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人民长江

人民长江

2025年06期

《人民长江》自1992年至今一直入选全国中文核心期刊，2015年入选RCCSE中国核心学术期刊，获得全国优秀科技期刊、湖北精品期刊等诸多荣誉，

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防洪减灾 | 基于SPGA-XGBoost的洪水预报误差智能校正方法

防洪减灾 | 基于SPGA-XGBoost的洪水预报误差智能校正方法

摘要：误差实时校正是提升洪水预报精度的重要手段。针对传统误差校正模型的校正精度及稳定性欠佳等问题,将机器学习技术引入误差序列映射函数训练过程，提出一种基于SPGA-XGBoost的洪水预报误差智能校正方法。首先以传统水文预报模型的预测值和实测值构建误差序列并作为误差校正模型的输入，引入极限梯度提升算法XGBoost构建误差校正模型，以充分挖掘误差序列非线性关系，然后提出融合粒子群优化算法和模拟退火算法的混合遗传优化算法 SPGA对XGBost模型超参数进行寻优，从而更好地挖掘误差序列的时序特征以提升误差校正的精度。长江螺山站的实例应用结果表明：用SPGA－XGBoost模型校正相较未校正前RMSE，MAE分别降低 0.440m 和 0.356m,NSE 提升0.O16，优于STGCN模型、GBDT模型、KNN等方法。SP-GA-XGBost模型能充分挖掘误差序列的相关关系，提高水位预报精度，具有较好的适用性和应用前景。
防洪减灾 | 上海市防汛安全指数评价体系研究

防洪减灾 | 上海市防汛安全指数评价体系研究

摘要：上海作为全国重点防洪城市之一，具有洪涝灾害高风险和城市高度脆弱的双重特征，为进一步提升超大城市防汛安全韧性，需要科学全面系统地评估全市及各区防汛安全保障水平。以保障城市防汛安全韧性为核心，从高水平防御和高效能治理两个维度建立了两大类6个维度16个指标组成的防汛安全指数评价体系，制定了指标评价方法和指数评价标准，并应用于评估上海市及其16个行政区的防汛安全保障能力。结果表明：上海市防汛安全指数从2015年度的72.25分提升至2023年度的81.56分，处于较安全水平，但存在一定的区域差异，总体上中心城区防汛安全保障能力高于郊区，工程能力指数弱于管理能力指数，主要制约能力指数为排水工程指数。防汛安全指数可用于指导防汛管理部门以制约能力指数为导向，通过加大防汛基础设施投入、消除各类防汛安全隐患等手段补齐短板，从而引领全市防汛安全保障能力提质增效，亦可为其他城市开展相关防汛安全水平评价提供参考。
水环境与水生态 | 三峡水库消落带土壤有机碳对人类活动的响应

水环境与水生态 | 三峡水库消落带土壤有机碳对人类活动的响应

摘要：过往研究通常认为，水位波动在人类活动对消落带土壤有机碳(SOC)动态的影响中占据主导地位。然而陆地人类活动如消落带周边的土地利用方式，对消落带 SOC 的影响目前尚不明晰。为探究三峡水库周期性水位波动和土地利用变化双重叠加干扰对消落带不同形态SOC的影响，选取三峡水库干支流消落带土壤为主要研究对象，测定了不同消落带以及不同高程土壤样品的理化特征以及不同形态有机碳，并采用Manteltest、随机森林等数据分析方法分析了影响消落带 SOC分布特征的主要因素。结果表明：土壤总氮是影响SOC 储量的最重要因素，而淹水时间的增加对土壤物理指标产生正向影响、对化学指标产生负向影响进而间接调控土壤可溶性有机碳(DOC)的储量。农田及建设用地的增加有利于土壤惰性有机碳（ROC）储量的增加,但不利于DOC的储存;同时对土壤总氮的促进作用间接增加了土壤DOC、微生物量碳(MBC)、ROC 的储量;而相对淹水时间,农田及建设用地的增加对物理指标产生正向影响、对化学指标产生负向影响更显著，进而间接调节土壤DOC的分布。因此，相对于周期性水位波动，农田及建设用地变化是影响消落带不同形态SOC 储量最显著的因素。研究成果可为消落带碳的核算及源汇功能的评估提供相应的关键科学依据。
水环境与水生态 | 南水北调中线总干渠高锰酸盐指数影响因素分析

水环境与水生态 | 南水北调中线总干渠高锰酸盐指数影响因素分析

摘要：高锰酸盐指数是南水北调中线总干渠水质管理关注的重要指标。基于总干渠沿线30个监测断面 2017～2023 年的长序列监测数据，分析陶岔来水和藻类沿程增殖对渠道高锰酸盐指数的影响。结果表明：总干渠高锰酸盐指数在 1.4～3.5mg/L 范围内变化，年度变化较大。陶岔来水的高锰酸盐指数在 1.4～2.4mg/L 之间波动，与总干渠高锰酸盐指数显著相关（多元回归标准化系数为 0.902,P<0.001 ）。陶岔输水流量约在70～400m³/s 之间波动，部分高流量伴随来水高锰酸盐指数升高，但与总干渠高锰酸盐指数相关性不显著。渠道平均藻密度季节变化显著，每年7\~9月份达到峰值，与总干渠高锰酸盐指数显著相关（多元回归标准化系数为 0.168,P<0.01) 。陶岔来水本底浓度是总干渠高锰酸盐指数最主要的影响因素，渠道藻类增殖导致总干渠高锰酸盐指数产生一定的沿程增量。当陶岔高锰酸盐指数高于 1.8mg/L 时，总干渠高锰酸盐指数超过2mg/L 断面数量很可能达到半数以上。研究结果可为总干渠的水质管理提供依据。
水环境与水生态 | 基于着生藻类完整性指数的赤水河水生态健康评价

水环境与水生态 | 基于着生藻类完整性指数的赤水河水生态健康评价

摘要：着生藻类群落构成和河流生态系统健康状况息息相关，分析着生藻类的完整性，可以为保护河流水生态健康提供理论依据。以干流无建坝的长江一级支流赤水河为例，在2023年3月、7月和11月对赤水河干流26个点位的着生藻类进行采样调查。运用箱线图法和相关系数法筛选指标，构建以总分单元数、Shannon一Wiener指数、细胞密度为核心参数的着生藻类生物完整性指数(Pe-IBI),选取所有采样点Pe-IBI值的 95% 分位数为最佳值，并将其五等分，靠近 95% 分位数的一等分代表点位状态最优，将其定为赤水河水生态基准值（枯水期5.53、丰水期6.01，平水期6.37），并对赤水河2023年水生态健康进行评价。运用主成分分析（PCA)和相关性分析从17个环境因子中筛选出DO，EC，DTN，TP， NH₃-N 为主要环境因子。运用广义可加模型（GAM)和冗余分析（RDA)对Pe-IBI核心参数细胞密度、Shannon-Wiener指数、总分单元数与主要环境因子进行分析发现，DO浓度超过 10mg/L 时，蓝藻细胞密度与溶解氧浓度呈正相关；EC小于 420μs/cm 时，着生藻类的细胞密度随EC增大而增大;TP浓度升高，蓝藻细胞密度迅速增加;TP,DO,EC和 NH₃ -N增大时Shannon-Wiener指数下降，着生藻类生物多样性下降。
水环境与水生态 | 云南谷拉河底栖动物多样性分布及影响因素研究

水环境与水生态 | 云南谷拉河底栖动物多样性分布及影响因素研究

摘要：为分析云南谷拉河水生态状况及影响因素，于 2021～2023 年对谷拉河干流7个断面连续开展春、夏季底栖动物状况调查。利用 α 多样性指数（Shannon-Wiener,Pielou,Margalef,Simpson）表征底栖动物多样性水平,利用BMWP指数、BI指数评估水生态状况,采用 Spearman相关分析对底栖动物相关指标与环境参数进行相关性检验。结果表明： 2021～2023 年谷拉河共检出底栖动物114种，从时间上分析，春、夏两季的底栖动物物种数、优势种、密度、多样性指数等均没有显著差异变化;从空间上分析,Pielou均匀度指数(J)和 Simpson优势度指数 (D) 空间差异不显著，底栖动物物种数、优势种、密度、Shannon-Wiener多样性指数( ?H^′? 和Mar-galef丰富度指数( d_u )空间差异明显。谷拉河上游底栖动物多样性较高，中下游多样性较低，上游河段底栖动物分布及水生态状况明显优于中、下游河段。底栖动物指标中甲壳动物密度、EPT类群密度、Simpson优势度指数 (D) 等受环境参数影响较大，环境参数中甲藻丰度、溶解氧和总氮对底栖动物影响较大，梯级电站开发、渔业污染、生活污染是谷拉河水生态状况受损的主要因素。
水环境与水生态 | 生产建设项自区域土壤侵蚀空间分布及驱动分析

水环境与水生态 | 生产建设项自区域土壤侵蚀空间分布及驱动分析

摘要：土壤侵蚀是多种影响因素综合作用的结果，准确评估区域土壤侵蚀空间分布及其影响因素，对深入探究土壤侵蚀机理和水土保持工作具有重要意义。利用多时相遥感数据，选取海拔、坡度、土地利用类型、植被覆盖、年总降雨量等因素，基于修正的土壤流失方程(RUSLE)模型，系统分析了白鹤滩水电站坝址控制的流域2014～2021 年的土壤侵蚀动态变化，并探究影响土壤侵蚀的主要驱动机制。结果显示： ① 土壤侵蚀模数随年份增加不断下降( R²=0.82 )，侵蚀强度以微度和轻度为主，且在空间上呈现显著聚集( P<0.01 ）； ② 土地利用类型和坡度因素是影响土壤侵蚀的主要驱动力（ q>18% ），且任意两个因素对区域土壤侵蚀的交互作用均呈现非线性增强或双因子增强； ③ 灌木林地、旱地和有林地是土壤侵蚀的主要来源，且强烈侵蚀和中度侵蚀面积随年份增加向微度、轻度侵蚀转变。
水文水资源 | GF-3与Sentinel-1影像对山区小水体提取能力评估

水文水资源 | GF-3与Sentinel-1影像对山区小水体提取能力评估

文章编号：1001-4179（2025）06-0056-08 陆建忠，男，理学博士，副教授，博士生导师。主要研究方向为生态环境遥感和模拟预报，近年来承担了各类项目二十余项。相关研究成果被国家相关部门应用于生态环境与灾害监测预警管理，生态环境监测预警成果入选水利部成熟适用水利科技成果推广清单。多项成果获得科技部《中欧空间合作简讯》、中央电视台和新华社等杂志媒体报道。公开发表学术论文100余篇，
水文水资源 | 螺山站水位流量关系影响因子及水位预报模型研究

水文水资源 | 螺山站水位流量关系影响因子及水位预报模型研究

摘要：螺山水文站水位流量关系复杂，水位预报难度大，如何提高预报精度和有效预见期是亟待解决的问题。基于Spearman相关分析、支持向量回归、水量平衡分析方法，利用2010年至2024年8月螺山站实测水位流量数据及上下游控制节点数据，分析了螺山站水位流量关系和水位预报需考虑的关键影响因子，构建了水位预报模型。结果表明：螺山站水位流量关系关键影响因子为汉口站同时水位落差及陆水水库前1d出库流量，水位预报影响因子还包括上游干支流来水及前1d洞庭湖湖区降雨。预报模型在训练期和检验期预见期1\~7d内预报精度较高， R² 均在0.97以上，表明模型可在螺山站实际预报中进行应用。研究成果可为城陵矶地区防洪调度提供有力技术支撑，也为复杂河网地区水文预报提供了一种研究思路。
水文水资源 | 基于调和分析的感潮河段水位流量关系研究

水文水资源 | 基于调和分析的感潮河段水位流量关系研究

摘要：水位流量关系在河流水文信息获取和水动力环境研究中具有重要意义。感潮河段水文站通常仅观测潮（水)位数据，需要通过水位流量关系推算实时流量。以潭江石咀站为例，采用潮位调和分析方法,探究其潮位变化规律及分潮贡献，提取去除径流影响的潮位数据和去除潮汐影响的河流水位数据;基于HEC－RAS一维水动力模型，模拟不同水位情景下的流量变化过程，并通过多元回归分析研究水位流量关系。结果表明：石咀站的水位流量关系受潮汐流和河流径流共同作用，潮汐流主导实时流量变化，表现为绳套型非稳定非单值关系，而河流径流则表现为稳定非单值关系。研究成果可应用于缺乏实测流量资料的感潮河段水位流量关系分析，为其水文计算预报、水动力环境研究等提供支持。
水文水资源 | 高寒生态脆弱区水平衡时空变化及其影响因素分析

水文水资源 | 高寒生态脆弱区水平衡时空变化及其影响因素分析

摘要：定量识别水平衡时空变化的影响因素及其贡献是进行流域水资源合理开发利用的前提。为探究高寒生态脆弱区的水平衡动态及其关键影响因素，以 2001～2020 年青藏高原腹地巴塘河流域水文显著变化期为研究时段，综合应用多源遥感等数据并结合气象站点、水文站点等观测数据，对流域降水、蒸散发与径流等水循环要素的水平衡进行分析。结果表明： ① 近20a来，流域降水量和径流量呈现显著增加的变化趋势，年增加率分别为 10.94mm/a 和0.111亿 m³/a ；而蒸散量也呈现增加的变化趋势但不显著，年均增加率为8.27mm/a 二。 ② 从水平衡角度来看， 2001～2020 年降水-蒸散量差值以 0.32mm/a 的速率增加，这与流域地表径流量呈现增加的趋势一致，表明流域整体可用水量上升； 2001～2020 年整个流域的多年降水-蒸散量差值平均值为 178.02mm ，东南部地区降水-蒸散量差值较高，西北部地区较低;流域各土地利用类型降水－蒸散量差值为正值，介于0.009亿\~6.767亿 m³ 之间。 ③ 非生物因素中，蒸散量(ET)与气温存在显著的正相关关系，相关系数为0.413;生物因素中,ET与植被覆盖具有高度相关性；在非生长季节,ET主要受到气象因子的影响，而在生长季主要受植被的影响。降水变化和人类活动对天然径流变化的影响程度分别为 79.55% 和20.45% ，表明径流主要受到气候因子的影响。研究成果可为高寒生态脆弱区水资源科学管理以及水平衡调控提供参考。
地质与勘测 | 引大济岷工程千池山隧洞涌水及地下水袭夺与恢复

地质与勘测 | 引大济岷工程千池山隧洞涌水及地下水袭夺与恢复

摘要：科学预测隧洞建设对地下水的影响可有效规避隧洞涌突水灾害，合理保护与分配地下水资源。引大济岷工程拟建的千池山隧洞将直接揭露响水溪泉岩溶含水层，通过水均衡法分析了响水溪泉的水源组成，运用解析法预测了隧洞涌突水量与响水溪泉流量变化的关系;并构建了三维地下水渗流数值模型，模拟隧洞施工过程中的地下水流场演化规律。结果表明：响水溪泉水主要来自岩溶水，其中阳新组( P₂y ）灰岩与泥盆系(D_2-3 )灰岩岩溶水占比 63%～65% ，灯影组（ [Z₂?]₁d) 白云岩岩溶水占比 20%～22% ；隧洞在岩溶段落的涌水量为 9208～36907m³/d ，导致响水溪泉流量减少 23%～62% ；隧洞沿线地下水位在施工1a后降为 850～ 1250m ，可溶岩段降为 1 050～1 200m ，最大降深 180m ，响水溪泉降深 10m ；隧洞施工1a后响水溪泉流量衰减至 17751m³/d ，相较天然状态衰减 26% ，隧洞完成封堵 120d 后响水溪泉流量可恢复至天然状态的 91% 。研究成果可为干池山隧洞涌突水灾害防治及以响水溪泉为代表的地下水环境保护提供参考。
地质与勘测 | 白鹤滩象鼻岭人工半岛变形监测及长期沉降预测

地质与勘测 | 白鹤滩象鼻岭人工半岛变形监测及长期沉降预测

摘要：白鹤滩水电站水库蓄水后，象鼻岭居民安置点形成了三面环水的高填方人工半岛，其变形问题备受关注。利用GNSS技术对人工半岛防护堤进行了全天候、高精度的远程变形监测和分析;同时，通过工程类比法构建了土石混合体的湿化应变模型和流变模型，并结合分层总和法预测了人工半岛的长期沉降趋势。结果表明：防护堤监测点的位移随水位升降呈现规律性波动，其累计值及变化速率均符合规范要求，说明防护堤具有艮好的稳定性；预测结果与监测数据基本一致，验证了模型的准确性和预测方法的有效性；湿化和浮力效应是控制沉降的主要因素，湿化沉降对总沉降量的贡献远超流变沉降;防护堤位移随水位变化的波动主要是由水的浮力效应引起的;金沙江和小江两侧防护堤的最大长期累计沉降预测值分别约为 18mm 和 14mm 。
地质与勘测 | 西南地区深切河谷演化及谷坡形态对应力场的影响

地质与勘测 | 西南地区深切河谷演化及谷坡形态对应力场的影响

摘要：中国西南地区深切河谷地应力场分布极为特殊，其对工程建设有着重要控制作用，而河谷演化及谷坡形态对深切河谷应力场分布有重要影响。基于考虑河谷演化下切作用的深切河谷应力场分析方法,结合典型工程案例,探讨了河谷演化对深切河谷应力场发育分布的影响，并分别以坡高、谷底宽度以及坡度为变量建立河谷地质概化模型,进一步分析了谷坡形态对深切河谷应力场发育分布的影响。研究结果表明：考虑了河谷演化下切作用后的河谷地应力计算结果更合理，最大主应力方向朝坡面偏转 5^°～20^° ，最大主应力整体减小，谷底最大主应力减小幅度可达 30% ，应力集中及高应力包分布范围也随之减小;随着坡高增大，谷坡应力分异更显著，谷底最大主应力增大;随着谷底宽度增加，谷底中心岩体最大主应力减小，应力集中带从谷底向坡脚转移;随着坡度增大，靠近谷坡上方浅部岩体最大主应力减小，靠近谷底岩体最大主应力增大，坡度从 30^° 增大至 75^° ，谷底最大主应力最大可增大约 68% 。研究成果可为西南深切河谷地区工程建设与岩土体稳定性分析提供参考。
地质与勘测 | 芦山抽水蓄能电站库区复杂堆积体成因研究

地质与勘测 | 芦山抽水蓄能电站库区复杂堆积体成因研究

摘要：堆积体形成原因不同，其结构和物理力学性质各有差异，对堆积体稳定性评价存在较大影响。芦山抽水蓄能电站下库库区成因不明的边坡堆积体可能对水电站的施工安全和长期运行安全构成威胁。为确保堆积体稳定性评价的准确性，基于详细的野外调查，采用无人机倾斜摄影、LiDAR航摄、钻探等技术手段，对芦山抽水蓄能电站下库库区堆积体进行了调查，并深入分析了堆积体的成因和地貌的形成演化过程。结果表明： ① 堆积体的主要物质来源于堆积体下游侧的陡崖； ② 堆积体内含有深度不一、不连续的软弱夹层，推测堆积体由下游陡崖多次崩塌所形成； ③ 研究区至少发生过两个期次的大规模崩塌，又经历过长期的地表改造，形成现今的地貌； ④ 基于对堆积体成因的深入探究，确认堆积体仅在基覆界面处存在贯通性的软弱界面，堆积体内部的软弱夹层深度不一且不连续，故在讨论堆积体稳定性时，应将堆积体基覆界面的结构和强度作为主要影响因素进行分析。研究成果可为类似复杂堆积体成因机制研究提供参考依据。
工程建设 | 基于分形理论的砂层注浆加固体性能预测

工程建设 | 基于分形理论的砂层注浆加固体性能预测

摘要：在地质环境日趋复杂和恶劣的工程背景下，注浆加固的质量要求越来越高，建立科学合理的注浆效果预测－评价方法，具有重要的理论意义和研究价值。利用分形理论描述砂土复杂的空间结构形态与变化特征，定义迁曲度为实际流动长度 L_e 与理论流动长度 L 比值的平方，推导了砂土多孔介质面孔隙率和体孔隙率的关系，然后分别以面孔隙率和体孔隙率为变量，建立了基于分形理论和Mori-Tanaka的砂土注浆加固体强度和刚度理论预测方法，并应用于实际项目预测。结果表明：注浆加固体的强度取决于拉伸和剪切破坏两种模式下的最小强度，刚度则与基体弹性常数、夹杂体积占比及Eshelby张量等因素相关;工程现场实测值与所建方法预测的强度和刚度值之间最大误差仅为 18.6% 和 16.6% 。
工程建设 | 墙背高填式省水船闸刚性桩复合地基处理研究

工程建设 | 墙背高填式省水船闸刚性桩复合地基处理研究

摘要：省水船闸在中国北方平原地区应用潜力较大，但在软土覆盖层深厚的鲁西平原等地区，多级分布式省水船闸闸室结构本身和墙背高填土将引起地基显著沉降，不利于工程安全。以“位山—解山”渡槽穿黄－八级分散式省水船闸为例，考虑厚覆盖层、高水头、墙背高填土等复杂条件，结合宽缝施工，提出了多种填土区与闸底刚性桩布置及桩顶连接方案，并建立有限元模型分析了闸室与桩体的受力、变形特性。结果表明：填土区宜采用等桩长变间距带桩帽布置，闸底宜采用边密中疏布置，宽缝宜在第 ③～⑤ 级省水池挡墙及回填土施工时封合;闸墙与桩顶刚接使得底板与闸墙差异沉降最小，可作为最优的桩顶连接方式，但此时桩身弯矩、剪力均超过预应力管桩极限承载力，需将其替换为灌注桩作为优化的刚性桩组合地基处理方案;优化方案下，闸墙外侧桩体顶部轴力、剪力及弯矩均最大，但仍在灌注桩极限承载力范围内。
工程建设 | 施工期边坡挂渣诱发泥石流的综合防治体系研究

工程建设 | 施工期边坡挂渣诱发泥石流的综合防治体系研究

摘要：山区工程建设会扰动周边环境的生态平衡，导致当地泥石流灾害频发。边坡挂渣诱发泥石流具有“小规模、短时突发”的显著特点，其在施工期的防护重点是对临建设施的短时防护。首先分一般情况和存在淤堵－溃决反应两种情况对边坡挂渣诱发泥石流的致灾机理进行系统剖析，讨论了现有泥石流防治措施对于临建设施短时防护的适用性，并结合施工期现有资源条件，综合利用不同工程手段的互补特性，采用分阶段治理原则，设计了一套以“消能、拦渣、沉沙、溢流、导排、固基”为显著特色的综合防治体系。分析表明：该综合防治体系以就地取材为显著特点，可在较低建设运行成本投入条件下实现短时防护目标。相关经验可供工程建设方参考。
工程建设 | 重大输水工程交易中锦标激励策略分析

工程建设 | 重大输水工程交易中锦标激励策略分析

摘要：重大输水工程通常呈线状分布，在建设实施过程中多个承包方团队平行施工。针对重大输水工程交易中平行施工多承包方的机会主义行为，构建了考虑心理倾向的业主与多承包方的演化博弈模型，运用演化博弈理论探讨了多方主体的稳定策略动态演化过程和策略选择。研究结果表明：业主、承包方1和承包方2的三方动态博弈并不会固定地收敛于某一个稳定策略集合，其在各自不同概率范围内的不同行为取向均会造成不同收益结果；多承包方的行为选择主要受锦标激励物质奖励程度、公平偏好效用和机会主义行为的投机收益3个因素的影响;实现系统最优博弈均衡的关键在于使多承包方“努力”行为的收益大于“投机”行为的收益，根据影响承包方行为的关键因素设计锦标激励方案尤为重要。
科学试验研究 | 环形射流泵排泥效果及结构优化数值模拟

科学试验研究 | 环形射流泵排泥效果及结构优化数值模拟

摘要：为探究影响射流泵工作性能的主要参数，提升其排泥能力，基于VOF模型和Realizable k-ε 模型，选取剪切稀化的非牛顿流体模拟泥沙相，应用STARCCM + 软件对环形射流泵的内部流场进行了数值模拟。结果表明：增大面积比能有效提升射流泵的排泥能力，改变喷嘴安装角会影响射流泵的能量损失从而影响其排泥能力；具体到模型实例中，面积比为12.15时射流泵的最佳喷嘴安装角为 32^° ，面积比为25.00时最佳喷嘴安装角为 28^° 。模拟结果可为大型射流式挖沟机的抽吸系统参数设计提供参考。
科学试验研究 | 不同埋深下盾构输水隧洞预应力双层衬砌模型试验

科学试验研究 | 不同埋深下盾构输水隧洞预应力双层衬砌模型试验

摘要：盾构输水隧洞预应力双层衬砌结构作为高内水压输水工程中极具潜力的新型支护结构，其受力特性是结构设计及研究的重点。为探明该种衬砌形式在不同埋深下的力学适应性，依托珠江三角洲水资源配置工程,开展几何相似比为1:5的模型试验。结果表明：预应力衬砌内力水平高于管片衬砌，是盾构输水隧洞预应力双层衬砌的主要承载结构，结构受内外荷载的共同作用整体变形呈“横鸭蛋”状;随着埋深的减小,预应力双层衬砌混凝土受拉开裂风险上升，衬砌层间接触压力减小，管片衬砌与预应力衬砌通过相互作用调整的内力能力下降，结构微观损伤裂纹增多;在带压输水的预应力双层衬砌隧洞结构设计中，应多关注其在浅埋状态下的力学特性。研究成果可为盾构输水隧洞预应力双层衬砌结构设计提供参考。
科学试验研究 | 振动碾作用下筑坝堆石料动力响应特性

科学试验研究 | 振动碾作用下筑坝堆石料动力响应特性

摘要：碾压质量不佳可能会产生渗透通道并使大坝不均匀沉降，影响堆石坝的稳定性和长期耐久性，因此对堆石坝施工进行碾压质量评价十分重要。依托老挝南公1水电站工程，通过建立振动碾和筑坝堆石料四自由度动力耦合分析模型，并结合现场振动碾施工作用下堆石料动力响应原位监测试验，开展了振动碾－堆石料的动力响应分析，并通过碾压层振动特性分析进行了压实质量评价。模型分析结果表明：堆石料峰值振速与刚度呈正相关关系，随着碾压遍数的增加，碾压层密实度增加,坝体堆石料刚度逐渐增大，峰值振速也随之增大。现场试验结果表明，随着碾压遍数的增加，碾压区的峰值振速均逐渐增加，且在碾压遍数达到7遍以上时满足质量要求。研究提出了一种基于堆石料动力响应的碾压质量评价方法，有助于保证坝体碾压质量并实现快速施工。
科学试验研究 | 定轴剪切下非等向固结软土不排水力学特性研究

科学试验研究 | 定轴剪切下非等向固结软土不排水力学特性研究

摘要：为探究主应力轴初始偏转条件下非等向固结软土的不排水力学特性，利用GDS空心圆柱扭剪仪开展了一系列定轴剪切试验，研究了不同大主应力方向角 α₀ 对重塑软土变形、强度及非共轴特性的影响。试验结果表明：试样应变分量、应力路径以及孔压发展具有方向依赖性，其变形发展主要呈现竖向变形、剪切变形以及径向挤压变形3种模式;相较于等向固结条件，非等向固结土体不排水抗剪强度有所提高，在剪应力－正应力平面呈近似半椭圆形的强度包络曲面，表现出显著的强度各向异性；随着 α₀ 从 0^° 增加至 90^° ，土体强度先减小后增大，并在 α₀ 为 0^° 和 45^° 处分别达到最大和最小值;此外，随着加载的进行，土体非共轴角逐渐减小，受纯压缩、纯扭剪和侧向挤压的试样在临近破坏时非共轴角接近 0^° ，而在压缩扭剪和挤压扭剪试验中土体非共轴现象更为明显。
科学试验研究 | 无胶结粗粒土初始结构对剪切带的影响

科学试验研究 | 无胶结粗粒土初始结构对剪切带的影响

摘要：为研究无胶结粗粒土初始结构对剪切带的影响，开展了不同初始结构粗粒土的可视化直剪试验，获取了不同法向应力下剪切带的变化特征，确定了粗粒土初始结构与剪切带厚度值之间的关系。进一步利用图像识别方法提取了土体颗粒圆度、扁平度、定向角、孔隙率、配位数等初始结构信息量化指标，并采用灰色关联度法分析了各量化指标对剪切带厚度的贡献程度。研究结果表明：无胶结粗粒土初始结构直接影响剪切带的形成和发展，其中颗粒接触关系对剪切带厚度的影响占据主导地位，其次是颗粒形状和排列方式;随着正应力的增加，颗粒形状对剪切带的影响愈发显著，颗粒不规则的几何特性在应力作用下被放大，进一步影响剪切带的形态与演化。研究成果对粗粒土初始结构的研究具有一定的借鉴意义。
科学试验研究 | 改良膨胀土动力特性试验研究

科学试验研究 | 改良膨胀土动力特性试验研究

摘要：为研究循环荷载下改良膨胀土的动力特性，利用动三轴仪开展动三轴试验,探讨围压、动应力幅值、加载频率以及加载方式对改良膨胀土累积塑性应变、应力－应变滞回曲线、动弹性模量等参数的影响。试验结果表明：改良膨胀土的累积塑性应变随动应力幅值的增加而增大，随围压和加载频率的增大而减小。随动应力的增加，试样的累积塑性应变状态由安定向破坏变化。改良膨胀土滞回曲线面积随循环次数的增加而减小，滞回曲线向应力轴倾斜，出现明显的硬化现象。改艮膨胀土动弹性模量均随动应变的增加而增大，相同动应变对应的动弹性模量与围压、动应力幅值、加载频率呈现正相关。分级加载较单级加载对提高试样抵抗永久变形的能力有积极作用。研究结果对于认识和评价改艮膨胀土的动力特性具有重要参考价值。
科学试验研究 | 混凝土界面过渡区微观表征与力学性能关系分析

科学试验研究 | 混凝土界面过渡区微观表征与力学性能关系分析

摘要：混凝土中骨料与浆体之间的界面过渡区是混凝土的薄弱面，会降低混凝土的强度，削弱耐久性。针对界面过渡区 Ca(OH)₂ 晶体（以下简称CH晶体）与材料力学性能关系研究较为滞后的现状，结合FTIR、XRD、TG技术定量表征界面CH晶体取向指数、平均晶体尺寸、含量，阐明CH晶体结构的演变规律，从而构建了界面CH晶体取向指数与材料力学性能之间的关系。研究结果表明：界面存在CH晶体富集、取向性生长、晶体尺寸大的特点。随着龄期增长，CH晶体含量不断增大，CH晶体取向指数逐渐减小；粉煤灰和硅粉的掺入降低了CH晶体取向指数、尺寸和含量。最后拟合得到了不同掺和料界面CH取向指数与材料抗折、抗压强度之间的关系。
工程运行管理 | 抽水蓄能电站初期蓄水计算方法探讨

工程运行管理 | 抽水蓄能电站初期蓄水计算方法探讨

摘要：抽水蓄能电站库容系数较高，初期蓄水过程较为复杂，合理准确的初期蓄水分析对优化施工进度、设计工程方案和发挥工程效益具有重要意义。结合抽水蓄能电站初期蓄水过程中水量平衡特点构建了初期蓄水分析模型，采用长系列法、典型蓄水期法和逐月蓄水期法计算 75% 频率对应的上、下水库来水过程，并以石台抽水蓄能电站为例，对比分析了不同方法下各蓄水期组可蓄水量盈亏情况。结果表明：初期蓄水期来水过程对抽水蓄能电站各蓄水期组盈余水量分析具有较大影响，采用长系列法、典型蓄水期法和逐月蓄水期法3种方法计算的石台抽水蓄能电站初期蓄水缺水量分别为318万，228万 m³ 和285万 m³ ，逐月蓄水期法在来水过程和各机组发电蓄水期组蓄水盈亏判断方面与长系列法最为接近。研究成果可为抽水蓄能电站初期蓄水分析和补水工程设计提供参考。
工程运行管理 | 基于CVaR和改进TOPSIS的水火风电调度多属性决策

工程运行管理 | 基于CVaR和改进TOPSIS的水火风电调度多属性决策

摘要：风电出力不确定性对电力系统稳定运行造成较大影响。应用条件风险价值模型计算风电出力不确定性引起的条件风险，建立基于风电风险、发电成本和污染排放的水火风电联合调度三目标优化模型，通过多目标遗传算法（NSGA-II)求得该模型Pareto最优解集，并进一步对该调度方案集提出改进TOPSIS 多属性决策方法。运行结果表明： ① 改进后的TOPSIS方法有效解决了原方法的逆序问题和多属性决策问题，尤其在风电出力不确定性和弃风风险较大的情况下，优化方案显著提高了系统的整体效益。 ② 对调度方案集进行安全、经济和环保不同侧重下的排序择优，相比传统TOPSIS法，改进TOPSIS方法决策结果虽然运行成本仅上升0.07% ，但运行风险、污染物排放量分别降低了 24% 和 2.25% ，验证了该方法解决水火风电联合调度多属性决策问题的合理性和有效性。
工程运行管理 | 基于IKOA优化SAGRU的大坝变形预测模型

工程运行管理 | 基于IKOA优化SAGRU的大坝变形预测模型

摘要：为充分发掘大坝变形监测数据中的有效信息并提升监控模型的预测精度，提出了基于IKOA优化SAG-RU的大坝变形预测模型。首先，在门控循环单元（GRU）中引入自注意力机制，通过计算时间维度特征的贡献率,有效捕捉实测数据中的关键时序特征,提升模型对关键信息的敏感性;然后通过混沌映射初始化、Runge-Kuta 位置更新和ESQ强化3种策略对开普勒优化算法(KOA)进行改进，以对耦合自注意力机制的门控循环单元(SAGRU)中的超参数进行自动寻优。应用实例表明：改进开普勒优化算法(IKOA)在寻优速度和精度方面均优于麻雀搜索算法、灰狼优化算法、北方苍鹰优化算法和传统 KOA,模型的RMSE相比GRU、LSTM和XGBoost模型分别降低了 48.45% ? 54.56% 和 58.14% ，尤其在实测位移变化的关键拐点和峰值处，优化后的模型展现了更好的拟合效果，表明该模型能够全面挖掘大坝变形序列中的时序特征，解决了GRU记忆容量有限,以及传统优化算法收敛速度慢且易陷入局部最优解的问题，显著提高了大坝变形预测模型的准确性。
水利信息化 | 基于语义分割方法MIT-Unet的农田信息提取

水利信息化 | 基于语义分割方法MIT-Unet的农田信息提取

摘要：丹江口水库是南水北调中线工程的水源地，准确、高效地提取其周边农田信息对于保障水源区域供水安全具有重要意义。传统的农田调查方法主要采用基于遥感影像的人工目视解译，主观性强、耗时耗力，无法满足对农田信息快速、大规模提取的需求。为此，提出了一种遥感农田语义分割方法 MIT-Unet,从局部和全局角度提取图像的深层语义特征，通过跳跃连接实现多尺度全局依赖信息的融合，并构建了一套农田语义分割数据集DRFL评估该方法的效果。将所提出的方法与现有经典方法Unet,DeepLabV3 + ,Manet、Dcswin等方法的结果进行对比后发现:MIT-Unet在DRFL上取得了最优的提取效果，其中IoU和F1－score 指标分别达到了 82.90% 和 90.65% 。研究成果可为汛期丹江口水库淹没范围内的农田面积统计以及灾害损失评估提供技术支撑，也可为其他地域的农田分布监测、农业资源管理及生态环境保护等工作提供参考。

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