《水利水电科技进展》2023年第3期目次+摘要 - adv声学多普勒流速仪

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研究探讨基于DSR模型的秦淮河流域防洪能力变化及成因分析 + e/ p& F# [1 M/ @8 e- C

高玉琴，郑航，王子睿，刘云苹，季孔阳

基于机器学习模型的河道水位预测

陈珺，黄燕华，洪朋，梁培德，祁李

长江口盐水入侵对径流变异和海平面变化的响应 1 r8 M) f y) E, Q; x

徐志，戴会超，高希超，刘志武，闫龙，董义阳，陈鼎新

大气CO2浓度升高对长江中下游地区水稻灌溉需水量的影响

孙博凯，王卫光，刘国帅

旋流泵内部不稳定流动数值模拟

李洪彬，蒋爽，陈星宇，倪福生，顾磊，钟卫华

李洪彬，蒋爽，陈星宇，倪福生，顾磊，钟卫华尾矿库漫顶溃决动态演化及溃口展宽模型试验

易富，翟巍昆，杜常博，陶晗，梁立东

基于FOA-RF算法的心墙砾石土压实质量预测模型

崔博，闫辰博，王佳俊

工程技术基于水生植物修复的玄武湖生态水位研究 : a9 ^ Z8 e- @0 S' J7 H

孙泽悦，姜翠玲

台州主城区河道生态需水计算与水量调度 & h! q- r, Z- C' B

高勋，陈星，卢娟娟，胡星星，许钦

琴键堰增设护墙对泄流能力影响的模型试验研究 ) {, n4 k0 G1 m' Q5 y/ |

李子祥，李艳富，韩昌海，余凯文，韩康，石俊峰

开孔促淤板周围水流紊动特性试验研究 0 p# w3 M& }2 j7 I# D

范甜甜，程永舟，黄伊偲，徐立君

竖井形式对调蓄隧道系统井喷的抑制效果分析 " ~, j7 p, N* q

蒯重列，王晓升，孙振海，徐辉，冯建刚

蒯重列，王晓升，孙振海，徐辉，冯建刚专题综述高坝大库滑坡涌浪灾害链研究综述 x( a$ X3 j3 A1 y6 p9 }, a3 J

陈世壮，徐卫亚，石安池，闫龙，许晓逸，汪华晨，王环玲

磷酸镁水泥及其修补砂浆耐水性研究进展

刘俊霞，燕依梦，海然，王雪平

生态河道水沙运动研究专题含植物明渠紊流流速分布无量纲化方法及流动分区 ! u |& [% |$ E4 m

闫静，鲁经宇，赵汗青，雷燕，彭显峰，林青炜

向镇洋，包腾飞，白妍丽，宋宝钢，王瑞婕

柔性植物影响下水沙运动及物质输运研究进展

周峰，娄厦，RADNAEVA Dorzhievna Larisa， NIKITINA Elena，FEDOROVA Viktorovna Irina，周晓声

基于DSR模型的秦淮河流域防洪能力变化及成因分析高玉琴，郑航，王子睿，刘云苹，季孔阳 * v6 c2 e+ c6 t% B: `' k) k; k

◉ 摘要：为深入探讨流域防洪能力变化及其原因，基于驱动力-状态-响应（DSR）模型构建流域防洪能力变化分析模型，从驱动力、状态和响应3个方面对秦淮河流域社会经济发展、防洪能力变化和水利工程建设投资进行评价和分析。结果表明：秦淮河流域城市化建设在2010年之前发展迅速，2010年后发展速度放缓；人类经济建设的不断发展对流域防洪能力造成了一定破坏，但水利工程建设的不断投入使流域防洪能力得以提升并得到基本保障；河网调蓄能力仍持续下降，中小河道建设和管理维护工作仍需着重加强。

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◉ 关键词：驱动力-状态-响应模型；过流能力；调蓄能力；城市化建设；水利工程投资；秦淮河流域

基于机器学习模型的河道水位预测陈珺，黄燕华，洪朋，梁培德，祁李

◉ 摘要：结合已有机器学习模型——卷积神经网络（CNN）和门控循环单元（GRU）的优点，构建了并联卷积循环神经网络（PCNN-GRU）模型，并将其用于赣江下游外洲站日尺度水位变化的预测。结果显示：相较于目前流行的长短时记忆（LSTM）模型、GRU模型以及卷积循环神经网络（CNN-GRU）模型，PCNN-GRU模型的均方根误差和平均绝对误差分别降低了18.39%、21.11%、15.48%和21.31%、18.64%、14.28%，纳什-萨特克里夫效率系数和准确率分别提高至0.9992和88.12%，表明所建模型具有良好的预测性能，可用于河道水位预测。

◉ 关键词：河道水位；机器学习；卷积神经网络；循环神经网络；赣江

长江口盐水入侵对径流变异和海平面变化的响应徐志，戴会超，高希超，刘志武，闫龙，董义阳，陈鼎新 . m! f2 V7 {( G

◉ 摘要：基于1960—2019年长序列实测径流、潮位资料，采用Mann-Kendall检验和Theil-Sen估计分析了长江口径流变异和海平面变化趋势，结合MIKE21水动力模型和蒙特卡罗方法，提出了计算盐度超标率的方法，并对长江口盐水入侵风险进行了评估。结果表明：径流对数值的年方差和平均海平面高度分别呈显著下降和上升趋势；预计到2060年和2100年径流对数值的年方差分别减小30%和60%，平均海平面高度分别上升0.2m和0.4m；海平面上升增大了长江口盐度超标率，河口中段的盐度超标率增幅相对明显；随着径流变异性的减小，长江口沿线盐度超标率呈交错增减变化；2060年和2100年长江口平均盐度超标率将从46.9%增大到52.2%和54.9%，其中海平面变化对长江口盐水入侵的影响显著大于径流变异。

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◉ 关键词：盐水入侵；径流变异；海平面；MIKE21；蒙特卡罗方法；长江口

大气CO2浓度升高对长江中下游地区水稻灌溉需水量的影响孙博凯，王卫光，刘国帅

◉ 摘要：利用1981—2013年长江中下游地区127个气象站的观测资料与历史大气CO2浓度数据，对考虑和不考虑大气CO2浓度变化的水稻需水量进行模拟，分析了大气CO2浓度上升对长江中下游地区水稻需水量的影响。结果表明：不考虑大气CO2浓度时，长江中下游地区水稻需水量多年平均值为400.16mm，空间分布具有明显差异；考虑大气CO2浓度会使水稻需水量比未考虑大气CO2浓度时平均下降1.6%左右；大气CO2浓度每上升1μmol/mol，研究区水稻需水量平均下降0.071mm；各子流域的灌溉需水量因有效降水量不同而具有一定差异，考虑大气CO2浓度变化时，长江中下游地区水稻年需补充灌溉总量减少4.24km3。

◉ 关键词：大气CO2浓度；灌溉需水量；水稻；长江中下游

旋流泵内部不稳定流动数值模拟李洪彬，蒋爽，陈星宇，倪福生，顾磊，钟卫华 2 T2 ]! j- |3 M% V

◉ 摘要：为深入了解旋流泵内部不稳定流动情况，基于RNG k-ε湍流模型，运用CFX软件对3种流量下的旋流泵进行非定常计算，分析了不同流体域的涡核、湍动能分布情况以及内部压力脉动特性。结果表明：随着流量的增加，进口管路涡核逐渐减少；无叶腔内圈首尾相连的圆形涡带直径和流速逐步变大，无叶腔外圈涡核逐步分散；无叶腔向扩散管过渡区域的涡核尺度显著增大，隔舌处的涡核尺度亦逐步增大。小流量和额定流量下，高亮湍动能集中于无叶腔内圈，内部压力脉动主频为叶频；大流量下，高亮湍动能集中于无叶腔向扩散管过渡区域，主频为轴频。叶轮中非涡核区多集中于叶片迎水面，随着流量的增加，涡核分布逐步分散，非核区域增多；高亮湍动能在小流量下分布在叶片入口，额定流量下分布在流道中部，大流量下分布在叶片出口；叶片流道内的压力脉动主频始终为轴频。

◉ 关键词：旋流泵；涡核；湍动能；压力脉动

尾矿库漫顶溃决动态演化及溃口展宽模型试验易富，翟巍昆，杜常博，陶晗，梁立东 S: J8 D# w# e6 h

◉ 摘要：为研究尾矿库漫顶溃决动态演化过程与溃口发展机理及规律，通过3组相似模型试验，对溃口展宽过程和演变机理进行了系统分析，提出了尾矿坝漫顶模式下溃口展宽速率的幂函数公式，并讨论了库水位上升阶段浸润线的变化过程及溃决阶段不同浸润线埋深条件下流速、流量、溃口宽度的变化过程。研究结果表明：尾矿坝的溃决过程可分为坝面漫流与冲沟形成、坝体崩塌与溃口快速扩张及稳定泄流3个阶段；浸润线埋深对流量、流速及溃口最终宽度有较大影响，排渗失效时峰值流量及溃口最终宽度接近正常排渗时的1.5倍，峰值流速可达1.2~1.3倍；降低浸润线高度可以延缓溃决泥石流到达下游的时间，紧急撤离时间也可延长3 min左右；提出的幂函数公式计算值与实测值吻合较好。

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◉ 关键词：尾矿库；漫顶溃决；模型试验；演变机制；溃口展宽

基于FOA-RF算法的心墙砾石土压实质量预测模型崔博，闫辰博，王佳俊

◉ 摘要：针对随机森林（RF）算法预测心墙砾石土压实质量存在决策树数量选取缺乏深入研究和忽视P0.075质量分数对压实质量影响的问题，提出了一种基于果蝇优化（FOA）算法的随机森林算法（FOA-RF算法），并构建了基于FOA-RF算法的心墙砾石土压实质量预测模型（FOA-RF模型）。该模型一方面通过对料源参数和干密度进行相关性分析，新增了P0.075质量分数作为模型的输入参数；另一方面利用FOA算法对随机森林进行优化，解决了RF算法难以取得决策树数量最优解、没有同时考虑决策树数量与随机特征数影响的问题。以西南某在建砾石土心墙堆石坝工程为例，分别应用基于传统RF、BP神经网络、多元线性回归的预测模型和FOA-RF模型进行压实质量预测。结果表明，FOA-RF模型在预测精度上具有优越性，并基于该模型开发压实质量预测模块，将该模块嵌入碾压质量实时监控系统中可实现压实质量的实时预测。

◉ 关键词：堆石坝；砾石土心墙；压实质量预测；随机森林；果蝇优化算法

基于水生植物修复的玄武湖生态水位研究孙泽悦，姜翠玲

◉ 摘要：在野外采样调查水生植物种类、种群现状和空间分布的基础上，基于湖泊形态分析法和生物空间最小需求法确定了玄武湖最低生态水位，并进一步考虑水生植物的水位需求，制定了水生植物不同生长阶段的生态水位调控方案。结果表明：玄武湖水生植物种类丰富但覆盖度不高，为13.2%，沉水植物的覆盖度很低，为2.1%；玄武湖最低生态水位为9.6m，萌发期水位为9.9m时，有利于水生植物尤其是沉水植物的萌发，能达成30%的水生植被覆盖度目标；夏季水位为9.8m时，能保障湖泊防洪安全，控制过度生长的荷花等挺水植物，促进玄武湖总体水生植物的生长与修复。

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◉ 关键词：生态水位；水位调控；水生植物修复；城市湖泊；玄武湖

台州主城区河道生态需水计算与水量调度高勋，陈星，卢娟娟，胡星星，许钦 2 h- v$ t4 N' w! v1 o

◉ 摘要：为保障台州市主城区河道的生态服务功能，在分析该地区河道特点的基础上，构建了一种适用于该地区的生态需水计算方法，该方法综合考虑了流速、水位和水质3个方面的要求，并利用MIKE11水动力水质模型，定量确定了能够达到生态流速、生态水位和水质目标的河道水量调度方法。计算结果表明，主城区河网的生态流速为0.1m/s，生态水位阈值范围为1.8~2.24m，在充分发挥再生水清洁水源的基础上辅以河道补水，台州主城区河网在丰水年、平水年、枯水年均能够同时满足水位、流速及水质的目标要求，可为城市河网合理调配水资源维持河湖生态健康提供决策依据。

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◉ 关键词：生态水量调度；生态流速；生态水位；台州主城区；水量水质模型

琴键堰增设护墙对泄流能力影响的模型试验研究李子祥，李艳富，韩昌海，余凯文，韩康，石俊峰

◉ 摘要：为探究在堰顶增设护墙以及护墙高度对琴键堰泄流能力的影响，通过模型试验对比分析了8种不同高度护墙琴键堰的泄流能力，并通过数值模拟对5种不同高度护墙琴键堰各溢流前缘的泄流量、水面形态以及流速分布等特征进行了分析。结果表明：相较于基础体型，增设护墙提高了进口和出口宫室的泄流效率和泄流量占比，提高了侧堰泄流量，减少了侧堰溢流碰撞，提高了水流下泄流速，从而提升了琴键堰的泄流能力；增设护墙高度为堰高的13%时，泄流能力提升最大，当相对水头H/P<0.20、0.20<H/P<0.40时泄流能力可分别提升8%~15%和10%~12%。

◉ 关键词：琴键堰；护墙；溢流前缘；流速；流态；泄流能力

开孔促淤板周围水流紊动特性试验研究范甜甜，程永舟，黄伊偲，徐立君

◉ 摘要：为深入了解开孔促淤板周围的水流特性，通过室内概化水槽试验分析了开孔促淤板前后的水流紊动特性，采用声学多普勒流速仪（ADV）测量了开孔促淤板前后典型断面上的三维瞬时流速，分析了典型断面上的时均流速、紊动强度、雷诺切应力和紊动能的分布规律。试验结果表明：板后近板区出现回流区，且回流区与开孔促淤板格栅位置相对应；板后水流相对紊动强度、雷诺切应力及相对紊动能明显大于板前，开孔促淤板对板后近板区水流影响较大；随着与开孔促淤板距离的增大，回流现象消失，流速变化趋于稳定，水流相对紊动强度减小且最终趋于稳定，相对紊动能出现折减且折减率逐渐降低；靠近近板区xOy面雷诺切应力大于yOz面雷诺切应力，靠近下游xOy面雷诺切应力与yOz面雷诺切应力相差较小。

◉ 关键词：开孔促淤板；紊动特性；紊动强度；雷诺切应力；紊动能

竖井形式对调蓄隧道系统井喷的抑制效果分析蒯重列，王晓升，孙振海，徐辉，冯建刚

◉ 摘要：为有效抑制调蓄隧道系统内井喷的发生，采用三维数值模拟方法研究突扩式和分流式两种竖井形式对井喷的抑制效果。结果表明：突扩式竖井可促使气泡头部分离，形成局部低压，并减小上部水体的上升动能，从而抑制井喷；分流式竖井可使一仓承接另一仓的上冲水体，阻止大部分水体向上冲，增大上部水体的下泄速度，从而抑制井喷；突扩式竖井对井喷的抑制效果更好，井喷强度降低达60%。

◉ 关键词：调蓄隧道；气泡；井喷；竖井形式

高坝大库滑坡涌浪灾害链研究综述陈世壮，徐卫亚，石安池，闫龙，许晓逸，汪华晨，王环玲 1 ^: G. a" h# `# t4 }8 u& C

◉ 摘要：对高坝大库滑坡涌浪灾害链相关研究成果和发展趋势进行综述，概述了水库区典型滑坡涌浪实例，从水库滑坡分类、滑坡失稳诱发因素、滑带强度参数确定、滑速计算及运动演化规律、滑坡涌浪产生及传播模拟技术、涌浪与水工建筑物相互作用等方面对已有研究现状进行总结归纳，对各类研究方法的适用性和局限性进行了评述，并对目前存在的研究难点、关键技术以及下一步亟待解决的问题做出了展望。

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◉ 关键词：水库滑坡；失稳诱发因素；滑带；滑速；涌浪灾害链；综述

磷酸镁水泥及其修补砂浆耐水性研究进展刘俊霞，燕依梦，海然，王雪平 3 r- j& \6 g5 T/ t

◉ 摘要：在总结磷酸镁水泥（MPC）及其修补砂浆耐水性破坏机理的基础上，综述了水胶比、重烧氧化镁和磷酸盐的质量比（M/P）、原材料颗粒级配、矿物掺合料种类与掺量、外加剂种类和养护温湿度条件等对MPC耐水性的影响机制，分析了MPC及其修补砂浆耐水性研究和应用等领域中亟待解决的问题，并提出了掺入矿物掺合料、纳米粒子改性和优选并提升细集料品质等改善MPC及其修补砂浆耐水性和经济性的技术途径。

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◉ 关键词：磷酸镁水泥；修补砂浆；耐水性；水化产物；破坏机理

含植物明渠紊流流速分布无量纲化方法及流动分区闫静，鲁经宇，赵汗青，雷燕，彭显峰，林青炜 2 w# d' q6 v; V

◉ 摘要：基于流速分布曲线的几何特点，提出一种新的无量纲化方法，结合水槽实验数据的回归分析，对含植物明渠紊流流速分布律及流动分区进行了研究。基于流速梯度变化率的特点，确定两个特征高度，采用特征高度、特征高度位置处的流速、水深、最大流速4个变量定义了新的无量纲流速和高度，对实验得到的流速数据进行无量纲化处理，进一步拟合得到流速分布律。结果表明，提出的无量纲流速在自由水面附近呈对数分布，对数分布律区域以下到床面的区域可用4段函数表示。根据分布律适用的区域明确流动分区边界，发现边界高度与特征高度并不重合，但和混合层的上下边界近似相等。与其他研究的对比表明，提出的无量纲化方法和流速分段函数分布律以及流动分区对速度描述有效，具有较好的适用性。

◉ 关键词：含植物明渠紊流；流速分布；无量纲化；流动分区

柔性植物影响下水沙运动及物质输运研究进展周峰，娄厦，RADNAEVA Dorzhievna Larisa， NIKITINA Elena，FEDOROVA Viktorovna Irina，周晓声 : l+ `7 g2 m3 D5 {4 K

◉ 摘要：水生植物是河流、湖泊、滨海湿地环境中不可缺少的一部分，植物的存在使水动力条件发生了改变，进而影响了泥沙悬浮和污染物的输运。从恒定流和波浪两种水动力条件出发，针对柔性植物影响下的水流阻力、水流结构、紊动特性、特征流速、消波系数、泥沙运动、污染物输运等方面，综述了国内外的主要成果，并指出复杂水动力条件下的植物-水流-泥沙-污染物之间的相互作用规律是今后研究的重点和难点。

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◉ 关键词：柔性植物；水流阻力；紊动特性；泥沙运动；物质输运

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新媒体编辑：河海大学期刊部媒介传播工作室

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