水力发电学报
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2026年 45卷 8期
刊出日期：2026-08-25
 
     
1 编辑部推荐论文:三峡建坝后长江中下游干流洪水空间来源分析 Hot!
张鸿洋, 胡春宏, 高宇, 王大宇, 任实, 李琳琪, 关见朝
DOI: 10.11660/slfdxb.20260801
科学识别长江中下游干流洪水空间来源，对于制定分区防洪策略具有重要实践意义。基于2003—2022年干支流日均流量序列，采用改进主成分分析方法（PCA）筛选干支流显著涨落样本，并结合三级分区流量组合指数（FCI）识别各分区高值年份及主要流量组合模式，再通过警戒水位判定洪水范畴，解析干流洪水的主要来源。结果表明：改进PCA有效提取了干支流流量涨落特征，第1主成分（PC1）得分高于阈值1.36的显著样本与实际流量过程线高位吻合较好；各年流量显著样本连续期分布呈现年际差异，2021年受汉江秋汛影响显著期偏晚，2022年则因“汛期反枯”表现为早期来流影响；判定出2020年为典型流域性洪水，2010、2012、2016、2017年为区域性洪水，结果与历史汛情吻合。
2026 Vol. 45 (8): 1-12 [摘要] ( 75 ) PDF (3899 KB)  ( 80 )
13 融合机理解析与遥感反演的水浇地精准识别研究
樊福全, 翁白莎, 高海波, 孙营伟
DOI: 10.11660/slfdxb.20260802
水浇地精准识别对优化水资源配置、提升灌溉效率、监测农业干旱、科学调度水利工程和促进粮食安全与水资源可持续利用具有重要意义。本研究以位于干旱半干旱农牧交错带的内蒙古乌审旗为研究区，从水分动态、能量动态、植被生理和植被物候4个维度对比分析水浇地与非水浇地的差异，遴选出4类10个关键因子；基于多源遥感数据反演上述关键因子，构建涵盖43个指标的全遥感特征指标库；通过特征重要性评估筛选出最优特征子集，基于子集训练随机森林（RF）水浇地识别模型；进而识别乌审旗2019—2024年水浇地并分析其时空变化特征。结果表明：模型识别精度为95.38%，Kappa系数为0.9128，说明模型能够有效识别水浇地；2024年乌审旗水浇地面积为812.2733 km2，主要分布在南部和西南部；过去5年水浇地以2022年为转折点，2022年之前面积逐年上升，之后逐年下降。本文构建的机理解析-因子识别-遥感反演-模型识别框架，可为水浇地识别及可解释性机器学习研究提供参考。
2026 Vol. 45 (8): 13-28 [摘要] ( 52 ) PDF (8537 KB)  ( 37 )
29 柔性沉水植被对流速的削弱效应与泥沙悬浮抑制作用
贾豪, 唐彩红, 张尚弘, 闫佳琛, 彭杨
DOI: 10.11660/slfdxb.20260803
水生植被作为明渠、湖泊生态系统中必不可少的组成部分，具有重要的生态服务价值。水生植被显著影响水体的湍流特性及泥沙悬浮，进而改变水体浊度，水体浊度是影响水生态系统健康的重要因素之一，而天然水生植被对水体浊度影响机理复杂。为揭示天然柔性沉水植被作用下水体流速结构及悬沙浓度分布规律，本研究选用天然苦草进行水槽试验，设置矩形排列方式，通过设置不同的流量和密度，对水体垂向流速及悬沙浓度进行系统分析。结果表明：柔性植被形态显著改变了水体的垂向流速分布与湍流结构，不同密度条件下，时均流速、横向与垂向雷诺应力，以及紊动能均呈现明显差异，近床面及冠层区域紊动能变化尤为显著。时均流速在冠层顶端出现转折点。紊动能及雷诺应力沿垂向分布具有相似性，最大值基本位于植被冠层顶端附近。植被作用下水体悬沙浓度相较于裸床条件下显著下降，且随着植被密度的增加而降低，水流与密度条件对冠层区的影响显著，沉水植被降低水体悬沙浓度的主要机制在于其削弱了冠层内水体时均流速，从而抑制了泥沙悬浮。
2026 Vol. 45 (8): 29-38 [摘要] ( 55 ) PDF (2193 KB)  ( 27 )
39 不同流速仪量测竖井式进/出水口孔口流速的差异性分析
袁野, 高学平, 朱洪涛, 刘殷竹
DOI: 10.11660/slfdxb.20260804
竖井式进/出水口是抽水蓄能电站进/出水口的主要形式之一，因其结构特点出流时孔口底部产生反向流速，但反向流速值及范围均相对较小，对试验测点的布置和流速仪的要求较高。针对有的竖井式进/出水口模型试验因不合适的量测方法得出孔口底部无反向流速的假象，本文专门比较了不同流速仪和测点布置方法量测的孔口断面流速分布的差异。结果表明，出流时孔口底部存在反向流速，干扰小、能近底的流速仪才能量测到底部反向流速；而干扰大、不能近底的流速仪和沿垂线测点数少，是导致得出孔口底部无反向流速假象的原因。不同类型的流速仪，由于其原理和结构不同，所测同一测点的流速值相差较大，特别是当流速很小时，同一测点的流速值相差75.00% ~ 150%，例如距底0.96 m的测点，声学多普勒流速仪测得流速0.02 m/s，电磁流速仪测得0.05 m/s，流速值相差150%。对于流速分布不均匀的断面，应布置多条测线，且合理布置测点，沿垂线至少7 ~ 9个测点，只有给出完整的沿垂线的流速分布，才能揭示其流速分布规律，得到符合实际的水力指标，例如出流工况各孔口流速不均匀系数，沿垂线8个测点时为2.39 ~ 2.48，沿垂线3个测点时为1.78 ~ 2.07，表明测点布置方式对水力指标评价影响显著，测点数量不足可能导致水力性能被高估。研究成果对采用试验方法研究流动规律及优化进/出水口体型具有重要指导意义。
2026 Vol. 45 (8): 39-49 [摘要] ( 54 ) PDF (4541 KB)  ( 23 )
50 浅水湖泊水质参数的伴随方程协同反演方法
陈燕, 刘昭伟
DOI: 10.11660/slfdxb.20260805
大型浅水湖泊水动力条件较弱，生化过程在水质演化中占据主导作用，使降解系数与内源源强等关键参数对水质模拟结果具有显著影响。然而，由于自然水体生化过程高度复杂，上述参数通常难以直接获取，成为制约水质模型精度提升的关键问题。本文以降解系数与内源源强为研究对象，基于伴随方程法推导深度平均对流–扩散方程的伴随系统，建立模拟误差对参数的梯度解析表达。在此基础上，结合Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno （BFGS）优化算法，构建水质参数协同反演框架，并在OpenFOAM数值平台上实现。以南水北调东线南四湖CODMn模拟为例，优化得到降解系数k = 0.0185 d-1，内源源强S = 0.179 g·m-2·d-1，均处于合理物理范围；模型模拟的RMSE值下降16.6%，较初始参数方案显著降低；优化过程收敛稳定，计算效率较高。结果表明，该方法能够有效提升浅水湖泊水质模型的参数识别精度，为复杂水环境条件下的参数反演提供方法支撑。
2026 Vol. 45 (8): 50-59 [摘要] ( 52 ) PDF (2107 KB)  ( 23 )
60 AGC下轴流转桨式转轮疲劳优化与定桨应急策略
张冰雪, 赖真明, 王宇亮, 杨博涵, 王先政, 尹燕辉, 鄢天留, 刘姗, 史广泰
DOI: 10.11660/slfdxb.20260806
为适配新型电力系统自动发电控制（AGC）模式下机组调节频次激增的运行需求，解决大型轴流转桨式水轮机转轮操作架、转臂等关键传动部件因长期承受高频交变应力而产生的疲劳损伤问题，系统开展转轮关键部件疲劳防控与应急处置研究。基于大渡河沙湾、安谷水电站转轮关键部件的实际裂纹故障案例，构建操作架和转臂三维仿真模型，采用有限元方法细化分析AGC工况下核心部件的疲劳特性，定位结构薄弱区域并提出针对性优化方案。针对转轮传动机构失效的极端工况，提出转桨式转轮定桨运行应急策略，明确了可行性论证、桨叶角度选择、调节模式调整、桨叶定位工艺及运维管控等方面的具体实施要点，形成“疲劳分析-结构优化-应急处置”的全流程技术体系。研究成果为AGC模式下轴流转桨式转轮的安全稳定运行提供了技术支撑，对同类型机组的疲劳损伤防治与应急处置具有重要工程指导意义。
2026 Vol. 45 (8): 60-70 [摘要] ( 59 ) PDF (1978 KB)  ( 22 )
71 堆石料状态相关最终流变模型及工程应用
王柳江, 王琦, 韩华强, 刘斯宏, 沈超敏, 毛航宇
DOI: 10.11660/slfdxb.20260807
堆石料流变特性是导致堆石坝工后沉降的主要因素之一，提高压实质量可有效减小坝体工后沉降。本文针对不同初始孔隙比试样，开展大型三轴流变试验，建立考虑孔隙比影响的状态相关最终流变模型，分析压实质量对坝体长期变形的影响。结果表明：堆石料流变具有显著的状态相关性，初始孔隙比越小，流变速率衰减越快，最终流变量越小；修正剑桥模型剪胀方程可较好描述堆石料流变剪胀关系，流变临胀应力比随孔隙比增大呈指数衰减；建立的最终流变模型含5个参数，能统一描述不同压实状态下的流变行为，可用于压实质量空间变异性对坝体长期变形影响的精细化模拟；堆石料压实质量对坝体工后沉降影响显著，初始孔隙比越大，沉降增长越明显，顺河向位移增长较小。
2026 Vol. 45 (8): 71-83 [摘要] ( 67 ) PDF (4245 KB)  ( 104 )
84 地下工程施工安全隐患智能识别系统研发与应用
刘魁刚
DOI: 10.11660/slfdxb.20260808
针对地下工程施工现场隐患排查依赖人工、效率低下、漏检率高、覆盖范围有限等行业痛点，本文提出基于Swin Transformer架构的隐患智能识别模型，并开展工程化应用研究。构建“自监督预训练-有监督微调”双阶段识别框架，采用交叉余弦相似度阈值控制方法的视频抽帧技术，构建覆盖全面的隐患数据集；基于语义约束随机掩码重建任务完成预训练，采用迁移学习策略实现55类施工隐患的精准识别。测试集结果表明，模型Accuracy为89.8%、Precision为90.5%、F1为89.4%，在低光照与粉尘干扰模拟工况下仍保持83.6%与85.4%的识别准确率。基于该模型构建的系统可与既有安全管理平台无缝对接，形成“AI识别—施工整改—监理线上复核—建设单位抽检”的闭环治理流程。依托北京轨道交通14条线路、65个标段试运行，系统累计识别隐患近2.9万条，对高坠、物体打击等重点风险具备稳定管控效果。研究成果为城市地下工程施工安全智能监管与精细化治理提供了关键技术与应用路径。
2026 Vol. 45 (8): 84-97 [摘要] ( 45 ) PDF (6116 KB)  ( 29 )
98 混凝土坝变形可解释性智能预测模型及工程应用
李勇登, 张猛, 王建, 鲁洋
DOI: 10.11660/slfdxb.20260809
精准预测变形趋势对混凝土坝安全运维具有重要意义。针对传统预测模型在处理非线性、多维度、长时序变形数据时存在的精度不足和可解释性差等问题，采用卷积神经网络（CNN）提取变形数据中的局部空间特征，转置Transformer（iTransformer）的多头注意力机制捕捉长时序依赖关系，长短期记忆网络（LSTM）强化时序数据的记忆能力，粒子群优化算法（PSO）对模型关键超参数进行全局寻优，全局敏感度分析对模型进一步解释，提出了一种基于PSO-CNN-iTransformer-LSTM的可解释组合模型。以溪洛渡大型混凝土拱坝11年的实测位移数据为样本，以均方根误差（RMSE）作为模型的适应度函数，进行多测点、多模型对比验证。结果表明：所提模型具有更高精度、更强泛化能力和稳定性，并且具备良好的可解释性，能够更加精准地预测混凝土坝的变形趋势。
2026 Vol. 45 (8): 98-107 [摘要] ( 73 ) PDF (2823 KB)  ( 17 )
108 大坝安全知识图谱的深度语义理解与结构化建模路径研究
龚琳玲, 陈波, 严克伍, 吕国旭
DOI: 10.11660/slfdxb.20260810
针对水利工程资料文本间存在的“知识孤岛”问题，提出了基于UIE框架与SE-RE-Joint模型的大坝安全知识图谱构建方法。运用七步法搭建了主体结构、附属建筑物、综合评判联合的多层领域本体库；数据预处理后通过小样本微调实现实体初步识别；通过语义增强编码，依托双向GRU捕捉序列依赖、CRF优化标签序列一致性，进而完成实体识别和关系抽取；最终借助Neo4j图数据库存储知识。实验结果表明：UIE+SE-RE-Joint共抽取实体2.5万个、关系3.1万对，模型预测准确率超过84%，实体冲突、边界模糊、类型混淆、关系误判4类错误较对比模型有明显改善。图谱可支撑知识可视化与数据检索，通过Python语言完成知识动态更新、知识推理和风险定位，可辅助大坝安全的智能诊断。
2026 Vol. 45 (8): 108-124 [摘要] ( 62 ) PDF (7848 KB)  ( 25 )
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