摘要:为提升南水北调中线总干渠冰期输水能力,实现在保障冰期安全运行前提下尽可能多供水的目标,精准预测总干渠冰情有重要意义。利用南水北调中线工程通水以来的冰情原型观测数据,应用径向基神经网络(RBFNN)建立了当日平均水温、次日最高和最低气温、次日天气状况、次日水流流速与次日平均水温的非线性回归模型,利用随机森林(RF)模型建立了基于水温、气温、流速因子研判冰情状态的二分类模型,并结合两者形成了基于径向基神经网络和随机森林(RBFNN-RF)的冰情逐日预测模型。以南水北调中线总干渠北拒马河断面为典型代表,应用该模型分别针对1,3,5,7d预见期的冰情进行测试。结果表明:1,3,5,7d预测水温的均方根误差分别为 0.17,0.36,0.52,0.64‰ ,而相应预见期下的冰情状态预测准确率分别为 95.28% ,92.68% ? 89.08% 和 85.22% ,建立的冰情预测模型具有较高的精度。该冰情预测模型可为南水北调中线工程实施精准动态调度,充分发挥工程效益提供技术支撑,并为类似明渠长距离调水工程的冰期调度提供参考。
摘要:为缓解滇中地区水资源短缺与经济社会发展矛盾,分析了滇中地区水资源现状与挑战,并介绍了滇中引水工程概况及其在水资源管理中发挥的作用。结果表明:滇中引水工程引入NSGA-I多目标优化配置模型,其与动态调整机制可最大化满足各用水主体整体效益,实现水资源高效利用;通过生态流量保障措施,滇池等湖泊水质有效改善,生态系统功能逐步恢复,生物多样性得到提升;信息化管理平台可提高水资源管理透明度和科学性,提升决策效率。工程实施后将大大改善滇中地区水资源供需平衡,从根本上缓解水资源供需矛盾,城镇生活和工业用水供水保证率提高至 95% ,农业灌溉年保证率达到 75% 。至2030年,该工程可有效改善河流生态环境,提升河流生态系统稳定性和生物多样性,为区域经济、社会和生态协调发展提供重要支撑。
摘要:福建省平潭及闽江口水资源配置(简称“一闸三线”)工程实施后,受水区水资源多目标需求存在复杂竞争协调关系。为了揭示发电、供水与生态三者间的竞争协调机理,并建立其定量转换关系,针对大樟溪流域内龙湘水库与莒口水库构成的梯级水库系统,利用NSGA-I算法求解目标函数,构建了基于多目标非支配解集的优化模型。基于多目标模型的长系列和典型年计算结果,定性分析了流域梯级水库群在发电、供水和生态需水间的竞争协调关系,并据此进一步分析了供水缺水量、生态缺水量和系统多年平均年发电量之间的转换规律和关系。结果表明:3个目标间存在显著的非对称竞争关系,其中发电与供水矛盾最为突出。通过多元回归分析,建立了不同来水频率下3个目标间的定量转换公式,拟合优度良好。该方法可为优化受水区水资源配置、减轻供需矛盾提供参考。
摘要:针对引调水工程勘察设计平台面临的数据承载量大、岩性识别效率低、线路比选分析难等问题,提出了引调水工程勘察设计数字孪生平台架构设计方法,包括 GIS+BIM 多源数据融合、基于岩石图像的岩性智能识别、高保真云渲染、基于空间分析的线路比选、基于三维一张图的数字化移交等关键技术。以公明水库一清林径水库连通工程为例,验证了勘察设计数字孪生平台应用的可行性。结果表明:该平台可实现运行工况模拟、用地合规分析、线路比选分析、地质剖面分析、交叉穿越分析等功能,提升了勘察设计工作质效。研究成果对于推动生命周期数字孪生建设具有参考意义。
摘要:陆水流域具有汇流时间短、洪水突发性强等特点,高时空分辨率的雷达资料对该流域暴雨监测预报至关重要。以2024年7月1日陆水流域致洪暴雨为例,在定量降雨预报中使用反射率因子(CR)、强回波厚度(CAPPI)、垂直液态水含量(VIL)等雷达强度产品,在雨团发展判别中使用径向速度(Vc)、垂直风廓线(VWP)等雷达速度产品,以及应用雷达降水估算产品(OHP/THP)展开研究。结果表明: ① 此次暴雨过程是在高空槽、低涡切变和低层急流的共同作用下产生的,该天气系统的长时间维持为暴雨提供了有利的水汽输送和动力抬升条件; ② 雷达回波特征包括 40dBZ 以上的带状强回波、高垂直液态水含量(VIL值超过10kg/m2 ) 、3km 强回波厚度(CAPPI在40dBZ以上)以及显著的列车效应等,是预报大范围短时强降水的关键因素: ③ 径向速度图上的零速度线呈现“S”形和反“S”形特征,指示冷暖平流的交替,逆风区的位置和走向则反映了未来强降水的落区变化,而通过风廓线产品(VWP)分析风场垂直特征可预报降水的时间和强度; ④ 尽管雷达 1h3h 累积降水产品(OHP/THP)较实况降水量有所低估,但OHP产品在降水范围和中心估算上表现良好,经过偏差订正后,可对暴雨监测预报提供有效参考。
摘要:为探索长江经济带上游山区水资源利用与产业发展的关系,推进二者协调可持续发展,以贵州省为研究区,采用综合赋权法、线性加权法、耦合协调模型和相对发展模型分析 2004~2023 年水资源利用与产业发展之间的相互关系及变化趋势。结果表明: ① 随着用水效率和产业投入的不断提高,研究区 20a 来水资源利用水平和产业发展水平均呈现出明显的增长趋势,水平指数分别由0.218和0.249增长至0.774和0.579;② 二者的耦合协调度由0.483增长至0.818,由濒临失调提升至良好协调,相互关系逐步向协调可持续的方向发展; ③ 研究区产业发展水平相对滞后,未来应在保持水资源利用水平稳步增长的同时,进一步加大产业投入,促进产业发展。研究结果可为制定和完善该地区的相关政策,推进长江经济带上游地区高质量发展提供理论基础。
摘要:为分析安徽省水资源空间分布的不均衡性,利用水资源负载指数、水土资源匹配系数以及用水效益指标构造评价体系,通过集对分析方法与引力模型,耦合计算 2014~2018 年安徽省16个地级市的绝对联系强度值( (Pi) 与相对联系强度值 (Ni) 。结果表明:安徽省多数地市 Pii ,水资源综合实力在一定程度上难以满足城市发展需求,呈现出水资源不均衡发展状态,并成为以皖南地区(黄山、宣城为主)为核心的水资源分布空间格局,其与以皖中(主要为合肥)为核心的经济分布呈现出一定差异,以及与以皖北为中心的耕地分布呈现出较大差异,因此需要制定科学、合理的水资源配置方案,以缓解区域水资源空间不均衡情况。
摘要:为应对暴雨灾害,提高暴雨灾害防治能力,基于“致灾因子-孕灾环境-承灾体-防灾减灾能力”的灾害风险评估理论,利用层次分析法和自然断点法,结合贵州省台江县实际情况,选取了4个一级指标和17个二级指标,构建了暴雨灾害风险评估指标体系,并利用GIS技术进行了风险评估与区划。结果表明:贵州省台江县暴雨灾害风险呈现明显的空间差异,将风险划分为极高、高、中和低4个等级,其中中部台江县城为极高风险,南部南宫镇和北部施洞镇部分地区为高风险,老屯乡等部分地区为中风险,西部革一镇、台盘乡、排羊乡和东部方召镇部分地区为低风险。基于评估结果,提出了加强监测预警、完善应急响应、推进海绵城市建设等防灾减灾对策建议。研究成果可为贵州省台江县暴雨灾害防治提供参考。
摘要:为提高山区不对称连续刚结构桥梁的设计方案合理性,以白鹤滩水电站复建工程中黑水河高墩大跨不对称连续刚构桥为研究对象,介绍了桥梁的总体设计、上下部设计,并应用桥梁博士和Midas Civil有限元软件,系统开展了桥梁的静力计算分析、高墩稳定性分析及抗震分析。结果表明:采用的桥梁设计方案合理,主梁受力均满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的各项要求;结构在施工阶段和成桥运营阶段的稳定性系数均大于4;桥墩在E2地震水准作用下的计算弯矩小于其初始屈服弯矩,处于弹性工作状态,满足既定的抗震性能目标。研究成果可为类似桥梁设计提供参考。
摘要:为了揭示中国生态流量研究的时空演进规律,为水资源可持续利用与生态文明建设提供科学支撑。分析了近20a国内生态流量研究热点与发展趋势,构建其科学知识图谱。通过在CNKI检索“生态流量”文献,结合CiteSpace绘制作者合作、机构合作、关键词聚类、共现及突现图谱,揭示研究热点和演变趋势。研究结果显示: 2004~2023 年国内生态流量研究快速增长,2022年发文量达峰值(136篇);核心作者331位,发文量 ?8 篇的有2位,合作网络涉及206个机构,其中西安理工大学与中国水利水电科学研究院发文量最高( ?30 篇)。关键词共现方面,生态流量、生态调度、生态需水为主要研究热点,形成10个关键词聚类。突现分析发现,水库调度、长江流域、黄河流域、气候变化等为近年来关注焦点。未来需加强与核心作者、机构的合作,优化流域生态保护与补偿机制,并深化多学科协作与政策应用研究。
摘要:区域资源、环境和社会经济的发展都离不开水资源持续的供给支持,为助力区域水资源可持续利用与生态环境保护,以 2012~2021 年合肥市水资源公报为基础,分析合肥市水资源生态足迹和水资源生态承载力时空变化及其影响因素。结果表明: ① 研究期间合肥市水资源生态足迹总量呈前期急剧变化、后期缓慢波动的变化趋势,水资源生态承载力呈前期急剧上升、后期曲折波动的变化趋势,水资源生态足迹和生态承载力协调性较好但空间差异明显,水资源利用效率有待提升。 ② 农业和经济因子对合肥市水资源生态足迹起主导作用,在交互作用中,人均日生活用水量与其余因子的交互作用最强。 ③ 合肥市人均水资源生态盈亏空间分布差异明显,整体水生态环境呈现转好趋势。 ④ 合肥市需要不断优化产业用水结构,强化居民的节水意识,提高水资源利用效率,促进水资源可持续利用发展。研究成果可为区域水资源开发和合理利用提供参考。
摘要:为改善滇池水环境,基于受人类活动影响较小时的滇池流域水文特征,分析滇池在近似天然状况下的最小生态需水量。研究采用历年逐月经验频率法 90% 频率对应的水位作为湖泊最低生态水位,根据滇池水位-面积关系曲线,得到对应的滇池湖面面积为 297.485km2 。通过折算将水面蒸发转换成湖面蒸发,得到湖面净蒸发量为 585.1mm ,湖区年最小生态耗水量为1.74亿 m3 。采用计算河道内生态需水的方法计算出湖生态需水,运用Tennant法等多种方法对出湖河道生态需水量进行计算,并对结果进行评价。计算结果表明:Tennant法更适合确定滇池出湖最小生态需水量 ),滇池最小生态需水量为2.46亿 m3 。研究结果可为滇池流域水生态、水环境保护及水资源调度管理提供参考。
摘要:湖泊湾区是城市湖泊承接污染物的前沿阵地,也是城市湖泊生态环境改善的关键环节。以长江中下游典型的浅水城市湖泊——武汉市汤逊湖为例,聚焦湖泊湾区这一典型的生态系统,通过深入了解湖泊湾区生态系统所处的状态、受干扰程度和演替方向,准确识别了湖泊湾区生态系统特征和关键影响因素。在此基础上,提出将城市湖泊湾区作为主湖的生态缓冲区,以点带面推动主湖生态整体复苏和环境持续改善的总体思路。同时针对城市湖泊湾区的生态环境特点,提出了湖泊湾区生态复苏策略和建议,以期为城市湖泊水环境改善及生态系统修复、生态服务功能提升提供技术参考。
摘要:为了研究“三水统筹”理念下流域污染控制与生态修复的理论与技术体系,构建污染溯源-风险评估-协同治理的创新路径。在“三水统筹”的研究背景下,分析流域污染来源并探讨污染风险评估方法。从污染控制的理论基础和关键技术两个方面,提出涵盖源头、过程及末端控制的流域污染控制策略,构建生态修复理论框架,通过案例分析验证了生态修复技术的实用性和有效性。结果表明:“三水统筹”理念为流域污染控制与生态修复提供了全新的视角和科学的理论基础,污染控制策略和生态修复技术应用取得了显著成效。研究成果可为推动中国流域水资源管理理论与实践的发展提供参考。
摘要:为减少入河污染物排放、促进水生态环境的良性循环,在对生态净化型安全缓冲区作用机理分析的基础上,考察了生态净化型安全缓冲区技术在南通某污水处理厂达标尾水深度处理的效果。结果表明:生态净化型安全缓冲区技术对城市污水处理厂尾水具有较好的处理效果,对 CODcr?BOD5?NH3-N,TP 的平均去除率分别达到 52.4%.50.5%.52.1%.53.3% 以上,出水水质达到了GB3838-2002《地表水环境质量标准》中-V类水的要求,该技术在河湖污染控制方面具有广泛应用前景。
摘要:滑坡碎屑流灾害作为山区常见的地质灾害之一,其运动距离与对坡脚水利工程的损毁程度密切相关。为计算预测滑坡碎屑流运动距离,以2016年9月28日浙江遂昌苏村发生的滑坡碎屑流事件为例,设计了流域尺度降雨诱发滑坡碎屑流物理模型(CHLT模型),通过不同流槽的倾角 (α,β) 、不同颗粒级配材料和流槽底板摩擦系数等条件下的流槽试验研究,观测滑坡碎屑流运动过程的流体运动状态及堆积情况,并利用回归法分析不同因素对碎屑流运动距离的影响。结果表明:底板摩擦系数 μ 与滑坡碎屑流的运动距离呈显著的负相关,其拟合曲线的相关系数 R2 均超过了0.82,碎屑流运动距离随着摩擦系数的不断增大,运动距离逐渐减小;滑动体中包含大颗粒时,大颗粒在平缓区域与堆积体发生碰撞产生跳跃现象,导致滑坡碎屑流运动距离增大。研究成果对于水工程灾害风险评估和防灾减灾具有参考价值。
摘要:在西藏地区水电工程开发建设中,需密切关注骨料的潜在碱-硅反应活性检验及其抑制措施有效性。以西藏地区天然火山质材料和天然砂砾石为研究对象,基于岩相法和砂浆棒快速法,探讨了火山灰质材料对天然砂砾石骨料碱-硅反应膨胀率的影响,对比研究了单掺粉煤灰、单掺火山灰质材料、复掺粉煤灰-火山灰质材料等3种胶凝体系抑制效果。结果表明:粉煤灰对该骨料碱-硅反应活性的抑制效果优于火山灰质材料,粉煤灰与火山灰质材料复掺形成的新型掺合料对碱-硅反应活性的抑制效果具有可调节性,其抑制效果随两种组分质量百分数的比例不同而变化。
摘要:为提升长江流域综合调度能力,解决多目标、多约束的协同管理难题,避免数据孤岛与重复建设,设计并实现了长江流域水利数据模型服务平台。基于SpringCloud Alibaba框架,平台集成防洪、水量、生态等多领域数据与模型,实现了水利数据与模型的服务注册、服务管理、统一网关、统计分析等功能,提供了统一的数据模型注册及调用接口。以长江流域控制性水利工程综合调度支持系统和水雨情数据质控系统为例,阐述了平台服务的应用方式和效果,经对比,两个案例中系统在计算效率、数据准确性上都有所提升。研究成果可为构建标准化、易扩展的水利数据共享平台提供技术参考。
摘要:为解决长江水文现有骨干网络数据专线不能满足日益增长的数据传输需求问题,并适应长江流域全覆盖水监控系统建设需求,基于SD-WAN技术,提出符合长江水文实际的三级组网模型,融合异构链路实现统一纳管,设计全局智能调度、自适应流量管理与AI流量预测的多策略协同机制。结果表明:通过构建长江水文SD-WAN骨干网络方案,数据传输效率较原有网络提升近 30% ,在水情报汛和视频会商等关键业务中实现高效传输。研究成果为长江流域防洪减灾与水资源管理提供了高效可靠的技术支撑,助力长江水文业务数字化转型与智能化升级。
摘要:为提升地市水利数据质量与治理效率,以数字孪生、人工智能等技术为支撑,分析了伊犁哈萨克自治州水利数据整合过程中的业务需求与技术挑战。在此基础上,提出融合关系型数据库、非关系型数据库及数据湖技术的地市水利数据引擎架构,并对数据引擎进行应用和评价。结果表明:该架构能够结合水资源调度、智能运维以及灾害预警等关键业务需求,有效整合地市水利资源,实现水资源调度效率提升 25% 、灾害预警响应时间缩短至5s内,推动跨部门协作完成率提升至 95% 。研究成果可为水利管理决策提供智能化支持,增强智能运维能力,并为伊犁州水利信息化建设提供参考。
中国西南地区剧烈的地质构造活动形成了众多节理裂隙发育、浅层地应力变化剧烈的高陡岩质边坡。随着西电东送、西气东送、南水北调(西线)、川藏铁路等重大工程在该地区的规划建设,岩质边坡既是路基、桥基等地面工程的承载体,又是隧道、桐室等地下工程的融载体,一旦发生失稳将造成不可估量的生命财产损失和难以恢复的环境破坏。因此,深人研究岩质边坡内部裂隙扩展机制,揭示其变形失稳机理,能有效提升边坡地质灾害的识别与预警
亚太地区未来水利资金缺口超4万亿美元 过去12年来,亚太地区已有27亿人的极端用水不安全状况得到了改善,这是该地区最重要的发展成就之一。但这一进展如今正面临风险挑战。亚洲开发银行(ADB)发布的《2025年亚洲水资源发展展望》(AWDO2025)表明,环境加速恶化、气候灾害日益严峻以及水利投资的巨大缺口可能导致数十亿人重新陷入用水困境。 AWD02025从5个关键维度评估水安全:农村家庭用水安
气候变化背景下亚马孙水域极端升温研究 2023年,受史无前例的干旱、热浪影响,亚马孙水域鱼类和淡水豚大规模死亡。对亚马孙水域10个典型湖泊的监测结果显示,5个湖泊的日间水温异常偏高(超过 37∘C ),其中一大型湖泊近 2m 深的水体水温高达 41∘C ,24h内温差达 13∘C 。模型分析结果表明,太阳辐射增强、水深减少、风速减弱以及水体浑浊是促使水温升高的主要因素。此次亚马孙水域湖泊水体
流域水工程联合智能调度平台 成果概况 流域水工程联合智能调度平台由自主研发、独立完成。针对流域洪水防御、水资源优化配置及多水库运行中调度决策经验依赖性强、响应不够及时等问题,将数字孪生水利等信息技术与流域调度深度融合,构建平台技术框架,形成水库调度方案结构化描述、水利业务对象知识图谱构建、水利专业模型解构及多组合复杂调控计算敏捷搭建等关键技术,支撑流域水工程联合调度数智化和可视化,研究成果可广