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基于原型试验和封装式策略的PCCP断丝信号有效特征挖掘

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水利学报 2025年

作者：杨光栾博文李波孙锦朱赵辉张建伟华北水利水电大学水利学院长江科学院工程安全与灾害防治研究所华北水利水电大学测绘与地理信息学院中国水利水电科学研究院工程安全监测中心

为提升分布式光纤监测系统对预应力钢筒混凝土管(PCCP)断丝信号的实时探测能力,基于封装式策略构建分析模型,挖掘利于振动模式识别的有效特征参量。应用相位敏感光时域反射(Φ-OTDR)型分布式光纤监测系统采集振动信号,针对时域、频域以... 详细信息

为提升分布式光纤监测系统对预应力钢筒混凝土管(PCCP)断丝信号的实时探测能力,基于封装式策略构建分析模型,挖掘利于振动模式识别的有效特征参量。应用相位敏感光时域反射(Φ-OTDR)型分布式光纤监测系统采集振动信号,针对时域、频域以及时频域建立原始特征参量集合;引入非线性收敛因子、非线性自适应权值、高斯变异扰动和Tent混沌扰动,对鲸鱼优化算法(WOA)进行改进,在此基础上,借助改进的WOA(IWOA)和层次聚类(HC),提出IWOA-HC有效特征挖掘模型。案例分析结果显示:Fisher、BPSO-HC、WOA-HC和IWOA-HC分别挖掘出61、35、32和27个有效特征参量,利用4组有效特征参量进行振动模式识别,准确率分别为71.11%、86.67%、89.44%和97.22%,IWOA-HC挖掘出的有效特征参量具备最佳的模式识别能力。本研究可为在役PCCP工程的健康诊断及灾害预警提供技术支持。

关键词：预应力钢筒混凝土管断丝实时监测原型试验有效特征挖掘封装式建模

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三门峡水库汛期壅水排沙影响因素分析

泥沙研究 2025年

作者：裴柯雄史红玲陈建国王党伟沈铭晖中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室中国水利水电科学研究院水利部泥沙科学与北方河流治理重点实验室国际泥沙研究培训中心

为了揭示壅水条件下水库排沙比的影响因素及其响应关系，统计三门峡水库2011—2021年汛期入库流量在3 000 m3/s以下且坝前水位相对稳定的壅水时期排沙比变化，发现将入库流量划分为500～1 000 m3/s、1 000～1 500 m3/s、1 500～2 000 m... 详细信息

为了揭示壅水条件下水库排沙比的影响因素及其响应关系，统计三门峡水库2011—2021年汛期入库流量在3 000 m3/s以下且坝前水位相对稳定的壅水时期排沙比变化，发现将入库流量划分为500～1 000 m3/s、1 000～1 500 m3/s、1 500～2 000 m3/s和2 000～3 000 m3/s四个流量级的水库排沙比与坝前水位具有较好的负相关关系，只有最小入库流量级的排沙比与入库含沙量存在一定相关性。结合隐含了坝前水位变化影响的滞留时间这一变量，提出了出入库流量系数与滞留时间比值的过流因子为影响排沙比的主要变量，建立了不同入库流量级的壅水排沙比与过流因子及入库含沙量的计算关系式，计算精度良好，可用于估算三门峡水库汛期壅水排沙比。

关键词：三门峡水库排沙比不同流量级坝前水位过流因子

基于改进鹦鹉优化算法的混凝土热学参数反演分析

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中国农村水利水电 2025年

作者：熊骥王治国刘棋成贾龙李琦王峰湖北省水利水电科学研究院湖北省水利水电规划勘测设计院有限公司三峡大学水利与环境学院

混凝土施工环境复杂多变，其热学参数的精确性对计算结果至关重要。因此，本文提出了一种基于鹦鹉优化算法的大体积混凝土热学参数反演方法，旨在解决规范或试验所得热学参数与实际工况下存在差异的局限性。由于鹦鹉算法搜索方式的特殊... 详细信息

混凝土施工环境复杂多变，其热学参数的精确性对计算结果至关重要。因此，本文提出了一种基于鹦鹉优化算法的大体积混凝土热学参数反演方法，旨在解决规范或试验所得热学参数与实际工况下存在差异的局限性。由于鹦鹉算法搜索方式的特殊性，致使其搜索效率略显不足。针对该现象引入随机停留策略对鹦鹉优化算法进行改进，通过引入三角游走及Levy飞行策略，显著增强了算法的全局搜索能力和求解效率。通过IEEE CEC 2022的12项标准测试函数，对比改进鹦鹉优化算法与三种传统算法，结果显示其性能显著优于后者。将改进后的算法应用于金沙江下游某混凝土拱坝，实现了最终绝热温升、表面放热系数、温升规律参数的有效反演。结果表明，相比传统方法，本文方法能够更有效地减少模拟温度与实测温度之间的偏差，提高反演精度，为相关工程结构的热性能分析与优化提供了有力的技术支持和实用参考。

关键词：大体积混凝土鹦鹉优化算法热学参数反演分析通水冷却

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河南省人口与不透水面变化对用水量的影响

华北水利水电大学学报(自然科学版) 2025年

作者：黄晓东王润鸿刘文锴胡青峰刘辉王艳梅尤靖奇张钧涵华北水利水电大学水资源学院中国水利水电科学研究院水资源研究所华北水利水电大学测绘与地理信息学院华北水利水电大学数字孪生水利高等研究院长安大学地质工程与测绘学院

河南省摆脱“冒进式”城镇扩张和实现“集约高效”新型城镇化发展是关系我国中部崛起的关键一环，在人口快速增长和不透水面迅速扩张的背景下，水资源供需矛盾已成为制约河南省城镇化高质量发展的重要因素，协调好“人-土-水”发展关系... 详细信息

河南省摆脱“冒进式”城镇扩张和实现“集约高效”新型城镇化发展是关系我国中部崛起的关键一环，在人口快速增长和不透水面迅速扩张的背景下，水资源供需矛盾已成为制约河南省城镇化高质量发展的重要因素，协调好“人-土-水”发展关系具有重要意义。本文基于长时序数据资料，采用强度差异指数和脱钩指数模型，探究河南省2000—2022年的人口与不透水面的时空变化特征，及两者对工业-生活用水量的影响效益。结果表明:①河南省人口波动明显，豫东南地区为阶梯式下降，其余地区人口缓慢增长;不透水面增长较稳定，以郑州为中心向外扩散，增幅减少;水资源利用量波动明显，豫东和豫中一带先缓增后呈“凸”字先增后减，豫西南地区平稳波动。②河南省整体属于弱脱钩型，强脱钩地区以10年为单位由垂直分布转为水平分布，其余城市在研究期内均呈现弱脱钩状态。③人口对工业-生活用水量的影响更显著，豫东地区不透水面的变化主导了水资源的消耗，豫西和豫中地区则显示人口是主导因素。

关键词：不透水面人口水资源脱钩模型 CCR模型河南省

宁蒙河段平滩流量变化过程及其与水沙条件的关系

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泥沙研究 2025年

作者：姚庆锋卢书慧史红玲张治昊滨州市引黄灌溉服务中心山东黄河河务局黄河河口管理局中国水利水电科学研究院

采用实测资料分析的方法，研究了黄河上游宁蒙河段平滩流量变化过程及其与水沙条件的关系。研究结果表明：1986年后，黄河上游龙羊峡水库与刘家峡水库联合调控运用，宁蒙河段年水量和汛期水量有所减小，年沙量和汛期沙量大幅度减小，洪... 详细信息

采用实测资料分析的方法，研究了黄河上游宁蒙河段平滩流量变化过程及其与水沙条件的关系。研究结果表明：1986年后，黄河上游龙羊峡水库与刘家峡水库联合调控运用，宁蒙河段年水量和汛期水量有所减小，年沙量和汛期沙量大幅度减小，洪峰流量削减严重，发生洪水的几率明显降低。水沙过程的变化必然会影响宁蒙河段河床演变过程，宁蒙河段平滩流量由20世纪60年代中期的3 600～5 800 m3/s减小到目前的1 900～4 000 m3/s。建立的宁蒙河段平滩流量和水沙条件的响应关系表明，宁蒙河段平滩流量随汛期水量的增大而增大，随汛期来沙系数的增大而减小。

关键词：黄河上游宁蒙河段平滩流量水沙条件河道演变

大型管网关阀优化方案及阀门开度扰动对流量均匀性影响

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排灌机械工程学报 2025年

作者：杨国苗李小芹唐学林崔春亮彭致功张兴峰封顶梁中国农业大学水利与土木工程学院中国农业大学北京市供水管网系统安全与节能工程技术研究中心新疆水利水电科学研究院中国水利水电科学研究院

为解决新疆克拉玛依市大型灌溉管网关阀过程中的水锤和灌溉出流流量不均匀等问题,基于一维特征线法,利用Flowmaster软件建立管网水力模型,研究管网在不同阀门关闭规律下的瞬变流特性以及阀门开度扰动对管网流量均匀性的影响.研究结果表... 详细信息

为解决新疆克拉玛依市大型灌溉管网关阀过程中的水锤和灌溉出流流量不均匀等问题,基于一维特征线法,利用Flowmaster软件建立管网水力模型,研究管网在不同阀门关闭规律下的瞬变流特性以及阀门开度扰动对管网流量均匀性的影响.研究结果表明:模型预测的相关水力特性与管网设计参数对比误差不超过8%,验证了模型的准确性.针对管网运行的瞬变水力特性,总阀采用20至60 min的不同总历时一阶段线性关闭规律,即使关阀时间长达60 min,管网管段仍发生空化现象;开展关阀总历时30 min和快关10 min、快关开度分别为65%,75%,85%等不同组合的先快后慢两段关闭规律,其中快关85%、慢关15%的关闭规律下,管网管段不会产生空化,且管道内最大水锤压力小于管道设计压力.针对管网压力波动引起的流量均匀性变化,通过阀门开度扰动仿真压力波动,阀门开度由100%到90%调节后,各支管流量下降比例平均值为0.079%,流量波动较小;各出水桩流量下降比例平均值为0.074%,克里斯琴森系数为0.989 9,灌溉均匀性较好.研究结果可为大型灌溉管网的水锤防护及阀门开度扰动对管网流量均匀性分析提供一定的指导.

关键词：灌溉管网特征线法水锤关阀规律瞬变特性灌溉均匀性

基于分层多尺度分割的水土流失图斑落地方法研究

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人民长江 2025年

作者：刁品文赵敏余榕陈黎李子涵珠江水利委员会珠江水利科学研究院广东省国土资源测绘院

为推进水土流失动态监测成果应用，将水土流失栅格结果与水土流失治理工作要求结合，实现宜治理水土流失图斑的精准识别定位，本文以灵川县为研究区，提出了一种基于分层多尺度分割的水土流失图斑落地方法，高效精准地识别出研究区的水... 详细信息

为推进水土流失动态监测成果应用，将水土流失栅格结果与水土流失治理工作要求结合，实现宜治理水土流失图斑的精准识别定位，本文以灵川县为研究区，提出了一种基于分层多尺度分割的水土流失图斑落地方法，高效精准地识别出研究区的水土流失图斑。研究结果表明：分层多尺度分割方法在水土流失栅格结果和土地利用矢量间实现了较好的平衡，基于分层多尺度分割方法的水土流失图斑准确率达到了90%，较传统方法具有准确高效和便于应用等优势，落地图斑能够为后续水土流失治理工作提供支持。研究结果可为全国水土流失图斑落地工作提供方法借鉴，为漓江流域综合治理提质增效提供基础数据和决策参考。

关键词：水土流失图斑落地分层多尺度分割

不同生育期亏缺灌溉对蒙古黄芪光合特性、产量与品质的影响

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浙江农业学报 2025年

作者：李艳翠李福强周波甘肃省水利科学研究院甘肃农业大学水利水电工程学院

为探究不同生育期亏缺灌溉对膜下滴灌蒙古黄芪光合特性、水生产力和药用品质的影响，在河西绿洲冷凉灌区开展大田试验，分别在苗期、现蕾开花期、根茎伸长期和根茎增粗期设置轻度（65%～75%田间持水量）和中度（55%～65%田间持水量）的... 详细信息

为探究不同生育期亏缺灌溉对膜下滴灌蒙古黄芪光合特性、水生产力和药用品质的影响，在河西绿洲冷凉灌区开展大田试验，分别在苗期、现蕾开花期、根茎伸长期和根茎增粗期设置轻度（65%～75%田间持水量）和中度（55%～65%田间持水量）的水分亏缺处理，以全生育期充分灌溉（75%～85%田间持水量）作为对照（CK）。结果表明，与CK相比，不同生育期水分亏缺均会显著（P<0.05）降低同期蒙古黄芪叶片的叶绿素相对含量（SPAD值）、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度。与CK相比，在苗期和现蕾开花期进行轻度水分亏缺处理的产量与CK无显著差异，但水分利用效率分别显著增加13.98%和12.99%；在根茎伸长期和根茎增粗期进行轻度水分亏缺处理的黄芪甲苷含量分别显著提高4.05%和3.57%，毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量分别显著提高9.53%和10.20%，但二者的产量分别显著降低8.79%和13.99%。综合评价结果显示，在苗期进行轻度水分亏缺的处理可推荐作为河西绿洲灌区蒙古黄芪适宜的亏缺灌溉策略。

关键词：水分亏缺光合特性产量品质综合评价蒙古黄芪

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基于能坡法的自压滴灌工程管径计算

水利规划与设计 2025年第1期 147-152页

作者：曹彪王蓓张江辉白云岗杨中宪才仁加甫新疆水利水电科学研究院新疆乌鲁木齐830049

为了建立自压滴灌工程管网管径计算方法。文章根据自压滴灌工程布置特点和滴灌技术要求,以总干管、干管提供灌水小区工作压力,分干管保证每一个灌水小区进口压力相同,支管保证灌水小区内滴头灌水均匀度达到90%以上的设计计算思路,推导... 详细信息

为了建立自压滴灌工程管网管径计算方法。文章根据自压滴灌工程布置特点和滴灌技术要求,以总干管、干管提供灌水小区工作压力,分干管保证每一个灌水小区进口压力相同,支管保证灌水小区内滴头灌水均匀度达到90%以上的设计计算思路,推导了自压滴灌工程输配水三级管网的计算公式,并进行了实例计算。结果表明,管网节点压力均满足自压滴灌工程工作要求,管网节点压力分配较为合理,适应性较好。该方法为自压滴灌工程管径设计计算提供了理论依据,拓宽了自压滴灌工程管径计算思路,可为自压滴灌工程设计提供理论和技术支撑。

关键词：能坡法重力流自压滴灌压力分配管径计算

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