摘要：如何将城市雨水深隧系统和浅层雨水系统相结合,以充分发挥雨水深隧系统防洪排涝、削减初雨污染等作用,对于建设城市深隧系统意义重大。通过构建深隧系统与浅层管网耦合模型,以溢流总量、建设成本、抽排费用为目标函数,以闸门控制和深隧管径为优化变量,将罚函数与内涝风险相关联,建立基于NSGA-Ⅱ算法的雨洪深隧系统多目标优化模型,研究在满足水文水力、内涝风险及经济运行各项指标下的雨洪深隧设计和运行方案。以武汉市某排水区为例,利用基于GIS的快速建模及率定方法,建立浅层与深隧排水系统的耦合模型,采用NSGA-Ⅱ算法编程调用SWMM进行方案模拟及优化。结果表明,通过调整深隧直径、入流闸门调度,在满足经济性指标的前提下,可减少溢流节点、缩短内涝时间。

摘要：水利行业正以前所未有的态势推进数字孪生,水利工程三维可视化作为智慧水利的基础,亟需解决水利工程三维可视化还无法达到专业软件的可视化要求。结合Cesium、Vue、Springboot等技术搭建了水利工程三维可视化平台,研究实现了多源数据融合、闸门动态泄水、洪水淹没等三维可视化关键应用技术,为后续实现数字孪生的可视化奠定基础。

摘要：汉江兴隆水利枢纽运行后,坝下游近坝段枯水位较建坝前下降明显,500~800 m^(3)/s流量下,2021年较运行前坝下水位累计下降2.47~2.55 m,对工程安全及效益发挥带来不利影响。基于水文、断面、水下地形等观测资料,对枯水位下降的原因进行深入剖析。结果表明,兴隆水利枢纽的拦沙作用有限,皇庄以上沙量减少是兴隆以下河床冲刷加剧的重要原因,高水调平导致的年内枯水上滩几率下降和航道整治护滩工程是强冲刷过程中“滩淤槽冲”的核心因素。坝下游河段枯水河槽冲刷及汉口最低水位下降是造成兴隆近坝段枯水位下降的直接原因。随机森林算法分析显示,对兴隆坝下水位变化影响最大的因素为兴隆站输沙率的锐减。此外,航道整治工程、河床边界条件对枯水位下降也有十分重要的驱动作用。兴隆坝址及下游河段的河床组成偏细,2012-2022年虽然河床剧烈冲刷,但床沙组成没有出现粗化的现象,预计河床仍将继续冲刷下切,枯水位尚未达到稳定状态。

摘要：针对天门河-汉北河流域生活-生产-生态“三生”用水矛盾突出、水生态退化及经济社会发展受限等问题,基于水系统理论与系统动力学方法,构建“水-经济社会-生态环境”耦合模型,从系统层面研究河道内生态流量阈值的适宜性。应用情景模拟法,考虑高效节水、再生水利用率提高等调控措施及未来天然来水的不确定性,设置9种情景模拟2022—2035年研究区高、中、低3种生态流量阈值下的水资源供需及经济社会发展态势。结果表明:高效节水和再生水利用率提高均有利于缓解因生态流量阈值增大而引起的区域水资源用户间的冲突问题;从“水-经济社会-生态环境”协调发展的角度分析,建议研究区丰水年(P=25%)生态流量阈值设置为年径流量的30%~50%,平水年(P=50%)和枯水年(P=75%)生态流量阈值设置为年径流量的10%~30%;增大生态流量阈值的同时应采取提高水资源利用效率的调控措施。研究结果从“水-经济社会-生态环境”耦合系统的协同演化机制出发分析河流生态流量阈值的适宜性,为复杂水资源系统的优化运行与科学管理提供了理论基础。

摘要：部件编辑器(Autodesk Subassembly Composer)是Civil3d软件进行BIM设计的重要辅助工具软件,在利用Civil3d的道路功能进行BIM建模时,经常会遇到一些特殊的应用需求,针对这一问题,文章以Civil3d建模中的渠道交叉部位、条件逻辑目标、渐变段建模几种具体应用为例,研究部件编辑器的应用关键技术,在有效解决了上述问题的同时,拓宽了部件编辑器应用范围,提升了Civil3d的应用广度,对提高BIM正向设计效率和成模能力具有重要意义。

摘要：水利行业对信息化的要求越来越高,水利数字孪生的建设正如火如荼,BIM模型和海量倾斜摄影广泛应用于水利三维场景中。由于受限于硬件和网络,海量三维数据的加载容易出现卡顿等情况。为提升水利数字孪生的效果,该问题亟需得到解决。结合倾斜影像的数据格式和Cesium的加载机制,研究了合并根节点、压缩顶层、纹理压缩的数据优化措施和Cesium的参数加载优化措施等关键性技术,实现了海量倾斜摄影在三维场景中的加载优化,为水利数字孪生的可视化提供基础。

摘要：为研究双向流道灌水器水力性能,将其结构单元作为研究对象,以分叉角和回转半径两个结构参数为影响因素,采用正交试验设计16种结构参数组合方案,利用计算流体动力学软件Ansysfluent对流道内部流体的流动状态进行数值模拟,通过量纲分析建立流道结构参数与流道单元局部水头损失的回归模型。结果表明:双向流道单元局部水头损失与分叉角、回转半径和流道流速有关,分叉角与局部水头损失呈负相关关系,回转半径和速度与局部水头损失呈正相关关系;当入口流速为固定值时,分叉角为32.4°、回转半径为1.72 mm,流道单元局部水头损失最大;当设置10个流道单元时,交叉排列方式组合的灌水器流态指数较优。

摘要：河流水文-生态响应关系是确定生态流量阈值的科学基础。针对当前河流水文-生态响应关系研究中生态数据不足且生态建模难度大的问题,建立了基于贝叶斯层次分析法的BHM-EcoFlow(Bayesian hierarchical modelling-ecological flow)模型,该模型将河流不同河段及同一河段不同站点间的先验知识与实测数据相结合,可有效利用短系列数据,实现河流水文-生态响应关系的模拟。采用汉江中下游干流2011年的水文、生态数据,模拟了浮游植物细胞密度与流量、混合层温度间的关系,计算了不同流量条件下各河段的浮游植物密度。结果表明:BHM-EcoFlow模型提高了短系列数据的可用性,对汉江中下游干流的水文-生态响应关系具有良好的识别能力,为确定生态流量提供了科学依据。

摘要：在评价河流水文情势变化特征时,传统水文改变指标法(indicators of hydrologic alteration,IHA)存在的指标间相关性高和数据冗余问题会造成整体评价偏差。对汉江下游流域的河流水文情势评价时,考虑到汉江流域干支流日均流量及取水调水工程等的影响,分别选择汉江干流上的3个水文站及支流流域的3个水文站点,采用主成分分析法对6个水文站IHA指标进行优选,再利用相关性分析结果进一步筛选,优选出适用于评价汉江下游流域水文情势的13个代表性指标,分别为2月流量、4月流量、7月流量、10月流量、12月流量、基流指数、最低流量出现日期、最高流量出现日期、低流量脉冲次数、高流量持续时间、日均流量增加率、日平均流量减少率和日均流量反转数。结果表明:6个水文站的代表性指标间相关性均大幅降低,13个代表性指标间的相关系数不超过0.3的占比约70%;经变化范围评价法(range of variability approach,RVA)验证,IHA指标与优选出的代表性指标对汉江下游流域整体水文改变度评价结果的差值均小于7.5个百分点,表明其能够对汉江下游流域提供较为全面合理的水文情势变化评价。

摘要：在人类活动频繁的地区,水资源开发利用过程造成的河流水文情势改变会带来水生态系统的变化。由于不同区域的河流水文情势改变各不相同,在区域生态流量的管理中需考虑不同区域河流水文情势变化特征,评估水文情势改变对当地水生态系统的影响,从而实施具有区域针对性的生态流量管理措施。以汉江下游干流-汉北河-天门河-府澴河区域(“一江三河”地区)为研究区,选取汉江下游干流皇庄、沙洋、仙桃站,“三河”地区隔蒲潭、天门、应城站共6个水文站的长序列日平均流量,分别分析径流突变情况,采用水文变化指标变动范围法(IHA-RVA)比较区域内不同站点在径流突变前后的水文情势变化特征,并结合指标的生态学意义对研究区的生态流量调控提出建议。结果表明:①汉江下游干流于1990年发生径流突变,三河地区于2010年发生径流突变,突变后流量减小,枯水期延长;②研究区6个站点均存在径流变异前后的汛期水文指标变化过大的问题,可能对水生生物,尤其是产漂浮性卵的鱼类繁殖带来不利影响,导致水产资源减少;③汉江下游干流的水文指标正向变化远多于三河地区,中高度变化远少于三河地区,三河地区更多指标偏离适宜范围。研究成果对认识生态流量的区域性变化特征具有科学意义,可为生态流量的区域管理提供参考依据。