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三维数字化设计在水利工程中的应用

南水北调与水利科技（中英文） 2024年第S1期22卷 145-151页

作者：刘洁山东省水利勘测设计院有限公司济南250013

三维数字化设计将数字化手段与水利设计工作融合,从三维数字化设计、专业间协同、信息模型数据共享等方面深入,应用于水利工程的全生命周期。基于Bentley平台,以某大型拦河闸为例,研究协同环境下数字化设计的流程和方法,在此基础上,总... 详细信息

三维数字化设计将数字化手段与水利设计工作融合,从三维数字化设计、专业间协同、信息模型数据共享等方面深入,应用于水利工程的全生命周期。基于Bentley平台,以某大型拦河闸为例,研究协同环境下数字化设计的流程和方法,在此基础上,总结数字化设计的应用范围,为工程全生命周期的信息化提供思路,便于类似项目参考借鉴。

关键词：水利工程三维设计数字化协同应用

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淤地坝和梯田对水沙过程的影响研究

应用基础与工程科学学报 2024年

作者：胡彩虹解添宁陈游倩李文忠余其鹰刘成帅郑州大学水利与交通学院温州市水利电力勘测设计院

定量评价洪水事件中水土保持措施减水减沙效果对黄河流域高质量发展有重要科学意义。本文通过耦合蓄水容量分配曲线和下渗容量分配曲线产流模型、中国土壤流失方程（CSLE）产沙模型以及长短期记忆人工神经网络（LSTM）深度学习汇流模型... 详细信息

定量评价洪水事件中水土保持措施减水减沙效果对黄河流域高质量发展有重要科学意义。本文通过耦合蓄水容量分配曲线和下渗容量分配曲线产流模型、中国土壤流失方程（CSLE）产沙模型以及长短期记忆人工神经网络（LSTM）深度学习汇流模型构建了流域水沙模拟模型。并以称钩河流域为例，基于2013-2017年29场洪水事件，通过设置不同的下垫面条件情景，量化研究淤地坝和梯田对流域水沙过程的影响。结果表明，水沙耦合模型具有良好的适用性，率定期和验证期模拟洪水过程的NSEQ、R2Q分别为0.877、0.978和0.850、0.953，土壤侵蚀量相对误差分别为10.49%和15.06%；称钩河流域现有的淤地坝、梯田控制面积分别占流域的54.8%、47.35%，分别能够拦截流域内55.61%、10.54%的径流量，47%、33.8%的土壤流失量，水土保持效果显著。

关键词：产流模式辨析梯田淤地坝水沙模拟量化评估称钩河流域

勐海灌区供水水库多时间尺度入库径流丰枯遭遇下调水分析

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水利水电技术(中英文) 2024年

作者：刀海娅田宇阿长松蒋汝成孙治才云南省水利水电勘测设计研究院云南省水利水电勘测设计院有限公司

通过Copula函数进行建模，采用水文上常用的5种边缘函数对勐海灌区内三座重要水库在不同时间尺度下的入库径流进行边缘分布拟合，并由Copula函数对三座水库不同时间尺度下的最优边缘分布进行联合分布的构建，由最佳Copula函数求解两两... 详细信息

通过Copula函数进行建模，采用水文上常用的5种边缘函数对勐海灌区内三座重要水库在不同时间尺度下的入库径流进行边缘分布拟合，并由Copula函数对三座水库不同时间尺度下的最优边缘分布进行联合分布的构建，由最佳Copula函数求解两两水库在不同时间尺度下的入库径流丰枯遭遇概率，最后通过最小月平均流量法计算的径流量经Tennant法评价后，将其作为灌区内水库调水的标准。主要得出：三座水库在同一时间尺度下的最佳Copula函数均为Clayton Copula函数。同一时间尺度下三座水库两两丰枯遭遇概率组合中，丰枯同步的概率均大于丰枯异步的概率。在所有丰枯遭遇概率组合中所有时间尺度下三座水库两两均为同枯的概率最大，表明灌区内三座水库在丰枯遭遇组合中同为枯水年的可能性最大。非汛期和汛期三座水库由最小月平均流量法计算的径流量在Tennant法评价标准中基本符合生态需求，其结果可作为灌区水库调水的标准。在这一标准下，曼满水库在上一年12月份和2010年1月份无法向灌区进行大量供水，只能通过曼桂和那达勐水库向灌区进行供水调度。2011年非汛期三座水库均可向灌区进行供水调度。2010年、2011年汛期7月和8月三座水库均为丰丰遭遇，可以向灌区进行大量供水调度。除2010年、2011年7月和8月外，三座水库均为枯枯遭遇，在满足入库河流河道生态系统条件下，三座水库均可以对灌区适当进行供水调度。该研究成果可为勐海灌区供水水库群调水提供参考依据。

关键词：边缘函数 Copula函数丰枯遭遇生态径流调水分析

湖北省2000—2019年降水时空变化分析

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长江科学院院报 2024年第6期41卷 36-41页

作者：郑珉姣刘瑞龙杨雪刘琨张少佳湖北省水利水电规划勘测设计院水土保持设计处武汉430070

为评估长序列降水时空变化及其对旱涝灾害的影响,采用趋势分析、累积距平分析等方法,选择降水集中指数(PCI)、降水异常指数(PAI)等指标分析了湖北省2000—2019年20 a间降水时空分布特征以及旱涝灾害发生状况。结果表明:近20 a湖北省累... 详细信息

为评估长序列降水时空变化及其对旱涝灾害的影响,采用趋势分析、累积距平分析等方法,选择降水集中指数(PCI)、降水异常指数(PAI)等指标分析了湖北省2000—2019年20 a间降水时空分布特征以及旱涝灾害发生状况。结果表明:近20 a湖北省累计年降水量增加了0.03%,降水多集中在4—8月份,雨热同期;2019年较2000年东部降水量增加;纬度决定了省内降水量的基数,总体呈现南部多于北部,经度影响降雨量变幅,表现为东西方向降水量空间分布的较大变异性;20 a间的PCI呈下降趋势,降水季节性和时段性特征较明显,PAI显示2005—2015年期间具有洪涝转干旱的趋势,2015年SPI值最大为1.425,出现了较严重洪涝;总体来看湖北省旱涝灾害呈现周期性波动特点,时间周期特征显著。研究成果对年际尺度上区域气候变化应对、旱涝灾害预警等方面具有重要意义。

关键词：多年降水时空变化旱涝灾害降水指数湖北省

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孙祖河橡胶坝喀斯特塌陷特征与演化机制

济南大学学报（自然科学版） 2024年第3期38卷 306-311页

作者：刘猛陆海玉朱永峰王帅山东省水利勘测设计院有限公司山东济南250013

为了避免喀斯特塌陷对孙祖河橡胶坝工程项目实施造成威胁,通过野外调查、工程地质测绘、钻探、现场试验、稳定性分析等手段,系统分析研究区喀斯特塌陷的特征,探讨喀斯特塌陷的成因演化机制,查明喀斯特塌陷的诱发因素,并对研究区喀斯特... 详细信息

为了避免喀斯特塌陷对孙祖河橡胶坝工程项目实施造成威胁,通过野外调查、工程地质测绘、钻探、现场试验、稳定性分析等手段,系统分析研究区喀斯特塌陷的特征,探讨喀斯特塌陷的成因演化机制,查明喀斯特塌陷的诱发因素,并对研究区喀斯特塌陷的稳定性及其演化趋势进行预测。结果表明,研究区目前处于土洞形成阶段,外界水动力条件的改变是研究区喀斯特塌陷稳定性的主要影响因素,具备进一步发展形成喀斯特塌陷的空间条件、物质条件和水动力条件,在进行地下水开采时应控制地下水位最大降深。

关键词：工程地质学喀斯特塌陷土洞水动力条件孙祖河

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2017-2022年洱海水体营养状态的时空变化趋势及其成因分析

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湖泊科学 2024年第6期36卷 1639-1649页

作者：华兆晖李锐杨智文紫豪单航丑庆川张霄林曹特中国科学院水生生物研究所武汉430072 云南省水利水电勘测设计院有限公司昆明650000 云南省水利水电勘测设计研究院昆明650000 中国科学院大学北京100049

洱海是云贵高原重要湖泊,近年来经历了多次污染和治理。2017年以来,洱海全流域开展高水平保护治理,外源污染和水质发生了时空变化。为分析洱海水质的影响因素,于2017-2022年在洱海8个主要湖湾以及北部、中部、南部3个湖心水域进行连续6... 详细信息

洱海是云贵高原重要湖泊,近年来经历了多次污染和治理。2017年以来,洱海全流域开展高水平保护治理,外源污染和水质发生了时空变化。为分析洱海水质的影响因素,于2017-2022年在洱海8个主要湖湾以及北部、中部、南部3个湖心水域进行连续6年的逐月水质监测,重点分析了总氮、总磷和叶绿素a浓度以及透明度4项水质指标,并用综合营养状态指数(TLI)法评价水体的富营养化程度。结果表明,1)洱海水体富营养化程度呈北高南低趋势,与外源污染物主要经由北三江入湖有关。2)2017-2022年,南部水域富营养化程度逐年降低,中部水域氮、磷浓度呈降低趋势,北部水域氮、磷浓度略有升高,表明中部和南部治理成效优于北部。3)洱海富营养化程度在汛期高于非汛期,北部水域富营养化程度的季节变异高于中部和南部水域。4)洱海北片区及汛期污染控制尤其是水体磷控制是洱海治理需要关注的重点问题。

关键词：洱海水质富营养化综合营养状态指数水环境治理

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超大扬程变幅大型导叶式混流泵选型研究

中国农村水利水电 2024年第6期 174-179页

作者：车璐童乐一潘利国何成连浙江省水利水电勘测设计院有限责任公司浙江杭州310002 杭州水利水电勘测设计院有限公司浙江杭州310002 中水北方勘测设计研究有限责任公司天津300222

浙江省杭州市九溪排涝泵站,装设有6台大型导叶式混流泵,单机流量50 m^(3)/s,单台电动机功率10000 kW,为国内目前在建单机流量最大的导叶式混流泵。水泵受上游来水和下游钱塘江潮位的影响,扬程变化幅度很大,最低扬程1.71 m,设计扬程14.0... 详细信息

浙江省杭州市九溪排涝泵站,装设有6台大型导叶式混流泵,单机流量50 m^(3)/s,单台电动机功率10000 kW,为国内目前在建单机流量最大的导叶式混流泵。水泵受上游来水和下游钱塘江潮位的影响,扬程变化幅度很大,最低扬程1.71 m,设计扬程14.0 m,最高扬程15.4 m。为保证泵组在超大扬程变化范围内保持安全稳定运行,结合九溪泵站建筑物布置和运行情况,充分利用下游挡潮闸提高最低扬程,详细分析比较全调节和变频调节对优化低扬程运行工况的作用,并采取综合措施提高泵组结构设计刚强度,从多角度对泵组运行工况和选型方案进行优化分析,并提出泵组变频调节和运行优化建议,为类似泵站提供参考。

关键词：导叶式混流泵扬程变化压力脉动运行稳定性变频调节

基于辐射改进Penman-Monteith模型估算粮食主产区参考作物蒸散量

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节水灌溉 2024年第3期 24-33页

作者：马钊李鹏程刘洪伟孟静山东省水利勘测设计院有限公司济南250013 河北师范大学地理科学学院石家庄050010 河北水利电力学院河北沧州061001 枣庄市台儿庄区水利勘测设计室山东枣庄277000

为进一步提高Penman-Monteith模型估算参考作物蒸散量(Reference crop evapotranspiration,ET0)的精度,以中国粮食主产区为研究对象,将其划分为温带湿润半湿润地区(THSZ)、温带干旱半干旱地区(TASZ)、暖温带半湿润地区(WTSZ)和亚热带湿... 详细信息

为进一步提高Penman-Monteith模型估算参考作物蒸散量(Reference crop evapotranspiration,ET0)的精度,以中国粮食主产区为研究对象,将其划分为温带湿润半湿润地区(THSZ)、温带干旱半干旱地区(TASZ)、暖温带半湿润地区(WTSZ)和亚热带湿润地区(SHZ),基于32个气象站点1994-2020年长序列实测逐日气象数据,将猎豹算法(CO)、沙猫算法(SCSO)、野狗算法(DOA)优化的时间卷积神经网络模型(TCN)和3种基于日照时数、3种基于温度的经验模型估算的辐射(R_(s))值与PM模型进行融合,得到改进PM模型。以均方根误差(RMSE)、决定系数(R^(2))、平均绝对误差(MAE)和效率系数(E_(NS))为精度评价体系,找出了粮食主产区不同分区的ET0最优估算模型,结果表明:基于日照时数模型的计算精度要优于温度模型,其中CO-TCN模型在全区内均表现出了较高的精度,在不同分区的RMSE、MAE、R^(2)和E_(NS)中位数取值分别为0.099~0.171 mm/d、0.057~0.111mm/d、0.984~0.998、0.983~0.997,由此可将CO-TCN模型估算的辐射值与PM模型融合,作为标准值用于估算粮食主产区ET0。

关键词：粮食主产区参考作物蒸散量辐射 Penman-Monteith模型时间卷积神经网络

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地埋管转明管空间转角镇墩设计方法

水利水电快报 2024年

作者：邓宏凯太原市水利勘测设计院

空间转角镇墩设计依据和研究成果较少，且几何参数计算复杂。工程设计中通常按竖直转角或水平转角镇墩近似计算，导致误差大、不经济。为提高空间转角镇墩设计精度和效率，以工程中常见的地埋管转明管空间转角镇墩为典型进行分析，采用... 详细信息

空间转角镇墩设计依据和研究成果较少，且几何参数计算复杂。工程设计中通常按竖直转角或水平转角镇墩近似计算，导致误差大、不经济。为提高空间转角镇墩设计精度和效率，以工程中常见的地埋管转明管空间转角镇墩为典型进行分析，采用向量和空间解析几何、三角函数等方法推导得出镇墩尺寸、荷载作用点和作用方向等复杂几何参数的计算公式，并进行了受力分析及相关参数计算方法总结，通过实例对所推导公式的使用方法和效果进行了检验，表明所推导公式可有效提高镇墩设计效率和精度。

关键词：空间转角镇墩几何参数水工设计