摘要:为了克服传统水库 DEM 提取方法在禁飞区地形获取与水陆交界区域融合方面的局限,提出一种融合卫星立体测图、无人机 LiDAR、无人船单波束测深及 RTK 水边线测量的“天空地水”协同高精度 DEM 提取方法。通过联合 RTK 散点数据构建误差改正模型,提升卫星立体测图在禁飞区的 DEM 精度;提出基于水边线约束的指数衰减权重融合算法,实现水陆 DEM 无缝拼接,削弱交界处高程阶跃效应。整合卫星、无人机、RTK 和无人船等多平台数据,突破禁飞区限制与水陆动态交界带的地形获取难题。以亭子口水利枢纽为例,构建全域高精度融合 DEM,核算水库库容并与 2005 年库容数据进行对比。结果表明:方法有效提升了 DEM 在禁飞区与水陆交界带的数据精度与连续性,基于该 DEM 的库容核算显示 2024 年亭子口水库死库容较 2005 年减少 8.47%,防洪库容和兴利库容分别减少 0.19% 和 0.23%。本方法可为水库精细化管理和淤积评估提供可靠的 DEM 数据基础与库容分析手段。
摘要: 针对传统边坡形变监测依赖人工布设标志点, 成本高、风险大、自动化程度低等问题, 提出一种基于无人机摄影测量的自动化监测方法。通过搭载高分辨率相机及 RTK/IMU 定位技术的多旋翼无人机, 获取目标边坡多期贴近摄影影像并生成三维模型及正视投影影像, 然后通过自动影像配准识别系列同名像点, 基于不规则三角网 (TIN) 内插计算获取同名点三维坐标, 对比不同时期三维坐标差异, 获取位移量。对金沙江支流鲹鱼河右岸边坡开展实例分析, 结果表明: 该方法无需在边坡表面布置监测标志点, 降低了人工布点的风险与成本, 提高了监测效率和精度, 能实现自动化面状监测, 可准确反映边坡表面的整体形变情况。研究成果为边坡形变监测提供了一种安全、高效、可靠的新途径, 具有广阔的应用前景。
摘要:为满足水利工程精细化管理需求,提出一种基于倾斜三维模型构建多视角正视影像的方法。该方法以地形单元的最佳拟合平面充当投影面,进而生成多视角正视影像,能精准展现形状复杂目标的几何结构,并详尽复刻其精细构造。经溪洛渡水电站试验表明:生成的正视影像平面X、Y方向中误差分别降至3.2 cm、3.4 cm,高程中误差降至5.8 cm。该方法打破了传统以水平面为投影面的限制,能最大限度地呈现复杂目标的立面细节,有效攻克了倾斜三维模型及贴近摄影测量在精准表达地物表面信息上的难题。研究成果可对水利工程精细化管理提供参考。
摘要:为提升三峡库区支流的水文监测能力,保证三峡库区支流地形数据的完整性,提出运用无人船对三峡库区支流水下地形中淤泥较深、无法通航等区域开展补充测量,介绍了无人船的组成、测量原理、外业采集与内业数据处理流程。在重庆市奉节县至江津之间的三峡库区支流水下地形测量实践应用中,对各项检测及比测结果进行深入分析与展示,并严格进行精度评定。精度分析结果表明,无人船测量精度完全满足相关规范要求。研究成果对特殊复杂水下地形的补充测量工作具有借鉴意义。
摘要:长江中游复杂的水文过程和频发极端气候事件对径流量预测构成挑战,解析关键水文断面间的流量动态耦合关系并构建径流预测模型,对揭示流域水文响应机制和优化水资源配置具有重要意义。基于长江中游5个关键水文断面(宜昌、沙市、监利、螺山、汉口)日尺度水文气象数据,通过整合上游来水量、区域降水、气温及断面历史流量数据,构建自回归分布滞后(Autoregressive Distributed Lag, ARDL)模型,定量解析断面间水流时滞响应特征,对径流进行预测。结果表明:上游来水流量、区域降雨和气温对下游断面日流量的影响存在1~5 d不等的滞后,且不同断面的主导滞后因子各异。在训练期,ARDL模型在5个断面的径流预测中均表现较好,确定系数 R2 均超过99%,验证期的 R2 均高于0.93,均方百分比误差均低于5%。该ARDL模型可为长江中游径流预测提供参考。
摘要:为提升珠江流域暴雨频率估计精度,以珠江流域63个站点年最大降水序列为数据基础,采用GLO、GEV、GNO、GPA和P-Ⅲ五种频率分布曲线,对比水文气象分区线性矩法与常规矩法参数估计的无偏性和稳健性;融合气象成因与水文统计特性划分水文气象一致区,通过蒙特卡洛模拟和均方误差筛选各一致区最优分布,进而分析流域暴雨频率的时空分布特征。结果表明:水文气象分区线性矩法在无偏性和对特大值的稳健性上显著优于常规矩法;珠江流域被划分为5个水文气象一致区,最优分布依次为GEV、GNO、GLO、GEV、GEV。流域2~1000 a重现期暴雨频率估计值范围为68.43~857.99 mm,且估计值随重现期延长呈系统性增长。暴雨高值区集中在东南沿海,低值区分布于东北、西北地区,北部109°E~111°E、24.5°N~26°N为暴雨中心;流域频率估计值与实测值整体相关系数达0.9732,降水量200 mm以下拟合精度高,降水量200 mm以上偏差增大。水文气象分区线性矩法可适用于珠江流域暴雨频率分析,研究确定的各一致区最优分布及暴雨频率时空特征,可为流域防洪减灾、水资源综合管理提供参考。
摘要:为探究高原城市昆明市中心城区暴雨内涝风险特征,采用 GIS 数据库与 SWMM 模型共同构建暴雨径流模型,模拟昆明市不同重现期下的地表径流情况,分析了研究区产流风险、总径流量、峰值流量变化情况,以及下垫面条件对地表径流的影响。结果显示:总径流量、峰值流量、径流系数、径流深度均随着降雨重现期与不透水面积比的增加而增大;各重现期降雨条件下,严重内涝危险区主要位于中部和南部,重现期 5 a 时,低、中低产流风险区分别占 10.56%、68.83%,重现期增加到 100 a 时,中高、高产流风险区分别占 72.49%、24.25%;随着降雨重现期增大,降雨强度和降雨量对产汇流过程的影响远大于下垫面条件的影响。应通过优化绿地布局、升级排水管网、在地势低洼处增设调蓄池等措施,降低城市内涝风险。研究成果可为昆明市内涝防治提供参考。
摘要:为提高水文监测的准确性与可靠性,基于不同机器学习算法(孤立森林、随机森林和k近邻),对山西省东榆林、韩家楼、新绛、赵城水文站的水位数据进行异常值检测。综合考虑水位数据时间序列、季节性波动等特征,针对不同水文站数据的特性和异常值分布情况对各算法进行精细优化,并采用 F1 分数和ROC曲线对各算法性能进行评估。结果表明:3种算法在不同水文站的水位异常值检测中均具有一定的分类能力;其中随机森林算法凭借其集成学习特性, F1 分数达到0.923~0.950,AUC值均达到1,整体检测性能最佳。研究成果可为水资源的科学管理和防洪减灾提供参考。
摘要: 花马湖地处长江中游南岸, 受人类活动和自然因素影响, 湖泊面积、容积急剧缩减, 湖泊生态功能严重退化, 湖泊的保护与治理面临严峻挑战。通过对已有图集文献资料的整理, 基于实测地形数据统计, 并结合实地经济社会活动变化调查等, 对花马湖湖群近 70 a 来的演变趋势与成因进行分析, 提出花马湖及长江中下游沿江湖泊治理与保护的对策。结果表明: 与 20 世纪 50 年代相比, 花马湖面积缩小 76.8%, 子湖花家湖、走马湖面积缩小 70% 以上, 黄山湖面积缩小约 13%, 围垦养殖、城市开发和冲淤失衡是导致湖泊面积、容积急剧缩减的 3 个最主要原因。通过确权划界、退垸还湖工程、生态治理工程、加强巡查等措施, 湖泊面积、容积逐步恢复, 可减少人类活动的不利影响, 保障湖泊生态服务功能。
摘要:为研究抽水蓄能电站在复杂工况下的边坡稳定性,以黔南抽水蓄能电站下水库大坝右岸覆盖层边坡为研究对象,根据现场条件,将边坡划分为6种工况。通过工况6拟合覆盖层力学参数,得到天然状态和饱和状态下黏聚力分别为20 kPa和17 kPa,基于拟合的覆盖层力学参数,通过Geo-Studio中SLOPE/W模块对工况1~5边坡稳定性进行计算分析。结果表明:原始边坡在自然和暴雨状态下安全系数分别为1.548和1.319,均处于稳定状态;1:1和1:0.6坡比开挖后,自然状态下安全系数为1.172和1.143,处于基本稳定至稳定状态,暴雨工况下安全系数降至1.018,局部失稳。计算结果与现场边坡现状吻合,表明了拟合参数的科学性与合理性。据此提出针对性治理措施,并计算得出治理后边坡在各类工况下均满足设计规范要求。研究成果可为类似边坡支护工程提供参考。
摘要: 为研究顶管施工下穿对既有铁路路基的影响,依托南水北调配套工程大兴支线顶管下穿京九铁路,通过 MIDAS GTS NX 数值模拟软件对施工过程进行模拟分析,在施工期间采用自动化监测方法实时监控铁路路基沉降,分析顶管隧道下穿铁路路基所引起的变形规律,对铁路路基沉降槽曲线参数进行了拟合。结果表明:对比数值模拟结果和监控数据的沉降趋势一致,施工期间铁路路基数值模拟的最大累计沉降为 5.5 mm,轨道最大累计沉降为 1.6 mm。通过对扰动范围内土层进行加固,可以保证铁路线路的正常运营,使穿越影响范围内的结构处于可控状态。
摘要:以亭子口灌区工程云雾寨隧洞为例,基于地质调查、现场测试和室内试验等方法分析了非煤系地层小断面水工隧洞瓦斯的特征。结合工程实际对瓦斯防治措施进行了研究,对防治效果进行了分析并提出相应防治措施。结果表明:①云雾寨隧洞位于油气运移指向区,洞身穿越的非煤系地层赋存气囊型瓦斯,通风稀释瓦斯难度大,为小断面高瓦斯隧洞。②施工过程中检测到云雾寨隧洞掌子面瓦斯浓度最大值为1.1%,涌出点瓦斯浓度最大值为76%,回风流瓦斯浓度最大值为0.2935%,后续施工可能遭遇高浓度瓦斯涌出。③采用“混合式+压入式”的双风机通风模式能有效稀释非煤系地层小断面隧洞内积聚的瓦斯气体,定量分析结果显示掌子面及回风流瓦斯浓度与风速呈高度负相关关系。
摘要:为充分利用华阳河蓄滞洪区建设工程(安庆市)料场的砾石土,以解决料场黏土料源不足的问题,以汪家冲土料场砾石土为研究对象,开展室内颗粒分析、渗透试验与现场碾压试验,研究该土料颗粒级配范围及压实度、渗透系数、碾压遍数之间的关系。结果表明:该料场砾石土的压实度与渗透系数呈负相关关系,压实度越高,渗透系数越小,且压实度达到95%时,可使渗透系数不大于 1×10-4 cm/s;通过剔除大粒径和提高压实度,可使砾石土的粒径含量与渗透系数指标满足规范要求。提出了相应的砾石土碾压参数,可使其达到95%的压实度,即松铺厚度30 cm、静压2遍+振动碾压4遍,或松铺厚度40 cm、静压2遍+振动碾压6遍。研究成果可为华阳河蓄滞洪区及类似堤防工程的填筑提供参考。
摘要:为系统梳理透明土技术在覆盖层灌浆扩散研究中的应用现状,并探讨其未来发展趋势,对透明土覆盖层灌浆试验及理论相关的文献开展研究。归纳了适用于岩土工程的透明土骨架材料与孔隙流体体系,明确了透明土覆盖层灌浆模型试验的相似比确定原则;总结了透明土浆液流动显示技术的光学原理、信息记录方法及数字图像处理技术的进展,阐述了该技术在覆盖层灌浆研究中的独特优势;基于透明土试验在灌浆理论探索中的应用,系统梳理了其在灌浆关键控制因素分析、浆液扩散机理研究、灌浆工艺优化及加固效果评价4个方面的贡献。结果表明,当前覆盖层灌浆研究中的透明土技术应用存在4个关键问题:①透明土与天然覆盖层材料的物理力学相似性不足;②浆液材料相似性不足,难以真实反映水泥浆液的流变特性;③尺度效应与边界效应显著,界面条件与工程实际存在偏差;④现有透明土灌浆效果研究仍以定性分析为主,缺乏系统的定量研究。提出未来可从以下方面进一步发展:①研发力学特性与天然地层高度相似的透明土覆盖层材料;②开发流变特性与工程浆液一致的透明浆液;③构建大尺度透明土试验系统;④推动透明土试验与数值模拟的耦合分析,实现透明土技术从定性观测向定量预测工具的转变。研究成果有助于深入探究覆盖层灌浆机理和揭示灌浆对覆盖层介质的复杂影响规律,可以为灌浆工程设计优化、推动灌浆理论与技术进步提供参考。
摘要: 针对超大跨径车行索道桥受力安全评估难题, 以大渡河双江口水电站库区超大跨径(跨径390 m)索道桥——业隆索道桥为研究对象, 通过理论计算推导主索参数, 结合 Midas Civil 软件建立有限元模型, 并验证其可靠性, 同时开展现场试验进行安全性研究。结果表明: 有限元模型计算的索道桥在空索与空载阶段的矢度误差分别为0.43%和0.11%, 张力误差为1.05%和2.96%, 精度较高; 60 t重车偏心加载下的索力最大增量为24.2 kN, 主索安全系数为2.93, 主索安全储备充足; 实际主缆线形平顺, 与理论值吻合度高; 静载挠度校验系数0.47~0.88, 结构刚度储备充足; 一阶自振频率为0.254 Hz, 冲击系数≤1.279, 动力响应正常; 实测纵坡坡度4.25%~7.16%, 车辆顺利爬坡, 满足重载交通需求。研究成果可为同类索道桥运行期受力安全研究及运营维护提供参考。
摘要:为建立温度与荷载速度耦合作用下的水工沥青混凝土大梁弯曲本构模型,基于大尺度沥青混凝土梁弯曲试验系统,在多个温度及荷载速度区间开展了弯曲试验,基于弯曲试验结果整合邓肯-张EB模型与材料温度等效原理,构建了适用于水工沥青混凝土心墙的温度-加载速率双参数本构模型。结果表明:①在0℃条件下,沥青混凝土的弯曲强度随加载速率提高显著增大(从0.90 MPa增至2.90 MPa),与加载速率呈现明显的正相关性,但同时临界弯曲应变参数未表现出速率敏感性;②当温度升至10℃~20℃区间时,弯曲强度仍随加载速率增大而增强,而临界弯曲应变参数则随加载速率提高出现显著的应变软化现象;③该模型能准确反映材料在不同温度-加载速率组合下的力学响应特性,预测误差小于8.5%。
摘要: 全断面硬岩隧道掘进机(TBM)在隧洞建设过程中常遇到软弱松散不稳定围岩条件,极易发生围岩垮塌,造成刀盘或护盾被卡事故。准确实时预测TBM掌子面围岩等级,对于及时调整掘进支护参数,保障施工安全具有重要意义。以吉林省中部城市引松供水工程为例,利用麻雀优化算法(SSA)和4种机器学习方法(RF、XGBoost、SVM、LSTM),提出了基于麻雀优化集成模型的TBM隧洞围岩等级预测方法。结果表明:① SSA能够不同程度提升机器学习模型的预测精度,经过模型性能指标对比,SSA-RF和SSA-SVM优化模型预测性能好于SSA-XGBoost和SSA-LSTM。② 选择SSA-RF和SSA-SVM作为基模型并利用权重优化组合集成模型SSA-RF-SVM,经过模型性能分析,SSA-RF-SVM在测试集中性能表现最好。③ 综合对比上述所有建立的模型性能,围岩等级预测准确度从高到低依次为SSA-RF-SVM、SSA-RF、RF、SSA-SVM、SSA-XGBoost、SSA-LSTM、XGBoost、SVM、LSTM。
摘要: 土体初始结构强度是保障工程稳定的核心参数,传统抗剪强度指标及先期固结压力难以准确反映结构性土的胶结特性与复杂应力响应,导致工程中土体原始结构评估存在困难。提出了使用临界荷载 Py 表征土体初始结构强度,通过侧限压缩试验获取孔隙比-压力数据,采用多项式等模型拟合压缩曲线,利用曲率分析确定临界状态点,联立方程求解 Py 。将该方法应用于吉林某引调水工程中,结果表明:天然与饱和粉质黏土的 Py 差异达 40%,含水量影响胶结力,且数值法精度较传统方法有所提升。该方法能有效反映土体原位承载能力,为软黏土等结构性土的工程设计提供理论支撑,提升地基稳定性评估精度,降低工程安全风险。
摘要:为深入探究城市不透水面与地表温度的空间关系及其空间分异特征,基于遥感影像数据,利用归一化不透水面指数提取长株潭城市群不透水面,借助大气校正法反演地表温度,并系统分析不透水面与地表热环境时空格局的动态变化及其分异特征,同时运用双变量空间自相关方法探讨二者之间的空间关联关系。结果表明:①受高程、坡度、人口密度、经济发展水平、规划政策等因素影响,2000~2020年长株潭城市群不透水面面积显著增加,净增长了787.6 km2;不透水面空间分布与城区建成区的分布相一致,并呈“大面积集中、小面积分散”的特征;②长株潭城市群热场等级以中温区为主,低温区和高温区较少,但高温区的面积呈现波动上升趋势;③长株潭城市群不透水面与热环境效应具有显著的空间正相关性,空间聚集类型以高-高聚集和不显著为主,高-高聚集分布在城市群中部,并向四周扩散。研究结果可为长株潭城市群缓解城市热岛效应、优化国土空间布局提供理论依据。
摘要: 水土流失治理对于实现生态安全与可持续发展至关重要,有必要把握该领域的研究动态与未来方向。结合文献计量工具 CiteSpace 与主题模型 BERTopic,系统分析 2005~2024 年水土流失治理领域发表的中文文献,揭示其研究动态与未来方向。结果表明:国内研究热点呈现地域化差异,从传统的土壤侵蚀控制,已逐步拓展至生态补偿机制、信息化监测等前沿领域。基于 BERTopic 模型识别出 31 个主题,并归纳为五大核心研究领域。未来研究将围绕植被-土壤协同修复技术创新、生态服务价值动态评估、政策驱动与多技术融合治理、智能化监测平台构建等方向深化,推动精准治理与碳中和目标衔接。建议加强跨学科技术研发与区域差异化治理模式探索,通过智能监测网络与生态价值转化机制创新,为土地退化防治提供系统性解决方案。
摘要:为科学评价共同富裕背景下水库移民后期扶持效果,以江西省武宁县东山村水库移民为研究对象,通过筛选56项指标构建了水库移民后期扶持效果评价指标体系,运用层次分析法(AHP)确定了各项指标的权重,利用模糊综合评价法(FCE)对江西省及东山村2020~2024年水库移民后期扶持效果进行评价。结果表明:江西省评价等级介于“一般”与“较好”之间,东山村评价等级介于“一般”与“好”之间,2022~2024年东山村评价得分明显高于江西省;东山村社会保障水平评价等级较低,需加大对老龄移民的扶持,江西省移民产业发展水平评价等级较低,需加大对移民产业发展的指导和资金投入。研究结果可为水库移民后期扶持政策的延续与调整提供参考和依据。
摘要:传统水库移民安置机制在移民融入、区域协调发展、生态与经济平衡等方面逐渐显露出不足,有必要创新构建激励兼容型水库移民安置机制。分析水库移民安置工作与中国式现代化的内在关联,剖析现有机制存在的问题,进而提出激励兼容型机制的构建框架与创新路径,并从法律法规、组织领导、资金投入等方面提出实施路径与政策建议。研究成果可丰富水库移民安置的理论体系,为实现移民“搬得出、稳得住、能发展、可致富”目标,助力乡村振兴与新型城镇化,推动中国式现代化进程提供参考。
(1.长江勘测规划设计研究有限责任公司,湖北武汉430010;2.武汉大学土木建筑工程学院,湖北武汉430072) 在隧道施工过程中,及时、准确地评价岩体质量是保障施工安全与效率的重要基础。岩石强度与岩体完整性作为岩体质量评价的核心参数,其传统测试方法普遍存在周期长、成本高、结果滞后等问题,难以为隧道开挖与支护方案的动态优化提供实时依据。数字钻进技术可依托施工过程中的既有钻孔工序对隧道岩体质量进
2024年5月,巴西南里奥格兰德(Rio Grande do Sul)州遭遇历史上最严重的洪水灾害。近日,美洲开发银行(IDB)批准8000万美元贷款,用于南里奥格兰德州基础设施的灾后重建,并促进当地中小微企业恢复。融资项目旨在提升区域抵御未来自然灾害的能力,并帮助2024年受灾地区的企业恢复生产。 融资将直接面向交通运输、能源和供水等领域的中小型基础设施建设开发商,还将为年收入不超过6000万
欧盟已正式将水资源提升至战略性基础设施地位,与竞争力、国防、住房和能源并列,成为346亿欧元凝聚政策(cohesion policy)资金重新分配的五大支柱领域之一。目前,已经对其中的31亿欧元进行重新分配,以支持16个成员国的水资源韧性建设。 2025年4月,欧盟委员会启动了对2021~2027年凝聚力政策计划的中期审查,此次的资金重新分配是中期审查的结果。此次中期审查的资金总额为3670亿欧
Nature Sustainability Published: 26 March 2026 DOI: 10.1038/s41893-026-01782-2 当前,全球南方国家规划及在建的装机容量1 MW以上的水电站超过3 700座,可能引发环境与社会问题。世界大坝委员会(WCD)曾于2000年发布相关指导建议,但并未被当时主要开展大坝建设的国家采纳。如今二十多年过去,虽然大型大坝工程的净收
Nature Geoscience Published: 08 April 2026 DOI: 10.1038/s41561-026-01945-y 气候变暖导致积雪减少,但对高山河流径流这一重要水资源的影响尚不明确。近期对科罗拉多河上游水源区的观测结果显示,形成于数十年至数千年前的地下水储量正在减少。基于2015~2021水文年的综合水文模型,分析少雪年份减少的古地下水(>3a)是否
成果概况 高坝生态高效集运鱼技术由、中国长江三峡集团有限公司、中国三峡建工(集团)有限公司、水利部中国科学院水工程生态研究所等6家单位联合完成。面向国家全面推进江河保护治理要求,针对不断增长的高坝过鱼需求与现有技术集鱼效率低、增补过鱼难、生态适应性差等技术瓶颈之间的矛盾,依托国家科技攻关及重大工程科研项目,取得了多项创新技术成果,将集鱼效能显著提升10倍以上,为已建工程增设了过鱼轻量化、高效率的
新安江水电站