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基于渗流-应力耦合理论的近水平层状裂隙岩体渗透张量估算

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长江科学院院报 2024年

作者：王俊智陈艳国张海丰万伟锋黄河勘测规划设计研究院有限公司水利部黄河流域水治理与水安全重点实验室(筹)

定量评价裂隙岩体的渗透能力及各向异性特征是水利水电工程地质勘察的重要内容，可为防渗帷幕设计、基坑降排水设计、水工隧洞突涌水预测等提供技术支撑。本文针对近水平层状裂隙岩体，介绍了一种基于“渗流-应力”耦合理论的渗透张量... 详细信息

定量评价裂隙岩体的渗透能力及各向异性特征是水利水电工程地质勘察的重要内容，可为防渗帷幕设计、基坑降排水设计、水工隧洞突涌水预测等提供技术支撑。本文针对近水平层状裂隙岩体，介绍了一种基于“渗流-应力”耦合理论的渗透张量估算方法。该方法联合使用常规垂直钻孔压水试验、水平定向钻孔压水试验与岩体应力测试，通过建立“结构面法向应力-结构面张开度”负指数函数关系，估算结构面的等效水力张开度，计算岩体的渗透张量。该方法以黄河古贤水利枢纽工程为例进行了实际应用，分析了坝址区岩体渗透参数各向异性的发育特征，为渗控工程设计提供了科学指导。

关键词：渗透张量定向压水试验地应力测试黄河古贤水利枢纽工程

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数字孪生流域三维数据底板建设研究及应用

人民长江 2024年第5期55卷 234-240页

作者：侯毅华陆韬王文杰舒全英胡军伟浙江省水利水电勘测设计院有限责任公司浙江杭州310002

三维数据底板是流域数字化映射的成果,更是数字化场景构建、智慧化模拟迭代的基础。为厘清三维数据底板建设的技术逻辑,系统性地阐述了三维数据底板的定位、建设任务和技术路线图,重点对建设过程中的海量数据融合、数据轻量处理、场景... 详细信息

三维数据底板是流域数字化映射的成果,更是数字化场景构建、智慧化模拟迭代的基础。为厘清三维数据底板建设的技术逻辑,系统性地阐述了三维数据底板的定位、建设任务和技术路线图,重点对建设过程中的海量数据融合、数据轻量处理、场景渲染发布、数据可视可算、数据共享共建等关键技术问题展开深入全面的论述,分析技术难点、解决路径和具体方法。基于以上研究,以浙江省曹娥江数字孪生流域为例,运用BIM+GIS等技术构建L2、L3三维数据底板,以三维数字化场景支撑流域“四预”可视化模型应用。相关成果对类似数据底板建设具有借鉴意义。

关键词：数字孪生流域三维数据底板海量数据融合场景渲染发布共享共建

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东平湖调蓄南水北调东线来水的可行性

南水北调与水利科技（中英文） 2024年第3期22卷 445-454页

作者：王林威苏柳谭培影明广辉黄河勘测规划设计研究院有限公司郑州450003 水利部黄河流域水治理与水安全重点实验室郑州450003 中国水利水电科学研究院博士后科研流动站北京100048

为充分发挥东平湖水库综合效益,提高水库水安全保障韧性,按照“以时间换空间”的思路,提出利用东平湖富余库容调蓄南水北调东线来水的方案。结果表明:东平湖1956-2016年月平均富余调节库容1.17亿m^(3),在大汶河来水偏枯、东平湖水位较... 详细信息

为充分发挥东平湖水库综合效益,提高水库水安全保障韧性,按照“以时间换空间”的思路,提出利用东平湖富余库容调蓄南水北调东线来水的方案。结果表明:东平湖1956-2016年月平均富余调节库容1.17亿m^(3),在大汶河来水偏枯、东平湖水位较低年份利用东平湖富余库容调蓄南水北调东线来水是可行的;对比分析基准方案和2种方案实施后对湖周用水保证率、东平湖需水量、入黄水量、工程安全的影响后,得到东平湖库容调蓄的最优方案。该方案不占用大汶河水指标,同时最大增加了南水北调东线调蓄库容3.62亿m^(3),提高了调度灵活性,为南水北调东线二期供水效益提升提供了新思路。

关键词：富余库容调度规则综合效益东平湖南水北调工程

小断面土石组合地质条件下TBM施工围岩可掘性分级识别

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长江科学院院报 2024年第3期41卷 79-87页

作者：杨耀红刘德福张智晓韩兴忠孙小虎华北水利水电大学水利学院郑州450046 河南省黄河流域水资源节约集约利用重点实验室郑州450046 中州水务控股有限公司郑州450000 中水北方勘测设计研究有限责任公司天津300000

围岩可掘性分级以及识别研究对隧道掘进机(TBM)高效率施工及智能化控制意义重大。依托南水北调安阳市西部调水工程TBM施工实际数据,利用掘进性能综合指标单位贯入度推力(FPI)、单位贯入度扭矩(TPI)建立了小断面土石组合地质条件下TBM施... 详细信息

围岩可掘性分级以及识别研究对隧道掘进机(TBM)高效率施工及智能化控制意义重大。依托南水北调安阳市西部调水工程TBM施工实际数据,利用掘进性能综合指标单位贯入度推力(FPI)、单位贯入度扭矩(TPI)建立了小断面土石组合地质条件下TBM施工围岩可掘性分级标准;提出了PCA-RF模型对围岩可掘性分级进行识别,并与BP、SVR和RF模型进行了比较讨论。结果表明:①建立的小断面土石组合围岩TBM施工可掘性分级标准是适用的,克服了土石组合围岩下传统围岩分类方法的局限性;②小断面土石组合围岩TBM施工可掘性分级PCA-RF识别模型的识别准确率达到了98.3%,高于BP、SVR和RF模型,可以满足工程施工需要。

关键词：隧道掘进机(TBM) 小断面土石组合可掘性分级 PCA-RF模型

1975—2020年黄河“几字弯”沙漠化时空变化

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中国沙漠 2024年

作者：李森杨宗英赵鸿雁那仁图雅安桂香谢家丽贾晓鹏颜长珍阿拉善盟气象局气候生态环境评估中心中国科学院大学甘肃省水利水电勘测设计研究院有限责任公司中国科学院西北生态环境资源研究院干旱区生态安全与可持续发展重点实验室

黄河“几字弯”是新时代“三北”工程防沙治沙的核心区域，是黄河中下游泥沙的主要源区，而作为新提出的荒漠化综合防治战略区域，其沙漠化发展规律和驱动因素尚不清楚。基于Landsat影像，采用面向对象与目视解译结合方法，解译了“几... 详细信息

黄河“几字弯”是新时代“三北”工程防沙治沙的核心区域，是黄河中下游泥沙的主要源区，而作为新提出的荒漠化综合防治战略区域，其沙漠化发展规律和驱动因素尚不清楚。基于Landsat影像，采用面向对象与目视解译结合方法，解译了“几字弯”1975—2020年土地沙漠化数据，并定量分析沙漠化的时空变化及其驱动因素。结果表明：“几字弯”沙漠化土地变化以2000年为时间节点呈现先发展后逆转的态势，2020年的沙漠化程度已逆转到与1975年的程度相当，但沙漠化面积仅逆转到接近1990年的面积。空间格局上，1975—2000年表现为局部逆转，整体恶化；2000—2020年则为整体逆转，局部恶化，恶化区域主要在毛乌素沙地鄂托克旗中部。气候变化和人类活动共同作用主导该区域沙漠化变化，但气候变化贡献率远高于人类活动。

关键词：沙漠化驱动力气候变化黄河“几字弯”

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辽宁省青龙河流域水量分配方案研究

水利技术监督 2024年第1期 235-238页

作者：冯硕辽宁省水利水电勘测设计研究院有限责任公司辽宁沈阳110006

文章通过分析青龙河流域现状用水变化趋势,合理预测流域需水,提出流域辖葫芦岛市、朝阳市的水资源配置方案,保障河道内生态需水,以用水总量控制指标为上限确定流域地表水可分配水量。遵循水量分配的原则,综合考虑流域内葫芦岛市、朝阳... 详细信息

文章通过分析青龙河流域现状用水变化趋势,合理预测流域需水,提出流域辖葫芦岛市、朝阳市的水资源配置方案,保障河道内生态需水,以用水总量控制指标为上限确定流域地表水可分配水量。遵循水量分配的原则,综合考虑流域内葫芦岛市、朝阳市用水关系,合理确定分配给2市的地表水可分配水量及地表水允许耗损量。统筹本流域、外调水工程的用水需求,合理确定流域主要控制断面下泄水量。

关键词：青龙河地表可分配水量地表水允许耗损量控制下泄水量

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耦合不同融雪方法的黄河源区径流模拟与评估

西安理工大学学报 2024年

作者：余忠全杨雪王盼杨晨潘鑫中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司国家电投集团黄河上游水电开发有限责任公司西安理工大学水利水电学院

黄河源区是黄河流域重要产流区，积雪融雪模拟必要且影响显著，为丰富黄河水文预报系统模型库，促进高寒区水文模型研究，本文通过简单的GR4J模型耦合三种不同融雪模拟计算方法（模型），开展唐乃亥水文站以上流域的日径流模拟研究，结... 详细信息

黄河源区是黄河流域重要产流区，积雪融雪模拟必要且影响显著，为丰富黄河水文预报系统模型库，促进高寒区水文模型研究，本文通过简单的GR4J模型耦合三种不同融雪模拟计算方法（模型），开展唐乃亥水文站以上流域的日径流模拟研究，结果表明：（1）GR4J模型适用于黄河源区水资源模拟；（2）积雪融雪模拟方法的加入能够有效改善黄河源区径流模拟精度；（3）耦合WASMOD的积雪融雪计算方法对黄河源区的径流模拟改进效果最明显，但CemaNeige-GR4J方法对气候变化影响的响应最稳健。该结果不仅为黄河流域径流模拟应用提供了更简单的模型选择，也为模型综合决策提供了重要支撑。

关键词：积雪融雪模拟黄河源区 GR4J 模拟评估

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基于图注意力网络的城市内涝积水预测与研究

人民黄河 2024年第4期46卷 43-48页

作者：胡昊孙爽马鑫李擎徐鹏黄河水利职业技术学院河南开封475004 华北水利水电大学河南郑州450045 河南省跨流域区域引调水运行与生态安全工程研究中心河南开封475004 中国水利水电科学研究院北京100038 中水北方勘测设计研究有限责任公司天津300222

极端暴雨天气多发频发造成的城市内涝,严重威胁居民的人身财产安全,准确高效的内涝点积水面积预测在提高城市灾害应急处置能力中发挥着至关重要的作用。为了提高城市内涝点积水预测的准确性和直观性,提出一种基于GAT和LSTM网络的GATLST... 详细信息

极端暴雨天气多发频发造成的城市内涝,严重威胁居民的人身财产安全,准确高效的内涝点积水面积预测在提高城市灾害应急处置能力中发挥着至关重要的作用。为了提高城市内涝点积水预测的准确性和直观性,提出一种基于GAT和LSTM网络的GATLSTM组合预测模型,通过GAT提取积水信息局部空间特征,并通过节点分配权重的方式加强对关键信息序列的记忆,随后采用LSTM提取积水面积序列的时间特征,对内涝点积水面积进行预测。以开封市区某内涝点的积水数据建立模型并评估验证,将GATLSTM模型和LSTM、GAT以及GCNLSTM模型进行对比,结果表明:GATLSTM模型的预测精度优于另外3种模型,能够准确地对内涝点积水面积进行预测,可以为防汛工作和应急响应措施的制定提供科学依据。

关键词：积水预测城市暴雨图注意力网络长短期记忆网络

极端土地利用变化和降雨类型影响下洪水特征响应分析

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水资源与水工程学报 2024年第3期35卷 1-10页

作者：梁霄许继良许月萍周焕刘甜浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江省水利水电勘测设计院有限责任公司浙江杭州310002

为降低洪涝灾害影响、提高对洪水灾害的防御能力,评估极端土地利用变化和降雨类型对洪水特征的影响至关重要。基于分布式水文-土壤-植被模型DHSVM对浙江省汤浦水库上游流域20场洪水进行入库洪水建模,并采用模糊决策树法将洪水划分为快... 详细信息

为降低洪涝灾害影响、提高对洪水灾害的防御能力,评估极端土地利用变化和降雨类型对洪水特征的影响至关重要。基于分布式水文-土壤-植被模型DHSVM对浙江省汤浦水库上游流域20场洪水进行入库洪水建模,并采用模糊决策树法将洪水划分为快速洪水、短历时降雨洪水和长历时降雨洪水3种类型,研究极端土地利用和降雨类型对各类型洪水的特征指标影响。结果表明:DHSVM模型模拟效果较好,率定期和验证期各场次洪水纳什效率系数均值大于0.7。受区域内耕地面积影响,退耕还林和退耕还草对洪峰和洪量的消减作用皆小于2%。快速洪水的洪峰对下垫面变化最敏感,在退林还耕和城市扩张的极端土地利用变化下其洪峰平均增长率分别为12.87%和60.88%。下垫面变化对长历时降雨洪水的洪量影响最大,在退林还耕和城市扩张情境下其洪量平均增长率分别为10.48%和20.70%。城市扩张情景使得峰现时间平均提前2.10 h,降雨类型改变使得快速-短历时洪水开始时间平均延迟3.63 h,洪峰减小34.73%;短历时-快速洪水开始时间平均提前7.11 h,洪峰增大22.87%。

关键词：极端土地利用变化雨型 DHSVM模型洪水分类洪水特征