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长江水利委员会领导赴广西大藤峡水利枢纽开发有限责任公司回访并慰问长江科学院大藤峡安全监测项目部职工

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长江科学院院报 2017年第4期 2-2页

作者：李端有长江科学院工程安全与灾害防治研究所

2017年2月17日,长江水利委员会副主任马建华、规划计划局局长马水山、陆水试验枢纽管理局局长孙长安、长江科学院副院长沙志贵等一行10人赴广西大藤峡水利枢纽开发有限责任公司(以下简称:大藤峡公司),对长江水利委员会长江科学院承担的... 详细信息

2017年2月17日,长江水利委员会副主任马建华、规划计划局局长马水山、陆水试验枢纽管理局局长孙长安、长江科学院副院长沙志贵等一行10人赴广西大藤峡水利枢纽开发有限责任公司(以下简称:大藤峡公司),对长江水利委员会长江科学院承担的大藤峡水利枢纽安全监测项目等工作情况进行了回访。马建华副主任首先感谢大藤峡公司给予长江水利委员会提供技术服务的机会,询问了长江水利委员会各参建单位技术服务工作是

关键词：长江科学院长江水利委员会大藤峡水利枢纽有限责任公司股份不公开公司广西安全监测

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小流域水土流失治理优先度的评价与应用

农业工程学报 2024年

作者：程冬兵赵元凌孙宝洋刘纪根陈蝶郑瑞维丁文峰长江水利委员会长江科学院

中国水土流失防治任务仍然繁重，有计划分批次实施水土流失治理是现阶段条件下的必然选择，优先治理小流域识别是其首要解决的一项基础工作，然而目前相关成果较为缺乏，难以支撑小流域水土流失治理智能决策和精准施策。在当前大力推进... 详细信息

中国水土流失防治任务仍然繁重，有计划分批次实施水土流失治理是现阶段条件下的必然选择，优先治理小流域识别是其首要解决的一项基础工作，然而目前相关成果较为缺乏，难以支撑小流域水土流失治理智能决策和精准施策。在当前大力推进智慧水土保持背景下，积极探索优先治理小流域识别方法非常迫切，对于科学、合理、高效促进水土流失治理工作具有重要意义。该研究立足于小流域自然禀赋条件，以中国水土流失重点区域——三峡库区秭归县为例，坚持科学性和可操作性相结合原则，以水土流失“减量和降级”双重目标和治理效益最大化需求为导向，综合水土流失面积和土壤侵蚀强度两个维度，提出小流域水土流失治理优先度定义及定量评价方法，为识别优先治理小流域提供科学依据和技术支撑。结果显示，秭归县2021年现状水土保持率为69.12%，远期(2050年)水土保持率为81.74%，总体提升12.62个百分点。秭归县2021年全域土壤侵蚀模数现状为758.50 t/(km2a)，最小可能土壤侵蚀模数为408.71 t/(km2a)，总体下降比例达46%。秭归县大部分区域均具有较大的水土保持率提升潜力和土壤侵蚀控制度，可完全治理和可降级的水土流失地块分布较为广泛，尤其在县域中西部的小流域存在较大的水土流失面积消减和土壤侵蚀强度降级空间。秭归县各小流域水土流失治理优先度的空间分布总体呈现中部高，东部和南部相对较低的分布格局，全县治理优先度大于0.6的小流域占总全县小流域的11.76%。通过典型县应用，该研究提出的小流域治理优先度涵盖了水土流失面积和土壤侵蚀强度两个维度，能更为全面满足小流域水土流失“减量和降级”双重目标和和治理效益最大化需求，直观反映了水土流失面积消减空间和土壤侵蚀强度降级空间的目标和相对大小，对支撑小流域治理决策更加准确、科学，治理优先度评价方法不仅可行，且易操作。

关键词：流域侵蚀水土保持率水土保持率提升潜力土壤侵蚀控制度治理优先度三峡库区

三峡水库中小洪水调度对支流库湾浮游植物的影响及机制

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环境科学 2024年第9期45卷 5308-5317页

作者：黎睿汤显强刘新波陈文重王丹阳任玉峰长江水利委员会长江科学院流域水环境研究所武汉430010 长江水利委员会长江科学院流域水资源与生态环境科学湖北省重点实验室武汉430010 中国长江电力股份有限公司智慧长江与水电科学湖北省重点实验室宜昌443000 长江水利委员会水文局长江三峡水文水资源勘测局宜昌443000

中小洪水调度已成为三峡水库汛期的主要调度方式,为研究三峡水库支流库湾浮游植物对中小洪水调度的响应,以三峡水库典型富营养化支流香溪河为对象,调查监测了2020~2021年汛期干支流浮游植物、营养盐及水体理化参数的时空分布特征,分析... 详细信息

中小洪水调度已成为三峡水库汛期的主要调度方式,为研究三峡水库支流库湾浮游植物对中小洪水调度的响应,以三峡水库典型富营养化支流香溪河为对象,调查监测了2020~2021年汛期干支流浮游植物、营养盐及水体理化参数的时空分布特征,分析了支流库湾浮游植物对中小洪水调度的响应特征.结果表明,中小洪水调度期间,香溪河库湾水体叶绿素a(Chl-a)随着坝前水位升高而降低,而在汛末蓄水期,Chl-a浓度再次升高.中小洪水调度期间,香溪河浮游植物以绿藻门和硅藻门为主,其群落组成随中小洪水调度而改变,当水位变幅增大时,以硅藻为主,当水位变幅较小时,以蓝、绿藻为主.Chl-a浓度对库湾水体TN浓度变化更为敏感,当库湾水体流速>0.25 m·s^(−1),或者悬浮泥沙浓度>10 mg·L^(−1)时,水体Chl-a浓度受到抑制.2010年以后,香溪河库湾典型水华暴发时间转变为以汛期为主,非汛期水华仅有2次,需要进一步关注汛期库湾藻类对中小洪水调度的响应.

关键词：三峡水库中小洪水调度浮游植物悬浮泥沙水动力条件

长江中下游崩岸险情智能感知预警与防治关键技术研究构想及成果展望

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工程科学与技术 2024年第5期56卷 1-9页

作者：卢金友周银军邓彩云郭超李凌云长江水利委员会长江科学院湖北武汉430010 长江科学院水利部长江中下游河湖治理与防洪重点实验室湖北武汉430010

崩岸是长江中下游河道自然演变的常见形式,严重威胁防洪安全、航道畅通及沿江经济基础设施正常运行甚至是人民生命财产安全。三峡工程等水利水电工程建成运行引起长江中下游水沙情势显著改变,近年来,中下游河道持续冲刷、局部河势调整... 详细信息

崩岸是长江中下游河道自然演变的常见形式,严重威胁防洪安全、航道畅通及沿江经济基础设施正常运行甚至是人民生命财产安全。三峡工程等水利水电工程建成运行引起长江中下游水沙情势显著改变,近年来,中下游河道持续冲刷、局部河势调整、崩岸频发,造成多方面不利影响。尽管以往已开展了相关研究并进行了治理,但由于影响因素众多,崩岸机理复杂,隐蔽性、突发性和随机性强,预警及治理难度依然很大。本文以“崩岸机理揭示—大范围筛查—介入式监测—多尺度预警—系统化防治”为总体思路开展研究,围绕流-固耦合作用下的崩岸机理与险情智能筛查、河道岸坡土体全要素实时感知及崩岸模拟预警技术、耦合河势控制措施的崩岸系统防治技术等关键科学技术问题,重点研究持续冲刷下河势变化与崩岸动态响应关系,研发多源信息融合的崩岸险情智能筛查技术、河道岸坡全要素一体化智能感知技术、多尺度河道崩岸预测与预警技术,以及耦合河势控制措施的崩岸系统防治技术,旨在揭示持续冲刷条件下长江中下游崩岸发生的驱动因素及内在机理,研发崩岸险情智能感知预警及防治关键技术,实现崩岸险情智能筛查、多要素监测、动态预警与系统防治。研究有望显著提高长江中下游河道崩岸发生的预见性和治理技术水平,促进崩岸从灾后抢护向灾前预防转变,为河道系统治理和水安全保障能力提升提供科技支撑。

关键词：河道崩岸机理筛查监测预警系统治理长江中下游

固–液相变含水率区间松散土石体中细粒组分抗剪特性试验

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工程科学与技术 2024年第1期56卷 160-168页

作者：江洎洧王汉武黄玲张静波长江水利委员会长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室湖北武汉430010 长江水利委员会长江科学院信息中心湖北武汉430010 中交第二公路勘察设计研究院有限公司湖北武汉430056

松散土石体在泥水作用下易引发地质灾害,其中细粒组分在高含水率下的抗剪性能骤然劣化是触发相变失稳的重要因素之一。基于环剪试验,对三峡库区某滑坡松散土石体试样设计试验方案,研究细组构由软塑~流塑发展的固-液相变全过程抗剪特性... 详细信息

松散土石体在泥水作用下易引发地质灾害,其中细粒组分在高含水率下的抗剪性能骤然劣化是触发相变失稳的重要因素之一。基于环剪试验,对三峡库区某滑坡松散土石体试样设计试验方案,研究细组构由软塑~流塑发展的固-液相变全过程抗剪特性演化规律。结果表明:松散土石体试样为粗细组分二元特征较强的级配不良土体介质,其中,细粒组分在原状干密度条件下的饱和含水率为23.6%,液塑限分别为27.2和18.1,据此选定含水率23.6%~29.0%范围中的5个取值制定试验方案,可完整覆盖细粒组分的软塑~流塑相变;含水率为25.0%、26.0%和27.0%时,试样处软塑状态,在低法向压力下均可顺利开展环剪试验;其中,含水率25.0%试样恰进入软塑态,较含水率23.6%试样的峰值和残余内摩擦角分别降低23.5%和18.6%,峰值和残余黏聚力均降低超过80%。含水率为28.0%和29.0%时,试样已处于流塑状态,仅在无法向压力时可顺利开展环剪试验,且抗剪强度极低,其物理意义贴近于高黏稠泥浆的黏滞性;根据试样的黏聚力c在进入软塑状态时基本丧失,而内摩擦角φ表现为在软塑区间随含水率增加而逐步降低,进而触及液限骤然丧失的特性分析,c和φ劣化过程异步;经单元体受力模式和概化分析认为,相变前软塑状态试样静止侧压力系数K0的激增缓解了φ值的大幅骤降。

关键词：松散土石体细粒组分固–液相变环剪试验抗剪特性

基于CBS方法和ANCF的钝体—柔性尾板流固耦合数值分析方法

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中国造船 2024年第2期65卷 225-237页

作者：张橙柯帅屈衍滕云飞程亮华南理工大学海洋科学与工程学院广州511442 长江水利委员会长江科学院武汉430010

以刚性钝体—柔性尾板为研究对象,提出了准确考虑刚柔多体结构复杂运动与变形的流固耦合数值分析方法。基于任意拉格朗日-欧拉方法,采用特征基分裂的有限元方法求解流体控制方程;基于绝对节点坐标法精确模拟柔性尾板的复杂大变形特征;... 详细信息

以刚性钝体—柔性尾板为研究对象,提出了准确考虑刚柔多体结构复杂运动与变形的流固耦合数值分析方法。基于任意拉格朗日-欧拉方法,采用特征基分裂的有限元方法求解流体控制方程;基于绝对节点坐标法精确模拟柔性尾板的复杂大变形特征;利用顺序流固耦合方法实现流体与结构的关联求解,同时利用径向基函数插值方法确保网格更新的质量。在固定方柱-柔性尾板和弹性支撑圆柱-柔性尾板算例中验证了数值模型的可靠性。将模型应用于弹性支撑圆角方柱-柔性尾板的流致振动二维数值模拟,探究流固耦合现象与规律。

关键词：钝体-柔性尾板流固耦合数值模拟特征基分裂绝对节点坐标法

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湖泊与河流水文连通量化计算模型及其应用

湖泊科学 2024年第5期36卷 1516-1524页

作者：刘小光姚仕明柴朝晖朱孔贤水利部长江中下游河湖治理与防洪重点实验室武汉430015 长江水利委员会长江科学院武汉430015

湖泊与河流水文连通的量化是指导河湖保护与治理的关键之一,也是当前河湖生态复苏研究的热点问题。本文提出了一种湖泊与河流水文连通的量化计算模型,仅需少量实测或水动力模拟数据进行校验,即可量化计算单一或多个连通水道的河湖水文... 详细信息

湖泊与河流水文连通的量化是指导河湖保护与治理的关键之一,也是当前河湖生态复苏研究的热点问题。本文提出了一种湖泊与河流水文连通的量化计算模型,仅需少量实测或水动力模拟数据进行校验,即可量化计算单一或多个连通水道的河湖水文连通度。水位变化率与水位是决定水文连通的主控因子,水体交换强度与水位变化率呈线性正相关,且其增长速率与水位呈正相关。提出的水体交换流量计算方法可估算湖泊与长江水体交换流量。同等水位及水位变化率条件下,湖泊向长江输出水流的效率大于长江向湖泊灌入水流的效率。水文连通度峰值一般出现在整体上升或下降区间内的变异点,通过改变水位抬升或下降过程,可有效提升水文连通度均值及峰值,指导面向湖泊水生态环境改善的生态调度等。

关键词：水文连通水体交换水位变化率量化模型生态修复

数字孪生中水动力学模型关键技术研究与应用进展

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长江科学院院报 2024年第8期41卷 197-206页

作者：黄卫陈端杨青远黄艳长江科学院水力学研究所武汉430010 水利部长江水利委员会武汉430010

数字孪生技术正在水利行业快速应用发展。对水利数字孪生建设中水动力学模型的支撑作用进行了梳理分析,提出了水利数字孪生对水动力学模型的需求及解决方法。介绍了水利数字孪生中典型一维无压/有压水动力学模型模拟能力提升关键技术和... 详细信息

数字孪生技术正在水利行业快速应用发展。对水利数字孪生建设中水动力学模型的支撑作用进行了梳理分析,提出了水利数字孪生对水动力学模型的需求及解决方法。介绍了水利数字孪生中典型一维无压/有压水动力学模型模拟能力提升关键技术和大范围高精度二维水动力学模型计算效率提升关键技术。详细介绍了发展前沿中的坝堤溃决过程、暴雨山洪等特殊水动力学模型的数值挑战、关键技术、应用场景等方面内容。最后,从水动力学模型维度和功能、预测结果评估与实时校正技术、机理模型和数据驱动模型融合、虚拟计算与物理实体互馈模型等方面对水动力学模型发展方向进行了展望。研究成果可更好地支撑智慧水利建设。

关键词：数字孪生水利水动力学模型模型构建与应用关键技术模拟能力和效率提升

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工程堆积体产流产沙及水沙效益对植被近地表特征的响应

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农业工程学报 2024年第7期40卷 142-151页

作者：李建明陈兰任洪玉孙蓓杨贺菲熊怡孙宝洋长江水利委员会长江科学院武汉430010 水利部山洪地质灾害防治工程技术研究中心武汉430010

针对陡坡工程堆积体水土流失严重的问题,通过野外模拟降雨试验开展植被不同近地表特征对堆积体产流产沙和蓄水减沙效益特征影响的定量研究。选择土石混合堆积体(10%砾石质量分数,坡度30°)作为工程侵蚀下垫面的典型代表,并以裸坡(bare s... 详细信息

针对陡坡工程堆积体水土流失严重的问题,通过野外模拟降雨试验开展植被不同近地表特征对堆积体产流产沙和蓄水减沙效益特征影响的定量研究。选择土石混合堆积体(10%砾石质量分数,坡度30°)作为工程侵蚀下垫面的典型代表,并以裸坡(bare slope,BS)为对照,定量分析了植被在3种近地表特征条件下(完整植株(intact grass,IG),不含叶(not leaf,NL),只含根系(only root,OR)对堆积体产流产沙特征和蓄水减沙效益影响。结果表明:1)植被在IG条件下延缓坡面径流发生使其较BS滞后,效益达50.74%~188.98%,但不完整植被(NL、OR)会加速径流发生使其较BS提前2.19%~70.12%;2)植被在NL和OR下的瞬时径流率比IG增大0.20%~185.58%,在降雨强度1.8 mm/min的瞬时径流率甚至比BS高1.20%~169.10%;植被在IG和NL条件下瞬时侵蚀速率比BS减少0.91%~98.71%,但在降雨强度达到1.8 mm/min时OR条件下甚至增大侵蚀使其比BS高6.76%~75.63%;3)随降雨强度增大,植被在NL和OR条件下的减沙效益由95.18%和68.31%分别递减至46.58%和-68.13%,但对IG下的减沙效益影响小(效益差异会显著改变植被对堆积体坡面防护效益。提出开展堆积体生态修复时选择冠层丰富的植被,同时要避免外部因素对植被造成损害。研究结果对于揭示植被防护扰动边坡侵蚀机制具有重要意义,可为堆积体植被修复提供实践指导。

关键词：植被侵蚀堆积体近地表特征径流产沙蓄水减沙