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水利水电快报

水利水电快报

2025年11期

《水利水电快报》创办于1980年，是由水利部主管，长江水利委员会主办的水利水电类综合性科技期刊，国内外公开发行。[1]

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建构河流伦理 | 河流伦理的“四梁八柱”框架探析

建构河流伦理 | 河流伦理的“四梁八柱”框架探析

摘要：面对全球性生态危机加剧与流域治理范式转型的双重需求，河流伦理作为一种新的理论架构，为破解河流生态危机、推动可持续发展提供了新的思路。通过跨学科研究，认为河流伦理属于应用伦理下的生态伦理分支;在河流伦理现有内涵(有生命、价值、权利、智慧、品德、灵性的)基础上，进一步增加其内涵（有美感、文化的);从古代治水智慧、马克思主义生态观、新时代生态文明等角度，阐述了河流伦理的重要意义。初步提出河流伦理的“四梁八柱”框架，即4个方面的价值观念（敬畏河流、尊重河流、关爱河流、保护河流）和8个方面的协同体系（思想、法规、科技、治理、评估、管理、教育、文化体系）。该框架旨在倡导人们认同人与河流生命共同体观念，尊重河流自然规律，维护河流健康生命，最终实现人与自然和谐共生。研究成果可为河流伦理实践提供理论参考，对新时期全面推进江河治理具有重要意义。
生态智慧水利与水网工程智能化 | 基于神经网络的渠引水工程智能调控装置系统设计及应用

生态智慧水利与水网工程智能化 | 基于神经网络的渠引水工程智能调控装置系统设计及应用

摘要：针对渠引水工程群在多目标运行中存在控制装置结构单一、控制响应滞后与调控精度不足等问题，设计一种面向供水－发电－生态调度目标的渠引水工程智能调控装置系统，并提出基于水位－流量耦合反馈的联合自动控制方法。该系统采用多闸门联动布设与分层感知结构，通过机理建模与双阶段神经网络协同控制策略，实现从PID参数自适应优化到控制结果动态修正的闭环调节流程。利用该系统在北疆典型引水灌区开展了为期9d的生态补水试验，验证了系统在动态负荷变化下的响应性与稳定性。结果表明：该系统可将水位波动控制在 ±0.10m 以内，控制响应时间缩短至35s，水能转化效率提升超过 30% ，具备良好的自学习能力与适应性。研究成果可为渠引水工程群的智能化改造与国家水网智能化运行提供技术支撑。
生态智慧水利与水网工程智能化 | 装配式岸线工程数字化场景平台构建研究

生态智慧水利与水网工程智能化 | 装配式岸线工程数字化场景平台构建研究

摘要：为提升装配式岸线工程在复杂水文环境下的智能建造与全生命周期管理能力，提出装配式岸线工程"数字化场景”构建方法，并依托保定市“一干三支”生态廊道治理工程，研制出融合感知建模、智能分析与任务反馈的一体化平台。平台基于“状态驱动-模型联动－任务闭环”的建造逻辑，构建感知建模层、分析服务层、应用交互层与数据中台4层架构，打通BIM、GIS与水动力模型之间的语义壁垒，实现构件级至系统级的动态协同。平台融合多源传感数据与实时建模能力，支持任务触发、路径优化与结构预警等多场景响应，有效适应多专业耦合与工况扰动频繁的复杂需求。相比传统数字孪生系统，所构建的数字化场景平台更强调语义中间层支撑下的多模型联动、状态感知驱动的任务响应与多角色协同机制。该平台已在典型城市水系治理工程中部署应用，在建造效率、运维适应性与组织管理等方面表现出良好效果，为装配式水利工程的智能建造提供了系统支撑。
生态智慧水利与水网工程智能化 | 数字孪生技术在滨河岸线工程中的应用研究

生态智慧水利与水网工程智能化 | 数字孪生技术在滨河岸线工程中的应用研究

摘要：针对城市滨河区域更新的复杂需求,提出了一种基于数字孪生理念与技术的滨河岸线工程应用方式。从工程全生命周期视角出发，构建了覆盖设计、施工与运维3个阶段的模型体系与技术框架。在设计阶段，模型可支持多专业协同与参数化方案生成，提升了构件适配性与可实施性；在施工阶段，模型转化为调度执行平台，支撑进度控制、设备联动与工艺仿真；在运维阶段，模型通过承载运行状态感知、风险识别与维护决策等功能，支撑数据闭环的构建。研究系统梳理了数字孪生技术可支撑工程运行的关键要素，包括信息模型构建、多源感知系统、三维可视平台与智能分析引擎，形成了一套具有可扩展性与适应性的滨河工程数字化集成方案。成果可为复杂城市水利基础设施的数字化建设与智能化管控提供技术参考。
水文智能预测与调整 | 基于机理-数据混合驱动模型的枯水期径流预报

水文智能预测与调整 | 基于机理-数据混合驱动模型的枯水期径流预报

摘要：随着全球气候变化和人类活动的影响，极端干旱天气频发，水资源供需矛盾日益突出。径流预报是水资源精细化调配的基础，对于枯水期水资源管理更具有重要意义。枯水期的径流量相对较小，水文条件更加复杂多变，机理模型可解释性较强，但模型复杂，参数众多且难以确定;数据驱动模型具有强大的非线性处理能力,但缺乏对径流形成过程的描述。采用新安江模型的机理过程,将径流形成的机理解释与长短期记忆神经网络(LSTM)模型相结合,提出了适用于枯水期径流预报的机理－数据混合模型，并将其应用于阳河上游流域，以 2020～2024 年部分枯水期数据为基础，开展径流模拟和日尺度的预报研究。结果表明，机理－数据混合驱动模型在不同的枯水期的径流预报中性能表现良好，可为枯水期水库调度、水生态环境保护等提供更有力支持。
水文智能预测与调整 | U-net网络在流场预测中的应用研究综述

水文智能预测与调整 | U-net网络在流场预测中的应用研究综述

摘要：计算流体动力学采用数值模拟计算方法对流体控制方程进行求解，易存在计算成本高且效率低等问题。U-net网络以其对称的编码器－解码器结构及跳跃连接，能够捕捉输入数据中的局部特征和全局信息，在流场预测中表现优异。基于此，对卷积神经网络研究中的U－net网络热点问题进行综述，对U-net网络结构原理进行阐述，并从物理约束引入、时间依赖性建模、混合分辨率建模、神经算子引入以及残差网络融合等方面对U-net网络模型在流体模拟中的应用与改进进行总结，并对U-net未来发展方向进行了展望。研究结果表明：引入物理约束使得模型能够在没有标注数据的情况下通过优化控制方程来提高预测精度;时间依赖性建模通过潜在空间学习流场的时序变化；混合分辨率建模可有效处理复杂流场，尤其是湍流；神经算子引入傅里叶变换，可提升模型的全局特性捕捉能力;融合残差网络提高了模型的稳定性和训练速度。
水文智能预测与调整 | 基于CNN-LSTM的水库多目标优化调度规则提取

水文智能预测与调整 | 基于CNN-LSTM的水库多目标优化调度规则提取

摘要：为提升复杂水资源系统调度的科学性与智能化水平，以黄河上游龙羊峡水库为研究对象，提出一种融合多目标优化与深度学习的水库调度规则提取框架。基于1956\~2023年的月尺度数据，构建发电量最大和缺水量最小的双目标优化调度模型，采用NSGA-I获取Pareto最优解集。利用LSTM、CNN、CNN-LSTM和RF等模型对最优调度方案的出库流量序列进行规则提取与拟合。研究从调度目标和模型性能两个维度评估规则提取效果。研究结果表明：CNN-LSTM在3类调度目标中均表现最优，拟合精度分别达0.94（发电）、0.92(供水)和0.95(折中），显著优于其他对比模型。该方法为水库多目标调度规则提取提供了有效途径，并为模型选择提供了参考。
地质灾害机理与监测 | 粗糙单裂隙溶质运移研究现状与展望

地质灾害机理与监测 | 粗糙单裂隙溶质运移研究现状与展望

摘要：随着人类工程活动和自然地质过程的加剧，裂隙介质中的溶质运移机制研究已成为环境地质与岩土工程领域的核心课题之一。单裂隙作为裂隙网络的基本组成单元，其溶质运移特性对理解裂隙网络中的物质传输具有重要意义。综述了粗糙单裂隙溶质运移的研究进展，重点探讨了裂隙几何特征（如粗糙度、开度、接触面积等)和外部应力作用对溶质运移的影响机制。通过数值模拟和室内试验，揭示了溶质运移的非均质性和非费克行为（如“早到”和“拖尾”现象)。数值模拟为研究复杂地质条件下的裂隙溶质运移提供了高效工具，而室内试验则通过击穿试验和可视化试验直观展示了溶质在裂隙中的运移过程。尽管已有研究取得了显著进展，但裂隙几何特征的复杂性、应力-渗流-溶质运移的耦合机制、非费克运移现象的定量描述等问题仍需进一步研究。未来研究应结合多场耦合机制、多尺度效应及高精度实验验证，为核废料贮存、污染物迁移等实际问题提供理论支持。
地质灾害机理与监测 | 拦沙坎在山洪水沙调控应用中的研究进展及趋势

地质灾害机理与监测 | 拦沙坎在山洪水沙调控应用中的研究进展及趋势

摘要：拦沙坎作为一种重要的山区沟道治理工程措施，通过拦截泥沙、减缓流速、改变水流结构等方式，在防治山洪灾害和控制沟道侵蚀方面发挥着关键作用。系统综述了拦沙坎在山洪水沙调控中的分类、作用机制、优化设计研究进展及未来发展趋势。介绍了拦沙坎的基本分类，分析了其在调控水沙过程中的物理机制和数学模型。在此基础上，探讨了拦沙坎研究面临的挑战和未来发展方向，包括新型材料应用、极端气候适应、智能化监测等方面。
地质灾害机理与监测 | 基于SBAS-InSAR的滑坡变形监测研究

地质灾害机理与监测 | 基于SBAS-InSAR的滑坡变形监测研究

摘要：传统的滑坡监测方法存在成本高、效率低、空间覆盖有限等缺点，不能实现高效面域观测。阐述了SBAS-InSAR技术及其基本原理，采用SBAS-InSAR技术对三峡库区藕塘滑坡进行变形监测，利用哨兵卫星数据获取高精度地表变形信息，并开展数据处理、变形解算和结果分析。结果表明：SBAS-InSAR监测结果与水准观测值的相关性较高，均方根误差也较小。该技术在监测库区滑坡垂直变形方面具有较高的精度和可靠性，能够满足滑坡安全监测的需求。研究结果为滑坡灾害预警和防治提供了科学依据，对三峡库区库岸滑坡监测具有参考价值。
地质灾害机理与监测 | 基于VMD-SSA-LSTM的滑坡变形预测模型研究

地质灾害机理与监测 | 基于VMD-SSA-LSTM的滑坡变形预测模型研究

摘要：为准确预测滑坡变形趋势、预防灾害的发生，提出了一种基于VMD-SSA-LSTM的滑坡变形趋势预测模型。首先，利用变分模态分解模型（VMD)将滑坡GNSS 监测曲线分解为多个子信号；然后，通过麻雀搜索算法（SSA)优化长短期记忆网络（LSTM），对每个子信号进行趋势预测分析；最后将多个预测值相加,得到趋势预测结果。通过将该模型与LSTM、VMD-LSTM、BP神经网络模型进行对比，验证其预测效果。结果表明：相较于其他模型，VMD-SSA-LSTM预测模型提升了对复杂时序特征的适应性，能使训练及测试精度更高;该模型的预测结果与实际变形结果相符，具有较高的适应性，可用于滑坡趋势预测分析。
地质灾害机理与监测 | 金沙江白格堰塞坝场地经验格林函数测试分析

地质灾害机理与监测 | 金沙江白格堰塞坝场地经验格林函数测试分析

摘要：堰塞坝复杂的溃决过程会激发频率成分丰富的地震动信号。为查明堰塞坝场地的经验格林函数，利用实测地震动信号揭示堰塞坝溃决动力参数，以2018年金沙江白格堰塞湖灾害为例，在堰塞湖坝址开展主动撞击试验，获取了白格堰塞坝场地的经验格林函数，并验证了其准确性。结果表明：基于场地经验格林函数反演的垂向撞击力均值与真实值误差范围为 6.4%～14.3% ，误差均值为 10.56% 。通过现场锤击试验可以获取白格堰塞坝场地的经验格林函数，为后续利用实测地震动信号反演白格堰塞坝溃决过程提供理论基础。研究成果可为同类型堰塞坝溃决动力特征参数的间接监测提供参考。
运行与管理 | 考虑坝段特性差异的丹江口水库大坝安全风险评估

运行与管理 | 考虑坝段特性差异的丹江口水库大坝安全风险评估

摘要：坝段特性差异对大坝安全风险评估结果具有相应的影响，以丹江口水库大坝为例考虑坝段特性开展安全风险评估。按照坝型和坝段划分评估单元，深入剖析可能发生的风险事件及存在的风险因子，构建了风险评估层次结构模型;采用层次分析法和以德尔菲法为核心的专家评分方法，参考工程建设和运行相关资料，充分考虑不同坝段的特性差异，确定评估单元的权重系数;根据工程实际制定了包括风险可能性标准和风险严重性标准在内的风险等级评价标准，由此计算出各评估单元的风险量值，并逐层向上集成，最终得到该水库大坝的风险评估结果。结果表明，丹江口水库大坝风险量值(5.91)较小，风险等级（Ⅱ级)较低，为一般风险。该风险评估方法有助于进一步管控风险，可为保障工程安全运行提供支撑。
运行与管理 | 江西省鹰潭市用水权交易试点实践研究

运行与管理 | 江西省鹰潭市用水权交易试点实践研究

摘要：为优化区域水资源开发利用效率，探索区域水权交易，通过梳理江西省鹰潭市所辖月湖区、余江区和贵溪市以及全市用水总量控制指标，分析区域节水规划及各项用水定额，提出各行业规划用水需求、可交易水量、交易区间价格及期限。结果表明：此次余江区和贵溪市分别受让的50万 m³ 水量，占鹰潭市市级统筹指标总量的 1.67% 、占2030年全市用水总量的 0.05% 。交易完成后，余江区和贵溪市的控制指标分别增加50万 m³ ，鹰潭市总量控制指标不变，并获得10万元/a的转让费。此次用水权交易有效优化了水资源配置，提高了控制指标资源的利用效率，为区域经济社会发展提供了水资源保障。为确保交易顺利推进，建议加强水资源节约、管理与保护，完善水资源利用体系，提升区域可持续发展能力。
环境与生态 | 汉江流域陕西段不同缓冲区尺度土地利用对水质的影响

环境与生态 | 汉江流域陕西段不同缓冲区尺度土地利用对水质的影响

摘要：河流缓冲带作为河流生态系统的重要组成部分，研究其土地利用变化不仅对河流水质健康有重要意义，同时也为地方政府制定水污染防治政策提供理论依据。以汉江流域陕西段为研究区，基于12个站点TP、TN、COD等水质指标和近20a的土地利用数据，利用GIS生成多尺度缓冲区，结合RDA、Spearman、相关地理探测器方法，分析了土地利用与水质的关系。研究结果主要包括3个方面： ① 阐明了流域内林地和耕地占主导的土地利用结构及其沿河空间分布规律，并分析了缓冲区尺度变化对土地利用类型占比的影响； ② 揭示了COD、TN和TP等水质指标在丰、枯水期的含量变化特征及其与草地、水体、人造地表等用地类型的相关性，明确了不同水文期的主要驱动因子； ③ 探讨了多缓冲区尺度下林地、草地、耕地和水体等对水质指标的显著影响范围、解释率及正负相关性转变规律，并发现因子间交互作用会增强对水质的影响。研究结果可为促进陕西汉江流域水环境管理、保护水质健康提供参考。
环境与生态 | 河湖健康评价在生态清洁小流域治理中的应用探讨

环境与生态 | 河湖健康评价在生态清洁小流域治理中的应用探讨

摘要：为提升小流域治理的针对性与科学性，通过对比分析河湖健康与生态清洁小流域两者在评价目标、时段、指标及结果方面的差异与联系，探讨其相互支撑机制，并以河湖健康评价结果指导小流域治理措施设计。研究结果表明：河湖健康评价可为生态清洁小流域的前期区域筛选、中期措施设计和后期效果评估提供定量依据，实现“清水下山、净水入河入库”的治理目标。将河湖健康评价融入生态清洁小流域治理全过程，可有效提升水土保持工作的系统性和河湖生态健康水平，为以小流域为单元的河湖健康管理提供参考。
环境与生态 | 湖北省 500kV 输电线路工程水土流失特征及影响因子分析

环境与生态 | 湖北省 500kV 输电线路工程水土流失特征及影响因子分析

摘要：为分析 500kV 输电线路水土流失主要特征与其主要影响因子的关系，采用工程现场勘查和资料收集分析相结合的方式进行研究。结果表明：湖北省 500kV 输电线路工程施工期土壤侵蚀强度级别达到中度，施工期平均土壤侵蚀模数显著高于自然恢复期，达到4.56倍;塔基区土壤流失量最大，占流失总量的74.85% ;山丘区的土壤侵蚀模数平均值为平原区的1.26倍。气候、下垫面、土壤等自然因素和地表占压扰动等人为因素均对湖北省 500kV 输电线路工程产生不同程度水土流失影响。主要人为影响因素有地表扰动面积、土石方开挖回填及临时堆存。研究成果可为 500kV 输电线路工程方案设计、水土保持监测与水土流失控制提供借鉴。
水利信息化 | 藻渡水库工程安全智能分析预警系统设计与应用

水利信息化 | 藻渡水库工程安全智能分析预警系统设计与应用

摘要：为提高藻渡水库工程的安全监测管理标准化水平，提升安全监测管理效率，以工程安全监测自动化为基础，基于藻渡水库枢纽工程和输水工程的二、三维可视化场景和数据底板，开发了包含工程管理、监测管理、资料分析、监测预警、巡视检查、三维展示等功能的藻渡水库工程安全智能分析预警系统。该系统针对水库枢纽工程和输水工程结构特点、安全隐患与薄弱环节，建立安全状态分析模型，并采用数据融合、数据挖掘、机器学习等手段，实现了对工程安全性态演化趋势的分析预测，输入预测成果后，系统可调用安全预警模型以及工程险情、决策会商、专家经验等有关知识，对工程安全隐患进行分级预警，快速捕捉异常部位和及时发布预警信息，保障工程安全稳定运行，支撑水库发挥综合效益。
水利信息化 | 基于无人机的龙河口水库智能巡检系统设计与应用

水利信息化 | 基于无人机的龙河口水库智能巡检系统设计与应用

摘要：针对无人机航拍技术在水库大坝安全监测巡检应用中存在的无人机巡检效率低、无人机机场选址困难、巡检智能水平不高等问题，结合水库管理业务特点和现场工作环境，提出了基于无人机的水库智能巡检系统设计方法。通过水库巡检系统业务功能设计、无人机机场平台设计和水库智能巡检AI应用，以龙河口水库为例进行工程实践。结果表明：该系统解决了无人机机场复杂环境布设问题，大幅提高了巡检效率，实现了龙河口水库“无人值守、自动巡航、AI智能巡检”的水库智能巡检目标。
水利信息化 | 基于大数据感知的智能投标管理系统在水利工程中的应用

水利信息化 | 基于大数据感知的智能投标管理系统在水利工程中的应用

摘要：水利工程投标活动需要投入大量人力、财力，且一些关键环节易受人为因素影响。针对投标活动中出现的实际问题，提出了一种基于大数据感知的智能投标管理系统。该系统构建了一个智慧管理平台，能够汇集并保存从标讯信息推荐、商务文件编制到投标流程标准化管理等全过程的各项数据，初步集成了在线编辑、数据协同、权限管控等一体化投标业务数字化服务。通过机器学习算法对海量历史投标数据进行分析，系统能够精准预测项目中标概率，并实时追踪市场动态、解析竞争对手策略，从而动态优化资源分配，智能推荐最佳投标方案。该系统不仅可提升投标工作的灵活性和效率，还通过强化数据安全与团队协作，为企业快速投标分析决策提供依据，年均成本节省约5600万元，有利于帮助企业赢得市场竞争优势，并推动水利行业运营向数据驱动的智能化方向转型。

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