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灌溉总渠河口段挡沙闸选址及优化数值模拟研究

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水利水运工程学报 2025年

作者：张娟王科亮夏辉徐莉萍陈洪程王志力薛博升江苏省水利勘测设计研究院有限公司南京水利科学研究院水灾害防御全国重点实验室

入海河口挡潮闸是维持其上游河段灌溉和航运功能的重要水利枢纽，然而我国建闸河口普遍存在海相沉积物输入造成的淤积问题。以苏北灌溉总渠末级枢纽六剁南闸为例，针对在枢纽下游建造挡沙闸这一减淤措施，通过二维水沙数学模型研究闸址... 详细信息

入海河口挡潮闸是维持其上游河段灌溉和航运功能的重要水利枢纽，然而我国建闸河口普遍存在海相沉积物输入造成的淤积问题。以苏北灌溉总渠末级枢纽六剁南闸为例，针对在枢纽下游建造挡沙闸这一减淤措施，通过二维水沙数学模型研究闸址变化及闸门调度对引河段冲淤过程的影响。研究结果表明，现状六剁南闸下游河段存在一冲淤分界点，分界点位置逐渐向下游移动，其上游河段存在严重淤积（淤积厚度达3.12 m），而下游河段呈略微冲刷（最大冲深0.06 m）；枢纽下游挡沙闸的修建和合理调度降低了河口泥沙向上游的净输运，有效缓解了引河段的淤积问题；挡沙闸下游普遍存在冲刷趋势（冲深0～0.05 m），而其上游存在一定的淤积（淤高0～0.5 m）；随着挡沙闸位置向下游移动，其下游河段冲刷增强，上游河段的淤积减弱。

关键词：建闸河口淤积泥沙输运挡沙闸减淤

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前锋型降雨下草本植物根系固土护坡机理研究

岩土工程学报 2025年

作者：姜宝莹何宁张桂荣周金晶李欣然石川张双林水灾害防御全国重点实验室南京水利科学研究院黑龙江大学水利电力学院淮安市淮河入海水道二期工程建设处

降雨作用易引发河道岸坡及其防护工程失稳破坏。为保证我国岸线生态修复工程的顺利实施，以根系生长12个月的（10+10） g/m2四季青+百喜草根系为例，研究前锋型降雨下草本植物根系固土护坡机理。应用大型物理模型试验，阐述前锋型降雨... 详细信息

降雨作用易引发河道岸坡及其防护工程失稳破坏。为保证我国岸线生态修复工程的顺利实施，以根系生长12个月的（10+10） g/m2四季青+百喜草根系为例，研究前锋型降雨下草本植物根系固土护坡机理。应用大型物理模型试验，阐述前锋型降雨下裸土岸坡和植生岸坡的变形过程，揭示裸土和根系土体积含水率、孔隙水压力和基质吸力变化规律，获得裸土和根系土水力性质关系表达式。建立某一时刻降雨下岸坡稳定性分析模型，阐明前锋型降雨下岸坡稳定安全系数随岸坡深度及降雨时间的变化规律。结果表明：（1）前锋型降雨下，裸土岸坡的稳定性相较于植生岸坡更易受到前期150 mm/h降雨的影响，后期50 mm/h降雨对植生岸坡的稳定性影响较小；（2）前锋型降雨下，草本植物根系提高了30 cm深度含根土层稳定性，但降低了临近含根区域35 cm至60 cm土体稳定性，对100 cm更深处土体稳定性的影响较小；（3）草本植物根系有利于延长岸坡保持稳定的时间，减轻岸坡的破坏程度，发挥较好的水土保持效应。为了保证岸坡的长期稳定性，草本植物根系需与其他工程结构共同作用。本研究结果为长江中下游生态护岸工程实际建设提供必要的数据基础和理论支撑。

关键词：草本植物根系前锋型降雨岸坡变形岸坡稳定性

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考虑误差异分布的赣江流域径流概率预报

水文 2025年

作者：蒋晓蕾沈静郭洛夫杰罗凤春付晓雷梁忠民扬州大学水利科学与工程学院水利部水文气象灾害机理与预警重点实验室南京信息工程大学河海大学水灾害防御全国重点实验室河海大学

以赣江流域为研究对象，基于CN05.1降水数据和SWAT（Soil and Water Assessment Tool Model）模型，进行确定性径流预报，在此基础上，分析预报误差规律，采用考虑误差异分布的HRD（Heterogeneous Residual Distribution）方法，通过误... 详细信息

以赣江流域为研究对象，基于CN05.1降水数据和SWAT（Soil and Water Assessment Tool Model）模型，进行确定性径流预报，在此基础上，分析预报误差规律，采用考虑误差异分布的HRD（Heterogeneous Residual Distribution）方法，通过误差标准化模块和高斯变换模块消除流量对误差的影响，构建高斯误差的时间序列关系，估计误差的概率分布，进而实现径流概率预报。通过1963—2013年水文气象数据分析表明：（1）SWAT模型在外洲站的日径流模拟纳什效率系数在0.84以上，洪量误差和年平均洪峰误差均在10%以内，模拟精度较好；（2）HRD模型能够考虑流量级别对预报误差的影响，提供合理的概率预报结果，预报区间的覆盖率判定系数在0.66以上，且中位数预报和均值预报均优于SWAT模型预报结果，基准系数在0.64以上。研究可以为高精度径流预报提供新的思路，对流域水资源管理和防洪减灾具有重要的理论和实践意义。

关键词：赣江流域径流概率预报误差异分布性

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八堡双线船闸引航道通航水流条件观测研究

水运工程 2025年

作者：胡天娅严秀俊李海健孔增增南京水利科学研究院通航建筑物建设技术交通行业重点实验室水灾害防御全国重点实验室杭州交投建设工程有限公司

八堡双线船闸为京杭运河沟通钱塘江第二通道的关键性节点工程,其上下游引航道均采用共用引航道的布置形式。为保障双线船闸运行时的船舶过闸安全,通过实船试验及水力学观测对引航道水流条件及船舶停泊条件等参数进行测量,并对船闸通航... 详细信息

八堡双线船闸为京杭运河沟通钱塘江第二通道的关键性节点工程,其上下游引航道均采用共用引航道的布置形式。为保障双线船闸运行时的船舶过闸安全,通过实船试验及水力学观测对引航道水流条件及船舶停泊条件等参数进行测量,并对船闸通航安全进行分析。结果表明:引航道水面波动在-0.29～0.38 m,不会导致船舶擦底现象发生;双线船闸同时充泄水时,引航道内的最大流速为0.44 m∕s,船闸人字门处最大瞬时反向水头为0.143 m,船舶最大系缆力为5.74 kN,均满足规范要求;船闸单线运行时,对另一侧船闸的船舶进出闸不造成影响。

关键词：八堡船闸通航条件双线船闸原型观测

冻融环境下玄武岩纤维增强泡沫混凝土的单轴压缩特性

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三峡大学学报（自然科学版） 2025年第1期47卷 1-8页

作者：吕国旭陈波周程涛詹明强河海大学水利水电学院南京210098 河海大学水灾害防御全国重点实验室南京210098 福建水口发电集团有限公司福州350001

为了研究密度、纤维掺量及冻融循环对玄武岩纤维增强泡沫混凝土单轴压缩特性的影响,借助X-CT技术以及Avizo软件对试件的孔隙构造进行了研究,对不同冻融环境下的多种密度等级(800和1000kg/m3)及纤维体积掺量(0%、0.15%、0.30%、0.45%)的... 详细信息

为了研究密度、纤维掺量及冻融循环对玄武岩纤维增强泡沫混凝土单轴压缩特性的影响,借助X-CT技术以及Avizo软件对试件的孔隙构造进行了研究,对不同冻融环境下的多种密度等级(800和1000kg/m3)及纤维体积掺量(0%、0.15%、0.30%、0.45%)的玄武岩纤维增强泡沫混凝土进行了单轴压缩试验,分析了不同影响因素下玄武岩纤维增强泡沫混凝土的单轴压缩特性,对各因素与抗压强度的关系进行了灰关联度分析,并使用机器学习算法模型对抗压强度进行预测.结果表明:掺入玄武岩纤维能有效提高泡沫混凝土抵抗冻融的能力,体积掺入0.15%、0.30%、0.45%的试件冻融80次后强度损失率分别为75.2%、46.2%、37.8%.密度等级与抗压强度关联度最大,灰关联度为0.799;其次是纤维掺量,关联系数为0.723;灰狼算法优化下的长短期记忆网络模型对玄武岩纤维增强泡沫混凝土抗压强度的预测性能良好.

关键词：玄武岩纤维增强泡沫混凝土单轴压缩冻融循环 X-CT 灰关联度长短期记忆网络灰狼优化算法

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金沙江上游降雨-融雪径流模拟与洪水风险评估

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水资源保护 2025年

作者：罗煜宁张珂王宇昊蒋飞卿河海大学水灾害防御全国重点实验室河海大学水文水资源学院河海大学长江保护与绿色发展研究院中国气象局水文气象重点开放实验室水利部水利大数据重点实验室水利部南京水利水文自动化研究所

针对在寒区大尺度流域难以开展同位素示踪法进行水源解析，以及降雨-融雪径流模拟精度低和洪水遭遇风险难以量化的问题，构建分布式水文模型iRainSnowHydro进行水源分割和径流模拟。基于降雨、融雪水解析结果，结合实测流量数据，运用Co... 详细信息

针对在寒区大尺度流域难以开展同位素示踪法进行水源解析，以及降雨-融雪径流模拟精度低和洪水遭遇风险难以量化的问题，构建分布式水文模型iRainSnowHydro进行水源分割和径流模拟。基于降雨、融雪水解析结果，结合实测流量数据，运用Copula函数分别构建二维和三维联合分布，分别计算“雨、雪、洪”组合事件的丰枯遭遇并开展风险评估。实例结果表明，iRainSnowHydro模型对金沙江上游的日径流模拟效果较好，纳什效率系数达0.8以上；流域水源组成季节性差异显著，春季融雪径流占比高且稳定在27%±6%；在二维分布中，降雨和洪量的丰枯同步遭遇风险最大，为56.34%；在三维分布中，雨-雪-洪丰枯同步遭遇风险为15.39%，出现“雨、雪、洪”三碰头的极端天气事件概率为2.55%，该结果可为流域防灾预警工作提供参考。

关键词：寒区降雨-融雪径流水源组成 Copula函数丰枯遭遇

引水式电站对下游水动力与鱼类洄游适宜度的影响及其优化研究

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水资源保护 2025年

作者：贺蔚王海洋李国岭徐江涛周武熊强水灾害防御全国重点实验室河海大学水利水电学院水安全与水科学协同创新中心中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司国电大渡河流域水电开发有限公司

水电站运行会改变下游河道的水动力条件，影响洄游性鱼类的上溯路径。我国大渡河某引水式水电站采用干流取水、下游支流泄水的特殊布置形式，其对下游支流水动力和鱼类洄游的影响亟待明确。本文构建了水电站下游干支流三维水动力和鱼类... 详细信息

水电站运行会改变下游河道的水动力条件，影响洄游性鱼类的上溯路径。我国大渡河某引水式水电站采用干流取水、下游支流泄水的特殊布置形式，其对下游支流水动力和鱼类洄游的影响亟待明确。本文构建了水电站下游干支流三维水动力和鱼类洄游适宜度模型，并采用物理模型进行率定，解析了电站泄水时的干支流水力特性和洄游适宜度，探明了不同来流流量和发电流量的影响效应；并进一步针对支流洄游适宜度较差的区域，评估了不同导流墙布置方式对鱼类洄游适宜度的改善效果。结果表明：①水电站支流泄水会显著影响水动力条件，下游较大区域的流速和水深随之增加，鱼类洄游适宜度总体减小。随着支流来流流量和发电流量的增加，上述影响进一步扩大。②干支流交汇口水动力条件受电站运行的影响最大，支流来流459 m3/s、电站发电流量535 m3/s时（常规运行C3工况），汇口附近距左岸1/6河宽区域洄游适宜度仅为0.11。③按方案7设置导流墙，可使得整体流速更加均匀、高流速和回流区减小；例如C3工况，可使汇口附近平均洄游适宜度从0.11增至0.61，鱼类洄游条件明显改善。研究结果可为水电站运行调度和下游河道整治提供技术支撑，有助于提高鱼类洄游适宜度。

关键词：引水式电站河道干支流水动力鱼类洄游适宜度数值模拟物理模型试验

超大城市洪涝灾害成因综合解析——以重庆市为例

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土木与环境工程学报（中英文） 2025年第1期47卷 1-10页

作者：仉文岗王云浩胡庆芳孙伟鑫金君良重庆大学土木工程学院重庆400045 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210029

近年来,极端天气事件呈现趋多趋强态势,变化环境下洪涝灾害频发给社会经济发展带来严峻挑战。重庆是中国西部超大城市和成渝城市群“双核”之一,主城区地貌以山地、丘陵为主,受上游江河来水和三峡库区回水的双重影响,洪涝灾害风险突出... 详细信息

近年来,极端天气事件呈现趋多趋强态势,变化环境下洪涝灾害频发给社会经济发展带来严峻挑战。重庆是中国西部超大城市和成渝城市群“双核”之一,主城区地貌以山地、丘陵为主,受上游江河来水和三峡库区回水的双重影响,洪涝灾害风险突出。以重庆市历年洪涝灾害事件为基础,梳理重庆市防涝减灾现状,分析水文、地理、地形、城市化、气象等因素对重庆市洪涝灾害发生频率和强度的影响,结合这些洪涝灾害致灾因子进一步对重庆市的孕灾环境和承灾体进行分析,提出针对重庆中心城区洪涝治理的对策建议。分析发现:重庆市洪涝灾害受多种因素综合影响,特殊的地理位置和山地城市的地形条件决定了重庆防洪治涝的艰巨性;重庆市河流纵横,山高谷深,完全具备发生洪涝灾害的孕灾条件;应充分考虑气象水文和经济社会发展的新情况,根据三峡水库等建成后的洪涝灾害特征和城区防洪防涝能力现状,及时优化城市洪涝灾害防御体系。

关键词：城市灾害洪涝灾害防灾减灾防洪规划

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1957—2017年中国不同流域土石坝溃坝事件时空演化规律

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水科学进展 2024年第5期35卷 689-699页

作者：周宁王芳李铮张铸李宏恩南京水利科学研究院水灾害防御全国重点实验室江苏南京210029

本研究旨在分析中国不同流域土石坝溃坝事件与厄尔尼诺现象之间的关联性,并探讨厄尔尼诺对水库大坝安全运行的潜在影响。基于1957—2017年中国气象站点逐日降水数据,采用合成分析和交叉小波方法,分析不同流域内厄尔尼诺对极端降水时空... 详细信息

本研究旨在分析中国不同流域土石坝溃坝事件与厄尔尼诺现象之间的关联性,并探讨厄尔尼诺对水库大坝安全运行的潜在影响。基于1957—2017年中国气象站点逐日降水数据,采用合成分析和交叉小波方法,分析不同流域内厄尔尼诺对极端降水时空分布特征的影响,进而建立土石坝溃坝事件与厄尔尼诺现象之间的相关性。结果表明:九大流域内溃坝事件与厄尔尼诺显著相关,其中海河流域内溃坝事件与厄尔尼诺当年关联性更强,而黄河、长江和东南诸河流域的溃坝事件则更多地受到厄尔尼诺次年的影响;在相关性方面,黄河、长江及海河流域的强降水指数与厄尔尼诺指数之间显著负相关,且厄尔尼诺指数的变化通常超前于强降水事件约1a。

关键词：溃坝事件时空演化极端降水九大流域厄尔尼诺