摘要：水库群实时调度能结合有效的水文预报信息对水库在实时运行层面权衡防洪与兴利效益具有指导意义。然而,水文预报信息的利用面临着不可规避的不确定性问题,故水库群实时调度运行需要考虑风险控制方法的研究。本文针对耦合水文预报的水库群汛期运行水位动态控制问题,提出了可考虑各水库不同预见期长度、不同预报精度的两阶段风险率计算方法,并将其应用于构建水库群汛期运行水位动态控制模型。首先,两阶段风险率是将未来调度时段按预见期节点分为预见期以内和预见期以外两个阶段,预见期以内考虑径流预报不确定性带来的风险,采用集合预报思想统计多组预报径流情景在预见期以内的失事概率;预见期以外考虑因预见期末水位过高难于应对后续洪水的潜在风险,根据历史设计洪水的调洪演算试算风险率。其次,基于所提出的两阶段风险率方法构建以发电量最大为目标函数的水库群汛期运行水位动态控制模型。将该方法应用于汉江流域5库群系统,其研究结果表明:1)提出的两阶段风险率计算方法可兼顾考虑实时调度阶段由径流不确定性引起的预见期以内、预见期以外的潜在风险;2)相比于常规调度方案,优化调度模型方案在2020年实测夏汛期径流情景下提高了库群系统发电量为2.30×10^(8) kW·h。因此,基于两阶段风险分析构建的水库群优化调度模型,可求解得出的水库群系统库容动态最优决策过程,且该优化调度模型可在不增加汛期防洪风险的基础上提高水库群系统的发电效益。

摘要：视频监控与人工智能技术越来越广泛应用在水利智慧化建设方面,数字孪生建设是构建智慧水利的关键和核心。针对水利数字孪生建设实际需求,利用视频监控、图像处理、人工智能等技术手段,研发视频智能识别模型系统,通过智能模拟,实现与物理要素仿真运行、虚实交互。主要针对视频智能识别在水利数字孪生中主要应用场景进行系统化设计,实现如水尺识别、漂浮物识别、地表水体检测等应用。从实际运行情况来看,视频智能识别系统能够实现对物理对象进行不间断监控、分析、识别及预测预警,在水利智慧化建设方面具有较大的应用价值。

摘要：夹层砂土中细颗粒迁移-沉积问题广泛存在于地下水回灌、堆积体入渗、反滤层设计及注浆等工程中。采用室内一维砂柱试验系统,选取3种典型粒径砂土,开展了2种夹层位置及厚度下砂土中悬浮颗粒迁移-沉积特性试验研究。结果表明:在夹层砂柱中,粒径对细颗粒迁移-沉积过程影响显著。粒径比大于1时,悬浮颗粒穿透曲线峰值更高,在夹层处产生细颗粒沉积量突增现象;夹层位置越靠近注水端,厚度越小,其峰值和沉积突增量越大。粒径比小于1时,悬浮颗粒穿透曲线峰值较低,夹层处无颗粒富集;夹层越靠近出水端,厚度越大,穿透曲线的峰值也越高。试验过程中,悬浮颗粒的迁移沉积会引起渗透系数变化。渗透系数变化过程与穿透曲线变化相对应,过程分为沉积、剥离迁移和动态平衡三种。细颗粒在砂土中以吸附方式沉积,并在吸附处堆积。

摘要：科学认识、合理计算水域纳污能力对促进污染减排、实现水功能区限制纳污红线管理至关重要。在系统调研大量水域纳污能力计算理论相关文件、报告、书籍、规范、文献的基础上,总结归纳现有水域纳污能力内涵、计算方法和原则选用、设计条件和参数确定等,并对其优缺点、适用性等进行讨论,最后提出新形势下细化、强化水域纳污能力计算的合理性分析与检验、推进水文-水动力-水质-纳污能力耦合研究等发展方向。研究成果可为水域纳污能力科学、合理、准确计算提供参考依据。

摘要：随着新时期南水北调后续工程的高质量发展,首批建设工程引江补汉工程正式开工,为支撑未来南水北调中线水源工程与引江补汉工程的联合协调运行,根据引江补汉工程设计参数,提出多组丹江口水库与引江补汉工程联合调度方式,并模拟分析得到引江补汉工程实施后南水北调中线水源工程可调水量具有重要意义。研究结果表明:设置引江补汉工程补水水位控制线、同步优化陶岔渠首引水调度线,充分利用引江补汉工程补水来满足汉江中下游用水需求,从而置换更多坝前水量引至陶岔渠首、清泉沟等用水需求方,可在一定程度上实现丹江口水库供水与引江补汉工程补水决策的有效衔接;相比于中线一期工程现状供水调度情景,采用合适的引江补汉工程与中线水源工程联合调度方式,可在保障汉江中下游用水量需求的同时,满足下游断面最小用水量达标率至98.9%~99.2%,并提高中线受水区可供水量17.7亿~25.8亿m^(3),继而有效协调中线水源工程的中线受水区、清泉沟渠首及汉江中下游等多方用水需求。

摘要：为探究洪水不确定性对大坝防洪特征水位设计的影响,采用水库调洪演算的随机微分方程推求防洪特征水位的概率分布线型,以三峡水库为例,通过调洪演算将洪水不确定性转换为防洪特征水位的不确定性,以分析已建水库防洪特征水位的分布规律,并对三峡水库防洪特征水位进行了复核分析。研究结果表明:随着样本容量的增加,洪水的信息量增大,三峡大坝设计资料和原校核洪水位(180.4 m)的可靠度均有所提高;当样本容量为120 a时,设计洪水资料和原校核洪水位的可靠度分别为93.19%和99.17%。研究结果为提高水库大坝安全设计提供了理论依据。

摘要：在气候变化与人类活动影响新形势下,流域水环境发生了很大变化。水环境数值模拟可以定量描述流域水环境演变过程,是水环境规划、管理与保护工作的重要研究手段。从地表水环境模型、地下水环境模型、流域非点源污染模型3方面,分类归纳了当前主要的水环境数值模拟技术;从流域水环境演变与调控、水利工程对流域水环境的影响研究、水污染防治工程设计、水资源保护规划与管理等方面,总结了流域水环境数值模拟技术的应用情况;最后分析了当前水环境模拟技术的不足,并对流域水环境数值模拟技术的发展趋势进行了探讨。

摘要：基于前期研究提出的4种假定灌溉条件下季节性干旱频率-旱灾损失率定量关系曲线,针对不同频率干旱发生时来水条件存在的差异与实际抗旱能力的不同,研究在变化的实际抗旱能力下,农业季节性干旱频率和旱灾损失率之间的定量关系,以此计算出实际抗旱能力下农业旱灾损失风险曲线。首先,以干旱期间供水满足需水的比例作为抗旱能力指标,分别建立抗旱能力指标-来水频率、干旱频率-干旱烈度保证率之间的关系曲线,以干旱烈度保证频率表征来水频率,进而得出各次干旱过程的抗旱能力指标与干旱频率的一一对应关系。然后,利用Copula函数计算干旱频率,通过EPIC模型模拟水稻产量并计算损失,建立干旱频率-假定灌溉水平-旱灾损失率三者间关系。最后,根据抗旱能力和干旱频率的对应关系,并以抗旱能力指标反映灌溉水平,可推得现状水平年实际抗旱能力下的干旱频率-旱灾损失率曲线。在湖南株洲市水稻旱灾损失风险计算的应用实例表明,实际抗旱能力下双季早稻夏季5—7月干旱频率-旱灾损失率之间,基本呈半对数函数趋势关系。对比历史旱灾损失调查结果,当发生2、5、10年一遇的干旱时,旱灾损失率的实际调查结果与理论计算值的相对差值分别为1.69%、-5.33%和-4.81%。

摘要：为了分析未来时期(2020—2099年)长江中下游区域气象干旱演变特征,选取跨行业影响模式比较计划(ISIMIP)的4个全球气候模式,基于不同代表性浓度路径(RCP)的排放情景(RCP-2.6、RCP-6.0和RCP-8.5),分别计算了标准化降水指数(SPI)和标准化蒸散发指数(SPEI),探讨了两种指数对研究区气象干旱的刻画能力,分析了研究区未来气象干旱变化规律。研究结果表明:未来时期SPI整体呈增加趋势,汉江流域和洞庭湖水系西北区域增加幅度较大,说明该区域干旱减缓趋势明显;SPEI呈显著减小趋势,且随着排放浓度的增加,减小幅度逐渐增加,洞庭湖水系和鄱阳湖水系东南区域减小趋势较大,说明该区域未来时期干旱增加趋势明显;不同情景下SPI减小的区域SPEI也呈减小趋势且减小幅度更大;研究区SPI与SPEI的相关性从北到南、从西到东逐渐增强;SPI与SPEI的整体相关性随着排放浓度的增加逐渐减弱。研究成果有助于预估未来长江中下游区域干旱发生演变规律。

摘要：非均质性和时变性是潜流带和潜流交换的基本属性,潜流带和潜流交换时空变化特征的定量识别对地表水和地下水水量与水质的综合管理、流域水资源的评价和开发利用,以及对河流健康生态系统的维持均具有重要的指导意义。为了分析和掌握其规律特征,对国内外近20a来的河流潜流带和潜流交换时空变异特征的相关研究成果进行了系统的分析和探讨,阐述了潜流带和潜流交换在空间和时间上的变化特征,以及它们之间的相互作用关系,揭示了潜流带和潜流交换时空变异特征的影响机理;最后,基于已有的研究成果和未来的发展趋势,提出了针对潜流带时空变异规律的下一步研究工作方向和重点。