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复杂几何断面输水隧洞明满交替流水动力模拟
1
作者 崔巍 丁志楠 +5 位作者 胡宏昌 李晓晨 穆祥鹏 陈文学 牛子厚 雷毓灵 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2026年第1期11-19,共9页
为解决在无压隧洞输水系统中因水流调控不当引发明满交替流,进而影响工程运行安全的问题,精确模拟复杂几何断面下的明满交替流现象,基于Godunov格式有限体积法、耦合Preissmann窄缝法,建立水力瞬变数学模型。采用HLLC近似Riemann求解器... 为解决在无压隧洞输水系统中因水流调控不当引发明满交替流,进而影响工程运行安全的问题,精确模拟复杂几何断面下的明满交替流现象,基于Godunov格式有限体积法、耦合Preissmann窄缝法,建立水力瞬变数学模型。采用HLLC近似Riemann求解器计算通量,以过水断面面积为重构变量,并将地形信息嵌入重构过程;结合虚拟边界法与特征线法处理闸门启闭边界。结果表明:模型精度高、计算稳定性好,可准确捕捉明满交替流动态过程,有效模拟复杂断面隧洞水力瞬变现象。工程案例仿真分析揭示:隧洞末端闸门关闭速率决定明满交替流态转换的发生;上游闸门快速关闭及退水操作可抑制压力水头波动。研究成果为明满交替流机理研究及输水系统安全运行策略制定提供了理论依据。 展开更多
关键词 复杂几何断面 长距离输水隧洞 有限体积法 Preissmann窄缝法 明满交替流
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水下架空式连续构筑物的局部泥沙冲淤研究
2
作者 应宗权 万景琳 +3 位作者 王雪刚 林美鸿 左华楠 潘厚璇 《科学技术与工程》 北大核心 2026年第2期763-774,共12页
针对连续构筑物在水下布设时引起的局部流场及沉积物变化,采用RNG k-ε湍流模型,建立了架空式连续构筑物的水下泥沙冲淤模型,模拟了桩基附近流场及泥沙的迁移变化。结果表明:桩基迎流侧泥沙由于涡流产生的剪切作用,会出现冲刷现象,冲刷... 针对连续构筑物在水下布设时引起的局部流场及沉积物变化,采用RNG k-ε湍流模型,建立了架空式连续构筑物的水下泥沙冲淤模型,模拟了桩基附近流场及泥沙的迁移变化。结果表明:桩基迎流侧泥沙由于涡流产生的剪切作用,会出现冲刷现象,冲刷坑最大深度出现在迎流桩基之前,与水流逆方向呈45°夹角,且沿桩基轴线对称分布;而出流侧水流会产生尾涡,流速有很大降低,形成少量淤积。当结构物纵深较长,与纵向边界相交时,迎流侧水流只能上升或下潜,导致结构物下方的水流流速陡增,加剧冲刷强度,在桩基与侧壁之间会形成“¬”字形冲刷坑。海床面剪切力与剪切速度均呈现先增大后减小,后趋于平衡的现象。冲淤平衡时剪切力与剪切速度均与冲深成正相关;无架空时会在管廊顶部形成少量淤积,架空高度不影响前排桩基的冲刷情况,但管廊后的淤积厚度与管廊架空高度成正相关。分析结果可为水下架空式连续构筑物的布设提供参考。 展开更多
关键词 连续构筑物 冲淤 水下 架空式 数值
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基于创新趋势分析方法的三门峡库区降水变异分析
3
作者 陶洁 魏溦佳 +2 位作者 张玉顺 许琳娟 左其亭 《郑州大学学报(工学版)》 北大核心 2026年第1期11-17,72,共8页
针对黄河流域三门峡库区降水变异机制不清、传统趋势分析方法难以捕捉序列内部结构变化的问题,综合应用创新趋势分析(ITA)、创新多边形趋势分析(IPTA)和创新趋势枢轴分析法(ITPAM)系统解析了1957—2020年三门峡气象站降水序列的多尺度... 针对黄河流域三门峡库区降水变异机制不清、传统趋势分析方法难以捕捉序列内部结构变化的问题,综合应用创新趋势分析(ITA)、创新多边形趋势分析(IPTA)和创新趋势枢轴分析法(ITPAM)系统解析了1957—2020年三门峡气象站降水序列的多尺度变异特征,并与Mann-Kendall等传统趋势检验方法进行对比。结果表明:三门峡气象站年降水整体和高值类均呈现显著下降趋势,统计量S=-1.031;多年月均降水量整体变化较为均匀,但7—9月份呈现出“趋势下降-变幅较大-风险等级高”的复合模式;最大1 d和5 d降水量均呈现显著下降趋势,但降水强度显著上升(S=0.069),区域降水模式向“低频-高强度”转型。与传统方法相比,创新趋势分析方法可以对时间序列的不同时间尺度、不同值区、不同风险等级进行更好的识别和细节解析,更具有灵活性优势。 展开更多
关键词 降水指标 创新趋势分析 创新多边形趋势分析 创新趋势枢轴分析法 三门峡库区
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节能型泵控单元动态特性参数灵敏度分析与匹配优化
4
作者 王飞 刘天浩 +2 位作者 刘焱 刘克毅 艾超 《机电工程》 北大核心 2026年第1期65-72,116,共9页
针对节能型泵控单元因参数耦合、强非线性导致系统动态性能不足的问题,提出了一种融合Sobol灵敏度分析与遗传算法优化的方法,进行了节能型泵控单元参数匹配设计。首先,建立了节能型泵控单元的数学模型;然后,采用Sobol法对泵控单元参数... 针对节能型泵控单元因参数耦合、强非线性导致系统动态性能不足的问题,提出了一种融合Sobol灵敏度分析与遗传算法优化的方法,进行了节能型泵控单元参数匹配设计。首先,建立了节能型泵控单元的数学模型;然后,采用Sobol法对泵控单元参数进行了灵敏度分析,确定了定量泵排量D_(p)和电机转动惯量J_(L)是影响泵控单元动态特性的关键参数,并采用了遗传算法对识别的关键参数进行了优化,进一步进行了两种排量泵与三种转动惯量的泵控单元动态特性对比仿真分析;最后,搭建了泵控单元测试平台,进行了定排量-变转动惯量和变排量-定转动惯量的压力阶跃响应特性测试。研究结果表明:当泵排量为25 mL/r,电机转动惯量为40 kg·cm^(2)、80 kg·cm^(2)和120 kg·cm^(2)时,对应系统响应时间分别为63 ms、77 ms和107 ms;电机转动惯量为40 kg·cm^(2),泵排量为5 mL/r和25 mL/r时,对应系统响应时间分别为63 ms和92 ms;验证了Sobol灵敏度分析结合遗传算法优化方法在节能泵控制单元动态特性参数分析和优化中的有效性。该研究结果可以为节能型泵控单元工程设计与应用提供有效依据和参考。 展开更多
关键词 节能型泵控单元 动态特性优化 Sobol灵敏度分析 遗传算法优化 参数匹配 遗传算法
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疏勒河流域水沙变化特征及其归因分析
5
作者 王昱 任伟龙 +5 位作者 牛晓宇 刘开清 张宝泉 张晓龙 胡飞燕 尉小珍 《水土保持通报》 北大核心 2026年第1期202-213,249,共13页
[目的]分析疏勒河流域水沙变化特征及其驱动因素,为该流域水资源有效利用和生态保护提供理论依据。[方法]收集疏勒河干流(昌马堡、潘家庄)及党河(党城湾)3处代表性水文站从建站至2023年近70 a的实测径流、输沙和降水资料及邻近的酒泉、... [目的]分析疏勒河流域水沙变化特征及其驱动因素,为该流域水资源有效利用和生态保护提供理论依据。[方法]收集疏勒河干流(昌马堡、潘家庄)及党河(党城湾)3处代表性水文站从建站至2023年近70 a的实测径流、输沙和降水资料及邻近的酒泉、玉门和肃北3个气象站的气象数据,运用数理统计、Mann-Kendall非参数检验、贝叶斯检验等方法,分析疏勒河流域水沙关系变化特征,并结合回归分析和累积量斜率变化率法量化气候变化和人类活动对径流和输沙变化的影响。[结果]疏勒河流域径流量和输沙量在年内及年际尺度上分配不均,具有明显的时空变异性,3个水文站的径流量均呈显著增加趋势,昌马堡水文站的输沙量呈显著上升趋势,而潘家庄水文站和党城湾水文站的输沙量变化趋势则不显著。[结论]气候变化是影响疏勒河干流上游和支流党河上游径流和输沙变化的主要原因,其中疏勒河干流上游昌马堡站径流和输沙过程受降水、气温和人类活动的共同作用驱动,降水变化是影响党河上游党城湾站径流和输沙变化的主导因素;人类活动干扰是影响疏勒河干流中游潘家庄站径流和输沙的主导因素,且随着人类活动的不断增强而持续扩大。 展开更多
关键词 水沙关系 气候变化 人类活动 疏勒河流域
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间歇性降雨对香溪河库湾水华及浮游植物演替的影响
6
作者 崔玉洁 郝玉淼 +5 位作者 李松誉 纪道斌 宋林旭 张兰茜 张景禛 龙良红 《中国农村水利水电》 北大核心 2026年第1期81-88,共8页
降雨对水环境多维度、多因素的改变,导致水华消退的原因存疑。研究以香溪河库湾为例,于2023年9月对3次间歇性降雨事件(Ⅰ型短时强降雨、Ⅱ型长历时低雨强、Ⅲ型长历时中雨强)开展全过程高频监测,探究降雨序列对水华动态及浮游植物演替... 降雨对水环境多维度、多因素的改变,导致水华消退的原因存疑。研究以香溪河库湾为例,于2023年9月对3次间歇性降雨事件(Ⅰ型短时强降雨、Ⅱ型长历时低雨强、Ⅲ型长历时中雨强)开展全过程高频监测,探究降雨序列对水华动态及浮游植物演替的影响机制。结果表明:降雨期间共镜检出浮游植物10门93属,蓝藻门主要优势种为微囊藻和伪鱼腥藻;硅藻门主要优势种为小环藻和骨条藻;绿藻门优势种为小球藻。降雨类型差异驱动水华呈现三阶段响应特征:Ⅰ型雨后叶绿素a(Chl-a)浓度先骤降73.7%,随后又迅速恢复至降雨前水平;Ⅱ型雨后Chl-a浓度呈波动下降趋势;Ⅲ型雨期间及结束后Chl-a浓度维持在5μg/L以下的低值水平。浮游植物群落结构对三场降雨的响应表现为:Ⅰ型和Ⅱ型雨期间蓝藻门占绝对优势;Ⅲ型雨后硅藻门密度占比显著上升,群落结构呈现由蓝藻向硅藻演替的规律。多样性指数分析表明,降雨后浮游植物群落的多样性和丰富度下降。相关性分析表明,影响浮游植物群落结构特征的环境因子主要为水温、溶解氧、pH值、电导率、水位及流量。间歇性降雨的累积效应,通过前期降雨引发的环境胁迫协同作用促使水华消退,这为人工降雨调度防控水华提供了理论依据。 展开更多
关键词 降雨 水华 浮游植物 群落结构
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基于Copernicus DEM 30的大尺度河道数字高程模型重构方法
7
作者 李玉建 赵明成 +2 位作者 李琳 戴文鸿 安鹏 《长江科学院院报》 北大核心 2026年第2期201-210,共10页
为解决在大尺度河道数值模拟中河道遥感影像信息不全和实测地形高程资料部分缺失导致河道数字高程模型难以构建的问题,应用塔里木河阿拉尔—新渠满河段2011年相关水文资料与实测地形高程资料,通过ArcGIS软件结合Google Earth历史影像与C... 为解决在大尺度河道数值模拟中河道遥感影像信息不全和实测地形高程资料部分缺失导致河道数字高程模型难以构建的问题,应用塔里木河阿拉尔—新渠满河段2011年相关水文资料与实测地形高程资料,通过ArcGIS软件结合Google Earth历史影像与Copernicus DEM 30数据绘制河道临水线与外缘线,基于二次插值、平均差值法与局部加权回归算法,结合断面高程数据,完善河道地形高程。通过Mesh Generator组件,重构该河段的河道数字高程模型,并检验数据在MIKE 21水动力-泥沙模块数值模拟中的可行性。结果表明:通过模拟得到的流速、流量-水位关系及河道冲淤变化与实测资料对比,各项指标的误差均符合相关技术规程的允许偏差要求;平均差值法可以弥补主槽与河漫滩高程补衔接不自然的问题;局部加权回归算法能有效平滑河道主槽沿程断面高程数据。研究成果旨在丰富河道地形高程数据的重构方法,为解决大尺度河道DEM难以构建问题提供一种新思路。 展开更多
关键词 大尺度河道 数字高程模型(DEM) Copernicus DEM 30 塔里木河干流
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降雨诱发的黄土高原淤地坝溃决灾害快速动态评价研究
8
作者 王琳 唐倩 +2 位作者 于沭 薛一峰 单熠博 《岩土工程学报》 北大核心 2026年第2期386-394,共9页
超标准降雨导致淤地坝溃决事件频发,亟需开展黄土高原淤地坝溃决灾害快速动态评价研究。以降雨诱发的淤地坝溃决灾害过程为研究核心,构建“雨-洪-沙-溃”灾害评价方法,将“土-水-沙”耦合作用贯穿于溃决灾害全过程,建立淤地坝水沙动力-... 超标准降雨导致淤地坝溃决事件频发,亟需开展黄土高原淤地坝溃决灾害快速动态评价研究。以降雨诱发的淤地坝溃决灾害过程为研究核心,构建“雨-洪-沙-溃”灾害评价方法,将“土-水-沙”耦合作用贯穿于溃决灾害全过程,建立淤地坝水沙动力-溃坝数学模型。并以王茂沟流域2012年“7·15”降雨为实例,开展淤地坝溃决状态快速判定、泥沙补给突变溃决影响规律研究、危险坝体快速定位研究,从而实现溃决灾害快速动态评价。结果表明:采用水沙动力-溃坝数学模型判定黄柏沟^(#)1坝、康河沟^(#)1坝和康河沟^(#)2坝溃决,结果符合实际溃决情况;考虑降雨诱发的径流激增和泥沙补给突变对溃决灾害评价的影响,黄柏沟^(#)1坝、康河沟^(#)1坝和康河沟^(#)2坝洪峰时间分别提前24,21,26 min,洪峰流量分别增大4.24%,1.53%,4.76%,洪峰时间提前,洪峰流量偏大,结果偏安全,有助于提前发出预警;随着降雨量的增大,忽略泥沙作用时所判定的溃坝数量均小于考虑泥沙作用时所判定的结果,泥沙作用不可忽视。 展开更多
关键词 淤地坝 雨-洪-沙-溃 溃决灾害评价 泥沙补给突变
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泄洪雾化条件下堆积体边坡渗流径流分析
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作者 刘刚 江宇翔 +2 位作者 童富果 许莲奇 毛杨阳 《水利水电科技进展》 北大核心 2026年第1期32-38,共7页
为研究泄洪雾化产生的雾化降雨对干热河谷地区堆积体边坡安全稳定性的影响,基于水气两相流理论,建立泄洪雾化和复杂坡面径流-坡体渗流全过程耦合模型,通过欧拉双流体模型对泄洪过程中的水、气运动进行描述,考虑坡体渗流与坡面径流之间... 为研究泄洪雾化产生的雾化降雨对干热河谷地区堆积体边坡安全稳定性的影响,基于水气两相流理论,建立泄洪雾化和复杂坡面径流-坡体渗流全过程耦合模型,通过欧拉双流体模型对泄洪过程中的水、气运动进行描述,考虑坡体渗流与坡面径流之间的耦合关系,实现对泄洪过程中的水、气运动的数值求解。研究结果表明,建立的耦合模型将渗流与径流之间的流量边界转化为模型内部边界,解决了边界条件设定不准确带来的计算难题;对堆积体边坡而言,雾化降雨主要形成坡面径流,径流形成时间短,径流量大,消散时间快;在考虑坡面径流对坡体渗流影响的基础上,坡体内雨水入渗的深度和入渗量整体呈增大趋势。 展开更多
关键词 泄洪雾化 边坡渗流 渗流-径流模型 边坡稳定
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基于水沙动力学机制与机器学习的滩岸崩退智能预测模型
10
作者 夏军强 刘雨晨 +2 位作者 周美蓉 程亦菲 李东阳 《水科学进展》 北大核心 2026年第1期134-146,共13页
冲积河流滩岸崩退问题突出,威胁河势稳定与防洪安全。为解决滩岸崩退定量预测难题,弥补传统机器学习算法在特征表征方面的局限性,本文构建融合水沙动力学机制与机器学习的智能预测框架,建立涵盖水沙动力条件、河床边界特征和前期河床变... 冲积河流滩岸崩退问题突出,威胁河势稳定与防洪安全。为解决滩岸崩退定量预测难题,弥补传统机器学习算法在特征表征方面的局限性,本文构建融合水沙动力学机制与机器学习的智能预测框架,建立涵盖水沙动力条件、河床边界特征和前期河床变形的特征变量体系,通过集成K-最邻近算法和Lasso回归算法构建内嵌特征选择模块的崩退概率预测模型和崩退宽度预测模型,实现崩退概率与宽度的定量预测。以黄河下游铁谢至高村游荡型河段为研究对象,采用1999-2024年实测水沙和断面地形资料构建数据集,根据研究河段内崩退宽度的概率分布,将崩退划分为弱崩(<50 m)、强崩(50~110 m)和剧崩(>110 m)3个等级进行模型验证与应用。结果表明:模型能较为准确地预测滩岸崩退的发生及幅度,其中概率预测模型训练集、验证集和测试集的准确率分别为0.97、0.80和0.86;宽度预测模型训练集、验证集和测试集的平均绝对误差分别为13、48和48 m,测试集崩退等级准确率为0.83;将模型应用于2024年汛期滩岸崩退评估,成功预测了70%的崩退事件,其中崩退等级预测准确率为0.71。本文构建的智能预测框架可有效解决滩岸崩退定量预测难题,在冲积河流滩岸崩退预测中具备较高的准确性与良好的应用效果,能为保障河势稳定与防洪安全提供有效的技术支持。 展开更多
关键词 崩退概率 崩退宽度 水沙动力学机制 特征选择 机器学习 黄河下游
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山区航道浅滩整治对草鱼上溯行为的影响研究
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作者 胡江 李建树 +4 位作者 李耕 林巳云 赵庭俊 陈爽 陈欣 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期39-44,共6页
山区河流浅滩航道治理通常在边滩修筑丁坝或者顺坝束窄中枯水河槽,通过增加水流冲刷能力以保持航槽稳定。然而,浅滩河段的边滩缓流区往往是草鱼等洄游性鱼类的重要生境区,航道整治建筑物改变了边滩形态,形成急流与大尺度漩涡等复杂流态... 山区河流浅滩航道治理通常在边滩修筑丁坝或者顺坝束窄中枯水河槽,通过增加水流冲刷能力以保持航槽稳定。然而,浅滩河段的边滩缓流区往往是草鱼等洄游性鱼类的重要生境区,航道整治建筑物改变了边滩形态,形成急流与大尺度漩涡等复杂流态,从而对鱼类的洄游产生影响。针对这一问题,采用高精度水槽试验和三维水流数学模型相结合的方法,研究了浅滩河段丁坝修筑前后边滩水动力条件和草鱼上溯行为的变化特征。结果表明,边滩修筑丁坝后河道断面收缩,其对水流和草鱼上溯的影响程度随丁坝淹没深度的增加而减弱;当丁坝未淹没时,坝头处于高流速区,草鱼上溯极为困难,而丁坝后的掩护区成为聚集栖息场所;丁坝淹没较浅时(H/D=1.125),草鱼上溯成功率下降约20%;丁坝淹没较深时(H/D=1.875),草鱼上溯成功率下降约4%。总体看,航道整治工程常使用短丁坝(长度小于1/3河宽),草鱼洄游期丁坝淹没程度一般在1.200~1.500,因而其对草鱼上溯成功率的影响通常在20%以下。 展开更多
关键词 航道工程 山区航道 浅滩 丁坝 边滩水流 草鱼洄游
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三峡工程运用后长江松滋口分流变化特征与发展趋势研究
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作者 郭小虎 黄梅 +1 位作者 郭超 陈栋 《湖泊科学》 北大核心 2026年第1期375-386,I0048-I0051,共16页
松滋河是荆江分流入洞庭湖的主要通道之一,其分流变化对江湖防洪、水资源利用及水环境生态等具有重要影响。基于实测资料分析与物理模型试验,研究了三峡工程运行后长江干流与松滋口口门河段水沙演变及河床冲刷对分流的影响关系。结果表... 松滋河是荆江分流入洞庭湖的主要通道之一,其分流变化对江湖防洪、水资源利用及水环境生态等具有重要影响。基于实测资料分析与物理模型试验,研究了三峡工程运行后长江干流与松滋口口门河段水沙演变及河床冲刷对分流的影响关系。结果表明:与1990-2002年相比,2003-2022年期间枝城站年均输沙量减少约90.6%,松滋口分沙量亦同步减少约87.1%;2003-2022年期间枝城至杨家脑河段平滩河槽冲刷2.39亿m^(3),平均冲深2.3 m,河床显著粗化,而松滋口口门段平滩河槽冲刷4325万m^(3),平均冲深3.0 m,近期与干流卵石夹沙河床形成冲刷速率差异;根据物理模型结果预测,未来在次饱和水流长期作用下,长江干流杨家脑以下沙质河床将持续下切,导致杨家脑水位出现不同程度下降,致使分流减少,其中枝城站7000 m^(3)/s流量下,至2035年、2050年水位分别下降1.58和2.57 m,相应松滋口分流量减少8.3%和16.7%;但口门内外河床不对等冲刷,口门段沙质冲刷速率更高,使过水断面扩大,至2035年末,即使考虑杨家脑水位下降的影响,松滋口分流仍呈不同程度增大,其中枝城站7000 m^(3)/s流量下分流反增20.8%,杨家脑水位下降与口门内外不对等冲刷的贡献率分别为-33%和133%;随着流量增大,二者对分流变化的影响贡献率数值均显著增大,但抵消后对分流量变幅的影响不大,相关影响主要集中于中枯水期。河床组成分异通过调控冲刷进程维持了松滋口分流稳定。枯水期分流增加有利于洞庭湖水资源调配,但会一定程度降低干流水位并可能影响中枯水期航道畅通。 展开更多
关键词 三峡工程 松滋口 分流分沙 物理模型 试验 冲刷
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扩散段立面双向扩张的侧式进/出水口水力特性
13
作者 朱洪涛 田端鹏 高学平 《水科学进展》 北大核心 2026年第1期185-196,共12页
为探究扩散段立面双向扩张的侧式进/出水口水力特性,采用数值模拟方法,在立面扩张角总和不变时,分析进/出水口拦污栅断面流速分布规律及内部流态特征,讨论扩散段立面双向扩张的优势。结果表明:(1)出流工况,随着顶板扩张角减小、底板扩... 为探究扩散段立面双向扩张的侧式进/出水口水力特性,采用数值模拟方法,在立面扩张角总和不变时,分析进/出水口拦污栅断面流速分布规律及内部流态特征,讨论扩散段立面双向扩张的优势。结果表明:(1)出流工况,随着顶板扩张角减小、底板扩张角增大,拦污栅断面主流由底部向顶部移动,流速不均匀系数先减小后增大;(2)进流工况,不同扩散段立面双向扩张下的拦污栅断面流速分布规律基本相同;(3)立面扩张角总和不变时,顶板和底板扩张角比值宜在0.5~2.0范围内;(4)扩散段采用立面双向扩张有助于改善拦污栅断面流速分布、降低进/出水口水头损失和减少工程开挖量。研究成果为进/出水口设计提供新思路。 展开更多
关键词 水力特性 侧式进/出水口 立面双向扩张 拦污栅断面流速分布 抽水蓄能电站 数值模拟
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水利水电水运学科综合性试验平台构建——历史、理论、现实逻辑与未来展望
14
作者 戴济群 胡亚安 《水利水运工程学报》 北大核心 2026年第1期9-22,共14页
综合性科研试验平台是驱动科技创新的核心基础设施,其构成与效能直接关系到国家水安全保障水平。本文旨在系统阐述构建由原型观测、物理模型试验、数学模型模拟(以下简称“三型平台”)深度融合的水利水电水运学科综合性试验平台的逻辑... 综合性科研试验平台是驱动科技创新的核心基础设施,其构成与效能直接关系到国家水安全保障水平。本文旨在系统阐述构建由原型观测、物理模型试验、数学模型模拟(以下简称“三型平台”)深度融合的水利水电水运学科综合性试验平台的逻辑必然性与战略路径。历史逻辑表明,“三型平台”的协同演进是推动中国水利水电水运工程技术从跟跑、并跑到部分领跑的决定性力量,以国家级科研机构九十载实践脉络为例,论证了“三型平台”的协同演进,不仅是支撑重大工程成功建设的基石,更是引领水利水电水运工程技术实现跨越式发展的根本动力。理论逻辑揭示,“三型平台”构成了复杂水工系统“认识-再现-预测-优化”的完整闭环,是探索水工系统内在复杂规律、保障工程安全的方法论基础,其联动性、协同性、参证性研究确保了“国之重器”等重大工程建设与运维的科学性、安全性与经济性。现实逻辑指出,面对新老水问题交织的挑战与国家水安全战略需求,“三型平台”是发展水利新质生产力,实现高水平科技自立自强,保障防洪安全、供水安全、粮食安全、生态安全、航运安全的内在要求和战略支点。本文结合前沿实践,提出强化全链条创新、深化“产学研用”融合、创新科研机制等构建路径,以期为中国水利水电水运科技创新与高质量发展提供参考。 展开更多
关键词 原型观测 物理模型试验 数学模型模拟 新质生产力 水安全保障
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不同干扰下串列双PTC圆柱的振动及功率稳定性研究
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作者 章大海 张帅 +2 位作者 刘硕硕 侯啸海 江耀鑫 《应用数学和力学》 北大核心 2026年第2期203-218,共16页
发展海洋能符合国家的“双碳”战略目标,大规模利用VIVACE提取海流能时需要多振子协同组合发电,但多振子的干扰效应会形成比较紊乱的流场,造成VIVACE振动响应不稳定.为此,提出刚性连接结构以解决多振子流致振动造成的干扰.利用RANS方法... 发展海洋能符合国家的“双碳”战略目标,大规模利用VIVACE提取海流能时需要多振子协同组合发电,但多振子的干扰效应会形成比较紊乱的流场,造成VIVACE振动响应不稳定.为此,提出刚性连接结构以解决多振子流致振动造成的干扰.利用RANS方法和Spalart-Allmaras湍流模型,结合动网格和UDF技术,模拟分离式串列双PTC圆柱和刚性连接双PTC圆柱在L=1.5D,L=2.5D,L=3.5D三种间距比下的流致振动响应、振动稳定性及瞬时输出功率稳定性.结果表明,间距比增加会使得刚性连接时振动幅值稳定性减小,与分离式相比较,在三种间距比下刚性连接均可以改善振动稳定性和瞬时输出功率稳定性,但改善效果随着间距比增加而减弱;引入净阻尼系数衡量分离式串列双PTC圆柱和刚性连接串列双PTC圆柱振动过程中的系统能量变化,发现不稳定的净阻尼系数会导致系统能量的不稳定最终形成振动响应的不稳定. 展开更多
关键词 流致振动 串列双PTC圆柱 净阻尼系数 振动稳定性
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受限水域船体周围时均流速分布规律试验研究
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作者 钟亮 余江秀 +1 位作者 汪贤瑶 潘剑 《水利水运工程学报》 北大核心 2026年第1期133-145,共13页
船舶在限制水域航行时,运动船体与受限水体之间的复杂相互作用将形成独特的水流结构,船体附近时均流速的空间分布直接影响船舶操纵性和稳定性,对船舶运行安全具有重要影响。基于受限水域环境,利用高分辨率粒子图像测速技术(PIV),开展缩... 船舶在限制水域航行时,运动船体与受限水体之间的复杂相互作用将形成独特的水流结构,船体附近时均流速的空间分布直接影响船舶操纵性和稳定性,对船舶运行安全具有重要影响。基于受限水域环境,利用高分辨率粒子图像测速技术(PIV),开展缩尺船模作用下的明槽湍流试验,研究船体周围时均流速的分布特征,探讨不同断面系数和来流条件下时均流速的分布规律,分析这两个关键因素对时均流速垂向分量和纵向分量的影响机制。结果表明:受限水域中纵向流速U最大值出现在船体底部,垂向流速V受船前形成的下潜水流以及船后形成的上升回流影响,最大值出现在船头和船尾下游处,纵向及垂向流速均在贴近船头处变化最剧烈。船舶底部的无量纲纵向时均流速沿垂线呈非对称的“⊃”形分布,垂线流速从船体底部至水槽底部先增大后减小,船尾涡旋范围内近似呈“S”形分布;纵向时均流速随断面系数的增大而减小,最大纵向时均流速约为断面平均流速的1.35倍,但最大流速出现的位置基本不随断面系数发生变化。纵向时均流速随来流速度的增大而逐渐增加,无量纲纵向时均流速呈现明显分区现象,船前及船底最大流速区范围向外扩展,船头绕流低流速区缩小,船尾后部回流区范围扩大,而来流速度的变化基本未改变最大流速出现的位置。研究结果可为受限水域航道设计维护和船舶安全航行提供参考。 展开更多
关键词 受限水域 船体周围 时均流速分布 PIV水槽试验
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澳门地区水浸灾害仿真推演与防控效果分析
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作者 余晓 刘家宏 +3 位作者 李文 骆卓然 梅超 董莉榕 《中国水利》 2026年第2期53-59,共7页
气候变化背景下,滨海城市受潮位顶托、高度城镇化和高人口密度等因素叠加影响,水浸灾害频发,显现出水浸灾害防控能力不足、决策分析智能化程度较低等问题,开展滨海城市水浸灾害仿真推演研究具有重要现实意义。本文以澳门地区为研究对象... 气候变化背景下,滨海城市受潮位顶托、高度城镇化和高人口密度等因素叠加影响,水浸灾害频发,显现出水浸灾害防控能力不足、决策分析智能化程度较低等问题,开展滨海城市水浸灾害仿真推演研究具有重要现实意义。本文以澳门地区为研究对象,构建了滨海城市水浸灾害仿真推演系统,开展了重点工程防控效果的仿真推演分析。该系统具有城市水浸灾害模拟、三维视景推演等功能,通过了“天鸽”台风历史水浸灾害事件的系列测试验证,具有较高的模拟精度和三维可视化呈现能力。对新建挡潮闸、加高围堤等重点工程防控效果的仿真推演分析表明:挡潮闸的修建有效阻挡了闸外潮水,可显著减少澳门半岛西侧水浸灾害的影响,但澳门半岛东北侧部分区域仍然存在水浸现象;在修建挡潮闸的基础上,加高澳门半岛重点区域围堤后,澳门半岛东北部区域仅有零星的积水,最大积水深度不足10 cm。修建挡潮闸、加高围堤的组合,能有效防控澳门半岛水浸灾害风险。本研究可为滨海城市水浸灾害预防、应对和缓解提供科学化、系统化、可视化的仿真平台,能够为滨海城市水浸灾害科学管控提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 滨海城市 水浸灾害 数值模拟 仿真推演 澳门半岛 数字孪生水利 洪涝灾害
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柴达木盆地湖泊水面演变与基准面积分析
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作者 王芳 朱东升 轩换玲 《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》 北大核心 2026年第1期23-33,87,共12页
柴达木盆地具有从山区到盆地中心由淡水湖到盐湖的分布格局。近20年,平原区的湖泊面积显著增加,且盐湖被大规模开发,为了支撑盐湖矿产资源维护与湖泊生态保护用水准确核算,本文提出湖泊基准面积,以1956—2000年的水文状态代表百年尺度... 柴达木盆地具有从山区到盆地中心由淡水湖到盐湖的分布格局。近20年,平原区的湖泊面积显著增加,且盐湖被大规模开发,为了支撑盐湖矿产资源维护与湖泊生态保护用水准确核算,本文提出湖泊基准面积,以1956—2000年的水文状态代表百年尺度资源与生态稳定的水文状况,作为矿产资源的盐湖,以该时段内天然湖泊多年平均面积或近平水年面积作为湖泊基准面积;作为生态系统的淡水湖、咸水湖和低盐度盐湖,以该时段生态良好状态的面积作为基准面积。基于遥感影像与历史调查数据分析表明:柴达木盆地58个湖泊的基准面积为1867 km^(2),其中,平原区22个面积大于5 km^(2)的典型湖泊的基准面积为1266 km^(2)。平原区湖泊面积于2005年开始显著增加,至2024年达到1659 km^(2),同时增加了盐田面积666.6 km^(2)。而且,演变的程度有一定差异:湖水与含盐地层连通的溶蚀湖基本稳定;冰川补给且近天然的湖泊面积增加50%~140%;来水显著增加但经过开采的生产盐湖面积增加19%~32%;单纯受降水影响的湖泊,东部增加85%~253%,中部增加26%~34%,西部增加14%;存放老卤与拦截淡水的湖泊面积扩大10~500倍;引湖溶卤被引的湖泊彻底干涸。 展开更多
关键词 柴达木盆地 湖泊 盐湖 盐矿资源 气候变化 基准面积
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三峡运行后长江中游砂卵石河段滩槽演变及通航水动力特征
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作者 杨云平 郑金海 +1 位作者 李明 朱玲玲 《水科学进展》 北大核心 2026年第1期147-160,共14页
流域梯级水库群联合运行后,枢纽下游河床冲刷已引起同流量-枯水位、水面比降和流速等适应性调整,这些要素变化叠加形成的“坡陡流急”会影响船舶通航安全。本文以长江中游砂卵石河段为对象,通过2002—2024年水文泥沙与河床地形等实测数... 流域梯级水库群联合运行后,枢纽下游河床冲刷已引起同流量-枯水位、水面比降和流速等适应性调整,这些要素变化叠加形成的“坡陡流急”会影响船舶通航安全。本文以长江中游砂卵石河段为对象,通过2002—2024年水文泥沙与河床地形等实测数据分析,解析河床冲淤强度与滩槽形态、同流量-枯水位、水面比降及最大流速等变化特征。研究表明:宜昌—大埠街河段枯水河槽、平滩河槽发生了累积性冲刷与深泓下切,洲滩面积先减小后逐渐稳定,深槽面积为增大态势;砂卵石河段同流量-枯水位为累积性下降态势,宜昌—枝城段枯水期水面比降较稳定,枝城—大埠街河段水面比降增大且发生天数增多使得“坡陡”现象增强;沙质河段河床冲刷及同流量-枯水位下降已引起砂卵石过渡段溯源冲刷作用增强,芦家河河段枯水期表层最大流速表征的“流急”特性增强;在无大型人类活动作用下,砂卵石河段的河床仍维持小幅冲刷,随着下游沙质河床段的持续强冲刷,引起砂卵石过渡段“坡陡流急”特性存在增强态势。 展开更多
关键词 滩槽形态 坡陡流急 水位变化 砂卵石河床 长江中游
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水库淤积风险与治理研究
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作者 余欣 王仲梅 +2 位作者 来志强 张戈 王远见 《水利发展研究》 2026年第1期50-58,共9页
水库是重要的水利设施,其作用举足轻重。泥沙淤积侵占水库库容,影响水库功能发挥,缩短其寿命,给水库运行管理带来诸多风险。围绕水库淤积风险与治理研究,文章分析了我国水库淤积现状及风险,总结了淤损水库水力排沙理论技术和机械清淤库... 水库是重要的水利设施,其作用举足轻重。泥沙淤积侵占水库库容,影响水库功能发挥,缩短其寿命,给水库运行管理带来诸多风险。围绕水库淤积风险与治理研究,文章分析了我国水库淤积现状及风险,总结了淤损水库水力排沙理论技术和机械清淤库容恢复技术,凝练了二者的适用范围、使用条件以及协同减淤的思路,明确了水库清淤未来面临的挑战,提出了水库清淤要与泥沙资源利用、水库优化调度、流域综合治沙有机结合,并建立水力排沙与机械清淤一体化融合减淤清淤技术体系,以降低水库清淤频次及经济成本,从根本上解决水库泥沙淤积问题。 展开更多
关键词 水库淤积 淤积治理 水力排沙 机械清淤 水库清淤挑战
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