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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
1
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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分散性土体坡面冲刷侵蚀机理试验研究
2
作者 梁越 严冰洁 +3 位作者 许彬 陈禹 张宏杰 Rashid Hafiz Aqib 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2026年第1期97-107,共11页
分散性土水敏性强,其遇水后极易发生土壤侵蚀问题,严重制约了区域经济发展和生态环境系统稳定。通过室内冲刷模型试验,探究了不同坡度和流量下分散性土体坡面冲刷侵蚀形态、产流产沙过程的演变特征及对土壤剥蚀率的影响大小,揭示了分散... 分散性土水敏性强,其遇水后极易发生土壤侵蚀问题,严重制约了区域经济发展和生态环境系统稳定。通过室内冲刷模型试验,探究了不同坡度和流量下分散性土体坡面冲刷侵蚀形态、产流产沙过程的演变特征及对土壤剥蚀率的影响大小,揭示了分散性土体坡面冲刷侵蚀机理。结果表明:(1)受坡度和流量共同影响坡面冲刷侵蚀-破坏演变形态可大致划分为四种演变模式,即极缓坡+小(中等)流量时的全过程片蚀模式、缓(陡)坡+小流量时的片蚀→细沟侵蚀→浅沟侵蚀模式、陡坡+中等流量时的片蚀→细沟侵蚀→浅沟侵蚀-坍塌模式、极陡坡+中等(大)流量时的细沟侵蚀→浅沟侵蚀-坍塌模式。(2)同一坡度下坡面产流速率、产沙速率及总产沙量均随流量逐渐增大而不断增加;同一流量下坡面产流速率随坡度增加其变化不明显,且坡面产沙速率和总产沙量均随坡度逐渐增大而不断增加。(3)坡面冲刷过程中土壤剥蚀率与流量和坡度呈线性关系(明显正相关),且坡度对土壤剥蚀率影响的敏感性较流量显著。 展开更多
关键词 分散性土 冲刷侵蚀 流量 坡度 产流产沙 土壤剥蚀率
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黄河中游小北干流河段2000-2020年河势演变特征
3
作者 马素娟 陶建峰 张敏 《水利水电科技进展》 北大核心 2026年第1期17-23,共7页
基于黄河小北干流河段2000-2020年汛后遥感影像、实测断面资料和上游水沙数据,选取主流线摆动宽度、弯曲系数、汊道系数及心滩占比等为表征参数,分析了该河段的河势演变特征及主要影响因素。结果表明:主流线摆动宽度逐渐趋于稳定,多年... 基于黄河小北干流河段2000-2020年汛后遥感影像、实测断面资料和上游水沙数据,选取主流线摆动宽度、弯曲系数、汊道系数及心滩占比等为表征参数,分析了该河段的河势演变特征及主要影响因素。结果表明:主流线摆动宽度逐渐趋于稳定,多年均值为451 m,呈现上段变化强烈、中段和下段较稳定的特征;弯曲系数多年在1.0~1.3之间,依旧呈现游荡性特征;汊道系数与心滩占比多年变化剧烈,心滩散乱且变化剧烈;上游来水量对河势变化有显著影响,弯曲系数和汊道系数与来水量和多年均值差值呈负相关关系;控导工程和天然节点共同作用,会束窄河道、归顺主流,从而影响河势变化。 展开更多
关键词 河势演变 来水来沙条件 控导工程 黄河 小北干流
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三峡工程运用后长江中游典型分汊段分流分沙比调整特点与成因分析
4
作者 朱恒 夏军强 +1 位作者 邓珊珊 周美蓉 《湖泊科学》 北大核心 2026年第1期387-400,共14页
三峡工程的运用引起坝下游分汊段冲淤调整,进而改变分流分沙格局,对防洪、航运和生态等产生深远影响。本文选取监利-石矶头河段内3种不同类型分汊河段为研究对象,分析持续冲刷条件下的汊道演变特点,并基于二维水沙模型对比计算了三峡工... 三峡工程的运用引起坝下游分汊段冲淤调整,进而改变分流分沙格局,对防洪、航运和生态等产生深远影响。本文选取监利-石矶头河段内3种不同类型分汊河段为研究对象,分析持续冲刷条件下的汊道演变特点,并基于二维水沙模型对比计算了三峡工程运用前后不同流量级下的分流分沙比,最后阐明了分流格局调整的驱动成因。结果表明:三峡工程运用后,研究河段内顺直分汊段两汊有冲有淤,弯曲及鹅头分汊两汊均为冲,且冲刷主要发生于枯水河槽,整治工程阻止了江心洲两缘高滩崩退且促进了洲头低滩淤积;冲刷强度大的汊道发展为主汊,造成部分分汊段主支汊易位,南门洲及陆溪口右汊枯水流量下分流比分别由0.42、0.40提升至0.95、0.81,增幅均超过100%;汊道不平衡冲淤是分流分沙格局调整的主要成因,且影响随流量增大而减小,主汊相对支汊冲刷厚度每增加1.0 m,主汊分流比增加约7.6%~15.8%,分沙比增加约8.2%~11.8%;平面形态改变进一步影响了分流格局,南阳洲左汊口门处低滩淤积不利于入流,且高滩崩退后左移降低了左汊洪、中水流量下的分流比。 展开更多
关键词 分流分沙比 汊道演变 分汊河型 整治工程 长江中游
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滑溜水携砂运移特征与水平管沉砂机理实验
5
作者 郭晓东 张士诚 +3 位作者 邱士鑫 张景臣 蒋建方 袭祥瑞 《石油钻采工艺》 北大核心 2026年第1期75-85,共11页
为解决滑溜水体系在水平井内携带支撑剂过程中易发生沉砂与砂堤堆积、运移机理不清的问题,揭示不同工况下支撑剂沉积与砂堤演化的主控因素及其作用规律,依托自建的室内水平管携砂流动回路实验系统,开展不同工况下的可视化实验。重点考... 为解决滑溜水体系在水平井内携带支撑剂过程中易发生沉砂与砂堤堆积、运移机理不清的问题,揭示不同工况下支撑剂沉积与砂堤演化的主控因素及其作用规律,依托自建的室内水平管携砂流动回路实验系统,开展不同工况下的可视化实验。重点考察滑溜水黏度(5、20 mPa·s)、支撑剂粒径(20/40目、40/70目)、砂比(10%、20%)及排量(0.15~0.63 m^(3)/min)对砂堤形成与运移的影响,并分析沉积与再悬浮对砂堤演化的作用。研究结果表明,排量增大与黏度提升显著增强携砂能力,降低沉砂速率;而砂比升高与粒径增大会促进颗粒沉降,使砂堤高度增加并延迟平衡形成。砂堤演化呈现“前缘推进—高度积聚”的动态平衡特征。各因素影响强度由强至弱依次为砂比>排量>黏度>粒径。基于实验结果,进一步量化确定了临界沉砂排量与严重砂堵排量,为认识水平井内支撑剂运移与沉积规律提供实验依据,并为后续预测模型构建提供支撑。 展开更多
关键词 滑溜水 支撑剂运移 沉砂机理 砂堤演化 临界排量
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刚性植被淹没度对悬沙分布影响的三维水沙数值模拟研究
6
作者 吴建民 肖毅 陈耀飞 《水运工程》 2026年第1期41-51,共11页
平原河流中河道泥沙多为悬移质输移,当水流中存在植被时,水流的湍动特性发生显著变化,悬沙颗粒沉速和浓度分布规律将受到影响。基于OpenFOAM平台求解器driftFluxFoam,构建了刚性植被影响下的三维水沙数值模型,并通过圆柱绕流水槽试验与... 平原河流中河道泥沙多为悬移质输移,当水流中存在植被时,水流的湍动特性发生显著变化,悬沙颗粒沉速和浓度分布规律将受到影响。基于OpenFOAM平台求解器driftFluxFoam,构建了刚性植被影响下的三维水沙数值模型,并通过圆柱绕流水槽试验与隔板试验验证其可靠性。设置4种植被淹没度工况(h/H=0.4、0.6、0.8、1.0),开展了不同淹没度下植被周围水流结构与悬沙分布模拟。结果表明,随着植被淹没度的增加,沉水植被对流速的影响集中在植被层,垂向流速在植被后5D处大幅衰减,区域最大瞬时流速涨幅约55%;植被前5D的床面切应力增大,临界挺水植被切应力较沉水植被高约70%,植被后5D轴线上切应力形成峰值,轴线两侧2D处形成低值区,尾流区影响较小。悬沙浓度变化区间逐步收缩,植被底部的环形低浓度区缩小,沉水植被对近床面沿程悬沙浓度差异性影响较小,而临界挺水植被则相反,植被后50D的归一化时均悬沙浓度CE/CA约为1.46。 展开更多
关键词 刚性植被 悬沙分布 流场分布 植被淹没度 三维数值模拟
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瓯江引水工程对感潮河段河床冲淤影响研究
7
作者 邱浩 程享勤 +3 位作者 林克慧 俞梁鹿 李峰 沈泽成 《水利水电快报》 2026年第3期12-20,共9页
瓯江引水工程取水口位于瓯江感潮河段上,受潮流影响大,水势复杂,取水口局部和工程河段在工程作用下的冲淤情况不明。利用历史断面数据对瓯江感潮河段冲淤趋势进行分析,并使用二维水流泥沙模型对瓯江引水工程建设后的取水口局部和工程河... 瓯江引水工程取水口位于瓯江感潮河段上,受潮流影响大,水势复杂,取水口局部和工程河段在工程作用下的冲淤情况不明。利用历史断面数据对瓯江感潮河段冲淤趋势进行分析,并使用二维水流泥沙模型对瓯江引水工程建设后的取水口局部和工程河段冲淤情况进行模拟。研究结果表明:工程建成后,受工程引水影响,工程前沿局部区域存在一定程度冲刷,最大冲刷深度约2 m;工程混凝土挡墙上下游侧存在一定程度的淤积,其中,取水口下游侧淤积范围、淤积幅度均较上游侧偏大,最大淤积幅度约2.5 m。工程运行后,取水口头部所在的凸岸滩坡可能进一步淤积,需加强监测,必要时采取清淤措施加以维护。 展开更多
关键词 河床冲淤 感潮河段 二维水流泥沙模型 瓯江引水工程
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藏东南典型冰川泥石流形成的水-热-物源耦合效应
8
作者 张子妍 杜翠 +3 位作者 马超 李豪 吴幽 林唯智 《冰川冻土》 2026年第1期30-41,共12页
我国藏东南地区冰川泥石流形成机制多归结为其雨热同期的特点,忽略了泥石流发生必不可少的物源条件及其时间演化过程,缺少物源与雨热条件叠加形成泥石流的耦合效应物理机制。本研究以2020年7月10日达打隆巴沟泥石流为例,利用2015―2023... 我国藏东南地区冰川泥石流形成机制多归结为其雨热同期的特点,忽略了泥石流发生必不可少的物源条件及其时间演化过程,缺少物源与雨热条件叠加形成泥石流的耦合效应物理机制。本研究以2020年7月10日达打隆巴沟泥石流为例,利用2015―2023年Landsat 8和PlanetScope影像,用冰川末端靶区面积减去“冰雪区+植被区”面积的差值,结合DEM进而得出不同坡度范围内物源的变化规律;利用逐日降水、气温站点和网格数据,分析了与触发该次泥石流的水热条件相似的年份。结果表明:2019年达打隆巴沟内因冰雪融化和冰川退缩导致冰碛物物源面积达到阶段性峰值,尤其是30°~50°坡段范围内的冰碛物构成了该次泥石流的主要物源。2020年高温背景下冰雪快速退缩,导致冰川末端冰碛物进一步暴露,构成了泥石流的物质基础。泥石流发生前10 d内区域气温持续偏高,叠加频繁且强度较大的降雨过程,构成典型的雨热同期输入条件,成为泥石流触发的关键气象背景。对比2015―2023年夏季气象数据,2017年和2021年亦出现多个与2020年相似的雨热同期背景,但唯有2020年在冰雪退缩与物源集中暴露叠加作用下诱发了泥石流灾害。因此,达打隆巴沟2020年冰川泥石流并非单纯雨热诱因触发,物源长期积累、突增且与短期极端天气事件的叠加是该次冰川泥石流形成的最主要原因。本研究结果有望加深对藏东南雨热同期气象背景下冰川泥石流形成的物理机制认识。 展开更多
关键词 冰川泥石流 冰碛物变化 水-热-物源条件
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考虑颗粒动态尺度影响的固液相间阻力修正模型研究
9
作者 张自超 张利红 李延频 《农业机械学报》 北大核心 2026年第1期262-272,共11页
阻力模型是影响悬移质固液两相流固相浓度分布计算结果的重要因素,现有的相间阻力模型未考虑颗粒动态尺度引起的周围流体湍流强度改变对颗粒运动和扩散的影响,导致固相浓度计算结果与试验值相比仍有误差。为此,针对悬移质固液两相流,采... 阻力模型是影响悬移质固液两相流固相浓度分布计算结果的重要因素,现有的相间阻力模型未考虑颗粒动态尺度引起的周围流体湍流强度改变对颗粒运动和扩散的影响,导致固相浓度计算结果与试验值相比仍有误差。为此,针对悬移质固液两相流,采用流体湍流强度变化率与颗粒动态尺度的表达式,对MTE-Wen-Yu模型进行修正得到改进的PDS-MTE-Wen-Yu模型。通过圆管内固液两相流数值计算对改进模型进行了验证。结果表明,在不同进口流速、不同进口固相浓度和不同固相颗粒粒径时,相比于Wen-Yu模型和MTE-Wen-Yu模型,PDS-MTE-Wen-Yu模型计算得到的固相浓度分布与试验值更加吻合,计算精度更高。在湍流核心区,PDS-MTE-Wen-Yu模型和MTE-Wen-Yu模型的计算精度基本相同;但在近壁区内,PDS-MTE-Wen-Yu模型具有更高的计算精度。但是,随着颗粒粒径和固相浓度的增大,由于大粒径颗粒的惯性增大,湍流改变对颗粒的影响随之降低,PDS-MTE-Wen-Yu模型的计算误差逐渐增大。在固液两相流压力场计算时,MTE-Wen-Yu模型和PDS-MTE-Wen-Yu模型计算得到的压力降基本相同,都更接近试验值,但仍存在一定的误差。因此,PDS-MTE-Wen-Yu模型具有较高的计算精度,更适用于固相颗粒粒径较小的低浓度悬移质固液两相流固相浓度和小流速、低浓度固液两相流压力场的计算。 展开更多
关键词 固液两相流 悬移质 阻力修正模型 颗粒动态尺度 湍流修正函数
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被动旋转扰流装置叶片形式对泥沙冲淤效果的影响试验研究
10
作者 程昊天 谭义海 李琳 《长江科学院院报》 北大核心 2026年第2期29-36,44,共9页
为了探明扰流装置叶片形式对于泥沙冲淤效果的影响,通过改变装置叶片形式,在水槽中进行冲淤试验,对比分析冲坑形态、冲刷历时及水流流速、紊动强度分布等数据,最终得到冲淤效果最优的扰流装置叶片形式。试验结果表明,曲面式扰流装置在... 为了探明扰流装置叶片形式对于泥沙冲淤效果的影响,通过改变装置叶片形式,在水槽中进行冲淤试验,对比分析冲坑形态、冲刷历时及水流流速、紊动强度分布等数据,最终得到冲淤效果最优的扰流装置叶片形式。试验结果表明,曲面式扰流装置在连续旋转过程中表现出最佳冲淤效果,主流经过曲面叶片旋转,向顺水流旋转一侧偏移,加速床沙起动,促进泥沙的迁移和输送。曲面式扰流装置冲淤比分别比扭面式和平面式增大48.5%和16.3%,曲面式底部紊动强度较平面式增大89.47%。研究成果为河道整治定点定向清淤提供一种环保节能技术方法,为被动旋转扰流装置结构优化提供依据。 展开更多
关键词 泥沙冲淤效果 被动旋转扰流装置 河道清淤 水槽试验 冲淤比
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北部湾盆地涠西南凹陷涠洲12-D油田流一段滑塌型重力流沉积模式新认识
11
作者 高凌 李佳 《河北地质大学学报》 2026年第1期43-51,共9页
通过构造背景、沉积背景的分析研究,重新确定了涠西南凹陷涠洲12-D油田流一段储层沉积体系,即滑塌型重力流沉积。并参考国内外深水重力流沉积单元分类方案,充分利用岩芯、测井、地震相等综合解释和应用,在研究区划分并识别出3种体系4种... 通过构造背景、沉积背景的分析研究,重新确定了涠西南凹陷涠洲12-D油田流一段储层沉积体系,即滑塌型重力流沉积。并参考国内外深水重力流沉积单元分类方案,充分利用岩芯、测井、地震相等综合解释和应用,在研究区划分并识别出3种体系4种沉积单元,分别为块体搬运、碎屑流和浊流体系下发育的碎屑舌状体、朵体、碎屑流块体和浊积薄砂。并建立了三源汇聚的碎屑流和浊流双重控制的滑塌型重力流沉积模式,为油田后续的勘探开发以及油田挖潜调整提供可靠的地质依据。 展开更多
关键词 滑塌型重力流 沉积模式 流一段储层 涠西南凹陷
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底泥污染对人工湿地水质净化的影响及疏浚调控对策
12
作者 陈建彬 《广东水利水电》 2026年第2期87-91,共5页
利用表面流人工湿地改善提升饮用水源水质是我国常用的有效措施,然而随运行年限增长,表面流人工湿地对污染物的作用减弱,影响运行效果,成为亟待研究和解决的关键技术问题。该文以滆湖表面流人工湿地为研究对象,针对表面流人工湿地总氮(... 利用表面流人工湿地改善提升饮用水源水质是我国常用的有效措施,然而随运行年限增长,表面流人工湿地对污染物的作用减弱,影响运行效果,成为亟待研究和解决的关键技术问题。该文以滆湖表面流人工湿地为研究对象,针对表面流人工湿地总氮(TN)和高锰酸盐指数(CODMn)净化能力逐年降低这一问题,开展湿地底泥垂向理化性质调查,通过室内模拟试验定量研究底泥污染物释放规律,分析不同疏浚深度下水体中氮、磷及CODMn浓度变化规律,为治理滆湖湿地底泥污染提出合理可行的疏浚深度。 展开更多
关键词 表面流人工湿地 底泥疏浚 污染物释放 水质净化
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长短叶片混流式水轮机宽负荷运行下泥沙磨损特性
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作者 耿清华 肖汉 +4 位作者 魏新宇 黄振宇 张海库 王文全 裴俊先 《水力发电》 2026年第3期56-61,77,共7页
针对我国西部地区多沙河流中混流式水轮机普遍面临的泥沙磨损难题,以长短叶片混流式水轮机为研究对象,系统研究了宽负荷运行下的泥沙磨损特性,并提出了运行建议。选取0.8、0.6和0.4倍额定出力3种典型出力水平,每个出力水平下设置2个具... 针对我国西部地区多沙河流中混流式水轮机普遍面临的泥沙磨损难题,以长短叶片混流式水轮机为研究对象,系统研究了宽负荷运行下的泥沙磨损特性,并提出了运行建议。选取0.8、0.6和0.4倍额定出力3种典型出力水平,每个出力水平下设置2个具有不同导叶开度与运行水头组合的代表性工况,在考虑电站实际泥沙级配和多年平均泥沙浓度的基础上,通过DPM模型追踪泥沙颗粒运动轨迹,采用Mansouri磨损模型对不同工况下转轮叶片的泥沙磨损进行预测。结果表明,机组低于额定出力运行时,叶片吸力面磨损更为严重,并且随着出力降低,叶片压力面的磨损区域逐渐缩小、强度减弱,而吸力面的磨损则不断加剧,其中短叶片吸力面在低出力下尤为敏感。相比之下,同一出力水平下的小开度高水头工况普遍诱发更强的泥沙磨损。综合分析发现,在宽负荷运行下优先采用大开度低水头运行方式有助于减缓转轮磨损,延长设备服役寿命。 展开更多
关键词 混流式水轮机 长短叶片 宽负荷运行 泥沙磨损 固液两相流
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泥沙起动流速测量装置设计
14
作者 赵燕超 刘建垚 +2 位作者 炎天娇 谢铭博 潘云文 《高师理科学刊》 2026年第1期71-76,共6页
泥沙起动流速的传统测量方法存在临界条件判断主观性强、垂线流速同步测量困难等问题。基于光学和电磁学原理设计一种新型泥沙起动流速测量装置。该装置主要由泥沙起动感应单元和时均流速垂线分布测量单元两部分组成,其中泥沙起动感应... 泥沙起动流速的传统测量方法存在临界条件判断主观性强、垂线流速同步测量困难等问题。基于光学和电磁学原理设计一种新型泥沙起动流速测量装置。该装置主要由泥沙起动感应单元和时均流速垂线分布测量单元两部分组成,其中泥沙起动感应单元根据泥沙起动时床面附近水体的透光率变化来感应泥沙起动时刻;时均流速垂线分布测量单元通过感应水流对挡水板的冲击改变各支路电流大小,以此将垂向各位置的流速以电信号的形式输出。在此基础上,将垂向各位置的电流值转换为流速分布,并沿水深积分最终算得泥沙起动流速。 展开更多
关键词 泥沙起动 时均流速垂线分布 测量装置设计
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混流式水轮机导叶磨损性能数值模拟
15
作者 王靖坤 叶子盛 +1 位作者 王子洋 熊佳弘 《装备环境工程》 2026年第1期137-144,共8页
目的 提高水轮机导叶抗泥沙磨损性能。方法 以某水电站的水轮机为研究对象,基于离散相模型和Oka磨损模型,提出水轮机全流道沙水流动及导叶磨损数值模拟方法。基于全流道模型及Oka磨损模型,研究不同导叶材料的抗磨性能。结果 Inconel-71... 目的 提高水轮机导叶抗泥沙磨损性能。方法 以某水电站的水轮机为研究对象,基于离散相模型和Oka磨损模型,提出水轮机全流道沙水流动及导叶磨损数值模拟方法。基于全流道模型及Oka磨损模型,研究不同导叶材料的抗磨性能。结果 Inconel-718在固定导叶和活动导叶的耐磨性能上均表现最优,其最大磨损率较ZG20Mn分别降低55.7%和39.5%,平均磨损率升高29.8%和30.7%,优于ZG06Cr13Ni4Mo(最大磨损率降低31.5%和26.9%,平均磨损率升高20.4%和22%)。在含沙量为6.2 kg/m^(3)时,以磨损深度达到8 mm的时间为评价标准,Inconel-718的使用寿命为4 353.9 h,与ZG20Mn相比提高了72.7%,与ZG06Cr13Ni4Mo相比提高了27.1%。结论 本研究通过数值模拟的方法计算了水轮机导叶不同材料的磨损量及磨损寿命,为水电水利工程中导叶的磨损及材料选择提供了有效计算方法及参考依据。 展开更多
关键词 混流式水轮机 导叶 泥沙磨损 数值模拟 Oka磨损模型 抗磨性能
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控导工程布置对取水枢纽引水效率影响的技术试验研究
16
作者 张晓锋 《吉林水利》 2026年第2期18-24,共7页
针对高含沙河道无坝/低坝取水存在的主流偏移、紊流与含沙富集问题,以交口抽渭灌区渠首为例,建立1∶100弗劳德相似实体模型,在静水对照、现状、弱控导与优化控导4种工况下对近口流态、含沙与能耗进行对比。结果表明,优化“丁坝-潜坝”... 针对高含沙河道无坝/低坝取水存在的主流偏移、紊流与含沙富集问题,以交口抽渭灌区渠首为例,建立1∶100弗劳德相似实体模型,在静水对照、现状、弱控导与优化控导4种工况下对近口流态、含沙与能耗进行对比。结果表明,优化“丁坝-潜坝”组合可稳定主流轴线,紊动强度下降27.1%,断面平均含沙降低19.6%(P<0.05),单位扬程下降12.7%,引水效率提升9.3%。据此提出“布置参数-水力响应-引水效率”的因果框架,并构建融合复合效率、流态集中度与含沙降低率的评价体系,识别丁坝偏角与坝距比等关键参数。研究可为高含沙灌区无坝取水枢纽的布置优化与泵站运行提供定量依据。 展开更多
关键词 无坝取水 控导布置 实体模型试验 含沙响应
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基于深度学习的黄河下游水流阻力计算研究
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作者 杨润祎 张红武 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2026年第1期249-262,共14页
【目的】冲积河流阻力的准确计算在治河防洪工程中具有重要意义。传统阻力计算公式与现有机器学习方法仍存在诸多不足。为提升阻力模型的性能与泛化能力,建立一套基于深度学习的阻力计算方法,【方法】选择弗劳德数、体积含沙量、宽深比... 【目的】冲积河流阻力的准确计算在治河防洪工程中具有重要意义。传统阻力计算公式与现有机器学习方法仍存在诸多不足。为提升阻力模型的性能与泛化能力,建立一套基于深度学习的阻力计算方法,【方法】选择弗劳德数、体积含沙量、宽深比、径深比、年径流量和年输沙量等水文特征作为模型输入,构建一种基于深度森林的水流阻力计算模型。利用黄河下游水文站的实测数据进行模型训练与测试,并从时空泛化能力、迁移学习表现等方面综合评估模型。【结果】模型在测试集上的纳什效率(NSE)为0.785,平均绝对误差(MAE)为0.002,均方根误差(RMSE)为0.003,平均绝对百分比误差(MAPE)为14.618%。加入时空平均特征泛化模型后,模型的NSE从0.6814提升至0.7427,MAE从0.0023降至0.0021,RMSE从0.0032降至0.0028,MAPE从14.978%降至13.689%。在将模型迁移至全新的水沙条件下时,NSE最大降幅达65.35%,MAE、RMSE和MAPE的最大升幅分别为100%、150%和123.98%。【结论】深度森林模型相比于传统的阻力公式和机器学习模型,在冲积河流一般条件下的阻力计算方面,能展现出更为优越的预测精度。通过引入大尺度时空平均特征,模型在不同水文站与水文时期的计算精度有效提升,泛化能力明显增强。然而,在应对特殊水沙情势时,模型仍存在性能波动,有时计算精度还超不过具有物理背景的糙率公式,亟需结合物理机制以增强其迁移学习能力,且在解决复杂环境下的黄河动床阻力计算问题时,应该注重同良好的传统公式相互印证这一环节。 展开更多
关键词 黄河下游 水流阻力 深度森林 迁移学习 弗劳德数 径流 输沙量 机器学习模型
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淮河中游典型分汊河道水沙特性及分水分沙规律 被引量：1
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作者 张辉 倪晋 +1 位作者 贲鹏 王久晟 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第7期24-31,共8页
为明确淮河中游典型分汊河道水沙特性变化及分水分沙规律,采用累积距平、M-K分析法、R/S分析法和Morlet小波分析法等方法,研究了分汊河道濛洼段1985—2020年来水来沙特性,探讨了水沙条件突变及变化趋势的驱动因素,基于水沙关系曲线分析... 为明确淮河中游典型分汊河道水沙特性变化及分水分沙规律,采用累积距平、M-K分析法、R/S分析法和Morlet小波分析法等方法,研究了分汊河道濛洼段1985—2020年来水来沙特性,探讨了水沙条件突变及变化趋势的驱动因素,基于水沙关系曲线分析了水沙协同关系与输沙能力的变化,定量给出了濛洼段各汊分流比和含沙量比。结果表明:王家坝站(总)年径流量总体未呈明显增减趋势,含沙量则表现出明显的减小趋势,未来一段时间继续呈减小趋势,在1995年左右发生突变,水库拦沙、农业种植改变下垫面及水土保持措施是含沙量减小的主要驱动因素;来沙系数呈减少趋势,外界影响系数a值逐渐减少,输沙特性拟合系数b值逐渐增大;濛河分流比与本段总来流基本呈正相关,随着流量增加,濛河分流的权重也逐渐升高,6000 m^(3)/s流量级以下分流能力略有萎缩,6000 m^(3)/s流量级可以与淮河干流平分上游来流,各汊点河道的含沙量比值近似等于各河道的水流挟沙力比值。以上结果为淮河中游水沙数值模拟中分汊河道含沙量计算模式提供理论支撑,为淮河中游河道整治采用长距离疏浚方案提供科学依据。 展开更多
关键词 分汊河道 水沙特征 驱动因素 水沙关系 分水分沙规律 淮河中游
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陆相淡水湖盆细粒沉积成因机制及页岩油储集特征——以鄂尔多斯盆地西南部三叠系延长组长7_3亚段为例 被引量：4
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作者 刘显阳 刘江艳 +6 位作者 王秀娟 郭芪恒 吕奇奇 杨智 张岩 张忠义 张文选 《石油勘探与开发》 北大核心 2025年第1期84-98,共15页
基于鄂尔多斯盆地西南部三叠系延长组长73亚段页岩油勘探实践进展,综合野外露头、钻井、测井、岩心、地球化学等资料,以及水槽实验模拟等技术手段,开展陆相湖盆细粒沉积古环境、岩相组合和分布、沉积成因及页岩油储集特征的系统研究。... 基于鄂尔多斯盆地西南部三叠系延长组长73亚段页岩油勘探实践进展,综合野外露头、钻井、测井、岩心、地球化学等资料,以及水槽实验模拟等技术手段,开展陆相湖盆细粒沉积古环境、岩相组合和分布、沉积成因及页岩油储集特征的系统研究。结果表明:①长73亚段沉积期研究区古环境整体表现为温暖湿润、梅雨事件频发、水体深度较大的淡水湖盆特征,古地貌呈现西南陡、东北缓的不对称型,可进一步细分为湖底深洼、古沟道、湖底古脊等微古地貌单元。②长73亚段发育一套极细砂岩、粉砂岩、泥页岩、凝灰岩等细粒沉积,垂向多呈薄互层—纹层组合分布,砂岩粒径大多小于62.5μm,单层厚度为0.05~0.64 m,含完整植物碎片,发育波状层理、逆粒序-正粒序组合、爬升沙纹层理等沉积构造,揭示异重流沉积成因。③环形水槽模拟实验再现了异重流搬运过程及沉积特征,主要表现为初期的密度流速差造成头部较厚且粒径较大,上部较薄且粒径偏小的特征;中期滑水作用促使流体头部抬升并向前快速搬运,由此产生的多个“新前端”促使粉砂岩、泥质粉砂岩等细粒砂岩向湖盆中部长距离搬运。④明确了盆地西南部细粒砂质岩以异重流成因为主,指出频繁发育的洪水事件、西南部陡坡地形是异重流发育的主控因素。⑤长73亚段砂岩、泥页岩发育微纳米孔喉系统,不同岩性均含油,但可动油含量差异大,砂岩中可动油含量最大。⑥明确了长73亚段多期异重流砂岩与泥页岩形成的细粒沉积复合体具有“整体含油、差异储集”特征,低TOC泥岩与粉砂岩组合为目前最有利的勘探目标。 展开更多
关键词 细粒沉积 异重流 水槽模拟实验 储集特征 长7_(3)亚段 三叠系延长组 页岩油 鄂尔多斯盆地
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新水沙情势下黄河下游水流挟沙力公式
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作者 梁栋 白玉川 +3 位作者 黄哲 徐海珏 李岩 刘军政 《水力发电学报》 北大核心 2025年第9期63-72,共10页
水流挟沙力对河流泥沙输移计算有着重要影响。自2000年小浪底水库运行以来,黄河下游水沙关系变化,低含沙洪水频发,新情势下水流挟沙力计算方法还未做出相应完善。本文以挟沙水流基本方程和能量守恒理论为出发点,推导出了可以应用在黄河... 水流挟沙力对河流泥沙输移计算有着重要影响。自2000年小浪底水库运行以来,黄河下游水沙关系变化,低含沙洪水频发,新情势下水流挟沙力计算方法还未做出相应完善。本文以挟沙水流基本方程和能量守恒理论为出发点,推导出了可以应用在黄河下游的水流挟沙力公式。基于河床冲淤判别指标,筛选出黄河下游2000—2010年360组冲淤相对平衡的水沙数据,率定了公式中的相关参数。采用2011—2022年黄河下游208组冲淤相对平衡的水沙数据对公式的可靠性、适用性进行了检验,结果表明该公式计算值与实测值接近,可较为准确地估算黄河下游的输沙能力。利用171组发表的水沙数据,与经典的水流挟沙力公式进行了对比分析,结果显示本文公式计算结果相对最优。该公式的结构形式简单,计算精度较高,适用于目前黄河下游低含沙条件下的挟沙力估算,可为实际河道治理和河床演变分析提供参考。 展开更多
关键词 新水沙情势 水流挟沙力 能量理论 黄河下游 低含沙量水流
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