源與生態(tài)系統(tǒng)響應的重要手段。本研究基于WaSSI生態(tài)水文模型，改進并發(fā)展了其中的蒸散發(fā)、積融雪、匯流、固碳等模塊，針對中國地區(qū)特點，構建了0.1°×0.1°網格分布式中國水碳平衡模擬模型（WaSSI-CN），模型結構簡潔、靈活易用，可快速實現(xiàn)流域生態(tài)水文過程與水碳平衡關鍵要素的高分辨率模擬，為解...

南水北調中線工程典型建筑物冬季失溫精細觀測————作者：付輝;郭新蕾;潘佳佳;脫有才;徐恒暉;

摘要：南水北調中線工程由南至北輸水，跨越8個緯度，在冬季會歷經明流輸水、流冰輸水和冰蓋下輸水等復雜的冰水相變過程及多種運行工況。為保證運行安全，中線工程冬季輸水流量僅為設計流量的31%～47%，極大限制了工程效益的發(fā)揮。水溫是冰水相變過程的控制因素，也是冰期調度的核心，因此厘清中線工程各渠系建筑物的失溫特性是提升冬季輸水能力的關鍵環(huán)節(jié)。本文以南水北調中線干渠京石段為研究對象，精細測量了典型倒虹吸、渡槽、...

伶仃洋河口枯季徑-潮-鹽-懸沙動力特征對海床地形異變響應————作者：鐘子悅;向波;余明輝;劉書寶;

摘要：1974—2016年，由于圍墾工程、航道疏浚工程、河口采砂等人類活動影響，伶仃洋河口岸線與地形發(fā)生異常變化，徑潮動力、鹽淡水混合狀態(tài)和懸沙分布特征隨之發(fā)生變化，有必要研究地形異變后的徑-潮-鹽-懸沙動力變化特征以及這種特征對地形異變的響應機制。因此，本文分析了2016年枯季伶仃洋部分測站的流速懸沙鹽度實測資料，基于EFDC軟件建立了三維徑-潮-鹽-懸沙動力數(shù)學模型，研究岸線與地形異變驅動下伶仃洋河...

考慮加載歷史的粗粒土蠕變過程通用數(shù)學模型————作者：鄧剛;張茵琪;張延億;蘇羽;孫向軍;

摘要：對加載歷史中的多級加載-蠕變過程進行了區(qū)分，以堆石料大型壓縮蠕變實驗數(shù)據(jù)和文獻數(shù)據(jù)為基礎分析了對蠕變過程受先期加載歷史的影響機制。緊鄰蠕變的先期加載速率對蠕變初期弛豫蠕變階段存在明顯影響，但對蠕變中后期的平衡蠕變階段影響很小；歷史蠕變過程和更早期加載速率均對蠕變無影響。蠕變中后期平衡蠕變過程在蠕變速率對數(shù)-時間對數(shù)坐標系中沿固有直線蠕變基線發(fā)展。提出了低先期加載速率影響下初期弛豫蠕變階段和中后期固...

國家水網對中國地級市水資源短缺的緩解效果評估————作者：佘運磊;曹一一;周琪;劉洲屹;林瑾;曲申;

摘要：為評估國家水網工程建設在緩解我國各地級市水資源短缺方面的效果,本文收集了截至2022年已建成并開始供水的調水工程的詳細數(shù)據(jù)。分別評估了有無調水工程情景下各地級市的水資源短缺情況,進而分析了國家水網工程建設對各地級市水資源短缺的緩解效果。研究表明:在無調水工程情景下,我國有95個城市存在水資源短缺,年均缺水量為505.6億m³。截至2022年底,我國已建成通水的調水工程為76個...

基于SSA-BP的自壓灌溉管網泄漏定位模型研究————作者：張輝;劉寧寧;王振華;張金珠;李淼;尹飛虎;

摘要：針對現(xiàn)有自壓管網泄漏定位方法的局限性，本文通過搭建自壓灌溉管網水力模型，分析了不同泄漏工況下泄漏點空間分布對管網壓力變化的影響，提出了一種基于SSA-BP神經網絡的自壓灌溉管網泄漏定位模型，建立了泄漏點位置與監(jiān)測點壓力變化率的非線性關系，并與傳統(tǒng)BP神經網絡和GA-BP神經網絡進行對比。結果表明，SSA-BP模型對于預測泄漏位置的橫、縱坐標具有更高的預測精度，決定系數(shù)R²分別...

三峽水庫次洪期間降雨特征對洪水過程的影響————作者：張為;李昕;翟少軍;時玉龍;劉新波;董炳江;

摘要：揭示降雨特征與洪水的內在關聯(lián)對提高預報精度、優(yōu)化水庫調度和制定有效措施至關重要。為深化認識三峽水庫次洪期間降雨特征對洪水過程的非線性響應關系，本研究利用2003—2020年三峽入庫寸灘站流量及流域降雨數(shù)據(jù)，綜合運用數(shù)理統(tǒng)計、K-means聚類和隨機森林模型，分析了降雨特征與洪水過程之間的相互作用。研究發(fā)現(xiàn)：基于降雨驅動的洪水分類方法識別出寸灘以上流域具有5類降雨類型及其對應的洪水過程，該方法能有效...

海河流域500年尺度降水周期性分析與預測————作者：譚偉麗;趙勇;王慶明;劉蓉;

摘要：周期性是降水年代際變化的基本特征，基于近60年序列數(shù)據(jù)的年代際周期性分析，能否代表區(qū)域降水的真實年代際周期一直存在爭論，對未來的預測結果也難以令人信服，因此更長時間降水序列重建及年代際周期性分析尤為必要。本研究基于長短期記憶網絡（Long Short-Term Memory,LSTM）算法，結合歷史旱澇等級記錄、站點監(jiān)測數(shù)據(jù)等，重建了海河流域546年降水序列，并分析了降水年代際周期性變化及未來演變...

微小通道內非定常空化流動可視化研究及熱力學效應分析————作者：劉坤;顏建國;郭鵬程;李文博;趙莉;

摘要：為分析溫度、流速和壓力等因素對非定常空化演化過程的影響，并定量評價空化流動中的熱力學效應，采用高速攝影可視化等方法，開展了25～65℃范圍內的空化實驗研究。實驗獲取了非定常空化流動圖像數(shù)據(jù)，分析結果表明，隨著溫度的升高與空化數(shù)減小，空化區(qū)域空腔特征尺寸增大，且空化發(fā)展持續(xù)時間更長。回射流的持續(xù)流動促進云空化進一步脫落，且脫落分離過程體現(xiàn)出準周期性，而隨著溫度升高，腔體表現(xiàn)出更晚的脫落和更劇烈的潰滅...

考慮淡水殼菜腐爛影響的長距離輸水隧洞檢修通風方案優(yōu)化方法————作者：劉長欣;余紅玲;王曉玲;郭章潮;李沛;王佳俊;

摘要：長距離輸水隧洞檢修期排水時，壁面附著的淡水殼菜會死亡腐爛并釋放出大量有害氣體，嚴重威脅檢修安全。現(xiàn)有地下工程通風安全研究側重于考慮通風效果的通風方案比選，難以獲取兼顧通風效果和通風成本的全局最優(yōu)方案，且缺乏考慮淡水殼菜腐爛有害氣體的影響。此外，基于帕累托最優(yōu)準則(PO)的多目標優(yōu)化方法在輸出非支配解集后，需要結合多準則決策方法進行二次選擇方可得到最優(yōu)解，優(yōu)化效率較低。針對上述問題，提出考慮淡水殼菜...

　　水利學報來自網友的投稿評論：

• zhaohhhh

  審稿較快，一個星期回復，文章質量要求嚴格

  2023-01-03 12:09

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